Quantificazione dell'area della sezione trasversale del nervo ottico sulla risonanza magnetica: un nuovo protocollo che utilizza il software Fiji

Questo protocollo mira a descrivere metodi standardizzati per la valutazione dell'area della sezione trasversale del nervo ottico utilizzando la risonanza magnetica. Descriveremo l'acquisizione di immagini utilizzando una sequenza di imaging ampiamente disponibile. Descriveremo anche l'analisi delle immagini utilizzando il software di funzionalità open source.

Uno degli usi importanti di tale protocollo è nella valutazione del paziente glaucoma, dove fornirà dati preziosi sull'integrità del nervo ottico. Il protocollo di acquisizione delle immagini inizierà spiegando completamente l'esame al paziente e che è necessario seguire le seguenti istruzioni. Dovrai cambiare in un abito speciale per l'imaging.

È necessario assicurarsi di non trasportare o indossare materiale metallico, questo può includere alcuni tipi di maschere per il viso. Alcuni dispositivi impiantabili potrebbero non essere compatibili con l'imaging MRI, questo può includere pacemaker e pompe per insulina. È necessario informare il medico di qualsiasi oggetto metallico lasciato all'interno del corpo.

A causa dello spazio ristretto della macchina per la risonanza magnetica, l'esame potrebbe non essere adatto a pazienti con claustrofobia. L'esame dovrebbe venire 15 minuti in cui il paziente è tenuto a rimanere fermo. Un modulo di consenso adeguato deve essere firmato dal paziente.

Prima dell'imaging, il medico spiegherà i passaggi al paziente e li istruirà a concentrarsi su un bersaglio dritto all'interno della macchina MRI, al fine di ottenere un'immagine correttamente orientata. Vengono spiegate ulteriori precauzioni e vengono forniti al paziente apparecchiature di sicurezza, come cuffie e un pulsante antipanico per garantire un esame adeguato e confortevole. Un taglio coronale del nervo ottico sarà preso ortogonale, cioè

perpendicolare al nervo tre millimetri posteriore al globo. Le immagini scout nella sega di trasferimento e nei piani sagittali obliqui saranno utilizzate per garantire la direzione ottimale del nervo ottico e il posizionamento ottimale della giunzione del globo del nervo ottico. La qualità della fissazione dello sguardo è accessibile dalla distribuzione del liquido cerebrospinale attorno al nervo ottico, dove dovrebbe essere uniformemente distribuita attorno al nervo con uno spessore quasi uguale su tutti i lati.

Immettere i seguenti parametri per l'acquisizione delle immagini. Alla sequenza di soppressione del grasso ponderata T2, TR, 3000 millisecondi. TE, 90 millisecondi.

Campo visivo, 16 per 16 centimetri. Matrice, 296 per 384. Spessore della fetta, tre millimetri.

Slice gap, 0,3 millimetri. L'immagine finale analizzata era un'immagine coronale obliqua, tre millimetri dietro il globo. Per il protocollo di analisi delle immagini, inizieremo scaricando il pacchetto di elaborazione delle immagini delle Fiji da imagej.net.

Inizieremo andando sul loro sito Web, selezionando Download, Fiji e quindi scegliendo la versione appropriata per il tuo dispositivo. Dopo l'installazione, avvia il programma Fiji. Caricare l'immagine coronale del nervo ottico nel programma selezionando File, Apri e quindi selezionando l'immagine coronale desiderata.

Si prega di notare che è necessario mantenere la qualità dell'immagine durante il trasferimento, in quanto non farlo si tradurrà in risultati di analisi delle immagini inaffidabili. Standardizzare la scala specificando il numero di pixel per unità di lunghezza. Questo può essere fatto disegnando una linea retta sulla scala della mappa.

Quindi scegliete Imposta scala dalla barra dei menu Analizza. Specificare la lunghezza della linea visualizzata sulla scala della mappa con l'unità di lunghezza corretta. Converti l'immagine in scala di grigi utilizzando il menu Immagine, quindi scegli Tipo, quindi 8 bit.

