Un protocollo completo per Segmentazione manuale delle Strutture mediale del lobo temporale

L'obiettivo generale di questa procedura è illustrare come tracciare manualmente le strutture del lobo temporale mediale umano su immagini di risonanza magnetica ad alta risoluzione. Ciò si ottiene identificando prima l'amigdala nel cervello e tracciandola sistematicamente dai bordi anteriori a quelli posteriori. Il secondo passo consiste nell'individuare l'estensione longitudinale e i bordi generali dell'ippocampo, quindi tracciarlo fetta per fetta nella direzione anteriore posteriore.

Successivamente, traccia le strutture anteriori del giro para ippocampale, vale a dire le cortecce interale e perineale in parallelo per accogliere meglio le variazioni dei loro confini reciproci. Il passaggio finale consiste nel tracciare il segmento posteriore del giro para ippocampale, vale a dire la corteccia para ippocampale propriamente detta nello stesso modo anteriore posteriore. In definitiva, questa procedura di tracciamento manuale può essere utilizzata per ottenere un rendering 3D e statistiche volumetriche di tutte le strutture del lobo temporale mediale.

Il vantaggio principale di questo protocollo di tracciamento rispetto ai protocolli esistenti, così come agli algoritmi di segmentazione automatica, è che identifica tutte le regioni del lobo temporale mediale rispetto alle strutture vicine. Ciò può aumentare l'accuratezza della localizzazione e il tracciamento manuale, oltre ad aiutare nella valutazione e nella correzione, se necessario, dei risultati della segmentazione automatica in una regione del cervello che può avere una notevole variabilità. L'attuale protocollo viene utilizzato non solo per le indagini anatomiche nel lobo temporale mediale, ma può essere applicato anche all'analisi dei dati da altre modalità di imaging.

Ad esempio, la risonanza magnetica funzionale per identificare le regioni funzionali di interesse con elevata precisione. Questo protocollo fornisce un'illustrazione unica delle regioni del lobo intertemporale, che può aiutare sia i ricercatori avanzati che quelli alle prime armi a identificare con precisione la localizzazione di queste regioni in un cervello umano. La prima dimostrazione riguarda il tracciamento dell'amigdala.

Inizia localizzando la struttura nel cervello. Identifica la prima fetta dell'amigdala in cui appare l'insula di Lyman. È qui che la connessione della sostanza bianca tra i lobi frontali e temporali è continua.

Il chiasma ottico è un altro importante punto di riferimento. Quindi utilizzare il fascio angolare come bordo inferolaterale dell'amigdala per identificare l'ultima fetta dell'amigdala nella vista coronale. Cerca un livello in cui la struttura sia superiore all'estensione mediale del corno temporale del ventricolo laterale e laterale al giro uncinato, la protuberanza della testa dell'ippocampo.

Ora per tracciare l'amigdala, identificare la prima fetta in cui la commessura anteriore è continua in entrambi gli emisferi dove l'amigdala è visibile nella sua forma tipica, tracciare l'amigdala usando il solco interno come bordo supermediale, la linea immaginaria dal fondo del solco semestrale lungo la sostanza bianca fino alla punta inferiore dell'amigdala come bordo inframediale, il gambo temporale come bordo laterale e seguire la curvatura superolaterale per completare il tracciato su fette posteriori, tracciare una linea immaginaria dal livello del fondo del solco circolare inferiore dell'insula lungo il giro semestrale fino al tratto ottico come bordo superiore dell'amigdala. Assicurati di escludere il giro uncinato. Utilizzare l'alius e il corno temporale del ventricolo laterale per la delineazione inferolaterale e lo stelo temporale per il bordo laterale.

Segui la curvatura super lateralmente per completare il tracciato. Prestare particolare attenzione a distinguere l'amigdala nelle sue prime fette dalle aree circostanti, dall'onus e dalla corteccia enterale utilizzando le viste sagittale e assiale come guide, quindi eseguire sistematicamente un tracciamento fetta per fetta dell'amigdala in direzione anteriore a posteriore. Utilizzando queste linee guida, la struttura successiva nel lobo temporale mediale da localizzare è l'ippocampo che inizia a tracciare l'ippocampo quando il corno temporale del ventricolo laterale appare lungo il bordo inferolaterale dell'amigdala e il tracciamento dell'ippocampo con la sua ultima apparizione, infra mediale al trigono del ventricolo laterale utilizza sempre gli orientamenti di visione alternativi per aiutare a localizzare l'ippocampo e i suoi bordi.

Per definire i confini dell'ippocampo, inizia delineando l'alius e la FIA all'aspetto superiore. Il corno temporale all'aspetto laterale traccia inferiormente lungo il fascio angolare per definire il bordo inferiore. Continua a tracciare l'ippocampo usando le stesse definizioni per tutto il tempo.

Inoltre, includere l'ulu nella segmentazione in modo tale che debordi immediatamente il fascio di sostanza bianca del giro para ippocampale. Si allinea superiormente con la curva dell'onus e si estende principalmente orizzontalmente dall'ippocampo. Presta particolare attenzione quando traccia le seguenti tre strutture.

