Name: 높은 해상도 생체 3T 자기 공명 영상을 이용하여 인간의 해마 서브 필드에 대한 수동 분할 프로토콜 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-11-10T14:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 3 s
Description: 학습하세요 3T MRI를 이용한 인간 해마 서브 필드 수동 분할 프로토콜입니다. 고해상도 영상에서 CA1, CA2/CA3, CA4/치조회 등 5개 영역을 정확히 분할하여 기억 장애 및 신경 질환 연구에 활용할 수 있습니다.

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저자는, CAMH 재단의 지원을 인정 마이클과 소냐 Koerner에, Kimel 가족, 그리고 폴 E. 핑클 새로운 탐정 촉매 상에 감사하고 싶습니다. 이 프로젝트는 퐁 드 Recherches 상테 퀘벡, 건강 연구의 캐나다 연구소 (CIHR), 자연 과학 및 캐나다, 웨스턴 뇌 연구소, 캐나다 알츠하이머 협회의 공학 연구 협의회, 그리고 마이클 J. 폭스 재단의 지원을 받았다 파킨슨 연구 (MMC),뿐만 아니라 CIHR, 온타리오 정신 건강 재단, NARSAD 및 정신 건강의 국립 연구소 (R01MH099167) (ANV)를 참조하십시오. 저자는 또한 이미지를 획득 지원 Anusha Ravichandran에게 감사의 말씀을 전합니다.

