Name: הדמיית תהודה מגנטית מבנית ברזולוציה גבוהה של תת-הקליפה האדם In vivo ולאחר המוות (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-12-30T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 16 s
Description: למד פרוטוקול MRI מבני ברזולוציה גבוהה לזיהוי מבנים תת-קליפתיים במוח האנושי. השיטה מאפשרת הבחנה בשכבות ה-LGN ומקצרת זמני סריקה ליישומים קליניים.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

המחברים מכירים במקורות המימון הבאים, מועצת המחקר למדעי הטבע וההנדסה של קנדה (NSERC), קרן המחקר של דורותי פיטס (NG) וקרן המחקר של ניקי ות'ור איטון. המחברים מודים לקווין דה-סימון, ואמן גויאל ועל הידע שלהם ברכישת MRI ומומחיות בניתוח.

1. משתתף ולאחר מות מוח הסט-אפ הערה: כל התמונות נרכשו באמצעות סורק MRI T 3 עם סליל ראש 32 ערוצים וכל סריקת MRI בוצע ב RT, כ -20 מעלות צלזיוס. כל המשתתפים היו תקין בידיים ונתנו בכתב הסכמה מדעת. כל משתתף היה במצב הבריאותי טוב ללא היסטוריה של הפרעות נוירולוגיות. פרוטוקול הניסוי אושר ועוקב אחר ההנחיות של ועדת ביקורת משתתפי יורק אדם האוניברסיטה. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בקש מכל משתתף למלא ולחתום על טופס הסכמת מטופל המפרט הנחיות בטיחות MRI ופרוטוקול נוירו-ההדמיה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לכל משתתף, למקם את אטמי אוזניים בכל אוזן ולאבטח את ראשם עם כריות כדי למזער תנועת ראש. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להדמיה של מוח שלאחר מוות, לוודא המוח קבוע לפני הדמייה והוא נמצא בתוך שקית או מיכל שמתאים בתוך הראש-סליל MRI. מניחים את המוח שלאחר המוות בראש-הסליל עם Z- הציר שלה (מעולה למפל אבניםerior) מיושר עם נשא של הסורק. גזע המוח (האחורית) צריך להתמודד לקראת מרגלות מיטת הסורק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הנח את ידי כרית ואקום סביב המוח שלאחר המוות לתמיכה נוספת. </li></ol> 2. לוקליזציה וקביעת תת-הקליפה&quot; הערה: התלמוס הוא מבנה אונות כפול ממוקם בסמוך למרכז המוח ממוקם בין המוח התיכון וקליפת המוח. ממוקם בתוך התלמוס הגב, LGN האנושי הוא מבנה קורטיקליים קטן המשתרע מרבי של ~ 10 מ&quot;מ. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי להירשם משתתף חדש, לפתוח את תוכנת ההדמיה MRI ולחץ על כרטיסיית המטופל בפינה השמאלית העליונה. לאחר מכן לחץ על רישום. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מלא את פרטי החולה המתאימים, ולאחר מכן לחץ על כרטיסיית הבחינה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי להשיג סריקת Localizer, לחץ על כרטיסיית הבחינה Explorer כדי ליצור פרוטוקול חדש. שים לב לחלון ההגדרה על המסך, לחץ על הכרטיסייה שגרתית, ולהזין את הפרמטרים הבאים: רכישהשניות זמן 28, מטריצת רכישה 160 × 160, פרוסה 1, גודל voxel איזוטרופיים 1.6 מ&quot;מ עובי, FOV = 260 מ&quot;מ, שלב FoV = 100%, רזולוציה פרוסה = 69%, שלב שלב ופורסים חלקי פורייה = 6/8, TR = 3.15 ms, TE = 1.37 אלפיות שניים, פליפ זווית = 8 מעלות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כיסוי תיבת בחירת פרוסה משמשת לרכישת תמונות PD על Localizer מכסות את הגרעינים קורטיקליים בתלמוס, כמו גם סביב מבנים (איור 4). </li></ol> 3. פרמטרים מבניים ברזולוציה גבוהה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צור פרוטוקול חדש לקבלת סריקות משוקללת PD ברזולוציה גבוהה. בחלון ההגדרה על המסך, לחץ על הכרטיסייה שגרתית, ולהזין את הפרמטרים הבאים בכיוון העטרה: זמן רכישה 179 שניות, מטריצת רכישה 512 × 512, 0.3 גודל voxel × 0.3 × 1 מ&quot;מ 3, TR = 3.25 שניות , TE = 32 אלפיות שני, זווית להעיף = 120 °, רכישת נתח משולבת, FoV לקרוא = 160 מ&quot;מ, FoV שלב = 100%, הדמיה מקבילה (גראפה) עםגורם האצת 2. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש ברצף הד ספין טורבו, עם אורך הד רכבת של 5. ההד הראשון ב 32 אלפיות השניים הוא ההד היעיל לרצף הזה. להפחית את רוחב הפס (BW) ל, 40 הרץ / פיקסל המינימום אפשרי, על מנת למקסם את יחס האות לרעש. כדי להפחית את משך סריקה, לבחור 18 פרוסות, כל 1 מ&quot;מ עבה, עם FOV = 160 מ&quot;מ. לוח זה מספק מספיק כיסוי של אזורים קורטיקליים של עניין. הערה: לזיהוי אמין של מבנים קורטיקליים, לרכוש 5 ריצות עם הפרמטרים לעיל. משך הסריקה הכולל הוא רק ~ 15 דק &#39;(איור 5). שומן רווי-לא הועסק. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בהדמיה של מוח שלאחר מוות, זיהוי אמין של מבנים קורטיקליים ניתן להבחין בסריקה אחת בלבד עם משך הזמן הכולל של רק ~ 3 דקות הבאות באותו פרוטוקול הסריקה כמו ב3.1 (איור 6). </li></ol> ניתוח 4. תמונה הערה: כדי לנתח את נתוני ה- MRI, להשתמש FMRIB זמין באופן חופשי שלספריית תוכנת חבילה (FSL) זמינה להורדה ב( <a href="https://www.fmrib.ox.ac.uk/fsl/">https://www.fmrib.ox.ac.uk/fsl/).