Количественная оценка площади поперечного сечения зрительного нерва на МРТ: новый протокол с использованием программного обеспечения Fiji

Этот протокол направлен на описание стандартизированных методов оценки площади поперечного сечения зрительного нерва с использованием МРТ. Мы опишем получение изображений с использованием широко доступной последовательности изображений. Мы также опишем анализ изображений с использованием программного обеспечения с открытым исходным кодом.

Одним из важных применений такого протокола является оценка пациента с глаукомой, где он предоставит ценные данные о целостности зрительного нерва. Протокол получения изображения будет начинаться с полного объяснения обследования пациенту, и что необходимо следовать следующим инструкциям. Вам нужно будет переодеться в специальное платье для визуализации.

Вы должны убедиться, что не носите и не носите какой-либо металлический материал, это может включать в себя некоторые виды масок для лица. Некоторые имплантируемые устройства могут быть несовместимы с МРТ-визуализацией, это может включать кардиостимуляторы и инсулиновые помпы. Вы должны сообщить врачу о любом металлическом предмете, оставленом внутри вашего тела.

Из-за ограниченного пространства аппарата МРТ обследование может не подходить для пациентов с клаустрофобией. Ожидается, что экзамен займет 15 минут, когда пациент должен оставаться неподвижным. Надлежащая форма согласия должна быть подписана пациентом.

Перед визуализацией врач объяснит пациенту шаги и проинструктирует его сосредоточиться на прямой цели в аппарате МРТ, чтобы получить правильно ориентированное изображение. Дополнительные меры предосторожности объясняются, и пациенту предоставляются устройства безопасности, такие как наушники и тревожная кнопка, чтобы обеспечить правильное и комфортное обследование. Корональный разрез зрительного нерва будет взят ортогонально, т.е.

перпендикулярно нерву три миллиметра к задней части земного шара. Разведчики изображений в передаточной пиле и косых сагиттальных плоскостях будут использоваться для обеспечения оптимального направления зрительного нерва и позиционирования соединения глобуса зрительного нерва. К качеству фиксации взгляда можно получить по распределению ликвора вокруг зрительного нерва, где он должен быть равномерно распределен по нерву с почти одинаковой толщиной со всех сторон.

Введите следующие параметры для получения изображения. При взвешенной последовательности подавления жира T2, TR, 3000 миллисекунд. TE, 90 миллисекунд.

Поле зрения, 16 на 16 сантиметров. Матрица, 296 на 384. Толщина среза, три миллиметра.

Зазор среза, 0,3 миллиметра. Окончательное проанализированное изображение представляло собой косое корональный снимок, на три миллиметра позади земного шара. Для протокола анализа изображений мы начнем с загрузки пакета обработки изображений Фиджи из imagej.net.

Мы начнем с того, что перейдем на их веб-сайт, выберем Загрузки, Фиджи, а затем выберем подходящую версию для вашего устройства. После установки запустите программу Fiji. Загрузите корональный образ зрительного нерва в программу, выбрав Файл, Открыть, а затем выбрав корональный образ, который вы хотите.

Обратите внимание, что вам необходимо поддерживать качество изображения во время передачи, так как невыделать это приведет к ненадежным результатам анализа изображений. Стандартизируйте масштаб, указав количество пикселей на единицу длины. Это можно сделать, нарисовав прямую линию на масштабе карты.

Затем выберите «Задать масштаб» в строке меню «Анализ». Укажите длину линии, отображаемую на шкале карты, с правильной единицей длины. Преобразуйте изображение в шкалу серого с помощью меню «Изображение», затем выберите «Тип», затем «8-бит».

Количественно измечивая диапазон интенсивности пикселей белого вещества, выберите инструмент «Выделение лассо», перейдя в меню «Плагин», «Сегментация», затем «Выделение лассо», затем выберите достаточную область белого вещества. Чтобы расширить область, удерживайте нажатой клавишу Shift и разверните белое вещество. Убедитесь, что вы не покрываете серое вещество во время процесса.

Достаточно общей выделенной области в 1000 пикселей. Чтобы убедиться, что выбрано 1000 пикселей, перейдите в «Анализ», а затем «Измерить», чтобы количественно оценить выбранную область. Откройте инструмент «Гистограмма» из меню «Анализ», в котором отображается распределение интенсивности пикселей в выделенной области белого вещества.

Нажмите на поле Live, чтобы убедиться, что гистограмма оценивает выбранную область. График на гистограмме должен показывать нормальное распределение интенсивности. Рассчитайте диапазон интенсивности белого вещества следующим образом, нижний предел — это средняя интенсивность, минус трехкратное стандартное отклонение.

Для нас это 94,372, минус три, умноженные на 7,085. Верхний предел — средняя интенсивность, плюс трехкратное стандартное отклонение. Для нашего случая это 94,372, плюс в три раза больше 7,085.

Чтобы открыть инструмент «Порог», перейдите в меню «Изображение», затем «Настроить», затем выберите «Порог». Укажите диапазон, рассчитанный на предыдущем шаге, выбрав set, а затем введя верхний и нижний пределы. В нашем случае это 73 и 115.

Отметьте только функцию «Темный фон» и укажите черно-белые аннотации, черно-белые, ч/б, из раскрывающегося списка, затем нажмите «Применить». Появится маска для белого вещества, присутствующего в диске зрительного нерва. С помощью инструмента выделения «Лассо», который можно выбрать в меню «Плагин», как описано выше, или в меню «Быстрый выбор», выберите черную область, представляющую оптический диск.

Используйте функцию измерения из строки меню Анализ, чтобы рассчитать площадь диска оптики в сантиметрах. В нашем случае это 0,069. Соотношение чашек к дискам для 30-летнего пациента мужского пола, представившимся на офтальмологическое обследование, составило 0,8, что является подозрительным и может наводит на мысль о глаукоме.

Выполнив оптическую когерентную томографию толщины слоя нервных волокон, мы обнаружили, что толщина нерва находится в пределах нормального предела для возраста. Пациенту была запланирована МРТ головы, где был назначен корональный разрез для оценки зрительного нерва, как подробно описано в ранее упомянутом протоколе. Мы получили корональный МРТ разреза на три миллиметра позади диска зрительного нерва.

Средняя интенсивность белого вещества составила 94,372, стандартное отклонение 7,085, что привело к диапазону интенсивности белого вещества нижнего предела, 94,372 минус 21,255, равному 73,117. Верхний предел, 94,372, плюс 21,255, равен 115,627. На рисунке 2А показано коронарное изображение.

На рисунке 2B показано коронарное изображение после применения порога белого вещества с использованием рассчитанных верхнего и нижнего пределов. В то время как на рисунке 2С показано белое вещество зрительного нерва для количественной оценки. Площадь поперечного сечения белого вещества левого зрительного нерва составляла 6,9 миллиметра в квадрате, что находится в пределах нормы для его возраста.

Мы предоставили подробный протокол для стандартизированного метода оценки и количественной оценки зрительного нерва с использованием аппаратов МРТ, который неспециализированные врачи могут выполнять с высокой надежностью. Мы рекомендуем принять этот протокол для исследований по оценке зрительного нерва, что позволит сравнивать результаты исследования. Более того, мы рекомендуем использовать этот протокол, когда МРТ-снимки заказаны для исключения вторичных причин нейропатии зрительного нерва и глаукомы.