Methodenartikel

Hoge resolutie In Vivo Manual Segmentatie Protocol voor menselijk hippocampus met behulp van 3T Magnetic Resonance Imaging

DOI:

10.3791/51861

⸱

10 november 2015

 ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Institute of Biomaterials and Biomedical Engineering, University of Toronto, 2Computational Brain Anatomy Laboratory, Douglas Institute, McGill University, 3McGill Centre for Studies in Aging, McGill University, 4MRI Unit, Research Imaging Centre, Campbell Family Mental Health Research Institute, Centre for Addiction and Mental Health, 5Department of Psychiatry, University of Toronto, 6School of Psychology, University of Wollongong, 7Neuroscience Research Australia, 8Department of Medicine, University of Toronto, 9Kimel Family Translational Imaging Genetics Research Laboratory, Research Imaging Centre, Campbell Family Mental Health Research Institute, Centre for Addiction and Mental Health

In dit artikel

Samenvatting

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Het doel van dit manuscript is om de hippocampus en hippocampale subvelden te bestuderen met behulp van MRI. Het manuscript beschrijft een protocol voor het segmenteren van de hippocampus en vijf hippocampale substructuren: cornu ammonis (CA) 1, CA2/CA3, CA4/dentate gyrus, strata radiatum/lacunosum/moleculare en subiculum.

Samenvatting

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De menselijke hippocampus werd algemeen onderzocht in de context van het geheugen en normale hersenfunctie en zijn rol in diverse neuropsychiatrische stoornissen is zwaar onderzocht. Terwijl vele beeldvormende studies behandelen hippocampus als één unitaire neuroanatomisch structuur is in feite samengesteld uit verschillende subvelden die een complexe driedimensionale geometrie. Als zodanig is het bekend dat deze subvelden voeren specifieke functies en worden verschillend beïnvloed door het verloop van verschillende ziektetoestanden. Magnetische resonantie (MR) beeldvorming kan worden gebruikt als een krachtig hulpmiddel om de morfologie van de hippocampus en de subvelden ondervragen. Veel groepen maken gebruik van geavanceerde imaging software en hardware (> 3T) het imago van de deelgebieden; Maar dit type technologie niet onmiddellijk beschikbaar in de meeste onderzoek en klinische beeldvorming centra. Om aan deze behoefte, dit manuscript geeft uitvoerige stap-voor-stap protocol voor het segmenteren van de volledige anterior-posterior lengthvan de hippocampus en de deelgebieden: cornu Ammonis (CA) 1, CA2 / CA3, CA4 / dentate gyrus (DG), lagen radiatum / lacunosum / moleculare (SR / SL / SM) en subiculum. Dit protocol is toegepast op vijf onderwerpen (3F, 2M, leeftijd 29-57, gem. 37). Betrouwbaarheid protocol wordt beoordeeld door resegmenting rechts of links hippocampus van elk onderwerp en het berekenen van de overlap met behulp van de Dice's kappa metrische. Mean Dice's kappa (bereik) over de vijf thema's zijn: hele hippocampus, 0,91 (0,90-0,92); CA1, 0,78 (0,77-0,79); CA2 / CA3, 0,64 (0,56-0,73); CA4 / dentate gyrus, 0,83 (0,81-0,85); strata radiatum / lacunosum / moleculare, 0,71 (0,68-0,73); subiculum en 0,75 (0,72-0,78). De segmentatie protocol hier gepresenteerde biedt andere laboratoria met een betrouwbare methode om de hippocampus en de hippocampus in vivo met behulp van algemeen beschikbare hulpmiddelen MR bestuderen.

Inleiding

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De hippocampus is een uitgebreid bestudeerd mediale temporale kwab structuur die wordt geassocieerd met het episodisch geheugen, ruimtelijke navigatie en andere cognitieve functies 10,31. Haar rol in neurodegeneratieve en neuropsychiatrische aandoeningen zoals de ziekte van Alzheimer, schizofrenie en bipolaire stoornis is goed gedocumenteerd 4,5,18,24,30. Het doel van dit manuscript is om extra details te verstrekken aan de handmatige segmentatie-protocol eerder 34 gepubliceerd voor menselijke hippocampus op hoge-resolutie magnetische resonantie (MR) beelden verworven 3T. Daarnaast zal de video-component bij dit manuscript verdere ondersteuning voor onderzoekers die willen het protocol op hun eigen datasets implementeren bieden.