</a> <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פתח חלון מסוף, ולהמיר את קבצי DICOM גלם מהסורק לכל PD נפח לפורמט ניפטי עם DICOM לממיר ניפטי. מספר שהם זמינים באופן חופשי להורדה (לדוגמא., <a href="https://www.nitrc.org/projects/mricron">Https://www.nitrc.org/projects/mricron).</a> בשורת הפקודה, הקלד dcm2nii אחרי הספרייה של כל ריצת תמונה משוקללת PD. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחלון מסוף לקבל את הפרמטרים של סריקת PD המקורית. הקלד fslinfo בשורת הפקודה ואחרי סריקת PD בפורמט ניפטי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צור ברזולוציה גבוהה תמונה ריקה יעד נפח שיש פעמיים את הרזולוציה וחצי גודל voxel ניתנו על ידי הפרמטרים מfslinfo מסריקת PD המקורית. סדר תשומות נתונים לפקודה זו הוא כדלקמן: fslcreatehd &lt;xsize&gt; &lt;ysize&gt; &lt;zגודל&gt; &lt;tsize&gt; &lt;xvoxsize&gt; &lt;yvoxsize&gt; &lt;zvoxsize&gt; &lt;tr&gt; &lt;xorigin&gt; &lt;yorigin&gt; &lt;zorigin&gt; &lt;סוג הנתונים&gt; &lt;headername&gt; הערה: לדוגמא, אם סריקת PD המקורית עם הפרמטרים הבאים כמתואר ב3.1 נאספות (כלומר, 512 × 512 מטריצה, 18 פרוסה, 0.3 גודל × 0.3 × 1 מ&quot;מ 3 voxel, TR = 3.25 ים), הקלד את השורה הבאה לתוך חלון הפקודה: 1024 1024 36 1 0.15 0.15 0.5 3.25 0 0 0 4 blankhr.nii.gz fslcreatehd </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את השינוי באמצעות מטריצת זהות. הקלד בכל תכנית עורך טקסט קובץ טקסט שנשמר כ&#39;identity.mat &#39;שנראה כך: 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש בפקודה לפלרטט להחיל את השינוי, upsampling כל משוקללת ריצת PD מקורית להכפיל את הרזולוציה הכוללת של 512 למטריצה ​​1024, ולקצץ בחצים את גודל voxel בכל ממד וכתוצאה מכך ברזולוציה של 0.15 × 0.15× 0.5 מ&quot;מ 3. בחלון מסוף לכל PD נפח, הקלד את הפקודה הבאה לפלרטט שינוי השמות המקוריים ותפוקה לטווח: לפלרטט -interp sinc -in originalPD.nii.gz -ref blankhr.nii.gz -applyxfm -init identity.mat אאוט פרטי highresPD.nii.gz הערה: איפה originalPD.nii.gz היא מקור עוצמת הקול, blankhr.nii.gz היא הרזולוציה הפלט הרצויה, וhighresPD.nii.gz הוא שמו של פלט הנפח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להעביר את כל התמונות ברזולוציה הגבוהה לתיקייה חדשה, ולנווט אליו בחלון מסוף. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לכל משתתף, לשרשר את כל תמונות PD upsampled לקובץ 4D יחיד באמצעות fslmerge. בחלון סוג מסוף: fslmerge -t concat_highresPD * .nii.gz הערה: זה יוצר קובץ בשם 4D concat_highresPD.nii.gz. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תנועה לתקן את הקובץ בשרשור באמצעות mcflirt 10. כלי זה מאפשר לרישום אוטומטי חזק ליניארי (affine) תמונות מוח היתר ובין-מודאלי. בחרתיקון 4 שלבים, אשר מנצל אינטרפולציה sinc (פנימי) כמו לעבור אופטימיזציה נוספת לדיוק רב יותר. בחלון סוג מסוף: mcflirt -in concat_highresPD אאוט הפרטי mcf_concat_highresPD.nii.gz -stages 4 -plots הערה: זה יוצר קובץ בשם 4D mcf_concat_highresPD.nii.gz. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לבסוף, ליצור 3D מתכוון fslmaths תמונה באמצעות. בחלון סוג מסוף: fslmaths mcf_concat_highresPD.nii.gz -Tmean mean_highresPD.nii.gz הערה: זה יוצר קובץ בשם 3D mean_highresPD.nii.gz שהוא באיכות גבוהה </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דמיין את התמונה ברזולוציה גבוהה תוצאה הסופית 3D באמצעות פקודת fslview. בספרייה של איפה התמונה שלך היא, הקלד את הפקודה הבאה בחלון מסוף: fslview mean_highresPD.nii.gz. &quot; </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בדוק פרופילי עוצמת ROIs בשאלה. צור את ההחזר על ההשקעה באמצעות fslview (זה יכול להיות קו אנכי נמשך על פני אזור של LGN לדוגמא). בfslview לטעון את תמונת PD ברזולוציה הגבוהה. לחץ על כרטיסיית הכלים,לאחר מכן לחץ על כרטיסיית תמונה אחת כדי להגדיל את התמונה לציור ROIs. לאחר מכן, לחץ על הכרטיסייה הקובצת ולאחר מכן בכרטיסייה יצירת מסכה. צייר קו בהחזר על ההשקעה של עניין. שמור את ההחזר על ההשקעה על ידי לחיצה על קובץ, ולאחר מכן כשמורה. חזור על מסכות קו לאזורים מרובים בהחזר על ההשקעה עבור השוואות עוצמה וROIs אחרות בשאלה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש בפקודת 3dmaskdump של AFNI לנתח את עוצמת התמונה המתקבלת. בספרייה של איפה התמונות הן, השתמשו בפקודה הבאה בחלון מסוף כדי לחלץ את עוצמות תמונה ומיקום (ניתן כresult_mask.txt) של מסכת ROI שלך: 3dmaskdump -o result_mask.txt -noijk -xyz -mask ROI_linemask.nii.gz PDaverage_image.nii.gz </li></ol>

