확산 텐서 영상 및 Tractography를 사용하여 인간의 백색증의 기본 시각 통로에 연결 측정

Summary

이 원고는 백색증과 컨트롤 사이의 광섬유 방사선 (OR) 연결의 차이를 조사하는 데 사용 백질 (WM) 재건에 대한 결정 론적 및 확률 적 알고리즘을 설명합니다. 확률 tractography 더 자세히 신경 섬유의 진정한 과정을 따르지만, 결정적 tractography 두 기술의 안정성 및 재현성을 비교하기 위해 실행되었다.

Abstract

백색증에서 동측 돌출 망막 신경절 세포 (망막 신경절 세포)의 수는 현저히 감소된다. 망막 광 chiasm는 misrouting 후보지로 제안되어있다. 측면 geniculate 핵 (LGN)의 수 사이의 상관 관계 뉴런을 중계하고 LGN 크기를 표시하고, 인간의 백색증에서 LGN 볼륨에서 이전에보고 된 감소를 기반으로되어 있기 때문에, 우리는 제안이 차 시각 피질에 LGN에서 섬유 돌기 (V1) 또한 감소된다. 백색증의 시각 시스템의 구조적 차이를 공부하는 것은 misrouting 이후 임상 응용 프로그램의 메커니즘에 대한 이해를 향상시킬 수 있습니다. 확산 데이터와 tractography는 OR (광학 방사선)를 매핑하는 데 유용합니다. 이 원고는 32 채널 헤드 코일 구조 검사를 획득하는 데 사용과 백색증과 controls.An MRI 스캐너에서 뇌의 연결성을 비교하기 위해 또는 재건이 알고리즘을 설명합니다. 1mm와 T1 강조 3D-MPRAGE 순서³ 등방성 복셀의 크기가 V1 분할 용 고해상도 이미지를 생성하기 위해 사용되었다. 여러 개의 양성자 밀도 (PD) 가중 이미지는 권리를 coronally 인수 LGN 현지화 남아 있었다. 확산 텐서 영상 (DTI) 검사는 64 확산 방향으로 취득 하였다. 두 결정적 및 확률 적 방법은 추적 대상을 마스크로하여 시드 마스크 V1 등 LGN으로 실행하고 비교 하​​였다. DTI는 비교적 열악한 공간 분해능 및 OR 정확한 묘사가 낮아 섬유 밀도가 어려울 수를 제공하지만, tractography이 연구 및 임상 모두 유리한 것으로 밝혀졌다. 기관 기반 공간 통계 (TBSS)는 컨트롤에 비해 백색증 환자의 OR 내에서 크게 감소 백질의 무결성의 영역을 밝혔다. 인접 쌍 비교는 컨트롤에 비해 백색증의 V1 연결에 LGN의 상당한 감소를 한 것으로 밝혀졌습니다. 비교 추적 알고리즘 모두 신뢰성을 강화, 공통 연구 결과 밝혀기술의.

Introduction

백색증은 주로 영향을받는 개인에서 관찰 명백한 하이포 피크 멘 테이션 (hypopigmentation)을 특징으로하는 유전 질환입니다. 그것은 멜라닌 합성 ^1에 관여하는 유전자에 상속 된 돌연변이에 의해 발생합니다. 백색증은 두 가지 형태로 나타납니다 oculo-피부 백색증 (OCA), 안구 및 피부 두 기능을 제시하는 상 염색체 열성 형질; 안구 백색증 (OA), 남성에서 더 유행하고 안구 ^증상이 주로 특징으로하는 X-연결 특성. 망막 색소 상피 (RPE)에서 멜라닌 중앙 시각 경로의 적절한 개발에 중요하다. 백색증에있는 그것의 부재 따라서 수명, 안진, 감소 된 시력과 양안시 ^2-3의 손실을 포함하여 시각 장애, 발생합니다. 시력은 백색증 ^4에서 변경 될 중심와 형태로 연결되어 있습니다. 인간, decussation의 망막 라인은 코 망막에서 섬유, 중심와를 통해 nasotemporal 국경을 따라 자리 잡고 있습니다다른 반구 및 동측 연장 시간 망막에서 사람들에게 건너. 백색증의 시각 기능 저하의 정도는 하이포 피크 멘 테이션 (hypopigmentation)의 레벨에 연결되어있다. 구체적으로는, 착색이 decussation ⁵ 행의 시간적 망막 시프트에 반비례한다. 시간적 망막 decu....