De hippocampus kan worden onderverdeeld in deelgebieden gebaseerd op cytoarchitectonic verschillen waargenomen bij histologisch bereide autopsie specimens 12,22. Dergelijke post-mortem monsters bepalen de ground de waarheid voor de identificatie en studie van de hippocampus; maar de bereidingen van deze aard vereisen gespecialiseerde vaardigheden en apparatuur voor kleuring, en zijn beperkt door de beschikbaarheid van bepaalde weefsels, met name bij zieke populaties. In vivo beeldvorming heeft het voordeel van een veel grotere verzameling van onderwerpen, en biedt tevens de mogelijkheid voor volgende up studies en het observeren van veranderingen in de populaties. Hoewel is aangetoond dat signaalsterkten in T2-gewogen ex vivo MR-beelden tijdens celdichtheid 13, is nog steeds moeilijk om onbetwiste grenzen te identificeren tussen subvelden gebruik uitsluitend MR signaalintensiteiten. Als zodanig is een aantal verschillende benaderingen voor het identificeren histologie niveau detail op MR beelden ontwikkeld.

Sommige groepen hebben inspanningen te reconstrueren en te digitaliseren histologische datasets en vervolgens gebruik maken van deze reconstructies samen met beeldregistratie technieken om de hippocampus deelgebied neuroanat lokaliseren gemaaktnomie op in vivo MR 1,2,8,9,14,15,17,32. Hoewel dit een effectieve techniek voor het toewijzen van een versie van de histologische grondwaarheid direct op MR beelden, reconstructies van deze aard moeilijk te voltooien. Dergelijke projecten beperkt door de beschikbaarheid van intacte mediale temporale kwab specimens, histologische technieken, gegevensverlies tijdens histologische verwerking en de fundamentele morfologische inconsistenties tussen vaste en in vivo hersenen. Andere groepen hebben high-field scanners (7T of 9.4T) gebruikt in een poging te verwerven in vivo of ex vivo beelden met een klein genoeg (0,20-0,35 mm isotrope) voxelafmeting ruimtelijk te visualiseren gelokaliseerde verschillen in beeldcontrast die worden gebruikt om afleiden grenzen tussen subvelden 35,37. Zelfs bij 7T-9.4T en met zo'n klein voxelgrootte, de cytoarchitectonic kenmerken hippocampus niet zichtbaar. Als zodanig hebben handmatige segmentatie protocollen ontwikkeld die eenpproximate de bekende histologische grenzen op MR-beelden. Deze protocollen bepalen deelgebied grenzen door het interpreteren van de lokale beeldcontrast verschillen en het definiëren van geometrische regels (zoals de rechte lijnen en hoeken) ten opzichte van zichtbare structuren. Hoewel de beelden die bij een hoge veldsterkte in staat zijn om gedetailleerd inzicht bieden in de hippocampus, high-field scanners zijn nog niet gebruikelijk in klinische of research instellingen, zodat 7T en 9.4T protocollen momenteel beperkte toepasbaarheid. Soortgelijke protocollen ontwikkeld voor afbeeldingen verzameld 3T en 4T scanners 11,20,21,23,24,25,28,33. Veel van deze protocollen zijn gebaseerd op beelden met sub-1mm voxels voxel dimensies in het frontale vlak, maar hebben grote slice diktes (0,8-3 mm) 11,20,21,23,25,28,33 of grote inter-slice afstanden 20,28, die beide resulteren in een aanzienlijke meetfout in de schatting van de volumes van de verschillende deelgebieden. Bovendien zijn veel van de bestaande protocollen 3Tsluiten deelgebieden in alle of een deel van de hippocampus kop of staart 20,23,25,33 of geen gedetailleerde segmentaties belangrijke onderbouw (dwz, combineren de DG met CA2 / CA3 of niet onder de strata radiatum / lacunosum / moleculare van geen de CA) 11,20,21,23,24,25,28,33. Er is derhalve een behoefte in het veld voor een gedetailleerde beschrijving van een protocol dat betrouwbaar gehele kop, lichaam en staart van de hippocampus die is gebaseerd op een scanner algemeen verkrijgbaar in onderzoek en klinische instellingen kunnen identificeren relevant subvelden. De inspanningen zijn momenteel aan de gang door de hippocampus Group (www.hippocampalsubfields.com) naar de hippocampus deelgebied segmentatieproces tussen laboratoria te harmoniseren, vergelijkbaar met een bestaande harmonisatie inspanning voor de hele hippocampus segmentatie 6, en een eerste papier te vergelijken 21 bestaande protocollen werd onlangs gepubliceerd 38 . Het werk van deze groep verder te ontrafelen optimale segmentering proceres.

