De alta resolución de imagen de resonancia magnética estructural del subcorteza Humano En Vivo Y Postmortem

El objetivo general de este experimento es probar los límites de resolución de la resonancia magnética estructural con el fin de resolver y comparar las estructuras subcorticales tanto en el cerebro postmortem como en el cerebro humano vivo. La investigación en nuestro laboratorio ha consistido en el estudio de los pequeños núcleos subcorticales dentro de las poblaciones de pacientes. Dado su pequeño tamaño y su duplicación dentro del cerebro, son difíciles de estudiar.

Desarrollamos un protocolo que resuelve estas estructuras subcorticales tanto en cerebros postmortem como en cerebros humanos vivos. La ventaja de esta técnica es la reducción de la duración de la exploración, lo que es útil en aplicaciones clínicas. La resolución de la resonancia magnética está limitada por el ruido, por lo que queríamos determinar cuál sería la resolución final.

En ausencia de las mayores fuentes de ruido, a saber, el movimiento de la cabeza, el pulso y la respiración del sujeto. Adquiera todas las imágenes descritas en este protocolo con un escáner de tres TMRI equipado con una bobina de cabeza de 32 canales. En este video, se muestran los pasos utilizando un escáner Siemens MAGOME TRIO tres TMRI para las sesiones de imágenes de los participantes del estudio. Asegúrese de realizar primero una prueba de seguridad por resonancia magnética.

A continuación, revise los detalles del protocolo de neuroimagen y pídales que firmen un formulario de consentimiento del paciente mientras preparan al participante para la exploración. Los tapones para los oídos se insertan en los oídos del participante. Luego, asegure su cabeza con almohadillas para minimizar el movimiento de la cabeza.

Durante la adquisición de imágenes al adquirir exploraciones con un cerebro postmortem, asegúrese de que el cerebro esté fijo antes de la neuroimagen y que esté contenido dentro de una bolsa o recipiente hermético que quepa dentro de la bobina del cabezal de la resonancia magnética. Coloque el cerebro en la bobina de la cabeza con su eje Z alineado con el orificio del escáner con el tronco encefálico mirando hacia el pie de la cama del escáner. También coloque cojines de vacío alrededor del cerebro para soporte adicional.

Antes de escanear, seleccione la pestaña del paciente en la esquina superior izquierda. Utilice la pestaña de registro para completar la información apropiada del tema. A continuación, haga clic en la pestaña de examen en la pestaña Explorador de exámenes.

Comience por crear primero un nuevo protocolo de escaneo LOCALIZER En la ventana de configuración, use la pestaña de contraste y resoluciones de rutina para ingresar los parámetros como se ve en la pantalla aquí. A continuación, cree un nuevo protocolo que se utilizará para obtener los escaneos ponderados por densidad de protones de alta resolución. Configure esto en la orientación coronal usando los parámetros que se ven en la pantalla aquí.

Reduzca el ancho de banda al mínimo posible para maximizar la relación señal/ruido. Para reducir la duración del escaneo, elija 18 cortes de un milímetro de grosor cada uno con un campo de visión de 160 milímetros. A continuación, superponga el cuadro de selección de cortes para adquirir las imágenes de densidad de protones sobre el localizador.

Asegurándose de cubrir los núcleos subcorticales dentro del tálamo, así como las estructuras circundantes. A continuación, inicie el escaneo para la identificación fiable de las estructuras subcorticales. Adquiera cinco ejecuciones con estos parámetros.

Al realizar imágenes cerebrales postmortem, se puede observar una identificación confiable de las estructuras subcorticales en una sola exploración con una duración total de aproximadamente tres minutos siguiendo el mismo protocolo de exploración. Para analizar los datos, utilice el software FSL disponible gratuitamente. Comience abriendo una ventana de terminal.

A continuación, convierta los archivos DICOM sin procesar del escáner para cada volumen de densidad de protones a un formato ingenioso. En la línea de comandos, escriba el comando scene aquí, DCM a NII, seguido del directorio de cada imagen. Correr. A continuación, obtenga los parámetros del escaneo de densidad de protones original.

A continuación, cree un volumen de destino de imagen en blanco de alta resolución con la mitad del tamaño de vóxel de estos parámetros. Para hacer esto en cualquier programa de edición de texto, primero, defina la transformación usando una matriz de identidad como se ve aquí y guárdela como un archivo de texto llamado identity dot matt. A continuación, use el comando de coqueteo para aplicar la transformación hacia arriba, muestreando cada ejecución original para duplicar la resolución total.

Esto da como resultado una matriz 10 24 y reduce a la mitad el tamaño del vóxel en cada dimensión. Ahora mueva todas las imágenes de alta resolución a una nueva carpeta. Luego, para cada participante, concatene todas las imágenes de densidad de protones muestreadas por UPS en un solo archivo de cuatro dimensiones.

Con el movimiento del comando de combinación FSL, corrija estos archivos concatenados. Con el comando URT, seleccione una corrección de cuatro etapas, que utiliza la interpolación de sincronización como un paso de optimización adicional para una mayor precisión. A continuación, cree la imagen media en 3D utilizando las matemáticas de FSL.

A continuación, visualice el resultado final, una imagen 3D de alta resolución utilizando el comando de vista FSL. Ahora cree regiones de interés, también llamadas ROI. Con la vista FSL, cargue la imagen de alta resolución.

A continuación, en la pestaña de herramientas, seleccione la pestaña de una sola imagen para ampliar la vista del ROI del dibujo. A continuación, haga clic en la pestaña de archivo seguida de crear máscara, dibuje una línea en el ROI y guarde. Por último, utilice el comando de volcado de máscara 3D de AF acne para extraer la imagen, las intensidades y la ubicación de las máscaras ROI que se acaban de crear.

Los resultados se generarán como un archivo de texto, que se puede utilizar para un análisis posterior. Esta serie de imágenes compara los promedios de volumen en cerebros in vivo y postmortem. Nótese que el cerebro postmortem muestra una clara demarcación de las estructuras subcorticales en un volumen ponderado por densidad de protones, mientras que para el cerebro in vivo se requiere un mínimo de cinco imágenes promediadas. Para proporcionar este detalle, este corte coronal en una imagen cerebral in vivo muestra una clara delineación del LGN y otras estructuras subcorticales, y aquí vemos otro corte del mismo cerebro promediado en 40 volúmenes de densidad de protones en la misma sesión con el mismos parámetros de imagen.

Este corte de cerebro postmortem se adquirió en un escaneo de volumen de densidad de protones y proporciona una delineación clara de las estructuras subcorticales, incluidas las LGN derecha e izquierda. Este corte muestra un cerebro postmortem promediado en 100 volúmenes de densidad de protones con la misma prescripción de corte. La vista ampliada muestra una clara demarcación de las estructuras subcorticales.

Aquí vemos perfiles de intensidad de línea para la izquierda y la derecha in vivo, LGN, así como para la izquierda y la derecha postmortem, LGN. Estas líneas son para 40 promedios máximos in vivo y 100 promedios post mortem. En el cerebro postmortem, no hubo variación en la intensidad que pueda atribuirse a las capas del cerebro in vivo.

Hubo una variación en la intensidad que se puede atribuir a las capas. Después de ver este video, debe tener una buena comprensión de cómo seguir este protocolo optimizado para obtener una solución de alto riesgo, las imágenes de densidad de protones de las regiones subcorticales una vez seguidas este método se pueden aplicar en entornos clínicos para reducir la duración de la exploración a menos de 15 minutos en humanos vivos y menos de tres minutos en cerebros postmortem cuando se aplica correctamente.