연구 참가자 신경 및 신경 정신 질환 및 심한 머리 외상의 경우 무료로 하였다 (나이 29-57, 평균 37. 3 층, 2M)이 원고의 프로토콜은 건강한 지원자에서 수집 한 오 대표 고해상도 이미지를 위해 개발되었다. 모든 과목은 중독과 정신 건강을위한 센터 (CAMH)에서 모집했다. 이 연구는 CAMH 연구 윤리위원회의 승인을하고, 헬싱키 선언과 조화를 실시했다. 서면 제공하는 모든 과목, 데이터 수집 및 공유에 대한 동의를 알렸다. 이러한 이미지를 수집하는 데 사용 취득 순서에 대한 자세한 내용은, 윈터 등. 2013 년과 공원 등., 다섯 과목에 대한 2014 년 26,34 이미지 품질 검사 및 유지했다 참조하십시오. 해마는 이러한 이미지에서 118 관상 조각의 평균을 스팬. 1. 소프트웨어 셋업 <ol><li> 열기 디스플레이 : </li></ol> 2. 전체 해마 수동 분할 <ol><li> 설정 : T1 강조 영상을 사용, 해마의 앞쪽에 가장 관상 슬라이스로 이동. 앞쪽 방향으로 슬라이스를 진행하려면 '+'키를 사용하여; 후방 방향으로 이동 키 '-'를 사용합니다. </li><li>12, 22을 충족하는 우수한 국경을 지원합니다. 국경 안쪽 라벨에 기입 탐색 창의 분할 메뉴에서 E (라벨 입력) 키를 사용합니다. 앞쪽 해마 머리 전체에 해당 국경을 계속 적용. </li><li> 슬라이스 B : 해마 헤드 1 (그림 1B) : <ol><li> 우수, 열등, 측면, 내측 테두리 : 단계 2.2에 설명 된대로 가이드로 측두엽과 alveus의 백질을 사용하여 테두리를 그릴 계속합니다. </li><li> Supero - 중간 국경이 들어, 축보기를 사용, 측면 해마 (29)의 앞쪽 가장자리에서 수평선을 그리고 해마 등이 줄 아래에 아무것도를 포함한다.참고 : supero - 내측 테두리 해마의 회색 물질이 편도의 회색 물질과 혼합이 조각, 더 모호해진다. </li></ol></li><li> 슬라이스 C : 해마 헤드 2 Dentations과 : 주제에 따라, 해마의 dentations 3-4 조각을 볼 수있다 (일반적으로, 그들은 T2 강조 T1 강조 영상 대에서 더 볼 수 있습니다). 이 조각에서, 국경 분할 12, 22을 안내하는 alveus과 측두엽의 백질을 계속 사용합니다. 자세한 사항은 단계를 수행 2.5.1-2.5.2. </li><li> 슬라이스 D : 해마 헤드 (3) : <ol><li> 우수, 열등, 측면, 내측 테두리 :에, dentations의 곡선 다음, 측두엽, 뇌실, 우수한 국경의 열등한 뿔의 측면 경계의 백질에서 해마의 하부 경계를 그립니다 alveus / fimbria의 백질 및 hypointense의 레지오의 내측 경계주변 탱크 (12, 22)의 N. </li><li> Supero - 중간 및 infero - 내측 테두리 : 단계 2.3.2에 설명 된대로 supero - 내측 경계를 정의하기 위해 계속합니다. 해마는 약간 얇아 및 entorhinal 피질 (12, 22)의 약간 hyperintense 회색 물질로 확장 내측 테두리의 열등한 부분을 그립니다. </li></ol></li><li> 슬라이스 E : Uncus와 해마 헤드 4 : 2.5.1-2.5.2 단계에 설명, 열등한 측면, 우수한 테두리를 그릴 계속합니다. 해마에 (해마의 본체에 메달을 위치하고 있으며 저 강도 CSF에 둘러싸여) uncus가 12,2 2 세그멘테이션 포함합니다. </li><li> 슬라이스 F : 해마 바디 : 2.5.1-2.5.2 단계에 설명, 열등한 측면, 중간, 우수한 테두리를 그릴 계속합니다. 해마는이 entorhinal 피질 / 파라 - 해마 이랑 (12, 22)에 전환으로 얇아 시점에서 infero - 내측 테두리를 그립니다.분할의 흔적 해마 고랑의 낮은 강도 CSF를 포함하지 마십시오. </li><li> 슬라이스 G : 해마 꼬리 1 : 원개의 CRU는 처음 볼 때 해마 꼬리 형 슬라이스를 분할 시작합니다. 더 전방 슬라이스 (12, 22)에서 해마 꼬리에 fascicular 이랑의 모양을 외삽하여 분할에서 fascicular 이랑 (해마 꼬리 부분에있는 해마와 혼합 회색 물질 구조)를 제외합니다. 이 추정은 두 개의 구조를 정확하게 구별 할 수없는 후 2 ~ 3 조각 만 가능하다; 이 시점에서, 해마 등이 지역에 눈에 보이는 회색 물질을 취급합니다. </li><li> 슬라이스 H : 해마 꼬리 2 : 세그먼트 주변의 강도 높은 백질의 후방 해마 꼬리의 낮은 강도의 회백질. </li><li> 슬라이스 I : 후방 - 대부분의 조각 : 세그먼트 해마 회색 물질의 작은 나머지 영역에서측두엽의 주위 백질. </li></ol> 3. 해마 식별 기호 수동 분할 <ol><li> 설정 : T2 강조 영상을 사용하여, (단계 2.1에서와 같이) 해마의 앞쪽에 가장 관상 슬라이스로 이동. 붓의 색상을 변경하려면 선택 D (세트 탐색 창에서 분단 메뉴에서 :)하는 Lbl 페인트. "현재 페인트 레이블을 입력 :"명령 단말기는 메시지가 표시됩니다. 각 숫자가 다른 레이블의 색에 해당하는 1에서 255 사이의 숫자를 입력합니다. </li><li> 슬라이스 : 전방 - 대부분의 슬라이스 : 서브 필드 부문은 전방 가장 슬라이스에서 아직 볼 수 있습니다 때문에,에 (반드시 추기경 축 중 하나에 평행하지 않은) 가장 긴 볼 축을 따라 가시 해마 회색 물질을 분할하는 선을 그립니다 두 개의 동일한 섹션은 실제 해부학 12, 22에 근접합니다. CA1 이러한 두 부분의 우수하고 choosi에 의해 subiculum으로 열등한 부분 레이블각 서브 필드 23,35에 대해 서로 다른 색깔의 레이블을 겨. </li><li> 슬라이스 B : 해마 헤드 (1) : SR / SL / SM 13,37로서 해마 형성의 중간에 저 강도 영역을 라벨. 