<ol><li>Devlin, J. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reliable+identification+of+the+auditory+thalamus+using+multi-modal+structural+analyses%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">Reliable identification of the auditory thalamus using multi-modal structural analyses.</a> NeuroImage. 30 (4), 1112-1120 (2006).</li>
<li>Fellner, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((True+proton+density+and+T2-weighted+turbo+spin-echo+sequences+for+routine+MRI+of+the+brain%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroradiology%22%5BJournal%5D)">True proton density and T2-weighted turbo spin-echo sequences for routine MRI of the brain.</a> Neuroradiology. 36 (8), 591-597 (1994).</li>
<li>Schumann, C. M., Buonocore, M. H., Amaral, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetic+resonance+imaging+of+the+post-mortem+autistic+brain%5BTitle%5D)+AND+%22J+Autism+Dev+Disord%22%5BJournal%5D)">Magnetic resonance imaging of the post-mortem autistic brain.</a> J Autism Dev Disord. 31 (6), 561-568 (2001).</li>
<li>Tovi, M., Ericsson, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measurements+of+T1+and+T2+over+time+in+formalin-fixed+human+whole-brain+specimens%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Radiol%22%5BJournal%5D)">Measurements of T1 and T2 over time in formalin-fixed human whole-brain specimens.</a> Acta Radiol. 33 (5), 400-404 (1992).</li>
<li>Fujita, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lateral+geniculate+nucleus%3A+anatomic+and+functional+identification+by+use+of+MR+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Neuroradiol%22%5BJournal%5D)">Lateral geniculate nucleus: anatomic and functional identification by use of MR imaging.</a> Am J Neuroradiol. 22 (9), 1719-1726 (2001).</li>
<li>Bridge, H., Thomas, O., Jbabdi, S., Cowey, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Changes+in+connectivity+after+visual+cortical+brain+damage+underlie+altered+visual+function%5BTitle%5D)+AND+%22Brain%22%5BJournal%5D)">Changes in connectivity after visual cortical brain damage underlie altered visual function.</a> Brain. 131 (6), 1433-1444 (2008).</li>
<li>Gupta, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Atrophy+of+the+lateral+geniculate+nucleus+in+human+glaucoma+detected+by+magnetic+resonance+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Br+J+Opthalmol%22%5BJournal%5D)">Atrophy of the lateral geniculate nucleus in human glaucoma detected by magnetic resonance imaging.</a> Br J Opthalmol. 93 (1), 56-60 (2009).</li>
<li>Dai, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessment+of+lateral+geniculate+nucleus+atrophy+with+3T+MR+imaging+and+correlation+with+clinical+stage+of+glaucoma%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Neuroradiol%22%5BJournal%5D)">Assessment of lateral geniculate nucleus atrophy with 3T MR imaging and correlation with clinical stage of glaucoma.</a> Am J Neuroradiol. 32 (7), 1347-1353 (2011).</li>
<li>McKetton, L., Kelly, K. R., Schneider, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Abnormal+lateral+geniculate+nucleus+and+optic+chiasm+in+human+albinism%5BTitle%5D)+AND+%22J+Comp+Neurol%22%5BJournal%5D)">Abnormal lateral geniculate nucleus and optic chiasm in human albinism.</a> J Comp Neurol. 522 (11), 2680-2687 (2014).</li>
<li>Jenkinson, M., Bannister, P., Brady, M., Smith, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Improved+optimization+for+the+robust+and+accurate+linear+registration+and+motion+correction+of+brain+images%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">Improved optimization for the robust and accurate linear registration and motion correction of brain images.</a> NeuroImage. 17 (2), 825-841 (2002).</li>
<li>Dietrich, O., Raya, J. G., Reeder, S. B., Reiser, M. F., Schoenberg, S. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measurement+of+signal-to-noise+ratios+in+MR+images%3A+influence+of+multichannel+coils%2C+parallel+imaging%2C+and+reconstruction+filters%5BTitle%5D)+AND+%22J+Magn+Reson+Imaging%22%5BJournal%5D)">Measurement of signal-to-noise ratios in MR images: influence of multichannel coils, parallel imaging, and reconstruction filters.</a> J Magn Reson Imaging. 26 (2), 375-385 (2007).</li>
<li>Andrews, T. J., Halpern, S. D., Purves, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Correlated+size+variations+in+human+visual+cortex%2C+lateral+geniculate+nucleus%2C+and+optic+tract%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Correlated size variations in human visual cortex, lateral geniculate nucleus, and optic tract.</a> J Neurosci. 17 (8), 2859-2868 (1997).</li>
<li>Pfefferbaum, A., Sullivan, E. V., Adalsteinsson, E., Garrick, T., Harper, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Postmortem+MR+imaging+of+formalin-fixed+human+brain%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">Postmortem MR imaging of formalin-fixed human brain.</a> NeuroImage. 21 (4), 1585-1595 (2004).</li>
</ol>

למחברים אין מה לחשוף.