Innanzitutto, includi l'onus posteriore nella segmentazione. In secondo luogo, assicurati di omettere il plesso coroideo sopra l'alio dalla segmentazione, anche se ciò potrebbe non essere possibile su immagini a risoluzione inferiore. E terzo, fare riferimento alle due visioni alternative per evitare l'inclusione della coda del nucleo caudato.

La prossima area da tracciare è il giro para ippocampale. Un termine usato per includere la corteccia perineale sul lato laterale. La corteccia trinale sul lato mediale e la corteccia para ippocampale propriamente detta nelle fette anteriori definiscono la prima fetta della corteccia perineale con la comparsa del solco collaterale prima dell'inizio della corteccia trinale, tracciano la corteccia perineale dal bordo mediale della banca laterale del solco collaterale al fondo laterale del giro di albe o quello mediale.

Se sono presenti due giri di albe o il punto medio della superficie polare temporale dorsale. In assenza di questo giro si inizia a tracciare la corteccia interale circa cinque millimetri anteriormente all'insula di Lyman, utilizzando il fondo del solco polare temporale mediale come estremità superiore e la superficie della buccia come bordo inframediale. Dopo la comparsa dell'amigdala, il fondo del solco semianulare diventa il bordo superiore, o il punto in cui l'estensione immaginaria del fascio angolare incontra la cavità ventricolare.

Se il solco semianulare è indistinguibile, il confine tra la corteccia perineale e quella trinale può variare da fetta a fetta. Quando il solco collaterale è profondo, cioè maggiore o uguale a 1,5 centimetri, traccia la corteccia perineale dal bordo mediale della banca mediale di questo solco fino al punto medio della sua sponda laterale. Nei casi con un solco collaterale regolare, cioè con una profondità compresa tra uno e 1,5 centimetri, tracciare la corteccia perineale come l'area dal punto medio della banca mediale del solco collaterale all'estremità mediale della banca laterale del solco.

Nel caso di un solco collaterale poco profondo che è inferiore a un centimetro, tracciare la corteccia perineale dal fondo di questo solco al punto medio della corona del giro fusiforme. Quando il solco collaterale è interrotto, di solito a livello dell'apice dello zio da un piccolo giro che emerge dal suo fondo, tracciare la corteccia perineale fino al fondo del solco laterale. Tracciare la corteccia enterale fino a circa 1,5 millimetri posteriormente all'apice dell'oncolo.

Estendere il tracciato della corteccia perineale medialmente per occupare il posto della corteccia enterale dopo la sua terminazione, dove le definizioni per la scala continuano ad applicarsi su una lunghezza di tre millimetri. Oltre a questo, la corteccia perineale è sostituita dalla corteccia para ippocampale. Iniziare correttamente a tracciare la corteccia para ippocampale sulla fetta immediatamente posteriore alla fine della corteccia perineale e terminare tracciando circa quattro millimetri posteriormente alla fine della coda ippocampale.

Tracciare la corteccia para ippocampale vera e propria nello stesso modo descritto per la porzione posteriore della corteccia perineale fino a quando appare il solco calcino limitandola al bordo inferiore del solco. Se un mini solco dovesse apparire intorno a questo livello, includerlo nella segmentazione. Un risultato del tracciamento delle strutture MTL è mostrato qui nel rendering 3D e nelle immagini 2D che mostrano la posizione di fette rappresentative nel cervello sul lato destro.

Queste immagini coronali dell'amigdala mostrano un esempio estremo di possibili differenze tra i risultati del tracciamento manuale e la segmentazione automatica. Come si vede nel pannello laterale destro, un comune software di segmentazione automatica ha identificato solo una piccola porzione dell'amigdala sinistra, trascurando più della metà del tessuto che è identificabile come parte dell'amigdala per un occhio umano esperto. Una sottostima simile, ma in misura minore, si è verificata anche nell'amigdala destra.

Qui sono mostrati i risultati volumetrici rappresentativi dell'amigdala bilaterale e dei campi dell'ippopotamo da un singolo soggetto prodotti dal tracciamento manuale. Utilizzando il protocollo attuale e la segmentazione automatica, si può osservare che la segmentazione automatica ha stimato erroneamente il volume di ciascuna delle quattro strutture confrontate. Seguendo questa procedura, è possibile raccogliere statistiche sul volume per rispondere a domande come se le strutture del lobo temporale mediale mostrano differenze volumetriche tra due gruppi di età o tra gruppi sani e clinici durante il tentativo di questa procedura.

Al fine di garantire l'accuratezza e l'efficienza durante il tracciamento, è importante fare riferimento a ciascuno dei tre piani visivi, coronale, assiale e sagittale. Dopo aver visto questo video, dovresti avere una buona comprensione di come identificare con precisione e tracciare manualmente o regolare le segmentazioni automatiche delle regioni del lobo temporale del MIT in base alla conoscenza dei bordi anatomici delle strutture.