해마의 하부 가장자리를 따라 굴곡이 분명해진다 때, CA1 12, 22에서 subiculum을 분리 측면 테두리로이 랜드 마크를 사용합니다. supero - 중간 팁 (37)에 CA1-subiculum 국경을 그립니다 해마의 긴 축을 따라 계속. </li><li> 슬라이스 C : Dentations와 해마 헤드 2 : <ol><li> SR / SL / SM, CA4 / DG 및 subiculum : SR / SL / SM, CA4 / DG, 그리고 슬라이스 D에 기재 한 바와 같이 subiculum (단계 3.5.1) 레이블. </li><li> CA2 / CA3 및 CA1 : SR / SL / SM 12, 22의 가장 supero - 측면 가장자리에서 supero-측 방향으로 연장되는 45 ° 각도 라인으로 CA1과 CA2 / CA3의 경계를 정의합니다. denta 사이의 골에 우수한 가장자리를 따라 내측 CA2 / CA3 확장TIONS 12, 22. CA1 12, 22로 우수한 가장자리의 나머지 레이블. </li></ol></li><li> 슬라이스 D : 해마 헤드 (3) <ol><li> SR / SL / SM, CA4 / DG 및 subiculum : CA1 (37)의 곡선을 따라 할, 먼저 어두운 SR / SL / SM 밴드 레이블. SR / CA4 / DG 12,22,23,35,37 등의 SL / SM의 내부의 강도 높은 회색 물질 레이블. 이 그림 (c)에서와 같이, 연속 지역되지 않을 수 있습니다. 열등한 해마 (12, 22)에 굽힘을 사용하여 subiculum-CA1의 경계를 정의하는 계속합니다. </li><li> CA2 / CA3 및 CA1은 : 단계 3.4.2에서와 CA1과 CA2 / CA3의 경계를 정의하기 위해 계속합니다. 해마 (12, 22)의 우수한 가장자리를 따라 내측 반 CA2 / CA3를 확장하고 CA1 12, 22로 우수한 가장자리의 나머지 절반 레이블을 붙입니다. </li><li> Supero - 중간 해마 머리 :이 조각에서 반으로 수직 supero - 중간 해마의 머리를 나눕니다. SR / SL / SM (12) 내측 반 레이블. 측면을 나눈다절반의 절반 다시,이 때 수평. CA4 / DG와 우수한 부분과 CA2 / CA3 12 열등한 부분을 레이블. </li></ol></li><li> 슬라이스 E : Uncus와 해마 헤드 (4) <ol><li> 측면 해마 머리 (subiculum)는 이러한 조각의 측면 부분에, / DG 12, 22 CA4의 가장 안쪽 가장자리에서 하부 방향으로 연장되는 수직 라인으로 subiculum-CA1의 경계를 정의합니다. </li><li> 횡 해마 헤드 (CA1, CA2 / CA3, CA4 / DG, SR / SL / SM.) : 단계 3.4.2에서와 동일한 방법으로 CA1-CA2 / CA3 경계를 정의한다. 캘리포니아 지역의 곡선 다음과 같은 낮은 강도 영역으로 SR / SL / SM 레이블을 계속합니다. 단계 3.5.1에​​서와 같이, SR / SL / SM 내부 센터 캐비티로 CA4 / DG 레이블. </li><li> UNCAL 해마 머리 (SR의 / 에스엘 / SM은) : 해마 몸에 해마 헤드 전환으로 약 10 조각의 해마의 uncus 레이블. uncus에서 (SR / SL / SM로서 중심에 저 강도 영역을 레이블링이보기 어려운 경우 uncus의 중심) (12)까지의 폭 복셀 2-3 라인을 분할함으로써 해부학 근사. </li><li> UNCAL 해마 머리 (CA2 / CA3, CA4 / DG는) : uncus의 infero - 측면 / supero - 중간 축을 따라 SR / SL / SM 섹션의 우수한 가장자리에 선을 그립니다. CA2 / CA3 (12)이 선 위에 모든 회색 물질 레이블. CA4 / DG 12 (SR / SL / SM의 양쪽에)이 줄 아래에있는 레이블이없는 회색 물질 레이블. </li></ol></li><li> 슬라이스 F : 해마 바디 : 단계 3.6.1-3.6.2에 설명 된 테두리를 적용 할 계속합니다. </li><li> 슬라이스 G : 해마 꼬리 1 : 단계 3.6.1-3.6.2에 기술 된 규칙을 계속 적용. subiculum-CA1 테두리 CA4 / DG (12, 22)의 내측 가장자리에서 infero-내측 방향으로 연장되는 45 ° 각도 라인이된다. </li><li> 슬라이스 H : 해마 꼬리 2 : fascicular 이랑은 더 이상 해마 상자 형성 구별 할 수 없습니다되면n은, CA1,이 같은 SR / SL의 내부 낮은 강도 영역으로 전체 외부 층 레이블 / (이전의 조각에서와 같이) SM 및 CA4 / DG 12, 22로 중간에 남아있는 회색 문제. </li><li> 슬라이스 I : 후방 가장 슬라이스 : 어둠 SR / SL되면 / SM은 CA1 12, 22로 전체 구조 레이블, 해마 형성의 중심에 더 이상 표시되지 않습니다. </li></ol> 4. 프로토콜의 신뢰성 <ol><li> 원래의 분할을 수행 약 한 달 기다린 후 오른쪽 또는 각 과목의 왼쪽 해마를 Resegment. 세그먼트로서 가능한 한 일관성 프로토콜 규칙을 따르려고 해마의 전체 전후방 길이를 따라 모든 서브 필드. </li><li> 원본과 resegmented 볼륨 사이의 주사위의 카파를 계산 : <img alt="식 (1)" src="/files/ftp_upload/51861/51861eq1.jpg"> K = 주사위의 카파와 A와 B는 라벨 볼륨있는 곳. </li></ol>