מחקר זה מתאר פרוטוקול מותאם ברכישה וטכניקת ניתוח כדי להשיג תמונות משוקללים PD ברזולוציה גבוהה של אזורים קורטיקליים. מספר הפרמטרים סריקה נבדק ושונה עם המשמעותי ביותר הנוגעים לגודל מטריצה, גודל voxel, ורוחב פס כדי להגדיל את יחס האות לרעש ולהקטין את מספר הרכישות, שלב קריטי ביכולת לקבוע מבנים קורטיקליים ברזולוציה גבוהה. בשיתוף עם מציאת הפרמטרים אופטימליים בתוך בני אדם חיים, מחקר זה בדק את המגבלות מוחלטות של סורק ה- MRI בתנאים אידיאליים, ללא החשש של חפצי תנועה ואילוצי זמן מטופל על ידי ...

מטרתו של מחקר זה הייתה לבחון את גבולות הרזולוציה של MRI המבני בהעדר הרעש הפיזיולוגי. צפיפות תמונות משוקללת (PD) פרוטון נרכשו במוח שלאחר המוות במשך זמן רב (שני ~ 24 מפגשי שעות) כדי לקבוע את המספר המזערי של תמונות שהיו צריך להיות רשומים וממוצע כדי לפתור את המבנים קורטיקליים. לשם השוואה, תמונות משוקללים PD היו גם רכשו בחיים בני אדם על פני מספר המפגשים. בפרט, המטרה הייתה לבדוק אם זה יהיה אפשרי בתרחיש הטוב ביותר במקרה לפתור את כל שש שכבות בודדות של LGN האדם, שהם כ 1 מ&quot;מ עובי (איור 1). <img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/53309/53309fig1.jpg" /> איור 1. שכבות רוחב האדם הברכיתיים גרעין. סכמטי של מבנה עלעלי של LGN. המגנוסלולריים שכבות (M) מורכבות מעצבית גדולותגודל תא וצפיפות תאים קטן יותר כי הם אחראים לפתרון קווי המתאר תנועה וכמובן (שכבות 1-2, מתואר כאפור כהה). שכבות הפרווסלולריים (P) מורכבות מגודל קטן יותר תאים עצביים וצפיפות תאים גדולה יותר, שאחראים לפתרון עדין צורה וצבע (שכבות 4-6, מתואר כאפור בהיר). בר סולם של 1 מ&quot;מ. איור המבוסס על 12 LGN האדם המוכתם. רזולוציה מרחבית בMRI משופר בעת גודל המטריצה ​​הוא גדל, וכאשר שדה-ראייה (FOV) ועובי פרוסה הם ירדו. עם זאת, רזולוציה מוגברת מקטינה את יחס האות לרעש (SNR), שהוא פרופורציונלי לvoxel הנפח. יחס האות לרעש הוא גם פרופורציונלית לשורש הריבועי של מספר המדידות. בבני אדם חיים, אם כי ניתן לרכוש מספר רב של תמונות על פני מספר פגישות הדמיה נפרדות, הרזולוציה האולטימטיבית היא מוגבלת על ידי רעש פיסיולוגי, כגון נשימה, פעימות דם ותנועת הראש. גָבוֹהַ-resolution (voxels 0.35 מ&quot;מ במטוס) PD סריקות משוקללים נרכשו. סריקות PD לשפר ניגוד אפור ולבן בתלמוס 1, ולגרום לתמונות שלמזער השפעות 2 T 1 ו- T. התמונה שלה תלויה בצפיפות של פרוטונים בצורה של מים ומולקולות גדולים כמו חלבונים ושומן בהדמית הנפח. המספרים מוגברים של פרוטונים בתוצאות רקמות באות בהירה בתמונה בשל המרכיב גבוה יותר של אורכי המגנטיזציה 2. סריקות משוקללות PD נאספו מכיוון שהם מספקים ניגודיות גבוהה יותר של מבנים קורטיקליים עם רקמה הסובבת. ניגודים אחרים, כגון T1- ותמונות T2 המשוקלל לגרום לקושי בהתוויית מבנים קורטיקליים כמו LGN בשל יחס ניגודיות לרעש קטן יותר, כפי שנקבע על ƒ 1,3. כמו כן, מחקרים קודמים מצאו כי תמונות משוקללות PD של פורמלין קבועים מוח פוסט-מורטם resulteד בהבדלי ניגודיות גבוהים יותר בין חומר אפור ולבן בהשוואה לT1- ותמונות T2 המשוקלל שעוצמות תמונת חומר אפורות והלבנות דומות 3,4. גורמי biophysical הבסיסיים יכולים להסביר הבדלים אלה. T1 (אורך) וT2 (רוחבי) פעמים הרפיה של פרוטוני מימן תלויות איך מהלכי מים בתוך הרקמה. Fixatives כגון עבודת פורמלין על ידי חלבוני קישור צולבים. ההבדלים בין ניידות מים מופחתים בין סוגים שונים של רקמות כאשר fixatives משמש. לעומת זאת רקמת T1 מופחת נצפה לאחר קיבוע, ואילו ההבדלים בצפיפות היחסית של פרוטונים בתוך רקמות מוח גדלו עם קיבעון, מתן ניגוד בידול טוב יותר 3, 4. מחקרים קודמים זיהו LGN בסריקות משוקלל PD באמצעות 1.5 T 5,6,7, ולאחר 3 T סורק 8,9. זה קריטי כדי לקבל סריקות אלה כדי להיות מסוגלים להתוות את היקף מדויקLGN. כדי לשמור על כיסוי מלא של הגרעינים קורטיקליים, 18 פרוסות משוקללות PD נתקבלו בתלמוס. כל כרך מחדש נדגמו לפעמיים מטריצת החלטת 1024, (גודל 0.15 מ&quot;מ במטוס voxel), בשרשור, תנועת תיקון וממוצע לייצר תמונת 3D ברזולוציה גבוהה של מבנים קורטיקליים. המספר האופטימלי של תמונות PD נדרשות למרשם הפרוסה הבא היה 5, צמצום זמן סריקה פחות מ 15 דקות בבני אדם חיים. רק 1 תמונת PD נדרשה לסמן בבירור אזורים קורטיקליים במוח שלאחר המוות, צמצום זמן סריקה פחות מ 3 דקות (איור 2 ו -3). דגימת מוח כל-קבוע פורמלין שלאחר המוות נסרקה מאישה שמתו מדום לב-ריאה בגיל 82 שנים. סקירה של רשומות רפואיות גילתה שיש לה: מחלת ריאות חסימתית כרוני, אנגינה, מעקף משולש ניתוח 8 שנים שקדמו למותו, סרטן הרחם שטופל בכריתת רחם7 שנים שקדמו למוות, היפרליפידמיה, גלאוקומה, וניתוח קטרקט. דגימת המוח שלאחר המוות הייתה טבילה-קבועה ב 10% ניטראלי שנאגרו פורמלין לפחות 3 שבועות על 4 מעלות המוח שלאחר המוות C.The נסרקה עם אותו פרוטוקול ההדמיה, כמו גם עם פרמטרים אחרים במהלך שעות רבות להשוואות איכות תמונה . רק הפרמטרים האופטימליים יתוארו לפרוטוקול.

