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Segmentación y registro de infarto cerebralentes en RMN o TC para mapeo de síntomas de lesiones

DOI:

10.3791/59653

September 25th, 2019

In This Article

Summary

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Aquí se proporciona un tutorial práctico para una canalización de procesamiento de imágenes estandarizada y de acceso abierto con el fin de asignar síntomas de lesiones. Se proporciona un tutorial paso a paso para cada paso de procesamiento, desde la segmentación de infartomanual manual en CT/MRI hasta el registro posterior y el espacio estándar, junto con recomendaciones prácticas e ilustraciones con casos ejemplares.

Abstract

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En el mapeo de síntomas de lesiones (LSM), la función cerebral se deduce relacionando la ubicación de las lesiones cerebrales adquiridas con los síntomas conductuales o cognitivos en un grupo de pacientes. Con los avances recientes en imágenes cerebrales y procesamiento de imágenes, LSM se ha convertido en una herramienta popular en neurociencia cognitiva. LSM puede proporcionar información fundamental sobre la arquitectura funcional del cerebro humano para una variedad de funciones cognitivas y no cognitivas. Un paso crucial en la realización de estudios LSM es la segmentación de lesiones en los escáneres cerebrales de un gran grupo de pacientes y el registro de cada exploración a un espacio estereotaxio común (también llamado espacio estándar o una plantilla de cerebro estandarizada). Aquí se describe un método estandarizado y de acceso abierto para la segmentación y el registro de infartos con el propósito de LSM, así como un tutorial detallado y práctico basado en casos ejemplares. Se proporciona un tutorial completo para la segmentación manual de infartos cerebrales en tomografías computarizadas y secuencias de resonancia magnética DWI o FLAIR, incluidos los criterios para la identificación de infartos y los escollos para diferentes tipos de exploración. El software de registro proporciona múltiples esquemas de registro que se pueden utilizar para el procesamiento de datos CT y RMN con parámetros de adquisición heterogéneos. Se proporciona un tutorial sobre el uso de este software de registro y la realización de comprobaciones de calidad visual y correcciones manuales (que se necesitan en algunos casos). Este enfoque proporciona a los investigadores un marco para todo el proceso de procesamiento de imágenes cerebrales necesario para realizar un estudio De LSM, desde la recopilación de los datos hasta los controles de calidad final de los resultados.

Introduction

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El mapeo de síntomas de lesiones (LSM), también llamado mapeo de lesiones-comportamiento, es una herramienta importante para estudiar la arquitectura funcional del cerebro humano1. En los estudios de lesiones, la función cerebral se infiere y localiza mediante el estudio de pacientes con lesiones cerebrales adquiridas. Los primeros estudios de caso que vinculan los síntomas neurológicos con lugares cerebrales específicos realizados en el siglo XIX ya proporcionaron información fundamental sobre los correlatos anatómicos del lenguaje y varios otros procesos cognitivos2. Sin embargo, los correlatos neuroanatómicos de mucho....

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Protocol

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Este protocolo sigue las directrices del comité de ética de investigación humana de nuestras instituciones.

1. Recopilación de escaneos y datos clínicos

  1. Recopile tomografías computarizadas cerebrales o resonancias magnéticas de pacientes con accidente cerebrovascular isquémico. La mayoría de los escáneres guardan los escaneos como archivos DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine) que se pueden copiar en un disco duro o servidor.
    NOTA: Se pueden utilizar exploraciones de cada tipo de escáner, protocolo de escaneado y intensidad de campo de RMN, siempre que 1) se cumplan los requisitos de ventana de....

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Results

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Aquí se proporcionan casos ejemplares de segmentaciones de infartocerebrales cerebrales en las imágenes CT(Figura 3),DWI(Figura 5)y FLAIR(Figura 6),y el registro posterior a la plantilla MNI-152. Los resultados de registro mostrados en la Figura 3B y la Figura 5C no tuvieron éxito del todo, ya que hubo desalineación cerca del cuerno frontal .......

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Discussion

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LSM es una poderosa herramienta para estudiar la arquitectura funcional del cerebro humano. Un paso crucial en cualquier estudio de mapeo de lesiones-síntomas es el preprocesamiento de datos por imágenes, la segmentación de la lesión y el registro en una plantilla cerebral. Aquí, informamos de una tubería estandarizada para la segmentación y el registro de lesiones con el propósito de mapeo de síntomas de lesiones. Este método se puede realizar con herramientas de procesamiento de imágenes disponibles libremente, se pued.......

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Disclosures

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Los autores no revelan conflictos de intereses.

Acknowledgements

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El trabajo del Dr. Biesbroek es apoyado por una Beca Young Talent del Brain Center Rudolf Magnus del Centro Médico Universitario de Utrecht. Este trabajo y el consorcio Meta VCI Map cuentan con el apoyo de Vici Grant 918.16.616 desde ZonMw, Países Bajos, Organización para la Investigación y el Desarrollo de la Salud, hasta Geert Jan Biessels. Los autores quieren agradecer a la Dra. Tanja C.W. Nijboer por compartir escaneos que se utilizaron en una de las figuras.

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
dcm2niixN/AN/Adescarga gratuita https://github.com/rordenlab/dcm2niix
ITK-SNAPN/A N/Adescarga gratuita www.itksnap.org
MATLABMathWorksN/Aversión 2015a o superior
MRIcronN/AN/Adescarga gratuita https://www.nitrc.org/projects/mricron
RegLSMN/AN/Adescarga gratuita www.metavcimap.org/support/software-tools
SPM12bN/AN/Adescarga gratuita https://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/

References

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  1. Rorden, C., Karnath, H. O. Using human brain lesions to infer function: A relic from a past era in the fMRI age. Nature Reviews Neuroscience. 5 (10), 812-819 (2004).
  2. Biesbroek, J. M., Weaver, N. A., Biessels, G. J.

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Lesion Symptom MappingInfarct SegmentationImage RegistrationBrain Template AlignmentCT MRI ProcessingITK SNAP SoftwareRegLSM RegistrationMNI152 TemplateManual CorrectionVoxelwise Analysis

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