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</ol>

저자는 선언할 이해 상충이 없습니다.

자기 공명 영상에서 해마 서브 필드 조각은 문헌에 잘 표현된다. 그러나, 기존의 프로토콜이 해마 20,23,33,35의 일부를 제외, 고정 된 이미지 (37)에만 적용, 또는 이미지 수집 35, 37에 대한 매우 높은 필드 스캐너가 필요합니다. 이 원고는 해마의 5 대 구획 (CA1, CA2 / CA3, CA4 / 치아 이랑 (dentate gyrus), SR / SL / SM, 및 subiculum)을 포함하고 구조의 전체 전후방 길이에 걸쳐 분할 프로토콜을 제공합니다. 전체 세그먼트지도 책은 공공 온라인 (cobralab.ca/atlases/Hippocampus)을 사용할 수 있습니다. 이 작품은 뇌 영상 분야 내에서 여러 그룹에 적용 가능하며, 해마 서브 필드 분할의 기존 불일치의 일부를 제한하는 데 도움이 될 것입니다. 프로토콜의 신뢰성 테스트는 높은 내 평가자의 신뢰성을 반영하고 원래 resegmented 라...

해마는 일시적인 메모리 공간 탐색 및 다른인지 기능과 관련된 10,31 널리 연구 측두엽 구조이다. 알츠하이머 병, 정신 분열증 및 양극성 장애와 같은 신경 퇴행성 질환 및 신경 정신 질환에서의 역할은 4,5,18,24,30 잘 설명되어 있습니다. 이 원고의 목표는 3T에서 취득 고해상도 자기 공명 (MR) 화상에 인간 해마의 서브 필드에 대해 이전에 34 출판 수동 분할 프로토콜에 부가적인 세부 사항을 제공하는 것이다. 또한,이 원고를 함께 제공되는 비디오 구성 요소는 자신의 데이터 세트에 대한 프로토콜을 구현하고자하는 연구자들에게 추가 지원을 제공 할 것입니다. 해마가에서 조직 학적으로 제조 된 사후 관찰 cytoarchitectonic 차이를 기반으로 서브 필드로 나눌 수는 12, 22을 표본. 이러한 사후 표본 GROU를 정의차 식별 및 해마 서브 필드의 연구에 대한 진실; 이러한 성격의 제제는 염색 기술과 장비를 전문이 필요하며, 특히 질병 개체군에서, 고정 된 조직의 가용성에 의해 제한되어 있지만. 생체 내 이미징 피사체의보다 큰 풀의 이점을 갖고, 또한 follow-위한 기회를 제공 연구 및 인구에서 관찰 변화입니다. 이 T2 강조 생체 MR 이미지에서 그 신호 세기를 도시 하였지만 세포 밀도가 13, 그것이 전적으로 MR 신호 세기를 이용하여 서브 필드 사이에 확실한 경계를 식별하기 위해 여전히 어렵다 반영한다. 이와 같이, MR 영상에 조직학 레벨 세부 사항을 특정하기위한 다른 접근 방법이 개발되어왔다. 일부 그룹은 해마 서브 필드 neuroanat을 지역화하는 재구성과 조직 학적 데이터 세트를 디지털화하고 이미지 등록 기술과 함께이 복원을 사용하기위한 노력을 만들었습니다생체 MR 1,2,8,9,14,15,17,32에 OMY. 이 직접 자기 공명 영상 상 조직 학적 지상 진실의 버전을 매핑하기위한 효과적인 방법이지만,이 자연의 복원을 완료하기 어렵다. 이와 같은 프로젝트는 그대로 내측 측두엽 표본, 조직 학적 기법, 조직 학적 처리 중 데이터 손실, 고정 및 생체 뇌 사이의 기본적인 형태 학적 불일치의 가용성에 의해 제한됩니다. 다른 그룹은 생체 내에서 획득하기위한 노력의 일환으로 높은 필드 스캐너 (7T 또는 9.4T)를 사용하고 또는 전 충분히 작은 (0.20-0.35 mm의 등방성) 복셀 크기의 생체 내 이미지가 공간적으로 사용되는 이미지의 명암 차이를 지역화 시각화 서브 필드 35, 37 사이의 경계를 추론. 심지어 7T-9.4T에서와 같은 작은 복셀 크기, 해마 서브 필드의 cytoarchitectonic 특성은 볼 수 없습니다. 이와 같이, 수동 분할 프로토콜이 개발되어왔다자기 공명 영상에 알려진 조직 학적 경계를 pproximate. 이러한 프로토콜은 로컬 이미지 콘트라스트의 차이를 해석하고 표시 구조물에 대하여 (예를 들면 직선 및 각도 등) 기하학 규칙을 정의하여 서브 필드의 경계를 결정한다. 높은 전계 강도에서 촬영 한 이미지는 해마 서브 필드에 대한 자세한 통찰력을 제공 할 수 있지만 7T와 9.4T 프로토콜이 현재 적용 가능성을 제한하므로, 높은 필드 스캐너, 아직 임상 또는 연구 설정에서 일반적으로하지 않습니다. 비슷한 프로토콜은 3T와 4T 스캐너 11,20,21,23,24,25,28,33에서 수집 된 이미지 개발되었다. 이러한 프로토콜의 대부분은 관상면의 서브 1mm 복셀 복셀 차원 화상에 기초하지만, 큰 조각의 두께 (mm 0.8에서 3 사이) 11,20,21,23,25,28,33 또는 큰 슬라이스 간 거리를 갖는다 각 서브 필드의 양의 추정에서 상당한 바이어스 측정 결과 둘 20,28. 또한, 기존의 프로토콜 3T 많은해마의 머리 또는 꼬리 20,23,25,33의 전부 또는 일부에 서브 필드를 제외하거나 중요한 하부 구조 (즉, CA2 / CA3와 DG를 결합하거나 지층 radiatum / lacunosum / moleculare의 포함되지 않습니다 자세한 세분화를 제공하지 않습니다 CA) 11,20,21,23,24,25,28,33. 신뢰성 및 임상 연구에서 일반적으로 사용되는 설정에 근거 스캐너 해마의 헤드, 바디, 테일 걸쳐 관련 서브 필드를 식별 할 수있는 프로토콜의 상세한 설명을위한 필드에서 필요하다. 노력은 실험실의 해마 서브 필드 분할 프로세스를 조화 해마 서브 필드 그룹 (www.hippocampalsubfields.com)에 의해 현재 진행되고, 전체 해마 분할 6에 대한 기존 조화 노력, 21 기존의 프로토콜을 비교하는 최초의 종이와 유사한 최근 38 출판 되었음 . 이 그룹의 작업은 더 최적의 분할 proce을 해명한다절차들. 이 원고는 안정적으로 고해상도 3T 자기 공명 영상에 윈터와 동료 (34)에 의해 이전에 설명 해마 서브 필드 분할 프로토콜을 구현하기위한 세부 작성 및 비디오 지침을 제공합니다. 이 프로토콜은 전체 해마에 대한 건강한 다섯 이미지와 다섯 해마 서브 필드 (CA1, CA2 / CA3, CA4 / 치아 이랑 (dentate gyrus), 지층 radiatum / lacunosum / moleculare 및 subiculum)에 구현되었습니다. 이 분할 된 이미지는 공공 온라인 (cobralab.ca/atlases/Hippocampus)을 사용할 수 있습니다. 프로토콜과 분할 된 이미지는 자기 공명 영상에서 상세한 해마의 신경 해부학을 공부하고자하는 그룹에 도움이 될 것입니다.

