内側側頭葉構造の手動分割のための総合的なプロトコル

この手技の全体的な目的は、高解像度磁気共鳴画像上で人間の内側側頭葉構造を手動で追跡する方法を示すことです。これはまず脳内の扁桃体を特定し、前縁から後縁まで体系的に追跡することで達成されます。第二段階は、海馬の縦方向の範囲と一般的な境界を特定し、それを前後方向に一つ一つスライスで追跡することです。

次に、海馬傍回の前方構造、すなわち内皮質と会陰皮質を並行して、それらの境界の変化をより適切に調整します。最後のステップは、海馬傍回の後節、すなわち海馬側皮質を同じ前方後方の方法で追跡することです。最終的に、この手動トレーシング手法を用いて、すべての内側側頭葉構造の3Dレンダリングおよび体積統計を得ることができます。

このトレーシングプロトコルが既存のプロトコルや自動セグメンテーションアルゴリズムと比べて最大の利点は、内側側頭葉のすべての領域を隣接する構造に対して識別できることです。これにより局所化の精度や手動トレースが向上し、必要に応じて評価や修正も助けられます。自動分断により、脳の領域はかなりの変動を持つことがあります。現在のプロトコルは内側側頭葉の解剖学的調査だけでなく、他の画像診断手法のデータ解析にも適用可能です。

例えば、機能的磁気共鳴画像法(ファングレッショナル・レグネーション)による関心のある機能領域を高精度で特定することなどです。このプロトコルは側頭葉領域の独自の図示を提供し、上級研究者も初心者研究者も人間の脳におけるこれらの領域を正確に特定するのに役立ちます。最初のデモンストレーションでは扁桃体の追跡を扱います。

まずは脳内の構造を定位することから始めましょう。ライマン島が現れる扁桃体の最初の断片を特定します。これは前頭葉と側頭葉の間の白質接続が連続している場所です。

視交叉も重要なランドマークです。次に、角束を扁桃体の下外側境界として用いて、冠状視点で扁桃体の最後の断片を特定します。構造が側心室側頭角の内側延長より上位で、海馬頭部の隆起である接線回の外側にあるレベルを探します。

次に扁桃体を辿るために、前連合が両半球を通じて連続している最初の断片を特定し、扁桃体が典型的な形で見える場所を特定します。内溝を上内側境界として用い、半年溝の眼底から白質に沿って扁桃体下端までを内側下縁として描きます。 側頭茎を外側の境界とし、上外側の曲率に沿って後方の切片を描くと、島葉下円溝の眼底レベルから半年回に沿って視管まで、扁桃体の上縁として虚想線を描きます。鉤回は必ず除外してください。下側側の輪郭線には側頭角と側頭角を使い、側頭茎は側縁を特徴づけます。

曲線を非常に横方向にたどってトレースを完成させます。特に、矢状面や軸方向の視点を用いて、初期の扁桃体を周囲の領域、肛門皮質、腸皮質と区別し、その後、扁桃体を前後方向に体系的にスライスごとにトレースを行います。これらのガイドラインを用いると、次に局在する内側側頭葉の構造は海馬です。側脳室の側頭角が扁桃体の下外側境界に現れる時点で海馬を辿り始め、その最後の姿を外側脳室三角の内側に辿る際には常に別の視点を用いて海馬とその境界の局在化を助けます。

海馬の境界を定義するには、まず上位面でアリウスとFIAを区切ることから始めます。側側角は下側に角度束に沿って下縁を描き、下縁を定義します。同じ定義で海馬を追跡し続けてください。

さらに、ウルを分節に含め、傍海馬回の白質束のすぐ隣接するようにします。上側は負角の曲線に沿っており、主に海馬から水平方向に伸びています。以下の3つの構造を追跡する際に特に注意を払う。

まず、セグメンテーションに後重担を含めましょう。次に、アリウス上の脈絡叢は分割から省略してください。ただし、低解像度画像では難しい場合があります。そして第三に、尾状核の尾部を含むことを避けるために、2つの代替的な見解を参照してください。

次に追跡すべき領域は海馬傍回です。この用語は外側の会陰皮質を含むものとして使われています。内側の三体皮質と前方切片の海馬傍ら皮質は、三位皮質開始前の副側溝の外観とともに会陰皮質の最初の断片を定義します。副側溝の外側バンクの内側端から会陰皮質をアルベ回の外側眼底、または内側皮質の内側眼底まで追跡します。

アルベの回が2つ存在するか、背側側頭極の中央点に位置する場合。この回がない場合、内側側頭極溝の底を上端、剥離面を内側内側境界としてライマン島の約5ミリ前方の内皮質を辿り始めます。扁桃体が現れた後、半環状溝の眼底が上境界、すなわち角度束の虚想的な延長が心室腔と接する点となります。

半環状溝が区別できない場合、会陰皮質と三頭皮質の境界は切片ごとに異なることがあります。側副溝が深い場合、すなわち1.5センチメートル以上がこの溝の内側バンクの内側端から外側バンクの中央点まで会陰皮質をなぞります。深さが1センチから1.5センチメートルの範囲で規則的な側副溝の場合、会陰皮質を副側溝の内側バンクの中央点から溝の外側バンクの内側端までの面積として辿ります。

浅い側副溝が1センチ未満の場合は、その溝の眼底から走梁回の冠の中央点まで会陰皮質を追跡します。側副溝が切断されるとき、通常はアンクルアペックスのレベルで小さな回が眼底から出てきて、会陰皮質を外側溝の眼底まで辿ります。腸皮質を尾端の約1.5ミリメートル後方まで辿ります。

会陰皮質の内側を延長し、終末後の腸皮質の位置に位置し、ラダーの定義は3ミリメートルの長さにわたって適用されます。さらに、会陰皮質は海馬傍らに置き換わります。まずは、会陰皮質のすぐ後方の切片で傍海馬皮質をなぞり、海馬尾の端から約4ミリ後方を辿ります。

会陰皮質の後部と同様に、海馬側皮質を辿り、カルシン溝が現れて溝の下縁に限定します。このあたりに小さな溝が現れた場合は、分割に含めてください。MTL構造をトレースした結果は、3Dレンダリングと右側の脳の代表的なスライス位置を示す2D画像に示されています。

これらの扁桃体のコロナ画像は、手動トレーシングと自動分割の結果の違いの極端な例を示しています。右側のパネルに見られるように、一般的な自動分割ソフトウェアは左扁桃体のごく一部しか特定できず、専門的な人間の目で扁桃体の一部として識別可能な組織の半分以上を無視しています。同様の過小評価は、やや軽いものの右扁桃体でも見られました。

ここに示すのは、手作業で追跡した単一の被験者から得られた両側扁桃体とカバの代表的な体積結果です。現在のプロトコルと自動分割を用いると、自動分割は比較対象の4つの構造それぞれの体積を誤って推定していることが観察できます。この手技の後、内側側頭葉構造が2つの年齢層間や健康なグループと臨床的グループ間で体積差があるかどうかなどの質問に答えるために、体積統計を収集できます。

トレースの正確性と効率を確保するためには、冠面、軸面、矢状面の3つの視界面それぞれを参照することが重要です。この動画を見れば、構造の解剖学的境界を知りつつ、MIT側頭葉領域の自動分割を正確に特定し、手動で追跡・調整する方法をよく理解できるはずです。