<table><tbody><tr><td>שלישיית מגנטום 3T&nbsp; MRI</td><td>סימנס (ארלנגן, גרמניה).</td><td></td><td></td></tr><tr><td>יד כרית ואקום</td><td>מחצלת סימנס</td><td>מס': 4765454</td><td>יוצר ע"י: יוהנס-שטרק-סטק. 8 D-92224 אמברג</td></tr></tbody></table>

הדמיית תהודה מגנטית מבנית ברזולוציה גבוהה של תת-הקליפה&quot; האדם<i&gt; in vivo</i&gt; ולאחר המוות

High-resolution Structural Magnetic Resonance Imaging of the Human Subcortex In Vivo and Postmortem

המוקד של מחקר זה היה לבחון את גבולות הרזולוציה של MRI המבני של מוח שלאחר המוות בהשוואה לחיים מוח אנושי. הרזולוציה של MRI המבני in vivo מוגבל סופו של דבר על ידי רעש פיסיולוגי, כוללים פעימה, נשימה ותנועת הראש. למרות חומרת ההדמיה ממשיכה להשתפר, זה עדיין קשה כדי לפתור מבנים בקנה מידת המילימטר. לדוגמא, סינפסה הראייה העיקרית מסלולים חושיים בגרעין הברך הצדי (LGN), ממסר חזותי וגרעין שליטה בתלמוס, כי בדרך כלל מאורגן בשש שכבות המשקפת רציף. מחקרי הדמייה לא הצליחו להבחין באופן מהימן שכבות אלה בשל גודלם הקטן, כי הם פחות מ 1 מ&quot;מ עובי. מגבלת הפתרון של MRI המבני, במוח שלאחר המוות נבדקה מספר רב של תמונות באמצעות ממוצע במשך זמן רב (~ 24 שעות). המטרה הייתה לבדוק אם ניתן היה לפתור את l הבודדאיירס של LGN בהעדר הרעש פיסיולוגי. צפיפות פרוטון (PD) 1 רצף דופק משוקלל שימשה עם משתנה רזולוציה ופרמטרים נוספים כדי לקבוע את המספר המזערי של תמונות צורך להיות רשומות בממוצע להבחין LGN ואזורים קורטיקליים אחרים באופן מהימן. התוצאות גם הושוו לתמונות שנרכשו בחיים מוח אנושי. בvivo נושאים נסרקו על מנת לקבוע את ההשפעות נוספות של רעש פיסיולוגי במספר המינימאלי של סריקות PD צריכים להבדיל מבנים קורטיקליים, שימושיים ביישומים קליניים.