<table><tbody><tr><td>Discovery MR750 3T</td><td>GE</td><td></td><td>또는 동급 3T 스캐너</td></tr><tr><td>Minc Tool Kit</td><td>McConnell Brain Imaging Center, Montreal Neurological Institute</td><td></td><td>오픈 소스: http://www.bic.mni.mcgill.ca/ServicesSoftware/ServicesSoftwareMincToolKit</td></tr></tbody></table>

높은 해상도 생체 3t 자기 공명 영상을 이용하여 인간의 해마 서브 필드에 대한 수동 분할 프로토콜

High-resolution In Vivo Manual Segmentation Protocol for Human Hippocampal Subfields Using 3T Magnetic Resonance Imaging

인간 해마가 넓게 메모리 정상적인 뇌 기능 및 다른 신경 정신 질환에서의 역할과 관련하여 연구되었다 심하게 검토되고있다. 많은 영상 검사는 단일의 일체형 구조로서 신경 해부학 해마 치료 동안, 복잡한 3 차원 형상을 여러 서브 필드로 이루어지는 사실이다. 따라서, 이러한 서브 필드는 특수한 기능을 수행하고 차분 다른 질환 상태의 과정을 통해 영향을받는 것으로 알려져있다. 자기 공명 (MR) 촬상은 해마와 그 서브 필드의 형태를 심문하는 강력한 도구로 사용될 수있다. 많은 그룹이 서브 이미지 고급 이미징 소프트웨어 및 하드웨어 (&gt; 3T)를 사용한다; 그러나 이러한 종류의 기술은 대부분의 연구 및 임상 이미징 센터에서 쉽게 사용하지 못할 수 있습니다. 이러한 요구를 해결하기 위해,이 원고는 전체 전후방 길이를 분할에 대한 자세한 단계별 프로토콜을 제공cornu ammonis (CA) 1, CA2 / CA3, CA4 / 치아 이랑 (dentate gyrus) (DG), 지층 radiatum / lacunosum / moleculare (SR / SL / SM) 및 subiculum : 해마와 그 서브 필드. 이 프로토콜은 다섯 명 (; 나이 29-57, 평균 37. 3 층, 2M)에 적용되었습니다. 프로토콜의 신뢰성은 주사위의 카파 메트릭을 사용하여 중복을 오른쪽 또는 각 과목의 왼쪽 해마를 resegmenting 및 컴퓨팅에 의해 평가된다. 다섯 과목에 걸쳐 주사위의 카파 (범위)를 평균 있습니다 전체 해마, 0.91 (0.90-0.92); (CA1), 0.78 (0.77-0.79); CA2 / CA3, 0.64 (0.56-0.73); CA4 / 치아 이랑 (dentate gyrus), 0.83 (0.81-0.85); 지층 radiatum / lacunosum / moleculare, 0.71 (0.68-0.73); 0.75 (0.72-0.78)를 subiculum. 여기에 제시된 분할 프로토콜은 일반적으로 사용하는 MR 도구를 사용하여 생체 내에서 해마와 해마 서브 필드를 연구하는 신뢰할 수있는 방법으로 다른 실험실을 제공합니다.

