Kompleksowy protokół ręcznej segmentacji struktur przyśrodkowych płatów skroniowych

Głównym celem tej procedury jest zilustrowanie, jak ręcznie śledzić struktury przyśrodkowych płatów skroniowych człowieka na obrazach rezonansu magnetycznego o wysokiej rozdzielczości. Osiąga się to poprzez najpierw identyfikację ciała migdałowatego w mózgu i systematyczne śledzenie jej od przednich do tylnych granic. Drugim krokiem jest zlokalizowanie zasięgu podłużnego i ogólnych granic hipokampa, a następnie śledzenie go kawałek po kawałku w kierunku przednim tylnym.

Następnie należy śledzić przednie struktury zakrętu przyściennego, czyli korę śródgrupową i kroczową równolegle, aby lepiej uwzględnić zmiany ich wzajemnych granic. Ostatnim krokiem jest śledzenie tylnego segmentu zakręcia przywołującego hipokampa, czyli właściwej kory hipokampa w tym samym przednim tylnym układzie. Ostatecznie ta ręczna procedura śledzenia może posłużyć do uzyskania trójwymiarowego renderowania oraz statystyk objętościowych wszystkich struktur przyśrodkowych płatów skroniowych.

Główną zaletą tego protokołu śledzenia w porównaniu z istniejącymi protokołami, jak również algorytmami automatycznych segmentacji, jest to, że identyfikuje wszystkie obszary przyśrodkowego płata skroniowego względem ich sąsiednich struktur. Może to zwiększyć dokładność lokalizacji i ręcznego śledzenia, a także pomóc w ocenie i korekcji, jeśli zajdzie taka potrzeba; automatyczna segmentacja skutkuje znaczną zmiennością w obszarze mózgu. Obecny protokół jest stosowany nie tylko do badań anatomicznych w przyśrodkowym płatie skroniowym, ale także do analizy danych z innych metod obrazowania.

Na przykład funkcjonalne obrazowanie rezonansu magnetycznego w celu identyfikacji obszarów funkcjonalnych zainteresowanych z dużą dokładnością. Protokół ten dostarcza unikalnej ilustracji obszarów międzyskroniowych, co może pomóc zarówno początkującym, jak i początkującym naukowcom w dokładnym zlokalizowaniu tych obszarów w ludzkim mózgu. Pierwsza demonstracja obejmuje śledzenie ciała migdałowatego.

Zacznij od lokalizacji struktury w mózgu. Zidentyfikuj pierwszy wycinek ciała migdałowatego, w którym pojawia się insula Lymana. To właśnie wtedy połączenie istoty białej między płatami czołowymi a skroniowymi jest ciągłe.

Skrzyżowanie optyczne to kolejny ważny punkt orientacyjny. Następnie użyj pęczka kątowego jako krawędzi inferolateralnej ciała migdałowatego, aby zidentyfikować ostatni wycinek ciała migdałowatego w ujęciu koronowym. Szukaj poziomu, na którym struktura jest wyżej niż przyśrodkowe przedłużenie rogu skroniowego komory bocznej oraz boczne od zakrętu uncinate, czyli guzka głowy hipokampa.

Aby przerysować ciało migdałowate, zidentyfikować pierwszy przecinek, w którym przednia umiraźnia jest ciągła w obu półkulach, gdzie ciało migdałowate jest widoczne w swoim typowym kształcie, przerysuj ciało migdałowate, używając bruzdy wewnętrznej jako granicy nadprzyśrodkowej, czyli linię urojoną od dna bruzdy półrocznej wzdłuż istoty białej do dolnego czubka ciała migdałowatego jako granicę podprzyśrodkową, pień skroniowy jako boczna granica i podążaj za krzywizną nadboczną, aby dopełnić odrysowanie na tylnych przecinkach, rysują wyimaginowaną linię od poziomu dna dolnej bruzdy koła wzdłuż półrocznego zakrętu do drogi wzrokowej jako górnej krawędzi ciała migdałowatego. Pamiętaj, aby wykluczyć gyrusa uncynanego. Do wyznaczenia dolnobocznego należy użyć kości zaciętej i rogu skroniowego komory bocznej, a trzpienia skroniowego jako granicy bocznej.

Podążaj za krzywizną bardzo bocznie, aby dokończyć odrysowanie. Szczególną uwagę należy odróżnić ciało migdałowate we wczesnych cięciach od okolicznych obszarów, oczka i kory jelitowej, korzystając z widoków strzałkowych i osiowych jako wskazówek, a następnie systematycznie wykonuj cięcie po kawałku śledzenia ciała migdałowatego w kierunku od przodu do tyłu. Korzystając z tych wytycznych, kolejną strukturą w przyśrodkowym płatie skroniowym, którą należy zlokalizować, jest rozpoczęcie śledzenia hipokampa, gdy róg skroniowy komory bocznej pojawia się wzdłuż dolnej krawędzi ciała migdałowatego, a śledzenie hipokampa przy jego ostatnim pojawieniu się, podprzyśrodkowo od trójkomory komory bocznej, zawsze wykorzystuje alternatywne orientacje widzenia, aby pomóc zlokalizować hipokamp i jego granice.

Aby zdefiniować granice hipokampa, zacznij od wyznaczenia aliusa i FIA na stronie górnej. Róg skroniowy w bocznej części biegnie dolnie wzdłuż pęczka kątowego, aby wyznaczyć granicę dolną. Kontynuuj śledzenie hipokampa, używając tych samych definicji przez cały czas.

