Method Article

Un protocole complet pour la segmentation manuelle des structures du lobe temporal médial

DOI:

10.3791/50991

⸱

July 2nd, 2014

 ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Psychology Department, University of Illinois Urbana-Champaign, 2Neuroscience Program, University of Illinois Urbana-Champaign, 3Beckman Institute for Advanced Science and Technology, University of Illinois Urbana-Champaign

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Erratum

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Formal Correction: Erratum: A Comprehensive Protocol for Manual Segmentation of the Medial Temporal Lobe Structures
Posted by JoVE Editors on 9/01/2014. Citeable Link.

A correction was made to A Comprehensive Protocol for Manual Segmentation of the Medial Temporal Lobe Structures. Table 1 and its legend were updated. References 10 and 14 were also updated.

The references were updated from:

  1. Wager, T. D. & Smith, E. E. Neuroimaging studies of working memory: a meta-analysis. Cognitive, Affective & Behavioral Neuroscience. 3(4), 255-274 (2003).
  1. Scheltens, Ph, et al. Atrophyofmedialtemporallobeson MRIin 'probable' Alzheimer's disease and normal ageing: diagnostic value and neuropsychological correlates. Journal of Neurology, Neurosurgery, and Psychiatry. 55(10), 967-972, (1992).

to:

  1. Wager, T. D., Phan, K. L., Liberzon, I., & Taylor, S. F. Valence, gender, and lateralization of functional brain anatomy in emotion: a meta-analysis of findings from neuroimaging. Neuroimage. 19 (3), 513-31, doi:10.1016/S1053-8119(03)00078-8 (2003).
  1. de Leon, M. J. et al. Imaging and CSF studies in the preclinical diagnosis of Alzheimer's disease. Annals of the New York Academy of Sciences. 1097, 114-145, doi:10.1196/annals.1379.012 (2007).

Table 1 had its legend updated from:

Table 1. Representative volumetric results of the bilateral AMY and the HC of a single subject, from manual tracing using the present protocol and automatic segmentation. Automatic segmentation has underestimated the volume of each of the four structures compared. Corrected volume was calculated as the ratio between Voxel volume and Intracranial volume (ICV). For this subject, ICV = 1446616.73 mm3.

to:

Table 1. Representative volumetric results of the bilateral AMY and the HC of a single subject, from manual tracing using the present protocol and automatic segmentation. Automatic segmentation has misestimated the volume of each of the four structures compared. Corrected volume was calculated as the ratio between Voxel volume and ICV. For this subject, ICV = 1599482.11 mm3. Please click here to view a larger version of this figure.

Summary

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Le présent travail fournit un ensemble complet de lignes directrices pour le retracement manuel des structures du lobe temporal médian (MTL). Ce protocole peut être appliqué à des recherches impliquant des études d’imagerie par résonance magnétique (IRM) structurelle et/ou combinée structurelle et/ou combinée du MTL, tant dans des groupes sains que cliniques.

Abstract

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Le présent document décrit un protocole complet pour le traçage manuel de l'ensemble des régions du cerveau comprenant le lobe temporal médian (MTL): amygdale, l'hippocampe et les régions associées parahippocampal (de périrhinal, entorhinal, et parahippocampal bon). Contrairement à la plupart des autres protocoles de recherches disponibles, en se concentrant généralement sur ​​certaines zones de MTL (par exemple, l'amygdale et / ou hippocampe), la perspective d'intégration adopté par les présentes lignes directrices de traçage permet la localisation précise de tous les sous-régions de MTL. En intégrant l'information à partir d'une variété de sources, y compris les protocoles de traçabilité existantes ciblant séparément les différentes structures du LTM, les rapports histologiques, et atlas du cerveau, et avec le complément du matériel visuel d'illustration, le présent Protocole fournit un guide précis, intuitif et pratique pour comprendre la MTL anatomie. La nécessité de telles lignes directrices de recherchesest également souligné par illustrant les différences possibles entre les protocoles automatiques et manuelles segmentation. Cette connaissance peut être appliquée vers la recherche impliquant non seulement les enquêtes d'IRM structurelles mais aussi colocalisation et le signal IRMf extraction structurelle-fonctionnelle de ROI anatomiquement définies, dans les groupes en bonne santé et cliniques de même.