. 프로토콜 신뢰성 시험의 결과를 표 2에 요약되어 전체 양측 해마를 들어, 공간적 중복을 의미 주사위의 카파 측정하면 0.91이며, 0.90 내지 - 0.92. 식별 기호 카파 값은 0.64 (CA2 / CA3)에서 0.83 (CA4 / 치아 이랑 (dentate gyrus))에 이르기까지 다양합니다. 모든 서브 필드 전체 해마에 대한 평균 볼륨은 표 3에보고됩니다. 전체 해마 범위에 대한 볼륨 2456.72-3325.02 MM 3에서. CA1는 857.46 mm 3의 가장 큰 반면, CA2 / CA3는 208.33 mm 3에서 가장 작은 서브 필드입니다. <img alt="그림 1" src="/files/ftp_upload/51861/51861fig1.jpg"> 그림 ...

이 원고의 목표는 MRI를 사용하여 해마와 해마의 하위 영역을 연구하는 것입니다. 원고는 해마와 5개의 해마 하부 구조(cornu ammonis (CA) 1, CA2/CA3, CA4/dentate gyrus, strata radiatum/lacunosum/moleculare 및 subiculum을 분할하기 위한 프로토콜을 설명합니다.

높은 해상도 생체 3T 자기 공명 영상을 이용하여 인간의 해마 서브 필드에 대한 수동 분할 프로토콜

The human hippocampus has been broadly studied in the context of memory and normal brain function and its role in different neuropsychiatric disorders has ...

