Um protocolo abrangente para segmentação manual das estruturas do lobo temporal medial

O objetivo geral deste procedimento é ilustrar como rastrear manualmente as estruturas do lobo temporal medial humano em imagens de ressonância magnética de alta resolução. Isso é feito identificando primeiro a amígdala no cérebro e traçando-a sistematicamente das bordas anterior para as posteriores. O segundo passo é localizar a extensão longitudinal e as bordas gerais do hipocampo e, em seguida, traçá-lo fatia por fatia na direção ântero-posterior.

Em seguida, trace as estruturas anteriores do giro do para-hipocampo, ou seja, os córtices interal e perineal em paralelo para melhor acomodar as variações em suas bordas mútuas. A etapa final é traçar o segmento posterior do giro do para-hipocampo, ou seja, o córtex do para-hipocampo propriamente dito da mesma forma anterior posterior. Em última análise, este procedimento de rastreamento manual pode ser usado para obter uma renderização 3D e estatísticas volumétricas de todas as estruturas do lobo temporal medial.

A principal vantagem desse protocolo de rastreamento sobre os protocolos existentes, bem como os algoritmos de segmentação automática, é que ele identifica todas as regiões do lobo temporal medial em relação às estruturas vizinhas. Isso pode aumentar a precisão da localização e o rastreamento manual, além de ajudar na avaliação e correção, se necessário, dos resultados da segmentação automática em uma região do cérebro que pode ter uma variabilidade considerável. O protocolo atual é utilizado não apenas para investigações anatômicas no lobo temporal medial, mas também pode ser aplicado à análise de dados de outras modalidades de imagem.

Por exemplo, a ressonância magnética funcional para identificar regiões funcionais de interesse com alta precisão. Este protocolo fornece uma ilustração única das regiões do lobo intertemporal, o que pode ajudar pesquisadores avançados e novatos a identificar com precisão a localização dessas regiões em um cérebro humano. A primeira demonstração cobre o rastreamento da amígdala.

Comece localizando a estrutura no cérebro. Identifique a primeira fatia da amígdala em que a ínsula de Lyman aparece. É aí que a conexão da substância branca entre os lobos frontal e temporal é contínua.

O quiasma óptico é outro marco importante. Em seguida, use o feixe angular como a borda inferolateral da amígdala para identificar a última fatia da amígdala na visão coronal. Procure um nível em que a estrutura seja superior à extensão medial do corno temporal do ventrículo lateral e lateral ao giro uncinado, a protuberância da cabeça do hipocampo.

Agora, para traçar a amígdala, identifique a primeira fatia em que a comissura anterior é contínua em ambos os hemisférios, onde a amígdala é visível em sua forma típica, trace a amígdala usando o sulco interal como a borda super medial, a linha imaginária do fundo do sulco semestral ao longo da substância branca até a ponta inferior da amígdala como a borda infra-medial, a haste temporal como borda lateral e siga a curvatura superolateral para completar o traçado em cortes posteriores, desenhe uma linha imaginária do nível do fundo do sulco circular inferior da ínsula ao longo do giro semestral até o trato óptico como a borda superior da amígdala. Certifique-se de excluir o giro uncinado. Use o álio e o corno temporal do ventrículo lateral para o delineamento ínfero-lateral e o tronco temporal para a borda lateral.

Siga a curvatura super lateralmente para completar o traçado. Preste atenção especial para distinguir a amígdala em seus cortes iniciais das áreas circundantes, ônus e córtex enteral usando as vistas sagital e axial como guias e, em seguida, execute sistematicamente um traçado corte por corte da amígdala na direção anterior para posterior. Usando essas diretrizes, a próxima estrutura no lobo temporal medial a ser localizada é o hipocampo começar a traçar o hipocampo quando o corno temporal do ventrículo lateral aparece ao longo da borda inferolateral da amígdala e o traçado do hipocampo com sua última aparição, infra medial ao trígono do ventrículo lateral sempre utiliza as orientações alternativas de visualização para ajudar a localizar o hipocampo e suas bordas.

Para definir as bordas do hipocampo, comece delineando o álio e o FIA no aspecto superior. O corno temporal no aspecto lateral traça inferiormente ao longo do feixe angular para definir a borda inferior. Continue traçando o hipocampo usando as mesmas definições por toda parte.

Além disso, inclua o ulu na segmentação de modo que ele imediatamente faça fronteira com o feixe de substância branca do giro do hipocampo para. Alinha-se superiormente com a curva do ônus e se estende principalmente horizontalmente a partir do hipocampo. Presta atenção especial ao traçar as três estruturas a seguir.