ברגע שתת-הקליפה&quot; נקבע בתלמוס, תמונות משוקללים PD נאספות בתוך תיבת בחירת פרוסה (איור 4). יחס האות לרעש משופר על ידי הגדלת מספר הממוצעים בשתי הנתיחה שלאחר המוות ובסריקות vivo. כדי לקבוע את איכות תמונה, יחס האות לרעש מממוצעי סריקה שונים הושוותה על ידי חלוקת האות של האזור במוח הממוצע של סטיית התקן בתחום מסוים מחוץ למוח. יחס האות לרעש מחושבת כיחס אות לרעש = .655 * μ רקמה / σ אוויר 11, שבו רקמת ...

כאן אנו מציגים פרוטוקול לקביעת המספר המינימלי של תמונות שיש לרשום ולחשב ממוצע כדי לפתור מבנים תת-קורטיקליים ולבדוק אם ניתן לפתור את השכבות הבודדות של ה-LGN בהיעדר רעש פיזיולוגי.

הדמיית תהודה מגנטית מבנית ברזולוציה גבוהה של תת-הקליפה&quot; האדם<I&gt; In vivo</I&gt; ולאחר המוות

The focus of this study was to test the resolution limits of structural MRI of a postmortem brain compared to living human brains. The resolution of ...