Dodatkowo włącz ulu do segmentacji tak, aby bezpośrednio graniczył z pękiem istoty białej w zakręcie para hipokampa. Górnie wyrównuje się z krzywizną ciężaru i rozciąga się głównie poziomo od hipokampa. Zwraca szczególną uwagę na odrysowywanie następujących trzech struktur.

Po pierwsze, uwzględnij tylny ciężar w segmentacji. Po drugie, należy pominąć splot naczyniówki powyżej aliusa z segmentacji, choć może to nie być możliwe na zdjęciach o niższej rozdzielczości. Po trzecie, odwołać się do dwóch alternatywnych poglądów, aby uniknąć uwzględnienia ogona jądra ogonowo.

Kolejnym obszarem do śledzenia jest zakręcie para hipokampa. Termin ten obejmuje korę kroczową po stronie bocznej. Kora trójkowa po stronie przyśrodkowej oraz właściwa kora hipokampa w przednich przecinkach wyznaczają pierwszy przecięt kory kroczowej z pojawieniem się bruzdy bocznej przed rozpoczęciem się kory trójkątnej od przyśrodkowej krawędzi bocznego brzegu do bocznego zakręcia albe lub środkowego rdzenia przyśrodkowego.

Jeśli występują dwa zakręty albe lub środek grzbietowej powierzchni skroniowej polarnej. W przypadku braku tego zakręcia zaczyna śledzić korę śródśrodkową około pięć milimetrów przed insulą Lyman, używając dna przyśrodkowej bruzdy skroniowej jako górnego końca oraz powierzchni skórki jako granicy podprzyśrodkowej. Po pojawieniu się ciała migdałowatego dno bruzdy półpierścieniowej staje się górnym brzegiem, czyli punktem, w którym wyimaginowane przedłużenie pęczka kątowego styka się z komorą komorową.

Jeśli bruzdę półpierścieniową jest nieodznaczalna, granica między korą kroczową a korą trójkroczową może się różnić od kawałka do kawałka. Gdy żrawa boczna jest głęboka, czyli większa lub równa się 1,5 centymetra, przebiegnij korą krocza od przyśrodkowej krawędzi przyśrodkowego brzegu tego brzegu do środka jego bocznego brzegu. W przypadkach z regularną żluzą boczną, której głębokość wynosi od jednego do 1,5 centymetra, należy śledzić korę kroczową jako obszar od środka przyśrodkowego brzegu żluzu bocznego do przyśrodkowego końca bocznego brzegu bruzdy.

W przypadku płytkiej żluzy bocznej mniejszej niż jeden centymetr przewiąż korę kroczową od dna tej bruzdy do środka korony zakręcia wrzewanego. Gdy żura boczna jest przerwana, zwykle na wysokości wierzchołka wujka, przez mały zakręcie wyrastający z dna, przewidź korę kroczową do dna bruzdy bocznej. Prześledzić korę jelitową do około 1,5 milimetra za wierzchołkiem wąłka.

Przedłuż śledzenie kory krocza przyśrodkowo, aby zajmować miejsce kory jelitowej po jej zakończeniu, gdzie definicje drabiny nadal obowiązują na długości trzech milimetrów. Poza tym kora kroczowa jest zastępowana przez korę para hipokampa. Prawidłowy rozpoczęcie śledzenia kory hipokampa w części na przecięciu bezpośrednio za końcem kory kroczowej, a koniec przebiega około czterech milimetrów za końcem ogona hipokampa.

Śledzić właściwą korę para hipokampa w taki sam sposób, jak opisano dla tylnej części kory krocza, aż pojawi się bruzdę kalcynową ograniczającą ją do dolnej krawędzi bruzdy. Jeśli na tym poziomie pojawi się mini bruzdę, należy ją uwzględnić w segmentacji. Wynik śledzenia struktur MTL jest tutaj widoczny w renderowaniu 3D oraz na obrazach 2D, pokazując położenie reprezentatywnych fragmentów mózgu po prawej stronie.

Te obrazy koronowe ciała migdałowatego pokazują ekstremalny przykład możliwych różnic między wynikami ręcznego śledzenia a automatycznym segmentowaniem. Jak widać na prawym panelu bocznym, popularne oprogramowanie do automatycznego segmentowania zidentyfikowało jedynie niewielką część lewego ciała migdałowatego, pomijając ponad połowę tkanki, którą ekspert może rozpoznać jako część ciała migdałowatego. Podobne niedoszacowanie, ale w mniejszym stopniu, występowało także w prawym ciele migdałowatym.

Przedstawiono reprezentatywne wyniki objętościowe obustronnej igły migdałowatej i kampusów hipopotamów z pojedynczego badanego osoby, uzyskane przez ręczne śledzenie. Korzystając z obecnego protokołu i automatycznej segmentacji, można zauważyć, że segmentacja ta błędnie oszacowała objętość każdej z czterech porównywanych struktur. Po tym zabiegu można zebrać statystyki objętościowe, aby odpowiedzieć na pytania takie jak to, czy struktury płatów skroniowych przyśrodkowych wykazują różnice objętościowe między dwiema grupami wiekowymi lub między grupami zdrowymi a klinicznymi podczas próby tego zabiegu.

Aby zapewnić dokładność i efektywność podczas śledzenia, ważne jest, aby odnosić się do każdej z trzech płaszczyzn wzrokowych: koronalnej, osiowej i strzałkowej. Po zobaczeniu tego filmu powinieneś dobrze rozumieć, jak dokładnie identyfikować i ręcznie śledzić lub dostosowywać automatyczne segmentacje obszarów płatów skroniowych MIT, opierając się na znajomości anatomicznych granic struktur.