이 프로토콜의 전반적인 목표는 자기 공명 이미지의 하위 필드로 인간 해마를 분할하기 위한 신뢰할 수 있고 해부학적으로 정확한 방법을 제공하는 것입니다. 여기서, 해마 하위 필드는 CA 1, CA 2, CA 3, CA 4, 치상회(dentate gyrus), S-R-S-L-S-M 및 icm의 5개 레이블로 나뉩니다. 이 방법은 건강한 상태와 질병 상태에서 해마 하부 필드 구조가 어떻게 변화하는지와 같은 신경 이미징 분야의 주요 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다.이 기술의 주요 장점은 3개의 T 스캐너에서 수집된 고해상도 이미지에 맞게 조정되고 해마의 전체 전방 후방 길이에 대한 하위 필드 정의를 포함한다는 것입니다. 여기 터미널에 다음 명령 장면을 입력하여 시작합니다. T one 가중치 영상에서 소프트웨어 인터페이스를 열려면 코로나 보기를 확대하고 해마를 확대한 다음 탐색 창에서 분할을 선택한 다음 XY 반경을 선택합니다.XY 브러시 크기를 0.1로 설정합니다. 해마의 가장 앞쪽 관상 절편으로 스크롤하여 절편 a, 전방 mott 절편을 찾습니다. 주변 측두엽 백질과 만나는 해마 회백질의 가장 바깥쪽 경계를 그리고 alves의 고강도 백질을 사용하여 상위 경계를 돕습니다.탐색 창의 세분화 메뉴에서 label fill 키를 사용하여 테두리 내부의 레이블을 채웁니다. 슬라이스 B의 경우 해마 머리가 이겼습니다. 측두엽과 alves의 백질을 가이드로 사용하여 해마 머리의 경계를 계속 그립니다.다음으로 슬라이스 C의 경우, 해마 머리는 dations가 있는 두 개입니다. alius의 백질을 사용하여 해마의 dations를 그립니다. 그런 다음 축 보기를 사용하여 측면 해마의 앞쪽 가장자리에서 수평선을 그리고 이 선 아래의 모든 것을 해마의 일부로 지정합니다.이제 해마 머리 3인 슬라이스 D의 경우 측두엽의 백질에서 해마의 아래쪽 경계를 그리고 측면 심실의 아래쪽 뿔에서 측면 경계를 그립니다. alius fibr의 백질에서 상경계(superior border)를 그리고 주변 수조(ambient cison)의 저강도(hypo intensity) 영역에서 내측 경계(medial border)를 그립니다. slice, E의 경우 inferior, lateral, superior 및 medial borders를 그립니다.이전과 같이, 해마가 약간 얇아지고 내측 피질의 회백질로 확장되는 내측 경계의 아래쪽 부분을 그려 추론 내측 경계를 정의합니다. 이 슬라이스에서는 해마 분할에 onus를 포함합니다. 그런 다음 F.As 전에 슬라이스에 해마체를 지정하고, 잔류 해마 열구의 저강도 대뇌 척수액을 분할에 포함하지 마십시오.이제 슬라이스 G 세그먼트의 경우 해마 꼬리가 꼬리를 분할하기 시작합니다. fornix의 순항이 처음 보일 때. 더 많은 앞쪽 조각을 위해 수포회(vesicular gyrus)의 모양을 해마 꼬리로 외삽하여 수포회(vesicular gyrus)를 제외합니다.수포회(vesicular gyrus)를 더 이상 구별할 수 없을 때, 보이는 모든 회백질을 해마 꼬리로 처리한다. 그런 다음 슬라이스 H의 경우 해마 꼬리 두 분절, 주변의 고강도 백질에서 후방 해마 꼬리의 저강도 회백질. 마지막으로, 또는 슬라이스 눈, 가장 뒤쪽의 슬라이스 세그먼트, 측두엽의 주변 백질에서 해마 회백질의 작은 남은 영역.T 2 가중치 이미지에서 해마의 가장 앞쪽 관상 절편으로 스크롤하는 것으로 시작합니다. 페인트 라벨 설정을 선택하고 터미널에 1에서 255 사이의 숫자를 입력하여 페인트 브러시의 색상을 변경합니다. 가장 앞쪽에 있는 슬라이스 A의 경우, 가장 긴 가시 축을 따라 보이는 해마 회백질을 두 개의 동일한 섹션으로 나누는 선을 그립니다.두 가지 다른 색상을 사용하여 이 두 부분 중 상위 부분을 ca 1로, 하위 부분을 슬라이스 B의 술루, 해마 머리 1로 표시합니다. 해마 형성의 중간에 있는 낮은 강도의 영역을 표시하십시오. SR SLSM으로, 하측 csum ca one border를 inferior hippocampus의 구부러진 부분에 정의합니다.해마의 가장 긴 축을 계속 따라가면서 해마 머리인 슬라이스 C의 상부 내측 끝에 ca 1 sulu 경계를 그립니다. 둘은 유혹과 함께. ca one 레이블의 곡선을 따르는 어두운 S-R-S-L-S-M 대역, S-R-S-L-S-M 내부의 고강도 회백질에 CA four dg로 레이블을 지정합니다.그런 다음 bend와 inferior hippocampus를 사용하여 sicm ca one border를 정의합니다. CA 1과 CA 2 사이의 경계, CA 3을 S-R-S-L-S-M의 가장 상측 모서리에서 상측 방향으로 확장되는 45도 각도 선으로 정의합니다. ca 2 ca 3 을 superior edge를 따라 dations 사이의 골까지 중간으로 확장하고 나머지 superior edge를 slice D, hippocampal head three에 대해 ca 1로 표시합니다.방금 설명한 대로 S-R-S-L-S-M CA 4, DG 및 ICM에 레이블을 지정합니다. 슬라이스 C의 경우, CA 2, CA 3을 상위 가장자리를 따라 중간으로 확장하고, 상위 가장자리의 나머지 절반을 CA 1로 레이블합니다. 초 내측 해마 머리를 수직으로 반으로 나눕니다.내측 절반을 S-R-S-L-S-M으로 표시합니다. 그런 다음 수평으로 측면 절반을 반으로 나눕니다. 다시 말하지만, 아래쪽 부분은 CA 2, CA 3으로 표시하고, 위쪽 부분은 슬라이스 E에 대해 CA 4 DG, 해마 머리 4는 앵거스로 레이블을 지정합니다.saeculum ca one border를 CA four dg의 가장 내측 가장자리에서 아래쪽 방향으로 연장되는 수직선으로 정의합니다. CA 1, CA 2, CA 3s, RSL, SM 및 ca four DG 테두리를 계속 정의합니다. 이전과 마찬가지로 해마의 머리가 해마체로 전환될 때 해마의 부담을 온스 라벨에 표시하고, 중앙의 낮은 강도 영역을 SRSL sm으로 표시합니다.슬라이스 E를 계속 진행하면서 UCAS 레이블의 하측 초내측 축을 따라 S-R-S-L-S-M 섹션의 위쪽 가장자리에 선을 그립니다. 이 선 위의 모든 회백질은 CA 2, CA 3으로 표시되며, 이 선 아래의 레이블이 지정되지 않은 회백질은 CA 4 D.Next, 또는 slice F, 해마체로 표시됩니다. sulu S-R-S-L-S-M ca 4, DG ca 2, CA 3에 대한 테두리를 슬라이스 G, 해마 꼬리 1의 슬라이스 E에 대해 언급했듯이 계속 적용합니다.ICM ca one 경계는 45도 각도 선이되며, 슬라이스 H.The 해마 꼬리 2에 대한 CA 4 DG의 내측 가장자리에서 인프라 내측 방향으로 확장되며, 저강도 내부 층을 S-R-S-L-S-M으로, 외부 고강도 층을 CA 1로 표시합니다. 수포회(vesicular gyrus)가 더 이상 해마 형성과 구별되지 않게 되면, 중간에 남아 있는 회백질은 CA 4 dg로 표시한다. 마지막으로, 절편의 경우 가장 뒤쪽의 절편은 전체 구조를 CA 1로 남겨둡니다.어두운 S-R-S-L-S-M이 해마 형성에서 더 이상 보이지 않게 되면 이 프로토콜은 자기 공명 영상을 사용하여 인간 해마를 분할합니다. 여기에서 전체 해마는 T one 가중치 이미지를 사용하여 9개의 관상 절편으로 나뉩니다. 그런 다음 여기에서 T 2개의 가중치 이미지를 사용하여 5개의 해마 하위 필드를 분할하며, CA 1, CA 2, CA 3, CA 4, denate gyrus, S-R-S-L-S-M 및 ICM을 이 해마 머리 슬라이스 내에서 볼 수 있습니다.이 기술을 숙달하면 제대로 수행되면 각 과목에 대해 40시간 안에 완료할 수 있습니다. 가능한 한 이미지의 강도 패턴을 따르고 이 절차를 따라 피사체 사이의 경계와 일관성을 유지하는 것을 기억하는 것이 중요합니다. 다른 자동화된 세분화 기법을 수행하여 건강한 노화를 겪고 있거나 알츠하이머병을 앓고 있는 사람들과 같은 취약 집단에서 해마의 부피와 모양에 대한 질문에 답할 수 있습니다.이 비디오를 시청한 후에는 이 프로토콜을 안정적으로 복제하고 피험자의 상세한 해마 하부 해부학적 구조에 대한 통찰력을 얻을 수 있어야 합니다.