המטרה הכללית של ניסוי זה היא לבחון את מגבלות הרזולוציה של MRI מבני כדי להבחין ולהשוות מבנים תת-קורטיקליים הן במוח אנושי לאחר המוות והן במוח אנושי חי. מחקרים במעבדה שלנו כללו חקר של גרעינים תת-קורטיקליים קטנים בקרב אוכלוסיות חולים. בשל גודלם הקטן והכפילות שלהם במוח, קשה לחקור אותם.פיתחנו פרוטוקול המאפשר הדמיה של מבנים תת-קורטקליים אלו במוחות אנושיים, הן לאחר המוות והן בחיים. היתרון בטכניקה זו הוא קיצור משך הסריקה, דבר המועיל ביישומים קליניים. רזולוציית ה-MRI מוגבלת על ידי רעש, לכן ביקשנו לקבוע מה תהיה הרזולוציה הסופית.בהיעדר מקורות הרעש הגדולים ביותר, דהיינו תנועת ראש של הנבדק, דופק ונשימה, רכשו את כל הדמיוּת המתוארת בפרוטוקול זה באמצעות סורק 3T MRI המצויד בסליל ראש בעל 32 ערוצים. בסרטון זה, השלבים מודגמים באמצעות סורק Siemens MAGNETOM Trio 3T MRI עבור מפגשי הדמיה של משתתפי מחקר. הקפידו לבצע תחילה סקר בטיחות MRI.לאחר מכן, סקרו את פרטי פרוטוקול הדמיון העצבי ובקשו מהם לחתום על טופס הסכמה של המטופל תוך כדי הכנת המשתתף לסריקה. יש להכניס אטמי אוזניים לאוזניו של המשתתף. לאחר מכן,יבססו את ראשו באמצעות רפידות כדי למזער את תנועת הראש.במהלך ההדמיה בעת רכישת סריקות של מוח לאחר המוות, ודאו שהמוח קבוע (fixed) לפני ההדמיה הנוירולוגית ושהוא מוצב בתוך שק או מיכל אטום למים שמתאים לסליל הראש של ה-MRI. מקמו את המוח בסליל הראש כאשר ציר ה-Z שלו מיושר עם חור הסריקה (bore) של הסורק, כאשר גזע המוח פונה לכיוון רגלי מיטת הסורק. כמו כן, מקמו כריות ואקום מסביב למוח לתמיכה נוספת.לפני הסריקה, בחרו בלשונית המטופל (patient) בפינה השמאלית העליונה. השתמשו בלשונית הרישום (register) כדי להזין את פרטי הנבדק המתאימים. לאחר מכן, לחצו על לשונית הבדיקה (exam) בסייר הבדיקות (exam explorer).התחילו ביצירת פרוטוקול סריקת LOCALIZER חדש. בחלון ההגדרות, השתמשו בלשונית הניגודיות והרזולוציות השגרתית כדי להזין את הפרמטרים כפי שמוצגים כאן על המסך. לאחר מכן, צרו פרוטוקול חדש שישמש להשגת סריקות בעלות רזולוציה גבוהה המשוקללות לפי צפיפות פרוטונים. הגדירו זאת בכיוון קורונלי (coronal) באמצעות הפרמטרים המוצגים כאן על המסך.הפחית את רוחב הפס (bandwidth) למינימום האפשרי כדי למקסם את יחס אות לרעש. כדי לקצר את משך הסריקה, בחר 18 פרוסות בעובי של מילימטר אחד לכל אחת, עם שדה ראייה של 160 מילימטר. לאחר מכן, הצמד את תיבת בחירת הפרוסות לרכישת תמונות צפיפות הפרוטונים מעל תמונת המיקום (localizer).יש לוודא כי הכיסוי כולל את הגרעינים התת-קורטיקליים בתוך התלמוס וכן את המבנים הסובבים אותו. לאחר מכן, התחילו את הסריקה לצורך זיהוי מהימן של המבנים התת-קורטיקליים. רכשו חמישה סריקות (runs) עם פרמטרים אלו.בעת ביצוע דימות מוחי פוסט-מורטם, ניתן להבחין בזיהוי מהימן של מבנים תת-קליפתיים בסריקה אחת בלבד, עם משך זמן כולל של כသုံး דקות, לאחר ביצוע אותו פרוטוקול סריקה. כדי לנתח את הנתונים, השתמש בתוכנת FSL הזמינה בחינם. התחל בפתיחת חלון טרמינל.לאחר מכן, המירו את קבצי ה-DICOM הגולמיים מהסורק עבור כל נפח צפיפות פרוטונים לפורמט NIfTI. בשורת הפקודה, הקלידו את הפקודה dcm2nii, ולאחריה את הנתיב לספריה של כל תמונה. הפעילו את הפקודה. לאחר מכן, השגיו את הפרמטרים של סריקת צפיפות הפרוטונים המקורית.לאחר מכן, צור נפח מטרה של תמונה ריקה ברזולוציה גבוהה עם גודל ווקסל השווה למחצית מהפרמטרים הללו. כדי לבצע זאת בכל תוכנת עריכת טקסט, ראשית, הגדר את הטרנספורמציה באמצעות מטריצת זהות כפי שמוצג כאן ושמור כקובץ טקסט בשם identity dot matt. לאחר מכן, השתמש בפקודת flirt כדי להחיל את הטרנספורמציה, תוך דגימה של כל ריצה מקורית כדי להכפיל את הרזולוציה הכוללת.פעולה זו מביאה למטריצה של 10 24 ומקטינה בחצי את גודל הווקסל בכל ממד. כעת העבירו את כל התמונות ברזולוציה הגבוהה לתיקייה חדשה. לאחר מכן, עבור כל משתתף, שרשרו את כל תמונות צפיפות הפרוטונים שנדגמו ב-UPS לקובץ ארבע-ממדי יחיד.השתמש בפקודת merge של FSL motion כדי לתקן קבצים שורשרים אלו. באמצעות פקודת URT, בחר בתיקון בעל ארבעה שלבים, המשתמש ב-sync interpolation כשלב אופטימיזציה נוסף לדיוק גבוה יותר. לאחר מכן, צור את תמונת הממוצע התלת-ממדית באמצעות FSL maths.לאחר מכן, הדמיקו את התוצאה הסופית, תמונת תלת-ממד ברזולוציה גבוהה, באמצעות פקודת FSL view. כעת צרו אזורי עניין, הנקראים גם ROIs. באמצעות FSL view, טענו את התמונה ברזולוציה הגבוהה.לאחר מכן, בלשונית הכלים (tools), בחרו בלשונית תמונה בודדת (single image) כדי להגדיל את התצוגה עבור שרטוט ה-ROIs. לאחר מכן, לחצו על לשונית הקובץ (file) ולאחר מכן על "צור מסכה" (create mask), שרטטו קו ב-ROI ושמרו. לבסוף, השתמשו בפקודת ה-3D mask dump של AF acne כדי לחלץ את התמונה, העוצמות והמיקום של מסכות ה-ROI שנוצרו כעת.התוצאות יוצגו כקובץ טקסט, שניתן להשתמש בו לניתוחים נוספים. סדרה זו של תמונות משווה ממוצעי נפח במוחות in vivo ובמוח לאחר המוות (postmortem). שימו לב כי המוח לאחר המוות מראה הפרדה ברורה של מבנים תת-קורטיקליים בנפח אחד המשוקלל לפי צפיפות פרוטונים, בעוד שנדרשים לפחות חמישה תמונות ממוצעות עבור המוח in vivo כדי לספק פירוט זה; פרוסה קורונלית זו בתמונת מוח in vivo מראה תיחום ברור של ה-LGN ומבנים תת-קורטיקליים אחרים, וכאן אנו רואים פרוסה נוספת של אותו מוח שמוצעת מ-40 נפחים של צפיפות פרוטונים באותו סשן ובאותם פרמטרי הדמיה.פרוסה זו של מוח לאחר המוות הושגה בסריקת נפח אחת של צפיפות פרוטונים ומספקת תוואי ברור של מבנים תת-קליפתיים, כולל ה-LGN הימני והשמאלי. פרוסה זו מציגה מוח לאחר המוות שחושב ממוצע של 100 נפחי צפיפות פרוטונים עם אותה הגדרת פרוסות. התצוגה המוגדלת מראה תיחום ברור של מבנים תת-קליפתיים.כאן אנו רואים פרופילי עוצמה קווים עבור LGN שמאלי וימני in vivo, וכן עבור LGN שמאלי וימני לאחר המוות (postmortem). קווים אלה מייצגים 40 ממוצעים מקסימליים in vivo ו-100 ממוצעים postmortem. במוח לאחר המוות, לא נצפתה השונות בעוצמה שניתן לייחס לשכבות במוח in vivo.ניכר היה שוני בעוצמה שניתן לייחס לשכבות. לאחר צפייה בסרטון זה, תהיה לכם הבנה טובה כיצד לפעול לפי פרוטוקול ממוטב זה להשגת תמיסת סיכון גבוה ותמונות צפיפות פרוטונים של אזורים תת-סובקורטיקליים; לאחר יישום שיטה זו, ניתן להשתמש בה במסגרות קליניות להפחתת משכי סריקה לפחות מ-15 דקות בבני אדם חיים, ולפחות משלוש דקות במוחות לאחר המוות, כאשר היא מיושמת כראוי.

high-resolution-structural-magnetic-resonance-imaging-human-subcortex

Research

JoVE Journal

Neuroscience

מדעי המוח

ימנית זווית microprisms מוכנס לתוך הניאוקורטקס העכבר מאפשר הדמיה עמוק של שכבות מרובות קליפת המוח עם מבט נמצא בדרך כלל פרוסה. אחת מילימטר microprisms מציעים בתחום של נוף רחב (~ 900 מיקרומטר) והחלטות מרחבי מספיק כדי לפתור את הקוצים הדנדריטים. אנו מדגימים שכבה V הדמיה עצבית הדמיה של כלי הדם neocortical באמצעות microprisms.