Primeiro, inclua o ônus posterior na segmentação. Em segundo lugar, certifique-se de omitir o plexo coróide acima do álio da segmentação, embora isso possa não ser possível em imagens de resolução mais baixa. E terceiro, consulte as duas visões alternativas para evitar a inclusão da cauda do núcleo caudado.

A próxima área a ser rastreada é o giro do hipocampo. Um termo usado para incluir o córtex perineal na lateral. O córtex trinal no lado medial e o córtex para-hipocampal propriamente dito nas fatias anteriores definem a primeira fatia do córtex perineal com a aparência do sulco colateral antes do início do córtex trinal traçar o córtex perineal da borda medial do banco lateral do sulco colateral até o fundo lateral do giro de albe ou do medial.

Se dois giros de albe estiverem presentes ou o ponto médio da superfície polar temporal dorsal. Na ausência desse giro, comece a traçar o córtex interal cerca de cinco milímetros antes da ínsula de Lyman, usando o fundo do sulco polar temporal medial como extremidade superior e a superfície da casca como borda inframedial. Depois que a amígdala aparece, o fundo do sulco semi-anular torna-se a borda superior, ou o ponto onde a extensão imaginária do feixe angular encontra a cavidade ventricular.

Se o sulco semianular for indistinguível, a fronteira entre o córtex perineal e trinal pode variar de fatia para fatia. Quando o sulco colateral é profundo, maior ou igual a 1,5 centímetro, traça o córtex perineal da borda medial do banco medial desse sulco até o ponto médio de seu banco lateral. Nos casos com sulco colateral regular com profundidade variando de um a 1,5 centímetros, trace o córtex perineal como a área do ponto médio do banco medial do sulco colateral até a extremidade medial do banco lateral do sulco.

No caso de um sulco colateral raso com menos de um centímetro, trace o córtex perineal do fundo deste sulco até o ponto médio da coroa do giro fusiforme. Quando o sulco colateral é interrompido, geralmente no nível do ápice do tio por um pequeno giro emergindo de seu fundo, trace o córtex perineal até o fundo do sulco lateral. Trace o córtex enteral até cerca de 1,5 milímetros posterior ao ápice do oncle.

Estenda o traçado do córtex perineal medialmente para ocupar o lugar do córtex enteral após sua terminação, onde as definições para a escada continuam a ser aplicadas em um comprimento de três milímetros. Além disso, o córtex perineal é substituído pelo córtex para-hipocampal. Comece a traçar o córtex para-hipocampal na fatia imediatamente posterior ao final do córtex perineal e o traçado final cerca de quatro milímetros posterior ao final da cauda do hipocampo.

Trace o córtex para-hipocampal propriamente dito da mesma forma descrita para a porção posterior do córtex perineal até que o sulco de calcina apareça, restringindo-o à borda inferior do sulco. Se um mini sulco aparecer em torno desse nível, inclua-o na segmentação. Um resultado do rastreamento das estruturas MTL é mostrado aqui na renderização 3D e em imagens 2D mostrando a localização de fatias representativas no cérebro no lado direito.

Essas imagens coronais da amígdala mostram um exemplo extremo de possíveis diferenças entre os resultados do traçado manual e da segmentação automática. Como visto no painel do lado direito, um software de segmentação automática comum identificou apenas uma pequena parte da amígdala esquerda, negligenciando mais da metade do tecido que é identificável como parte da amígdala para um olho humano experiente. Subestimação semelhante, mas em menor grau, também ocorreu na amígdala direita.

Aqui são mostrados os resultados volumétricos representativos da amígdala bilateral e dos campos hipopótamos de um único sujeito produzidos por rastreamento manual. Utilizando o presente protocolo e a segmentação automática, pode-se observar que a segmentação automática estimou erroneamente o volume de cada uma das quatro estruturas comparadas. Após este procedimento, as estatísticas de volume podem ser coletadas para responder a perguntas como se as estruturas do lobo temporal medial mostram diferenças volumétricas entre duas faixas etárias ou entre grupos saudáveis e clínicos ao tentar este procedimento.

Para garantir precisão e eficiência durante o traçado, é importante referir-se a cada um dos três planos visuais, o coronal, o axial e o sagital. Depois de assistir a este vídeo, você deve ter uma boa compreensão de como identificar com precisão e rastrear ou ajustar manualmente as segmentações automáticas das regiões do lobo temporal do MIT com base no conhecimento das bordas anatômicas das estruturas.