병변 증상 매핑을 위한 MRI 또는 CT에 대한 뇌 경색 세분화 및 등록

병변 증상 매핑은 뇌 병변 환자를 연구하여 뇌 기능을 국소화하는 강력한 도구입니다. 중요한 단계에는 병변 세분화 및 표준 공간에 대한 등록을 포함한 이미지 처리가 포함됩니다. 이 프로토콜은 모든 구조적 이미징 양식과 함께 작동하는 통합 프레임워크를 설명하며, 병변 증상 매핑 연구에 사용하기 위해 표준 공간에서 병변을 일관되게 출력합니다.

병변은 과목 전반에 걸쳐 비교를 허용하기 위하여 표준 공간으로 변환되어야 합니다. 각 환자의 뇌는 뇌 크기와 모양의 차이를 교정하기 위해 공간적으로 정렬되어야합니다. 이 방법을 사용하는 동안 서면 지침만 따르기보다는 각 단계를 수행하는 방법을 확인하는 데 도움이 됩니다.

또한 뇌 이미지에 대한 좋은 이해가 필요하며 시각적 데모가 유용합니다. 이 프로토콜은 병변 증상 매핑에 필요한 처리 단계를 수행하는 방법을 설명합니다. 병변 맵이 표준 공간에 등록되면 병변 증상 매핑은 대규모 환자 그룹에서 수행 될 수 있습니다.

모든 병변 맵이 표준 공간으로 변환되면 각 복셀은 피사체 전체에서 동일한 뇌 영역을 나타냅니다. 이를 통해 통계 적 분석이 수행 될 수 있습니다, 예를 들어, 특정 복셀에 병변의 존재가 인지 적자와 연관되어 있는지 테스트. 허혈성 뇌졸중 환자의 뇌 CT 또는 MRI 스캔을 수집하여 시작합니다.

대부분의 스캐너에는 하드 디스크 또는 서버에 복사할 수 있는 DICOM 파일로 스캔이 있습니다. 각 임상 변수에 대해 각 케이스 및 열에 대해 별도의 행을 만들어 데이터 파일에서 임상 변수를 수집합니다. 경색 세분화의 경우, 적어도 뇌졸중 날짜와 이미징 날짜 또는 뇌졸중과 이미징 사이의 시간 간격을 나타내는 변수를 포함합니다.

DICOM 이미지를 압축되지 않은 NIfTI 파일로 변환하려면 DICOM-nIfTI 도구를 사용하여 DICOM 파일에 대한 폴더 경로를 사용하여 명령 프롬프트에서 화면에 표시되는 명령을 입력합니다. 폴더 경로가 삽입된 명령의 예를 여기에서 볼 수 있습니다. 이 명령은 실행 파일을 실행하고 선택한 폴더에서 DICOM 이미지를 변환하고 이 폴더에 NIfTI 파일을 저장합니다.

마지막으로 NIfTI 파일을 각 케이스에 대한 하위 폴더로 편리한 폴더 구조로 구성한 후 광원 세분화를 시작합니다. 먼저, 뇌졸중 증상이 발병한 후 최소 24시간 후에 스캔이 수행되었는지 확인합니다. 그렇지 않으면 급성 경색은 CT에 표시되지 않거나 부분적으로만 표시되며 스캔을 분할에 사용할 수 없습니다.

파일을 선택하여 ITK-SNAP 소프트웨어를 사용하여 기본 CT를 연 다음 드롭다운 메뉴에서 메인 이미지를 엽니다. 그런 다음 찾아보기를 클릭하고 파일을 선택하여 스캔을 엽니다. 이제 이미징 특성에 따라 경색을 식별합니다.

첫째, 경색은 일반적인 두뇌 조직에 비해 낮은 신호가 있다는 것을 주의하십시오. 급성 단계에서, 큰 경색은 주변 조직의 변위, 심실의 압축, 중간 선변화 및 황시의 말살의 결과로 질량 효력을 일으키는 원인이 될 수 있습니다. 광활한 내의 신호가 높은 영역으로 보이는 출혈 변환이 있을 수 있습니다.

만성 단계에서, 경색은 뇌척수액과 유사한 밀도를 가진 저조밀도, 캐비테이션 센터, 및 손상된 뇌 조직을 나타내는 덜 저조도 림으로 구성됩니다. 큰 경색의 경우, 인접한 설시 또는 심실의 전 균증이 있을 수 있다. 왼쪽 클릭을 사용하여 왼쪽 단추를 사용하여 페인트브러시 모드를 사용하여 경포된 뇌 조직을 분할하여 지우세요.

또는 다각형 모드를 사용하여 병변 의 테두리에 앵커 포인트를 배치하고 병변의 테두리 위로 마우스를 이동하는 동안 왼쪽 마우스 버튼을 누를 수 있습니다. 모든 점이 연결되면 수락을 클릭하여 설명된 영역을 채웁니다. 세분화를 마친 후 세분화를 클릭하여 스캔과 동일한 폴더에 이진 NIfTI 파일로 저장한 다음 드롭다운 메뉴에서 세분화 이미지를 저장한 다음 분할 된 검사와 동일한 이름을 부여하여 분할을 저장합니다.

첫째, DWI 스캔이 뇌졸중 발병 후 7일 이내에 수행되었는지 확인합니다. 중증은 뇌졸중 발병 후 몇 시간 이내에 DWI에서 볼 수 있으며 DWI에 대한 가시성은 약 7일 후에 점차 감소합니다. 다음으로, DWI의 높은 신호와 ADC 맵의 낮은 신호에 기초하여 경포된 뇌 조직을 식별하고 에음한다.

