Obrazowanie strukturalnego rezonansu magnetycznego człowieka w wysokiej rozdzielczości in vivo i post mortem

Ogólnym celem tego eksperymentu jest przetestowanie granic rozdzielczości strukturalnego rezonansu magnetycznego w celu rozpoznania i porównania struktur podkorowych zarówno w mózgu pośmiertnym, jak i żywym. Badania w naszym laboratorium obejmowały badanie małych jąder podkorowych w populacjach pacjentów. Biorąc pod uwagę ich mały rozmiar i duplikację w mózgu, są one trudne do zbadania.

Opracowaliśmy protokół, który rozwiązuje te podkorowe struktury zarówno w mózgach pośmiertnych, jak i żywych. Zaletą tej techniki jest skrócenie czasu skanowania, co jest przydatne w zastosowaniach klinicznych. Rozdzielczość rezonansu magnetycznego jest ograniczona przez szum, więc chcieliśmy określić, jaka będzie ostateczna rozdzielczość.

W przypadku braku największych źródeł hałasu, a mianowicie ruchu głowy pacjenta, pulsu i oddychania, należy uzyskać wszystkie obrazowania opisane w tym protokole za pomocą skanera z trzema TMRI wyposażonymi w 32-kanałową cewkę głowicy. W tym filmie pokazano kroki przy użyciu skanera Siemens MAGOME TRIO three TMRI do sesji obrazowania uczestników badania. Pamiętaj, aby najpierw wykonać badanie przesiewowe bezpieczeństwa MRI.

Następnie zapoznaj się ze szczegółami protokołu neuroobrazowania i poproś o podpisanie formularza zgody pacjenta podczas przygotowywania uczestnika do skanowania. Zatyczki do uszu wkłada się do uszu uczestnika. Następnie zabezpiecz głowę podkładkami, aby zminimalizować ruchy głowy.

Podczas obrazowania, podczas wykonywania skanów mózgu po sekcji zwłok, upewnij się, że mózg jest zamocowany przed obrazowaniem neurologicznym i znajduje się w wodoszczelnej torbie lub pojemniku, który mieści się w cewce głowicy MRI. Umieść mózg w cewce głowicy tak, aby jego oś Z była wyrównana z otworem skanera, z pniem mózgu skierowanym w stronę podstawy łoża skanera. Umieść również poduszki próżniowe wokół mózgu, aby uzyskać dodatkowe wsparcie.

Przed skanowaniem wybierz zakładkę pacjenta w lewym górnym rogu. Skorzystaj z zakładki rejestru, aby wypełnić odpowiednie informacje na temat. Następnie kliknij zakładkę egzamin w zakładce eksploratora egzaminów.

Zacznij od utworzenia nowego protokołu skanowania LOCALIZER W oknie konfiguracji użyj rutynowej zakładki kontrastu i rozdzielczości, aby wprowadzić parametry, jak pokazano na ekranie tutaj. Następnie utwórz nowy protokół, który będzie używany do uzyskiwania skanów ważonych gęstością protonów o wysokiej rozdzielczości. Ustaw to w orientacji koronalnej, korzystając z parametrów widocznych na ekranie tutaj.

Zmniejsz szerokość pasma do minimum możliwego, aby zmaksymalizować stosunek sygnału do szumu. Aby skrócić czas skanowania, wybierz 18 warstw o grubości jednego milimetra każdy z polem widzenia 160 milimetrów. Następnie nałóż pole wyboru plasterka, aby uzyskać obrazy gęstości protonów na lokalizatorze.

Upewnij się, że zakrywasz jądra podkorowe we wzgórzu, a także otaczające struktury. Następnie rozpocznij skanowanie w celu wiarygodnej identyfikacji struktur podkorowych. Uzyskaj pięć przebiegów z tymi parametrami.

Podczas wykonywania pośmiertnego obrazowania mózgu można zaobserwować wiarygodną identyfikację struktur podkorowych już podczas jednego skanowania o łącznym czasie trwania około trzech minut, zgodnie z tym samym protokołem skanowania. Do analizy danych służy ogólnodostępne oprogramowanie FSL. Zacznij od otwarcia okna terminala.