Dit manuscript bevat gedetailleerde schriftelijke en video-instructies voor een betrouwbare uitvoering van de hippocampus deelgebied segmentatie protocol eerder beschreven door Winterburn en collega's 34 op hoge-resolutie 3T MR beelden. Het protocol is geïmplementeerd op vijf afbeeldingen van gezonde controles voor het hele hippocampus en vijf hippocampus (CA1, CA2 / CA3, CA4 / dentate gyrus, lagen radiatum / lacunosum / moleculare en subiculum). Deze gesegmenteerde beelden zijn beschikbaar voor het publiek online (cobralab.ca/atlases/Hippocampus). Het protocol en de gesegmenteerde afbeeldingen zal nuttig zijn voor groepen die willen gedetailleerde hippocampus neuroanatomy studeren in MR-beelden zijn.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Studie Deelnemers

Het protocol in dit manuscript is ontwikkeld voor vijf representatieve hoge resolutie beelden verzameld van gezonde vrijwilligers (3F, 2M, leeftijd 29-57, gem. 37), die vrij zijn van neurologische en neuropsychiatrische aandoeningen en gevallen van ernstig hoofdletsel waren. Alle proefpersonen werden geworven bij het Centrum voor Verslaving en Geestelijke Gezondheid (CAMH). Het onderzoek werd goedgekeurd door de CAMH Research Ethics Board en werd uitgevoerd in overeenstemming met de Verklaring van Helsinki. Alle onderwerpen mits schriftelijke, toestemming voor data-acquisitie en delen. Voor meer informatie over de overname die wordt gebruikt om deze beelden te verzamelen, verwijzen wij u naar Winterburn et al., 2013 en Park et al., 2014. 26,34 Beelden voor alle vijf de proefpersonen werden gecontroleerd op kwaliteit en behouden. De hippocampus overspande een gemiddelde van 118 coronale plakjes in deze beelden.

1. Software Set-up

  1. Open Display: Van de terminal met de volgende opdracht: Display image_name.mnc -label label_name.mnc. Het programma opent 3 ramen: 3D beeld 3-oriëntatie visualisatie venster, kijkvenster, en een navigatie-venster. De terminal zal worden gebruikt om het programma. Vergroot de coronale uitzicht, omdat de segmentaties zal coronaalwaarts worden uitgevoerd. Zoom in op de hippocampus. Selecteer F (segmenteren) in het navigatie-venster. Selecteer F (XY Radius: 0,1). De terminal venster zal vragen voor de gebruiker om "Enter xy brush size:". Ingesteld op 0,1. Dit zal de grootte van uw penseel te stellen. De gebruiker kan nu beginnen met het tekenen van de hippocampus het de MR op.