DWI에서 일반적으로 관찰되는 아티팩트인 공기와 조직 또는 뼈 사이의 인터페이스 근처에서 높은 확산 신호를 착각하지 마십시오. FLAIR 이미징의 경우 먼저 뇌졸중 증상이 발병한 후 48시간 후에 스캔이 수행되었다는 것을 확인하십시오. 과급성 단계에서는 광원이 일반적으로 보이지 않거나 정확한 경계가 불분명합니다.

그런 다음 ITK-SNAP의 FLAIR 이미지와 T1 가중치 검사를 별도의 창에서 열어 참조할 수 있는 경우 사용할 수 있습니다. 급성 단계에서, 광원은 다소 균일한 초탄성 병변으로 볼 수 있습니다, 또는 붓기 및 질량 효과없이. 사용 가능한 경우 DWI를 사용하여 백색 물질 고혈압과 같은 급성 경색및 만성 병변을 구별하십시오.

이미지를 등록하려면 먼저 RegLSM을 다운로드하고 이 도구를 사용하여 CT 스캔 또는 모든 종류의 MRI 시퀀스를 처리합니다. 등록 절차는 여기에 표시된 그림에서 볼 수 있습니다. 다음으로, MATLAB 버전 2015a 이상을 열고 현재 폴더를 RegLSM으로 설정한 다음 추가 경로를 입력한 다음 SPM의 폴더 이름을 입력하여 SPM을 활성화합니다.

다음으로 RegLSM을 입력하여 그래픽 인터페이스를 엽니다. 단일 사례에 대한 등록을 수행하려면 등록 드롭다운 메뉴에서 테스트 모드를 선택합니다. 그런 다음 이미지 열기 버튼을 사용하여 분할된 스캔, 주석 주석 및 선택적으로 T1을 선택하고 원하는 등록 스키마를 선택합니다.

또는 배치 모드를 사용하여 선택한 폴더의 모든 사례를 등록할 수 있습니다. RegLSM이 자동으로 생성된 하위 폴더에 결과 등록 매개 변수, 등록된 검사 및 등록된 병변 맵을 저장하도록 합니다. 이제 RegLSM 인터페이스에서 결과 확인을 선택하여 등록 결과를 검토하고 이러한 결과를 사용하여 기본 폴더를 찾아봅시다.

등록된 스캔을 스크롤하고 십자선을 사용하여 MNI152 템플릿에 대한 정렬을 확인하여 인식 가능한 해부학 적 랜드마크에 주의를 기울입니다. 후속 수동 수정을 위해 이전에 만든 데이터 파일의 별도의 열에 실패한 모든 등록을 표시해야 합니다. 수정이 필요한 병변 맵의 경우 ITK-SNAP에서 MNI152 T1 템플릿을 열고 세분화 메뉴에서 분할 열기를 선택한 다음 템플릿에 오버레이되는 등록된 병변 맵을 선택합니다.

또한 등록을 열면 참조할 별도의 창이 생성됩니다. 모든 유형의 정렬 불량에 대해 ITK-SNAP에 등록된 병변 맵을 수정하여 브러시 기능을 사용하여 왼쪽 클릭으로 복셀을 추가하거나 마우스오른쪽 단추로 클릭하면 복셀을 제거합니다. 마지막으로 수정된 병변 맵을 수정되지 않은 병변 맵과 동일한 폴더에 NIfTI 파일로 저장한 다음 수정된 확장과 함께 수정되지 않은 병변 맵과 동일한 이름을 지정하여 세분화를 저장합니다.

여기서는 단일 환자에 대한 CT 스캔을 볼 수 있습니다. CT 관류 맵이 허혈을 표시하더라도 경색이 아직 표시되지 않기 때문에 초기 스캔을 세분화에 사용할 수 없습니다. 6일째에 CT는 경미한 중간선 교대와 출혈 변환을 가진 경색한 두뇌 조직의 팽윤을 보여줍니다.

4 개월 후 검사는 심실과 인근 설시의 전 vacuo 확대와 뇌 조직 손실을 보여줍니다. MNI152 템플릿에 6일째에 CT를 등록한 결과는 여기에서 볼 수 있습니다. 등록 알고리즘은 수동 보정이 필요한 왼쪽 심실의 중간 선 변경 및 압축을 충분히 보상하지 않았습니다.

교정 후 등록된 병변 맵은 네이티브 공간에서 의 경색을 정확하게 표현하며 병변 증상 매핑에 사용할 수 있습니다. 여기에서 등록된 DWI 시퀀스와 MNI152 템플릿과 해당 등록된 경색의 비교를 볼 수 있습니다. 오른쪽 카우다테 핵의 머리에 약간의 오류를 유의하십시오.

이를 위해서는 표준 공간에서 세분화를 수동으로 수정해야 했습니다. 마지막으로, 이 수치는 3일째MRI FLAIR 서열 등록 결과를 보여 주며, 이는 적절하고 수동 수정이 필요하지 않습니다. 이 프로토콜은 뇌 템플릿에 대한 정확한 경색 세분화 및 등록을 수행하는 방법에 대한 실용적인 지침을 포함하여 병변 증상 매핑을 위한 이미징 데이터를 준비하는 과정을 다룹니다.

병변 맵은 병변 증상 매핑 연구에서 특정 인지 기능을 국소화하거나 병변 위치를 사용하여 뇌졸중 환자의 인지 결과를 예측할 수 있습니다. 이 프로토콜은 병변 증상 매핑 연구의 워크플로우를 가속화하고 조화를 이면 연구원이 수백에서 수천 명의 과목을 포함한 대규모 다중 센터 연구를 수행할 수 있도록 합니다.