Quantificando l'intervallo di intensità dei pixel della sostanza bianca, scegliere lo strumento Selezione lazo accedendo al menu Plugin, Segmentazione, quindi Selezione lazo, quindi selezionare un'area sufficiente di sostanza bianca. Per espandere l'area, tenete premuto Maiusc ed espandete la sostanza bianca. Assicurati di non coprire alcuna materia grigia durante il processo.

Un'area totale selezionata di 1000 pixel è sufficiente. È possibile assicurarsi di avere 1000 pixel selezionati andando su Analizza, quindi su Misura, per quantificare l'area selezionata. Aprite lo strumento Istogramma dal menu Analizza, che mostra la distribuzione dell'intensità dei pixel nell'area della sostanza bianca selezionata.

Fare clic sulla casella Live per assicurarsi che l'istogramma valuti l'area selezionata. Il grafico sull'istogramma dovrebbe mostrare una normale distribuzione dell'intensità. Calcola l'intervallo di intensità della sostanza bianca come segue, il limite basso è l'intensità media, meno tre volte la deviazione standard.

Per il nostro caso, questo è 94.372, meno tre, moltiplicato per 7.085. Il limite superiore è l'intensità media, più tre volte la deviazione standard. Per il nostro caso, è 94.372, più tre volte 7.085.

Per aprire lo strumento Soglia, vai al menu Immagine, seguito da Regola, quindi seleziona Soglia. Specificare l'intervallo calcolato dal passaggio precedente selezionando set, quindi digitando il limite superiore e inferiore. Nel nostro caso, sono 73 e 115.

Spuntare solo la funzione Sfondo scuro e specificare le annotazioni in bianco e nero, in bianco e nero, dall'elenco a discesa, quindi fare clic su Applica. Apparirà la maschera per la sostanza bianca presente all'interno del disco ottico. Utilizzando lo strumento di selezione Lazo, che può essere scelto dal menu Plugin, come spiegato sopra, o dal menu Selezione rapida, selezionare l'area nera, che rappresenta il disco ottico.

Utilizzare la funzione di misura dalla barra dei menu Analizza per calcolare l'area del disco ottico misurata in centimetri. Nel nostro caso, è 0,069. Il rapporto tazza-disco per un paziente maschio di 30 anni che si è presentato per un esame di controllo oftalmologico era 0,8, il che è sospetto e potrebbe essere indicativo di glaucoma.

Dopo aver eseguito la tomografia a coerenza ottica per lo spessore dello strato di fibre nervose, abbiamo scoperto che lo spessore del nervo rientrava nel limite normale per l'età. Il paziente è stato pianificato per una risonanza magnetica della testa, in cui è stato ordinato un taglio coronale per la valutazione del nervo ottico, come dettagliato nel protocollo precedentemente menzionato. Abbiamo ottenuto la risonanza magnetica coronale tagliata tre millimetri dietro il disco ottico.

L'intensità media della sostanza bianca è stata 94.372, deviazione standard 7.085, che ha portato a un intervallo di intensità della sostanza bianca del limite inferiore, 94.372 meno 21.255, uguale a 73.117. Il limite superiore, 94.372, più 21.255, equivale a 115.627. La Figura 2A mostra l'immagine coronale.

La Figura 2B mostra l'immagine coronale dopo aver applicato la soglia della sostanza bianca utilizzando i limiti superiore e inferiore calcolati. Mentre la figura 2C mostra la sostanza bianca del nervo ottico per la quantificazione. L'area della sezione trasversale della sostanza bianca del nervo ottico sinistro era di 6,9 millimetri quadrati, che rientra nei limiti normali per la sua età.

Abbiamo fornito un protocollo dettagliato per un metodo standardizzato per la valutazione e la quantificazione del nervo ottico utilizzando macchine MRI, che medici non specializzati possono eseguire con elevata affidabilità. Raccomandiamo di adottare questo protocollo per gli studi sulla valutazione del nervo ottico, che consentirà il confronto tra i risultati dello studio. Inoltre, raccomandiamo l'uso di questo protocollo quando le immagini MRI sono ordinate per escludere cause secondarie di neuropatia del nervo ottico e glaucoma.