MRIにおける視神経断面領域の定量化:フィジーソフトウェアを用いた新規プロトコル

このプロトコルは、MRIを用いた視神経断面評価のための標準化された方法を記述することを目的とする。広く利用可能なイメージングシーケンスを用いて画像取得について説明します。また、オープンソースの機能ソフトウェアを用いた画像解析についても説明します。

このようなプロトコルの重要な用途の1つは緑内障患者評価であり、視神経の完全性に関する貴重なデータを提供する。画像取得プロトコルは、患者に検査を完全に説明することから始まり、次の指示に従う必要があります。あなたは、イメージングのための特別なガウンに変更する必要があります。

あなたは、任意の金属材料を運ぶか、着用しないことを確認する必要があり、これはフェイスマスクのいくつかの種類が含まれている可能性があります。一部の埋め込み型デバイスはMRIイメージングと互換性がない場合があり、これにはペースメーカーおよびインスリンポンプが含まれる場合があります。あなたの体の中に残っている任意の金属物の医師に通知する必要があります。

MRIマシンの限られたスペースのために、試験は閉所恐怖症の患者のために適していないかもしれません。検査は、患者がじっとしている必要がある場所で15分かかると予想されます。適切な同意書は、患者によって署名される必要があります。

画像化の前に、医師は患者にステップを説明し、適切に配向した画像を得るためにMRIマシン内のまっすぐなターゲットに焦点を当てるように指示する。さらなる予防措置が説明され、ヘッドフォンやパニックボタンなどの安全装置が患者に提供され、適切で快適な検査が確実に行われる。視神経のコロナカットは直交、すなわち取られる。

地球に3ミリメートル後部神経に垂直。転写鋸および斜め矢状平面のスカウト画像は最適の視神経方向および視神経地球性接合位置を保障するために使用される。視線固定の質は視神経のまわりのCSF分布によってアクセスすることができ、それはすべての側面にほぼ等しい厚さで神経の周りに均一に分配されるべきである。

画像取得用の次のパラメータを入力します。T2重み付け脂肪抑制シーケンスでは、TR、3000ミリ秒。TE、90ミリ秒。

視野、16×16センチメートル。マトリックス、296 by 384。スライスの厚さ、3ミリメートル。

スライスギャップ、0.3ミリメートル。最終的に分析された画像は、地球から3ミリメートル遅れた斜めのコロナ画像でした。画像解析プロトコルでは、まずフィジーの画像処理パッケージを imagej.net からダウンロードします。

まず、ウェブサイトにアクセスし、[ダウンロード]、[フィジー]を選択し、デバイスに適したバージョンを選択します。インストール後、フィジープログラムを起動します。[ファイル]、[開く]を選択し、必要なコロナ画像を選択して、視神経のコロナ画像をプログラムにアップロードします。

転送中は画像の品質を維持する必要がありますので、画像解析結果の信頼性が低くなりますのでご注意ください。1 単位のピクセル数を指定して、スケールを標準化します。これは、マップ縮尺に直線を描画することで行うことができます。

次に、[分析] メニュー バーから [スケールの設定] を選択します。マップ縮尺に表示される線の長さを、適切な長さの単位で指定します。[イメージ] メニューを使用してイメージをグレースケールに変換し、[種類] を選択してから 8 ビットを選択します。

白質のピクセルの強度の範囲を定量化し、プラグインメニュー、セグメンテーション、次に投げ縄選択に移動して、ラッソ選択ツールを選択し、白い物質の十分な領域を選択します。領域を拡大するには、Shift キーを押しながら白い物質を展開します。処理中に灰色の問題をカバーしていないことを確認してください。

1000 ピクセルの合計選択領域で十分です。[分析]に進み、[測定]に進んで選択した領域を定量化することで、1000 ピクセルが選択されていることを確認できます。[分析] メニューからヒストグラム ツールを開くと、選択したホワイト マター領域のピクセル強度の分布が表示されます。

[ライブ] ボックスをクリックして、ヒストグラムで選択した領域が評価されることを確認します。ヒストグラム上のグラフは、強度の正規分布を示している必要があります。白物強度範囲を次のように計算し、低限度は平均強度、標準偏差の3倍を引いた値である。

私たちのケースでは、94.372、マイナス3、7.085を掛けた。上限は平均強度に標準偏差の3倍を加えた値です。私たちのケースでは、94.372に加えて7.085の3倍です。

しきい値ツールを開くには、[画像] メニューに移動し、[調整] をクリックして[しきい値]を選択します。前のステップから計算した範囲を指定するには、セットを選択してから上限と下限を入力します。私たちの場合、それは73と115です。

[背景の暗い] 機能のみをオンにして、ドロップダウン リストから白黒の注釈 B&W を指定して、[適用] をクリックします。光学ディスク内に存在する白質のマスクが表示されます。上記の説明に従ってプラグインメニューから選択できるなげなわ選択ツールを使用するか、クイック選択メニューから、光学ディスクを表す黒い領域を選択します。

分析メニューバーの測定機能を使用して、センチメートルで測定された光ディスクの面積を計算します。私たちの場合、それは0.069です。眼科検診試験のために提示する30歳の男性患者のカップ対ディスク比は0.8で、これは疑わしく、緑内障を示唆している可能性があります。

神経線維層の厚さについて光コヘレンス断層撮影を行ったところ、神経の厚さは年齢の通常の限界内にあることがわかった。患者は、前述のプロトコルで詳述されているように、視神経評価のためのコロナカットが命じられた頭部MRIのために計画された。我々は、光学ディスクの後ろに3ミリメートルのコロナMRIカットを得た。

白質平均強度は94.372、標準偏差7.085で、下限の白い物質強度範囲である94.372 - 21.255、73.117に等しい。上限は94.372、プラス21.255、115.627に等しい。図2Aは、コロナ画像を示す。

図2Bは、計算された上限と下限を用いて白質閾値を適用した後のコロナ画像を示す。図2Cは定量のための視神経白物質を示している。左視神経の白質の断面面積は6.9ミリメートル平方メートルで、これは彼の年齢の通常の限界内にある。

私たちは、非専門医が高い信頼性で実行できるMRIマシンを用いた視神経評価と定量のための標準化された方法のための詳細なプロトコルを提供しました。視神経評価に関する研究には、このプロトコルを採用することをお勧めします。また、視神経神経障害や緑内障の二次的原因を除外するようにMRI画像を命じられた場合には、このプロトコルの使用をお勧めします。