2. Hele Hippocampus Manual Segmentatie

  1. Set-up: Met behulp van beeld-T1-gewogen, gaat u naar de voorste meest coronale deel van de hippocampus. Plakjes vooruit in de voorste richting, gebruik maken van de '+' toets; Gebruik de "-" toets om de posterieure richting.
  2. Segment A: anterior-Most Slice: met de rechter muisknop op de muis, trekken de buitenste-meeste rand van de hippocampus grijze stof waar het voldoet aan de omringende temporale kwab witte stof en het gebruik van de high-intensity witte stof van de alveus te helpen bij de bovenrand, waarbij de hippocampus aan de amygdala 12,22. Gebruik de toets E (Label Fill) in de segmentatie menu van de navigatie-venster in de label aan de binnenkant van de grens in te vullen. Blijven deze grenzen gelden voor het hele voorste hippocampus hoofd.
  3. Slice B: hippocampus Head 1 (Figuur 1B):
    1. Superieur, inferieur, laterale, mediale grenzen: Blijf de grenzen trekken, zoals beschreven in stap 2.2, met behulp van de witte stof van de temporale kwab en alveus als een gids.
    2. Supero-mediale grens: Voor deze, met behulp van de axiale weergave, trek een horizontale lijn van de voorste rand van de laterale hippocampus 29, en omvatten alles onder deze lijn als hippocampus.LET OP: De supero-mediale grens wordt meer ambigu in deze segmenten, waar de grijze stof van de hippocampus combineert met de grijze stof van de amygdala.
  4. Slice C: hippocampus Head 2 met Dentations: Afhankelijk van het onderwerp, kan de dentations van de hippocampus toegankelijk voor 3-4 plakjes zijn (meestal, ze zijn meer zichtbaar op T2-gewogen versus T1-gewogen beelden). In deze segmenten, blijven de witte stof van de alveus en temporale kwab te gebruiken om de grens segmentatie 12,22 begeleiden. Voor meer informatie, volg de stappen 2.5.1-2.5.2.
  5. Slice D: hippocampus Head 3:
    1. Superieur, inferieur, laterale, mediale randen: Trek de onderrand van de hippocampus in de witte stof van de temporale kwab, de laterale rand van het onderste hoorn van de laterale ventrikel, de bovenrand, na de bocht van de dentations ten witte stof van de alveus / fimbria, en de mediale grens bij de hypo-intense region van de omgevingslucht stortbak 12,22.
    2. Supero-mediale en infero-mediale grenzen: Blijf de supero-mediale grens te definiëren zoals beschreven in stap 2.3.2. Teken de onderste gedeelte van de mediale grens waar de hippocampus verdunt lichtjes en strekt zich uit in het licht hyperintense grijze stof van de entorhinale cortex 12,22.
  6. Slice E: hippocampus Head 4 met uncus: Blijf de inferieure, laterale en superieure grenzen in stappen 2.5.1-2.5.2 beschreven trekken. Omvatten de uncus (die is gelegen medaille op het hoofdgedeelte van de hippocampus en is omgeven door een lage intensiteit CSF) in de hippocampus segmentatie 12,2 2.
  7. Slice F: hippocampus Body: Blijf de inferieure, laterale, mediale en superieure grenzen in stappen 2.5.1-2.5.2 beschreven trekken. Teken de infero-mediale grens bij het ​​punt waar de hippocampus verdunt als het overgangen naar entorhinale cortex / para-hippocampus gyrus 12,22.Omvatten niet de lage intensiteit CSF van de rudimentaire hippocampus sulcus in de segmentatie.
  8. Slice G: hippocampus Staart 1: Begin segmenteren hippocampus tail-type plakken wanneer de crus van de fornix eerst zichtbaar. Sluit de fasciculair gyrus (een grijze stof structuur die past bij de hippocampus in delen van de hippocampus staart) van de segmentatie door extrapolatie van de vorm van de fasciculair gyrus in de hippocampus staart uit meer anterieure plakjes 12,22. Deze extrapolatie is alleen bij 2-3 plakken, waarna beide structuren niet nauwkeurig kunnen worden onderscheiden; op dit moment behandelen zichtbare grijze materie in dit gebied hippocampus.
  9. Slice H: hippocampus Staart 2: Segment de lage intensiteit grijze materie van de achterste hippocampus staart van de omringende hoge intensiteit witte stof.
  10. Slice I: Posterior-Most slice: Segment de kleine resterende gebied van de hippocampus grijze stof uitde omringende witte stof van de temporale kwab.