Protocol

윤리 정책 : 현재 연구 연구는 요크 대학, 토론토에서 인간의 참가자 심의위원회 (HPRC)에 의해 승인되었습니다. 모든 참가자들은 서면 동의를 통보했다.

1. 제목 준비

참고 : OCA와 일레븐 참가자, 36 ± 4 세 (6 여성) 나이가 세 열 나이 대조군, 32 ± 4 세 (6 여성)에 비교 하​​였다. 참가자 이력은 표 1에 기록된다.

1. 작성 및 MRI의 안전 가이드 라인과 영상 프로토콜을 나열하는 동의서에 서명하기 위해 각 참가자에게 물어보십시오.
2. 각 참가자의 경우, 귀 귀마개를 제공합니다. 눈썹 수준에서 눈 위의 위치 부정사 참가자 먼저 자석 머리, 그리고 랜드 마크. 쿠션 안전 참가자의 머리는 머리의 움직임을 줄일 수 있습니다. 참가자에게 환자 경고에 ​​대한 스퀴즈 전구를 제공합니다.

2. 구조 MRI 매개 변수

e_content "> 참고 :. 모든 영상은 주제 당 하나의 세션에서 32 채널 헤드 코일을 사용하여 3T MRI 스캐너에 획득 :

1. 로모그래퍼, 획득 시간 4 분 26 초,보기 256mm의 필드, 256 매트릭스, 1....

Results

이 섹션에서는 결정 론적 및 확률 tractography, 두 개의 서로 다른 알고리즘을 사용하여 얻은 결과를 요약하여 제공합니다. PD 공간 LGN 볼륨있는 마스크 원래뿐만 아니라 본 연구에 사용 된 다른 모든 공간에, 표 2에 기록되어 그려진 및 LGN 추적은도 4에 도시되어있다. 여기에보고 된 결과는 LGN 투자 수익 (ROI) 등의 표준 구를 사용하여 실행을 기반으로합니다. 표준 LGN 볼륨 확산 공간 ​​(결정 실행)에서 각각 오른쪽과 왼쪽 반구의 해부학 적 공간 (확률 실행)의 두 반구에서 461mm ^3, 292.5 mm ^3, 364.5 mm ^3이었다. 모두 실행을 위해,이 표준 볼륨 MNI에 (MNI 공간에서 해부학 적 계산 된 평균 볼륨에 매우 가까운 : 472mm ³ 각각 왼쪽과 오른쪽.......

Discussion

WM 변경하고,보다 구체적으로는, 제어 장치가 예상 된 비교 백색증 연결성을 감소시켰다. 따라서, 제어뿐만 아니라 여기에보고 백색증 남성 환자에서 감소 연결에 비해 백색증의 오른쪽 반구의 감소 FA는 우리의 예측과 일치한다. 성 반구 효과가 제안하는 건강한 뇌에 대한 연구는 여성에 비해 남성의 왼쪽 반구에 WM 복잡성을 감소하지만 ^{30 ~ 31 본} 연구에서 관찰 된 성별과 반구 관련 차이점을 설명 할 수 완전히 명확하지 않다. 여성 백색증에 비해 남성 백색증의 감소 연결로 인해 두 그룹 모두에서 여성의 젊은 평균 연령 부분적으로 할 수있다 (7~8년 <남성), WM 볼륨이 건강한 뇌 ³² 중반 성인이 감소 할 것으로보고되었을 때 ^-33. 성별의 차이는 작은 샘플 크기와 각 여성 대 남성의 홀수로 인해 수 있습니다그룹 (5 남성 OCA, 4 컨트롤). 증가 연결이 예상하지 않은 동일 성별의 컨트롤에 비해 여성 백색증에서 관찰하고, 백색증의 보상 메커.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
마그네톰 Tim Trio 3T MRI	Siemens (독일 에를랑겐)
FMRIB' 소프트웨어 라이브러리(FSL)			http://www.fmrib.ox.ac.uk/fsl/
FreeSurfer			http://surfer.nmr.mgh.harvard.edu
DSI Studio
http://dsi-studio.labsolver.org SPSS