high-resolution-vivo-manual-segmentation-protocol-for-human

Research

연구

JoVE Journal

Neuroscience

신경과학

이 문서 3T 스캐너를 사용하여 인간의 midbrain과 subcortical 구조 1.2 밀리미터 샘플링과 고해상도 기능성 자기 공명 영상을 수행하는 기술을 설명합니다. 인간의 뛰어난 colliculus (SC)의 시각적 자극을 지형지도를 해결하기 위해 이러한 기술의 사용은 예제로 제공됩니다.

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이 프로토콜 구조 T1 가중치 mri 회색 물질 볼륨의 정량화에 대 한 사용할 수 있는 회색 문제 지역 윤곽을 그리 다를 7 다른 자동된 분할 도구를 적용 하는 과정을 설명 합니다.

T1-가중치 MRI 이미지에서 외피 회색 물질의 자동된 분할

이 기사에서는 두 개의 공간 척도를 연결하는 3D 스캐닝 기술을 사용하여 실험 프로토콜을 소개합니다: MRI에 의해 이미지된 전체 뇌 해부학의 거시적 공간 척도 &gt;100 μm 및 이를 사용하는 뉴런 분포의 현미경 공간 스케일 면역히스토화학 염색 및 다중전극 어레이 시스템 및 기타 방법(~10 μm).

3D 소설 포함 프로토콜에서 마이크로 회로 및 매크로 스케일 뇌 이미지를 연결하는 3D 스캐닝 기술

개방형 소프트웨어를 사용한 이미지 세분화, 자동화된 모델링 패키지를 사용한 그룹 별 모양 분석 등 뇌 구조에 대한 형상 분석을 위한 반자동 프로토콜을 소개합니다. 여기서, 우리는 뇌 MR 이미지로부터 해마 세분화를 가진 3D 형상 분석 프로토콜의 각 단계를 시연한다.

뇌 구조의 3차원 형상 모델링 및 분석

이 프로토콜은 흑질의 뉴로멜라닌 민감성 자기공명영상 데이터를 획득하는 방법을 보여준다.

흑질의 뉴로멜라닌 민감성 자기공명영상을 위한 표준화된 데이터 수집

뇌에서 맥락총의 중요한 역할에도 불구하고 이 구조에 대한 신경 영상 연구는 신뢰할 수 있는 자동 분할 도구가 없기 때문에 부족합니다. 현재 프로토콜은 미래의 신경 영상 연구에 정보를 제공할 수 있는 맥락총의 황금 표준 수동 분할을 보장하는 것을 목표로 합니다.

뇌 MRI를 사용한 인간 맥락총의 수동 분할

이 프로토콜은 고압 냉동(HPF)과 와플 방법, 극저온 집중 이온 빔(cryo-FIB) 리프트아웃, 선량 대칭 병렬 채취를 통합하여 두꺼운 조직에 대한 냉동 전자 단층촬영(cryo-ET)을 표준화하여, 쥐 해마에서 재 현 가능한 현장 분석을 위한 균일하게 얇은 층상과 유리화 표본을 제공합니다.

쥐 해마에서 입증된 두꺼운 조직을 위한 냉동 전자 단층촬영 워크플로우

학습하세요 3T MRI를 이용한 인간 해마 서브 필드 수동 분할 프로토콜입니다. 고해상도 영상에서 CA1, CA2/CA3, CA4/치조회 등 5개 영역을 정확히 분할하여 기억 장애 및 신경 질환 연구에 활용할 수 있습니다.

높은 해상도 생체 3T 자기 공명 영상을 이용하여 인간의 해마 서브 필드에 대한 수동 분할 프로토콜

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