Alta risoluzione In Vivo Manuale Protocollo Segmentazione for Human ippocampale Sottocampi Utilizzando 3T Risonanza Magnetica

Julie Winterburn; Jens C. Pruessner; Chavez Sofia; Mark M. Schira; Nancy J. Lobaugh; Aristotle N. Voineskos; M. Mallar Chakravarty

doi:10.3791/51861

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Articolo metodologico

Alta risoluzione In Vivo Manuale Protocollo Segmentazione for Human ippocampale Sottocampi Utilizzando 3T Risonanza Magnetica

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DOI:

10.3791/51861

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10 novembre 2015

Julie Winterburn¹^,² , Jens C. Pruessner³ , Chavez Sofia⁴^,⁵ , Mark M. Schira⁶^,⁷ , Nancy J. Lobaugh⁴^,⁸ , Aristotle N. Voineskos⁵^,⁹ , M. Mallar Chakravarty¹^,²

¹Institute of Biomaterials and Biomedical Engineering, University of Toronto, ²Computational Brain Anatomy Laboratory, Douglas Institute, McGill University, ³McGill Centre for Studies in Aging, McGill University, ⁴MRI Unit, Research Imaging Centre, Campbell Family Mental Health Research Institute, Centre for Addiction and Mental Health, ⁵Department of Psychiatry, University of Toronto, ⁶School of Psychology, University of Wollongong, ⁷Neuroscience Research Australia, ⁸Department of Medicine, University of Toronto, ⁹Kimel Family Translational Imaging Genetics Research Laboratory, Research Imaging Centre, Campbell Family Mental Health Research Institute, Centre for Addiction and Mental Health

In questo articolo

Sommario

L'obiettivo di questo manoscritto è studiare l'ippocampo e i sottocampi dell'ippocampo utilizzando la risonanza magnetica. Il manoscritto descrive un protocollo per segmentare l'ippocampo e cinque sottostrutture dell'ippocampo: cornu ammonis (CA) 1, CA2/CA3, CA4/giro dentato, strata radiatum/lacunosum/molecolare e subiculum.

Abstract

L'ippocampo umano è stata ampiamente studiata nel contesto della memoria e funzione cerebrale normale e il suo ruolo in diversi disturbi neuropsichiatrici è stato fortemente studiato. Mentre molti studi di imaging trattano l'ippocampo come un'unica struttura neuroanatomica unitaria, è, infatti, costituito da diversi sottocampi che hanno una geometria complessa tridimensionale. Come tale, è noto che questi sottocampi svolgono funzioni specializzate e sono differenzialmente influenzati attraverso il corso di diversi stati patologici. La risonanza magnetica (MR) possono essere utilizzati come un potente strumento per interrogare la morfologia dell'ippocampo e dei suoi sottocampi. Molti gruppi usano software avanzato di imaging e hardware (> 3T) per l'immagine dei sottocampi; tuttavia questo tipo di tecnologia non può essere prontamente disponibili in molti centri di ricerca e di imaging clinico. Per rispondere a questa esigenza, questo manoscritto fornisce un protocollo dettagliato passo-passo per segmentare la lunghezza antero-posterioredell'ippocampo e dei suoi sottocampi: cornu Ammonis (CA) 1, CA2 / CA3, CA4 / giro dentato (DG), strati radiatum / lacunosum / moleculare (SR / SL / SM), e subiculum. Questo protocollo è stato applicato a cinque soggetti (3F, 2M, 29-57 anni, 37 avg.). Affidabilità protocollo è valutata resegmenting destra oa ippocampo fianco di ogni soggetto e calcolando la sovrapposizione con kappa metrica della Dice. Media di Dice kappa (range) attraverso cinque soggetti sono: intero ippocampo, 0,91 (0,90-0,92); CA1, 0,78 (0,77-0,79); CA2 / CA3, 0,64 (,56-0,73); CA4 / giro dentato, 0,83 (0,81-0,85); strati radiatum / lacunosum / moleculare, 0,71 (0,68-0,73); e subiculum 0,75 (0,72-0,78). Il protocollo di segmentazione qui presentata fornisce altri laboratori con un metodo affidabile per studiare l'ippocampo e sottocampi dell'ippocampo in vivo utilizzando comunemente disponibili strumenti MR.

Introduzione

L'ippocampo è una struttura mediale lobo temporale ampiamente studiato che è associato con la memoria episodica, navigazione spaziale, e altre funzioni cognitive ^10,31. Il suo ruolo in malattie neurodegenerative e neuropsichiatrici come del morbo di Alzheimer, la schizofrenia e il disturbo bipolare è ben documentato ^{4,5,18,24,30.} L'obiettivo di questo manoscritto è quello di fornire ulteriori dettagli al protocollo di segmentazione manuale pubblicato in precedenza per ³⁴ sottocampi di ippocampo umani ad alta risoluzione risonanza magnetica (MR) immagini acquisite a 3T. Inoltre, la componente video che accompagna questo manoscr....