בתחום ההדמיה vivo של שכבות קליפתיים עמוק באמצעות Microprism

בחומר וידאו משלים זה, אנו מראים פרוטוקול עבור...

הדמיה כרונית של עכבר-Visual Cortex שימוש ההכנה סחוט הגולגולת

שיטות bioimaging להערכת biodistribution התא של חלקיקים המתאימים ניטור טיפולית אבחון של תרכובות nanoformulated. השיטות שתוארו לעיל הם רגיש וספציפי כאשר העריכו ידי coregistration היסטולוגית. מתודולוגיות לספק מסלול translational מ מכרסם ליישומים האדם.

Bioimaging רשום של ננו לניטור האבחון והטיפול

דימות תהודה מגנטית (MRI) הפך לכלי פופולרי יותר ויותר לבחינת הפנוטיפ של עכברים שעברו שינוי גנטי. מאמר זה מדגים את שיטות הדרושים כדי להשיג תפוקה גבוהה phenotyping של עכברים שעברו שינוי גנטי באמצעות מרובות עכבר MRI.

מרובה עכבר Neuroanatomical תהודה מגנטית

מאמר זה מתאר שיטות לביצוע ברזולוציה גבוהה תהודה מגנטי תפקודי עם הדגימה 1.2 מ"מ המוח התיכון האדם מבנים קורטיקליים באמצעות סורק 3T. שימוש בטכניקות הללו כדי לפתור מפות טופוגרפיות של גירוי חזותי של אדם מעולה colliculus (SC) ניתנת כדוגמה.

ברזולוציה גבוהה תהודה מגנטית פונקציונלית שיטות המוח התיכון האדם

המטרה של כתב היד הזה היא לחקור את ההיפוקמפוס ואת תת-השדות של ההיפוקמפוס באמצעות MRI. כתב היד מתאר פרוטוקול לפילוח ההיפוקמפוס וחמישה תת-מבנים של ההיפוקמפוס: קורנו אמוניס (CA) 1, CA2/CA3, CA4/פיתול משונן, שכבות רדיאטום/לקונוסום/מולקולר וסוביקולום.

ברזולוציה גבוהה In vivo פרוטוקול פילוח ידני לאדם בהיפוקמפוס תת תחומים באמצעות הדמיה בתהודה מגנטית 3T

באמצעות סריקות MRI (אנושיות), תוכנת הדמיה תלת-ממדית וניתוח אימונוהיסטולוגי, אנו מתעדים שינויים בחדרים הצדדיים של המוח. מיפוי תלת מימד אורכי של שינויים בנפח החדר הצדדי ואפיון של שינויים תאיים סביב החדר המתרחשים במוח האנושי עקב הזדקנות או מחלה מודלים לאחר מכן בעכברים.

3D דוגמנות של רוחב החדרים והיסטולוגית אפיון רקמות סביב חדרי מוח בבני אדם ועכבר

רזולוציה גבוהה לשעבר vivo פרוטוקול ההדמיה 7T MR מוצג, לבצע אימות ההיסטופתולוגיים מודרכת-MR של פתולוגיה כלי הדם ברקמת המוח אנושית פוסט-מורטם. יתר על כן, הנחיות ניתנות להערכת microinfarcts קליפת המוח על 7T in vivo, כמו גם תמונות 3T MR.

הערכת Microinfarcts מוחין בקליפת המוח בתמונות ברזולוציה גבוהה MR

בפרוטוקול הנוכחי מתאר שיטה שבה משתמשים ניתן לתחזק הכדאיות של ההכנות חריפה פרוסה בהיפוקמפוס, בקליפת המוח במהלך איסוף של נתונים מיקרוסקופ תהודה מגנטית.

תמיכה מטבולית של טוחנות, חי ברקמות המוח במהלך רכישת מיקרוסקופ תהודה מגנטית

כאן נתאר תהליך ניקוי רקמות, תיוג פלורסנט של הדמיה בקנה מידה גדול של רקמת מוח העכבר המאפשרת, ובכך, ויזואליזציה של הארגון תלת מימדי של סוגי תאים בתוך קליפת.

הדמיה תלת מימדי בקנה מידה גדול של ארגון הסלולר קליפת העכבר

טרשת נפוצה היא מחלה. בלתי מיאלואידית דלקתית ללא מרפא ניתוח רקמת המוח מספק רמזים חשובים כדי להבין את הפתוגנזה של המחלה. כאן אנו דנים מתודולוגיה וניתוח במורד הזרם של רקמת המוח של MS שנאספו באמצעות תוכנית מהירה ניתוח מהיר ייחודי במבצע במרפאת קליבלנד.

שלאחר המוות תוכנית מקיפה עבור אנשים עם טרשת נפוצה

למד פרוטוקול MRI מבני ברזולוציה גבוהה לזיהוי מבנים תת-קליפתיים במוח האנושי. השיטה מאפשרת הבחנה בשכבות ה-LGN ומקצרת זמני סריקה ליישומים קליניים.

הדמיית תהודה מגנטית מבנית ברזולוציה גבוהה של תת-הקליפה" האדם

גלה סרטונים נוספים