3. hippocampus Subveld Manual Segmentatie

  1. Set-up: Met behulp van beeld-T2-gewogen, gaat u naar de voorste meest coronale deel van de hippocampus (zoals in stap 2.1). Om de kleur van het penseel wijzigen, selecteert D (Set Verf Lbl :) op het segmenteren menu in het navigatievenster. Het commando terminal vraagt: "Voer de huidige verf label:". Voer een getal tussen 1 en 255. Elk nummer correspondeert met een verschillend label kleur.
  2. Slice A: anterior-Most slice: Sinds deelgebied divisies zijn nog niet zichtbaar in de voorste meest slice, trek een lijn de zichtbare hippocampus grijze stof langs de langste zichtbare as (die niet noodzakelijk evenwijdig is aan een van de kardinaal assen) te verdelen in twee gelijke gedeelten van de werkelijke anatomie 12,22 benaderen. Label de overste van deze twee secties CA1 en de inferieure afdeling als subiculum door choosing een verschillend gekleurd label voor elk deelgebied 23,35.
  3. Slice B: hippocampus Head 1: Label de lage intensiteit gebied in het midden van de hippocampus formatie als SR / SL / SM 13,37. Wanneer de bocht langs de inferieure rand van de hippocampus wordt duidelijk, gebruiken deze mijlpaal als de laterale grens tussen de subiculum van de CA1 12,22. Blijven de langste as van de hippocampus volgen naar de CA1-subiculum grens trekken over de supero-mediale tip 37.
  4. Slice C: hippocampus Head 2 met Dentations:
    1. SR / SL / SM, CA4 / DG en subiculum: Label de SR / SL / SM, CA4 / DG en subiculum zoals beschreven voor slice D (stap 3.5.1).
    2. CA2 / CA3 en CA1: Definieer de grens tussen CA1 en CA2 / CA3 als een hoek van 45º lijn zich in de supero-laterale richting van de meest supero-laterale rand van de SR / SL / SM 12,22. Verleng de CA2 / CA3 mediaal langs de hogere rand van de trog tussen de dentagen 12,22. Label de rest van de superieure rand als CA1 12,22.
  5. Slice D: hippocampus Head 3
    1. SR / SL / SM, CA4 / DG en subiculum: Label dark SR / SL / SM band eerst, waarbij de kromming van het CA1 37 volgt. Label elke high-intensity grijze stof binnenkant van de SR / SL / SM als CA4 / DG 12,22,23,35,37. Dit kan niet van permanente regio, zoals in figuur 2C. Blijven de subiculum-CA1 grens met behulp van de bocht in de inferieure hippocampus 12,22 definiëren.
    2. CA2 / CA3 en CA1: Blijf de CA1 en CA2 / CA3 grens definiëren als in stap 3.4.2. Verleng de CA2 / CA3 mediaal halverwege de superieure rand van de hippocampus 12,22 en het etiket van de andere helft van de superieure rand als CA1 12,22.
    3. Supero-mediale hippocampus hoofd: In dit stukje, verdeel de Supero-mediale hippocampus kop verticaal in de helft. Label de mediale helft SR / SL / SM 12. Verdeel de lateralehalf in de helft opnieuw, dit keer horizontaal. Label de superieure deel als CA4 / DG en de inferieure deel als CA2 / CA3 12.
  6. Slice E: hippocampus Head 4 met uncus
    1. Laterale hippocampus kop (subiculum): In het laterale deel van deze segmenten, bepalen de subiculum-CA1 border als een verticale lijn die in de inferieure richting van de mediale rand van de CA4 / DG 12,22.
    2. Laterale hippocampus kop (CA1, CA2 / CA3, CA4 / DG, SR / SL / SM.): Definieer de grens CA1-CA2 / CA3 op dezelfde manier als in stap 3.4.2. Blijf de SR / SL / SM etiket als lage intensiteit regio na de bocht van de CA's. Label de CA4 / DG als het centrum holte in de SR / SL / SM, zoals in stap 3.5.1.
    3. Uncal hippocampus hoofd (SR / SL / SM): Label de uncus van de hippocampus ongeveer 10 plakken als de hippocampus hoofd overgangen in de hippocampus lichaam. In de uncus, het etiket van de lage intensiteit regio in het centrum als SR / SL / SM (wanneer dit is moeilijk te zien, benaderen de anatomie van het segmenteren van een lijn 2-3 voxels breed tot het midden van de uncus) 12.
    4. Uncal hippocampus hoofd (CA2 / CA3, CA4 / DG): Trek een lijn op de bovenrand van de SR / SL / SM doorsnede langs infero-laterale / supero-mediale as van de uncus. Label alle grijze stof boven deze lijn als CA2 / CA3 12. Label elke ongelabelde grijze stof onder deze lijn (aan beide zijden van de SR / SL / SM) en CA4 / DG 12.
  7. Slice F: hippocampus Body: Blijf de in stap 3.6.1-3.6.2 beschreven grenzen van toepassing.
  8. Slice G: hippocampus Staart 1: Ga naar de in stap 3.6.1-3.6.2 beschreven regels gelden. De subiculum-CA1 grens wordt een hoek van 45º lijn die in de infero-mediale richting van de mediale rand van de CA4 / DG 12,22.
  9. Plak H: hippocampus Tail 2: Nadat de fasciculair gyrus niet meer te onderscheiden van de hippocampus formation, het etiket van de gehele buitenste laag als CA1, de lage intensiteit gebied binnen dit als SR / SL / SM (zoals in de vorige schijfjes), en de resterende grijze stof in het midden als CA4 / DG 12,22.
  10. Plak I: meest postérieure Slice: Zodra dark SR / SL / SM niet meer zichtbaar in het midden van de hippocampale formatie, etiketteren de gehele structuur CA1 12,22.

