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. Questo si ottiene identificando prima l'amigdala nel cervello e tracciandola sistematicamente dal bordo anteriore a quello posteriore. Il secondo passaggio consiste nel localizzare l'estensione longitudinale e i bordi generali dell'ippocampo, per poi tracciarlo fetta per fetta nella direzione anteriore posteriore.

Successivamente, traccia in parallelo le strutture anteriori del giro para-ippocampo, ovvero le cortecce interale e perineale, per adattarsi meglio alle variazioni nei loro bordi comuni. L'ultimo passaggio è tracciare il segmento posteriore del giro para-ippocampo, cioè la corteccia para-ippocampale propria, 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 dei lobi temporali mediali.

Il principale vantaggio 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. Questo può aumentare la precisione della localizzazione e il tracciamento manuale, oltre ad aiutare nella valutazione e correzione se necessario; la segmentazione automatica produce una regione del cervello che può presentare una notevole variabilità. L'attuale protocollo è utilizzato non solo per indagini anatomiche sul lobo temporale mediale, ma può anche essere applicato all'analisi dei dati da altre modalità di imaging.

Ad esempio, l'imaging a risonanza magnetica funzionale per identificare con grande precisione le regioni funzionali di interesse. 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 queste regioni nel cervello umano. La prima dimostrazione riguarda il tracciamento dell'amigdala.

Inizia localizzando la struttura nel cervello. Identificare la prima fetta dell'amigdala in cui compare l'insulina di Lyman. È in questo luogo che la connessione della sostanza bianca tra i lobi frontale e temporale è continua.

Il chiasma ottico è un altro punto di riferimento importante. Poi si utilizza 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 lateralmente al giro uncinato, la protuberanza della testa dell'ippocampo.

Ora per tracciare l'amigdala, identifica la prima fetta in cui la commissura anteriore è continua in entrambi gli emisferi dove l'amigdala è visibile nella sua forma tipica, traccia l'amigdala usando il solco interale come bordo super mediale, la linea immaginaria dal fondo del solco semestrale lungo la sostanza bianca fino alla punta inferiore dell'amigdala come bordo infra-mediale, il fusto temporale come bordo laterale e segue la curvatura superolaterale per completare il tracciamento sulle fette posteriori, traccia 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'alio e il corno temporale del ventricolo laterale per la delineazione inferolaterale e il fusto temporale per il bordo laterale.

Segui la curvatura molto lateralmente per completare il tracciamento. Prestare particolare attenzione a distinguere l'amigdala nelle sue prime sezioni dalle aree circostanti, dall'onus e dalla corteccia enterale utilizzando come guide le viste sagittale e assiale, quindi eseguire sistematicamente un tracciamento taglio per taglio dell'amigdala in direzione anteriore a posteriore. Seguendo queste linee guida, la struttura successiva nel lobo temporale mediale da localizzare è l'ippocampo, iniziando 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 rispetto al trigone del ventricolo laterale, utilizza sempre le orientazioni alternative di osservazione per aiutare a localizzare l'ippocampo e i suoi bordi.

Per definire i confini dell'ippocampo, si inizia delineando l'alius e la FIA nell'aspetto superiore. Il corno temporale nell'aspetto laterale segue inferiormente il fibrato angolare per definire il bordo inferiore. Continua a tracciare l'ippocampo usando le stesse definizioni per tutto il percorso.

Inoltre, includere l'ulu nella segmentazione in modo che esso confini immediatamente con il fascio di sostanza bianca del giro paracampale. 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, includere il oneno posteriore nella segmentazione. In secondo luogo, assicurati di omettere il plesso coroideo sopra l'alius dalla segmentazione, anche se ciò potrebbe non essere possibile su immagini a bassa risoluzione. E terzo, fare riferimento alle due visioni alternative per evitare l'inclusione della coda del nucleo caudato.

L'area successiva da tracciare è il giro para-ippocampo. Un termine usato per includere la corteccia perineale sul lato laterale. La corteccia trinale sul lato mediale e la corteccia para-ippocampale propria nelle fette anteriori definiscono la prima sezione della corteccia perineale con la comparsa del solco collaterale prima dell'inizio della corteccia trinale; la corteccia perineale viene tracciata dal bordo mediale della banca laterale del solco collaterale fino al fondo laterale del giro di Albe o a quello mediale.

Se sono presenti due giri di albe o il punto medio della superficie polare temporale dorsale. In assenza di questo giro, il giro inizia a tracciare la corteccia interale circa cinque millimetri anteriore all'insulina di Lyman, utilizzando il fondo del solco polare temporale mediale come estremità superiore e la superficie di peeling come bordo infra-mediale. Dopo la comparsa dell'amigdala, il fondo di fondo del solco semianulare diventa il bordo superiore, ovvero 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 una fetta all'altra. 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 banca laterale. Nei casi con un solco collaterale regolare, con profondità che varia da uno a 1,5 centimetri, si traccia 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, inferiore a un centimetro, traccia la corteccia perineale dal fondo di fondo di questo solco fino al punto medio della corona del giro fusiforme. Quando il solco collaterale viene interrotto, solitamente al livello dell'apice dell'uncolo da un piccolo giro che emerge dal suo fondo di fondo, tracciare la corteccia perineale fino al fondo del solco laterale. Traccia la corteccia enterale fino a circa 1,5 millimetri a posteriore all'apice oncolare.

Estendere il tracciamento della corteccia perineale medialmente per occupare il posto della corteccia enterale dopo la sua terminazione, dove le definizioni della scala continuano ad applicarsi su una lunghezza di tre millimetri. Oltre a questo, la corteccia perineale viene sostituita dalla corteccia paraippocampale. Inizio corretto per tracciare la corteccia para-ippocampo sulla sezione immediatamente posteriore all'estremità della corteccia perineale e la fine traccia circa quattro millimetri dopo la fine della coda ippocampale.

Tracciare la corteccia para-ippocampale propria nello stesso modo descritto per la porzione posteriore della corteccia perineale fino a quando non appare il solco calcinico, limitandolo al margine inferiore del solco. Se un mini sulco appare a questo livello, includilo nella segmentazione. Un risultato del tracciamento delle strutture MTL è mostrato qui nel rendering 3D e nelle immagini 2D che mostrano la posizione delle 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 riconoscibile come parte dell'amigdala a un occhio umano esperto. Sottostima simile, ma in misura minore, si è verificata anche nell'amigdala destra.

Qui sono mostrati risultati volumetrici rappresentativi dell'amigdala bilaterale e dei campi dell'ippopopotamo da un singolo soggetto, ottenuti tramite tracciamento manuale. Utilizzando il protocollo attuale e la segmentazione automatica, si può osservare che la segmentazione automatica ha stimata erroneamente il volume di ciascuna delle quattro strutture confrontate. A seguito di questa procedura, si possono raccogliere statistiche sui volumi per rispondere a domande come se le strutture del lobo temporale mediale mostrino differenze volumetriche tra due gruppi d'età o tra gruppi sani e clinici durante l'intento di questa procedura.

Per garantire accuratezza ed 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 dei lobi temporali del MIT basandoti sulla conoscenza dei confini anatomici delle strutture.