Высокое разрешение Структурная магнитно-резонансная томография в подкорке человека В Vivo И Посмертный

Общая цель этого эксперимента состоит в том, чтобы проверить пределы разрешающей способности структурной МРТ для того, чтобы разрешить и сравнить подкорковые структуры как в посмертном, так и в живом человеческом мозге. Исследования в нашей лаборатории включали изучение небольших подкорковых ядер в популяциях пациентов. Учитывая их небольшой размер и дублирование в мозге, их трудно изучать.

Мы разработали протокол, который разрешает эти подкорковые структуры как в посмертном, так и в живом человеческом мозге. Преимуществом этой методики является сокращение продолжительности сканирования, что полезно в клиническом применении. Разрешение МРТ ограничено шумом, поэтому мы хотели определить, каким будет окончательное разрешение.

При отсутствии самых больших источников шума, а именно движения головы субъекта, пульса и дыхания Получите все изображения, описанные в этом протоколе, с помощью сканера с тремя TMRI, оснащенного 32-канальной катушкой для головы. В этом видео показаны шаги с использованием сканера Siemens MAGOME TRIO three TMRI для сеансов визуализации участников исследования. Обязательно сначала проведите скрининг безопасности МРТ.

Затем ознакомьтесь с деталями протокола нейровизуализации и попросите их подписать форму согласия пациента при подготовке участника к сканированию. Беруши вставляются в уши участника. Затем закрепите их голову подушечками, чтобы свести к минимуму движения головы.

Во время визуализации при получении сканирования с помощью посмертного сканирования мозга убедитесь, что мозг зафиксирован перед нейровизуализацией и содержится в водонепроницаемом пакете или контейнере, который помещается в катушку головки МРТ. Поместите мозг в катушку для головы так, чтобы ее ось Z была выровнена по отверстию сканера так, чтобы ствол мозга был обращен к изножью ложа сканера. Также поместите вакуумные подушки вокруг мозга для дополнительной поддержки.

Перед сканированием выберите вкладку пациента в верхнем левом углу. Используйте вкладку реестра для заполнения соответствующей информации о предмете. Затем нажмите на вкладку экзамена во вкладке обозревателя экзаменов.

Начните с создания нового протокола сканирования LOCALIZER В окне настройки используйте вкладку «Контрастность и разрешения» для ввода параметров, как показано на экране. Далее создайте новый протокол, который будет использоваться для получения взвешенных по плотности протонов сканирования с высоким разрешением. Настройте его в корональной ориентации, используя параметры, показанные на экране здесь.

Уменьшите пропускную способность до минимально возможного, чтобы максимизировать соотношение сигнал/шум. Чтобы сократить продолжительность сканирования, выберите 18 срезов толщиной в один миллиметр с полем зрения 160 миллиметров. Затем наложите на локализатор поле выбора среза для получения изображений плотности протонов.

Обязательно охватывая подкорковые ядра внутри таламуса, а также окружающие структуры. Затем запустите сканирование для надежной идентификации подкорковых структур. Приобретите пять прогонов с этими параметрами.

При проведении посмертной визуализации головного мозга надежная идентификация подкорковых структур может быть получена всего за одно сканирование общей продолжительностью около трех минут по одному и тому же протоколу сканирования. Для анализа данных используйте бесплатное программное обеспечение FSL. Начните с открытия окна терминала.

Затем преобразуйте необработанные DICOM-файлы со сканера для каждого объема плотности протонов в изящный формат. В командной строке введите здесь команду scene, DCM в NII, а затем каталог каждого изображения. Бежать. Далее получаем параметры исходного сканирования плотности протонов.

Затем создайте целевой объем пустого изображения с высоким разрешением, размер вокселя которого в два раза меньше этих параметров. Чтобы сделать это в любом текстовом редакторе, сначала определите преобразование с помощью матрицы тождества, как показано здесь, и сохраните как текстовый файл с именем identity dot matt. Затем используйте команду flirt для применения трансформации вверх, сэмплируя каждый исходный прогон для удвоения общего разрешения.

В результате получается матрица 10 24 и вдвое уменьшается размер вокселей в каждом измерении. Теперь переместите все изображения с высоким разрешением в новую папку. Затем для каждого участника объедините все изображения плотности протонов, полученные с помощью ИБП, в один файл с четырьмя D.

С помощью команды слияния FSL move исправьте эти объединенные файлы. С помощью команды URT выберите четырехступенчатую коррекцию, которая использует интерполяцию синхронизации в качестве дополнительного прохода оптимизации для повышения точности. Затем создайте среднее 3D-изображение, используя математику FSL.

Затем визуализируйте конечный результат, 3D изображение с высоким разрешением с помощью команды просмотра FSL. Теперь создайте области интереса, которые также называются ROI. Используя вид FSL, загрузите изображение с высоким разрешением.

Затем на вкладке «Инструменты» выберите вкладку «Одно изображение», чтобы увеличить представление для окупаемости инвестиций в рисование. Затем нажмите на вкладку файла, затем создайте маску, нарисуйте линию в ROI и сохраните. Наконец, используйте команду дампа 3D-маски AF acne для извлечения изображения, интенсивности и местоположения только что созданных масок ROI.

Результаты будут выведены в виде текстового файла, который можно использовать для дальнейшего анализа. Эта серия изображений сравнивает средние значения объема в мозге in vivo и после смерти. Обратите внимание, что посмертный мозг показывает четкую демаркацию подкорковых структур в одном взвешенном объеме плотности протонов, в то время как для мозга in vivo требуется минимум пять усредненных изображений. Чтобы обеспечить эту детализацию, этот корональный срез на изображении мозга in vivo показывает четкое разграничение ЛГН и других подкорковых структур, и здесь мы видим другой срез того же мозга, усредненный по 40 объемам плотности протонов в том же сеансе. Те же параметры изображения.

Этот посмертный срез мозга был получен в ходе одного объемного сканирования протонной плотности и обеспечивает четкое разграничение подкорковых структур, включая правую и левую ЛГН. На этом срезе показан посмертный мозг, усредненный по 100 объемам плотности протонов с тем же назначением среза. Увеличенный вид показывает четкую демаркацию подкорковых структур.

Здесь мы видим профили интенсивности линий для левого и правого in vivo, LGN, а также для вскрытия слева и справа, LGN. Эти строки предназначены для 40 максимальных средних in vivo и 100 средних значений postmortem. В посмертном мозге не было никаких изменений в интенсивности, которые можно было бы приписать слоям мозга in vivo.

Наблюдались различия в интенсивности, которые можно отнести к слоям. После просмотра этого видео у вас должно быть хорошее понимание того, как следовать этому оптимизированному протоколу для получения решения с высоким риском, изображения плотности протонов подкорковых областей После этого метода можно применять в клинических условиях для сокращения продолжительности сканирования до менее чем 15 минут у живых людей и менее трех минут у посмертного мозга при правильном применении.