4. Protocol Betrouwbaarheid

  1. Resegment de rechter- of linker hippocampus ieder vak na ongeveer een maand wachten verrichten de oorspronkelijke segmentatie. Segment alle deelgebieden langs de gehele anterior-posterior lengte van de hippocampus, in een poging om het protocol regels zo consistent mogelijk te volgen.
  2. Bereken de Dice's kappa tussen het origineel en resegmented volumes:
    figure-protocol-1
    waarbij k = Dice's kappa en A en B zijn label volumes.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Resultaten

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

. Resultaten van de betrouwbaarheid protocol proef zijn samengevat in tabel 2 voor het gehele bilaterale hippocampus,: ruimtelijke overlap zoals gemeten door Dice's kappa is 0,91 en varieert 0,90-0,92. Deelgebied kappa waarden variëren van 0,64 (CA2 / CA3) naar 0,83 (CA4 / dentate gyrus). Gemiddelde volumes voor alle deelgebieden en de gehele hippocampus zijn weergegeven in tabel 3. Volumes voor het gehele hippocampus bereik 2456,72-3325,02 mm 3. De CA2 / CA3 is de kleins...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Discussie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Hippocampus deelgebied segmentatie in MR-beelden is goed vertegenwoordigd in de literatuur. Echter, bestaande protocollen te sluiten delen van de hippocampus 20,23,33,35, alleen van toepassing op vaste afbeeldingen 37, of eisen ultrahoge veld scanners voor het verwerven 35,37. Dit handschrift biedt een segmentatie protocol dat vijf grote onderverdelingen (CA1, CA2 / CA3, CA4 / dentate gyrus, SR / SL / SM en subiculum) van de hippocampus en overspant de gehele anterior-posterior lengte va...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Openbaarmakingen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De auteurs hebben geen belangenconflicten te melden.

Dankbetuigingen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De auteurs willen graag steun erkennen van de CAMH Foundation, dankzij Michael en Sonja Koerner, de Kimel Familie, en de Paul E. Garfinkel New Investigator Catalyst Award. Dit project werd gefinancierd door het Fonds de Recherches Santé Québec, de Canadese Institutes of Health Research (CIHR), het Natural Sciences and Engineering Research Council van Canada, de Weston Brain Institute, de ziekte van Alzheimer Society of Canada en de Michael J. Fox Foundation voor Parkinson's Research (MMC), evenals CIHR, de Ontario Mental Health Foundation, NARSAD, en het National Institute of Mental Health (R01MH099167) (ANV). De auteurs willen ook graag Anusha Ravichandran bedanken voor steun verwerven van de beelden.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
Discovery MR750 3TGEOf equivalente 3T scanner
Minc Tool KitMcConnell Brain Imaging Center, Montreal Neurological InstituteOpen source: http://www.bic.mni.mcgill.ca/ServicesSoftware/ServicesSoftwareMincToolKit