Następnie przekonwertuj surowe pliki DICOM ze skanera dla każdej objętości gęstości protonów do sprytnego formatu. W wierszu polecenia wpisz tutaj scenę polecenia, DCM do NII, a następnie katalog każdego obrazu. Biegać. Następnie uzyskaj parametry oryginalnego skanu gęstości protonów.

Następnie utwórz wolumin docelowy pustego obrazu o wysokiej rozdzielczości o rozmiarze o połowę mniejszym niż rozmiar woksela tych parametrów. Aby to zrobić w dowolnym edytorze tekstu, najpierw zdefiniuj transformację za pomocą macierzy tożsamości, jak pokazano tutaj, a następnie zapisz jako plik tekstowy o nazwie tożsamość kropka matowa. Następnie użyj polecenia flirt, aby zastosować transformację w górę, próbkując każdy oryginalny przebieg w celu podwojenia całkowitej rozdzielczości.

Daje to macierz 10 24 i zmniejsza o połowę rozmiar woksela w każdym wymiarze. Teraz przenieś wszystkie obrazy w wysokiej rozdzielczości do nowego folderu. Następnie dla każdego uczestnika połącz wszystkie obrazy gęstości protonów próbkowanych przez UPS w jeden plik z czterema D.

Korzystając z ruchu polecenia scalania FSL, popraw te połączone pliki. Za pomocą polecenia URT wybierz czterostopniową korekcję, która wykorzystuje interpolację synchronizacji jako dalszy przebieg optymalizacji w celu uzyskania większej dokładności. Następnie utwórz średni obraz 3D za pomocą matematyki FSL.

Następnie zwizualizuj efekt końcowy, obraz 3D w wysokiej rozdzielczości za pomocą polecenia widoku FSL. Teraz utwórz obszary zainteresowania, nazywane również ROI. Korzystając z widoku FSL, załaduj obraz w wysokiej rozdzielczości.

Następnie w zakładce narzędzia wybierz zakładkę pojedynczego obrazu, aby powiększyć widok do rysowania ROI. Następnie kliknij kartę pliku, a następnie utwórz maskę, narysuj linię w ROI i zapisz. Na koniec użyj polecenia zrzutu maski 3D AF acne, aby wyodrębnić obraz, intensywność i lokalizację masek ROI, które właśnie zostały utworzone.

Wyniki zostaną wydrukowane w postaci pliku tekstowego, który można wykorzystać do dalszej analizy. Ta seria obrazów porównuje średnie objętości w mózgach in vivo i pośmiertnych. Zauważ, że mózg pośmiertny wykazuje wyraźne rozgraniczenie struktur podkorowych w jednej objętości ważonej gęstością protonów, podczas gdy dla mózgu in vivo wymagane jest co najmniej pięć uśrednionych obrazów Aby zapewnić ten szczegół, ten wycinek koronalny na obrazie mózgu in vivo pokazuje wyraźne zarysowanie LGN i innych struktur podkorowych, a tutaj widzimy kolejny wycinek tego samego mózgu uśredniony w 40 objętościach gęstości protonów w tej samej sesji z te same parametry obrazowania.

Ten pośmiertny wycinek mózgu został pozyskany podczas jednego skanu objętości gęstości protonów i zapewnia wyraźne nakreślenie struktur podkorowych, w tym prawego i lewego LGN. Ten wycinek pokazuje pośmiertny mózg uśredniony w 100 objętościach gęstości protonów z tą samą receptą na wycinek. Powiększony widok pokazuje wyraźne rozgraniczenie struktur podkorowych.

Tutaj widzimy profile intensywności linii dla lewej i prawej strony in vivo, LGN, a także post-mortem lewej i prawej, LGN. Linie te dotyczą 40 maksymalnych średnich in vivo i 100 średnich post mortem. W mózgu poddanym pośmiertnemu badaniu nie zaobserwowano różnic w intensywności, które można by przypisać warstwom w mózgu in vivo.

Występowały różnice w intensywności, które można przypisać warstwom. Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze zrozumieć, jak postępować zgodnie z tym zoptymalizowanym protokołem w celu uzyskania rozwiązania wysokiego ryzyka, obrazy gęstości protonów w regionach podkorowych po zastosowaniu tej metody można zastosować w warunkach klinicznych w celu skrócenia czasu skanowania do mniej niż 15 minut u żywych ludzi i mniej niż trzech minut w mózgach pośmiertnych, jeśli są stosowane prawidłowo.