Introduction

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Le lobe temporal médial (MTL), une zone supposée du plus haut niveau d'intégration de l'information sensorielle 1, a été un sujet fréquent d'analyses ciblées. Par exemple, l'hippocampe et les régions parahippocampal associés ont été étudiés dans la recherche de la mémoire 2-5. En outre, le rôle de l'amygdale a été souvent souligné dans la recherche d'examiner le traitement des émotions et interactions émotion-cognition 6-11. Récemment, des régions MTL ont également retenu l'attention dans le domaine émergent de la personnalité neurosciences, qui relie la structure et la fonction de celles-ci et d'autres....

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Protocol

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1. Amygdale

  1. Antérieures tranches de AMY
    1. Identifier la première tranche de l'AMY dans lequel l'isolation de limen apparaît d'abord, où la connexion de la substance blanche entre les lobes frontal et temporal est continue et visible 30. Dans la vue coronale, utiliser le faisceau angulaire de la frontière inférolatérale du AMY.
    2. Localisez le chiasma optique comme un point de repère pour l'apparition de l'AMY. Utilisez le axiales et sagittales de distinguer l'AMY dans ses premières tranches de l'uncus environnante. Suivez l'affaire voies blanc autour du AMY en vue axiale d'exclure la zone entorhi....

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Results

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Illustration des différences possibles entre la segmentation manuelle et automatique

Un modèle 3D de la segmentation manuelle pour le AMY, HC, PRC, ERC, et SSP est représenté sur la figure 1, et une coupe sagittale de la segmentation est représenté sur la figure 2. Aux fins d'illustrer les différences possibles entre les extrêmes manuel et automatique tracés, des tranches de l'AMY d'un sujet représentant avec erronée segmentation.......

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Discussion

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Traditionnellement, la segmentation manuelle a été considéré comme l'étalon-or par de nombreux chercheurs. Néanmoins, une délimitation précise des structures individuelles a été compliquée par la morphologie très variable des structures du LTM, et par les faibles contrastes habituellement d'IRM de ces structures contre les zones de tissus et non-neuronales neurones environnants. Historiquement, il ya eu des descriptions contradictoires dans la littérature pour certaines structures de MTL. Dans certains cas, la s.......

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Disclosures

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Les auteurs n’ont aucun conflit d’intérêts à déclarer.

Acknowledgements

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Cette recherche a été financée par des fonds de FD. MM a été soutenue par une bourse IGERT dans le cadre de la subvention n° 0903622 de la National Science Foundation. Les auteurs souhaitent remercier les membres du Dolcos Lab pour leur aide à la collecte et à la préparation des données.

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
ITK-SNAPÉquipe ITK-SNAP à l’Université de Pennsylvanie et à l’Université de l’UtahITK-SNAP v2.2
FSLGroupe d’analyse sur l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle du cerveau (FMRIB)FSL v4.1
Siemens Magnetom Trio 3T MR ScannerSiemensMagnetom Trio 3T

References

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  1. Amaral, D. G. Introduction: what is where in the medial temporal lobe. Hippocampus. 9, 1-6 (1999).
  2. Squire, L. R., Zola-Morgan, S. The medial temporal lobe memory system. Science. 253 (5026), 1380-1386 (1991).
  3. Eichenbaum, H., Otto, T., Cohen, N. J.

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Medial Temporal LobeManual TracingAmygdala SegmentationHippocampus TracingParahippocampal GyrusMRI Image AnalysisAnatomical Landmark IdentificationSlice by Slice TracingVolumetric Statistics3D Rendering

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