Referenties

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Adler, D. H., et al. Reconstruction of the human hippocampus in 3D from histology and high-resolution ex-vivo MRI. IEEE Intl. Symp. on Biomed. Img. , 294-297 (2012).
  2. Adler, D. H., et al. Histology-derived volumetric annotation of the human hippocampal subfields in postmortem MRI. NeuroImage. 84 (1), 505-523 (2014).
  3. Amaral, D. G. A golgi study of cell types in the hilar region of the hippocampus in the rat. J. Comp. Neurol. 182 (4 Pt 2), 851-914 (1978).
  4. Blumberg, H. P., et al. Amygdala and Hippocampal Volumes in Adolescents and Adults With Bipolar Disorder. Arch Gen Psychiatry. 60 (12), 1201-1208 (2003).
  5. Braak, H., Braak, E. Neuropathological stageing of Alzheimer-related changes. Acta Neuropathol . 82 (4), 239-259 (1991).
  6. Boccardi, M., et al. Survey of protocols for the manual segmentation of the hippocampus: preparatory steps towards a joint EADC-ADNI harmonized protocol. J. Alzheimer's Dis. 26 (3), 61-75 (2011).
  7. Chakravarty, M. M., et al. Performing label-fusion-based segmentation using multiple automatically generated templates. Hum. Brain Mapp. 34 (10), 2635-2654 (2013).
  8. Chakravarty, M. M., Bertrand, G., Hodge, C. P., Sadikot, A. F., Collins, D. L. The creation of a brain atlas for image guided neurosurgery using serial histological data. NeuroImage. 30 (2), 359-376 (2006).
  9. Collins, D. L., Neelin, P., Peters, T. M., Evans, A. C. Automatic 3D intersubject registration of MR volumetric data in standardized Talairach space. J. Comput. Assist. Tomogr. 18 (2), 192-205 (1994).
  10. Heijer, F. V., et al. Structural and diffusion MRI measures of the hippocampus and memory performance. NeuroImage. 63 (4), 1782-1789 (2012).
  11. Duncan, K., Tompary, A., Davachi, L. Associative encoding and retrieval are predicted by functional connectivity in distinct hippocampal area ca1 pathways. The Journal of Neuroscience. 34 (34), 11188-11198 (2014).
  12. Duvernoy, H. M. The Human Hippocampus: Functional Anatomy Vascularization, and Serial Sections with MRI. , Springer Verlag. (2005).
  13. Fatterpekar, G. M., et al. Cytoarchitecture of the human cerebral cortex: MR microscopy of excised specimens at 9.4 Tesla. Am. J. Neuroradiol. 23 (8), 1313-1321 (2002).
  14. Frey, S., Pandya, D. N., Chakravarty, M. M., Bailey, L., Petrides, M., Collins, D. L. An MRI based average macaque monkey stereotaxic atlas and space (MNI monkey space). NeuroImage. 55 (4), 1435-1442 (2011).
  15. Goubran, M., Crukley, C., de Ribaupierre, S., Peters, T. M., Khan, A. R. Image registration of ex-vivo. MRI to sparsely sectioned histology of hippocampal and neocortical temporal lobe specimens. NeuroImage. 83, 770-781 (2013).
  16. Heckemann, R. A., Hajnal, J. V., Aljabar, P., Rueckert, D., Hammers, A. Automatic anatomical brain MRI segmentation combining label propagation and decision fusion. NeuroImage. 33 (1), 115-126 (2006).
  17. Holmes, C. J., Hoge, R., Collins, L., Woods, R., Toga, A. W., Evans, A. C. Enhancement of MR images using registration for signal averaging. J. Comput. Assist. Tomogr. 22 (2), 324-333 (1998).
  18. Karnik-Henry, M. S., Wang, L., Barch, D. M., Harms, M. P., Campanella, C., Csernansky, J. G. Medial temporal lobe structure and cognition in individuals with schizophrenia and in their non-psychotic siblings. Schizophrenia Research. 138 (2-3), 128-135 (2012).
  19. Kim, J. S., et al. Automated 3-D extraction and evaluation of the inner and outer cortical surfaces using a Laplacian map and partial volume effect classification. NeuroImage. 27 (1), 210-221 (2005).
  20. La Joie, R., et al. Differential effect of age on hippocampal subfields assessed using a new high-resolution 3T MR sequence. NeuroImage. 53 (2), 506-514 (2010).
