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

O objetivo geral desse procedimento é ilustrar como traçar 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 anteriores até as posteriores. O segundo passo é localizar a extensão longitudinal e as bordas gerais do hipocampo, e então traçá-lo fatia por fatia na direção anterior posterior.

Em seguida, traçe as estruturas anteriores do giro para-hipocampal, 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 parahipocampal, ou seja, o córtex parahipocampal propriamente dito, na mesma forma anterior-posterior. Em última análise, esse procedimento manual de traçado 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 em relação aos protocolos existentes, assim como aos algoritmos automáticos de segmentação, é que ele identifica todas as regiões do lobo temporal medial em relação às suas estruturas vizinhas. Isso pode aumentar a precisão da localização e o rastreamento manual, além de ajudar na avaliação e correção, se necessário, a segmentação automática resulta em uma região do cérebro que pode apresentar considerável variabilidade. O protocolo atual é usado 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 imagem por 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 tanto pesquisadores avançados quanto iniciantes a identificar com precisão a localização dessas regiões no cérebro humano. A primeira demonstração aborda o traçado 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. Depois, use o feixe angular como a borda inferolateral da amígdala para identificar a última fatia da amígdala na visão coronal. Procure um nível onde a estrutura seja superior à extensão medial do chifre 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 inframedial, o tronco temporal como borda lateral e siga a curvatura superolateral para completar o traçado nas fatias posteriores, traçando uma linha imaginária desde o nível do fundo 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 a delimitação inferolateral e o caule temporal para a borda lateral.

Siga a curvatura super lateralmente para completar o traçado. Preste atenção especial para distinguir a amígdala em suas primeiras fatias das áreas ao redor, do ônus e do córtex enteral usando as visões sagital e axial como guias, e então realize 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, começando a traçar o hipocampo quando o chifre 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 observação para ajudar a localizar o hipocampo e suas bordas.

Para definir as fronteiras do hipocampo, comece delimitando o Alius e a FIA no aspecto superior. O chifre temporal na face lateral traça inferiormente ao longo do fibrado angular para definir a borda inferior. Continue traçando o hipocampo usando as mesmas definições ao longo de todo o processo.

Além disso, inclua o ulu na segmentação de modo que ele faça fronteira imediata com o feixe de substância branca do giro parahipocampal. 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 seguintes.

Primeiro, inclua o ônus posterior na segmentação. Segundo, certifique-se de omitir o plexo coróide acima do alius 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 para-hipocampal. Um termo usado para incluir o córtex perineal do lado lateral. O córtex trinal no lado medial e o córtex para-hipocampal propriamente dito, nas faixas anteriores, definem a primeira fatia do córtex perineal com o aparecimento do sulco colateral antes do início do córtex trinal, traçando o córtex perineal desde a borda medial da margem lateral do sulco colateral até o fundo lateral do giro de Albe, ou o do canal medial.

Se dois giros de Albe estiverem presentes ou no ponto médio da superfície polar temporal dorsal. Na ausência desse giro, o giro começa a traçar o córtex interal cerca de cinco milímetros à frente da ínsula de Lyman, usando o fundo do sulco polar temporal medial como extremidade superior e a superfície de escada como a borda inframedial. Após o aparecimento da amígdala, o fundo do sulco semianular torna-se a borda superior, ou seja, o ponto onde a extensão imaginária do feixe angular encontra a cavidade ventricular.

Se o sulco semi-anular for indistinguível, a fronteira entre o córtex perineal e o córtex trinal pode variar de corte para corte. Quando o sulco colateral é profundo, ou seja, maior ou igual a 1,5 centímetro, percorra o córtex perineal desde a borda medial da margem medial desse sulco até o ponto médio de sua margem lateral. Em casos com sulco colateral regular, cuja profundidade varia de um a 1,5 centímetro, trace o córtex perineal como a área do ponto médio do banco medial do sulco colateral até a extremidade medial do sulco lateral.

No caso de um sulco colateral raso com menos de um centímetro, traçe o córtex perineal do fundo desse sulco até o ponto médio da coroa do giro fusiforme. Quando o sulco colateral é interrompido, geralmente no nível do ápice do uncle por um pequeno giro emergindo de seu fundo de fundo, trace o córtex perineal até o fundo do sulco lateral. Traçar o córtex enteral até cerca de 1,5 milímetro após o ápice oncular.

Estenda o traçado do córtex perineal medialmente para ocupar o lugar do córtex enteral após sua terminação, onde as definições da escada continuam aplicadas ao longo de três milímetros. Além disso, o córtex perineal é substituído pelo córtex para-hipocampal. Início adequado para traçar o córtex para-hipocampal na fatia imediatamente posterior ao final do córtex perineal e no final traçando cerca de quatro milímetros para trás da ponta da cauda hipocampal.

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

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

Aqui estão apresentados resultados volumétricos representativos da amígdala bilateral e dos campos dos hipopótamos de um único sujeito, obtidos por traçado manual. Usando o protocolo atual e a segmentação automática, pode-se observar que a segmentação automática estimou incorretamente o volume de cada uma das quatro estruturas comparadas. Após esse procedimento, estatísticas de volume podem ser coletadas para responder a perguntas como se as estruturas do lobo temporal medial apresentam diferenças volumétricas entre dois grupos etários ou entre grupos saudáveis e clínicos durante a realização deste procedimento.

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