  21. Libby, L. A., Ekstrom, A. D., Ragland, J. D., Ranganath, C. Differential connectivity of perirhinal and parahippocampal cortices within human hippocampal subregions revealed by high-resolution functional imaging. The Journal of Neuroscience. 32 (19), 6550-6560 (2012).
  22. Atlas of the Human Brain. Mai, J. K., Paxinos, G., Voss, T. , 3rd ed, (2008).
  23. Mueller, S. G., et al. Measurement of hippocampal subfields and age-related changes with high resolution MRI at 4T. Neurobiol Aging. 28 (5), 719-726 (2006).
  24. Narr, K. L., et al. Regional specificity of hippocampal volume reductions in first-episode schizophrenia. NeuroImage. 21 (4), 1563-1575 (2004).
  25. Olsen, R. K., Palombo, D. J., Rabin, J. S., Levine, B., Ryan, J. D., Rosenbaum, R. S. Volumetric Analysis of Medial Temporal Lobe Subregions in Development Amnesia using High-Resolution Magnetic Resonance Imaging. Hippocampus. 23 (10), 855-860 (2013).
  26. Park, M. T. M., et al. Derivation of high-resolution MRI atlases of the human cerebellum at 3T and segmentation using multiple automatically generated templates. NeuroImage. 95, 217-231 (2014).
  27. Pipitone, J., et al. Multi-atlas Segmentation of the Whole Hippocampus and Subfields Using Multiple Automatically Generated Templates. NeuroImage. 101, 494-512 (2014).
  28. Pluta, J., Yushkevich, P., Das, S., Wolk, D. In vivo analysis of hippocampal subfield atrophy in mild cognitive impairment via semi-automatic segmentation of T2-weighted MRI.Journal of Alzheimer's Disease. 31 (1), 85-99 (2012).
  29. Pruessner, J. C., et al. Volumetry of hippocampus and amygdala with high-resolution MRI and three- dimensional analysis software: minimizing the discrepancies between laboratories. Cereb Cortex. 10 (4), 433-442 (2000).
  30. Sabuncu, M. R., et al. The dynamics of cortical and hippocampal atrophy in Alzheimer disease. Archives of Neurology. 68 (8), 1040-1048 (2011).
  31. Scoville, W. B., Milner, B. Loss of recent memory after bilateral hippocampal lesions. J. Neuropsych. and Clin. Neurosci. 12 (1), 103-113 (1957).
  32. Toga, A. W., Thompson, P. M., Mori, S., Amunts, K., Zilles, K. Towards multimodal atlases of the human brain. Nat. Rev. Neurosci. 7 (12), 952-966 (2006).
  33. van Leemput, K., et al. Automated segmentation of hippocampal subfields from ultra-high resolution in vivo. MRI. Hippocampus. 19 (6), 549-557 (2009).
  34. Winterburn, J. L., et al. A novel in vivo atlas of human hippocampal subfields using high-resolution 3 T magnetic resonance imaging. NeuroImage. 74, 254-265 (2013).
  35. Wisse, L. E. M., Gerritsen, L., Zwanenburg, J. J. M., Kuijf, H. J. Subfields of the hippocampal formation at 7 T MRI: in vivo. volumetric assessment. NeuroImage. 61 (4), 1043-1049 (2012).
  36. Yelnik, J., et al. A three-dimensional, histological and deformable atlas of the human basal ganglia. I. Atlas construction based on immunohistochemical and MRI data. NeuroImage. 34 (2), 618-638 (2007).
  37. Yushkevich, P. A., et al. A high-resolution computational atlas of the human hippocampus from postmortem magnetic resonance imaging at 9.4 T. NeuroImage. 44 (2), 385-398 (2009).
  38. Yushkevich, P. A., et al. Quantitative Comparison of 21 Protocols for Labeling Hippocampal Subfields and Parahippocampal Subregions in In Vivo MRI: Towards a Harmonized Segmentation Protocol. NeuroImage. , (2015).

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Herprints en machtigingen

Toestemming aanvragen om de tekst of afbeeldingen van dit JoVE-artikel te hergebruiken

Toestemming aanvragen

Trefwoorden

Segmentatie van hippocampus subvelden3T magnetische resonantie imaginganatomie van de menselijke hippocampussubvelden van de Cornu Ammonissegmentatie van de gyrus dentatusstrata radiatum lacunosum molecularesegmentatie van het subiculumDice Kappa betrouwbaarheidanterieure posterieure hippocampus

Gerelateerde artikelen