Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Medicine
Click here for the English version

Medicine

הנגע Explorer: מודרך וידאו, סטנדרטי פרוטוקול Volumetrics מדויק ואמין הנגזר-MRI במחלה אלצהיימר וקשישים רגיל

Published: April 14, 2014 doi: 10.3791/50887
Automatic Translation
1, 1, 1, 1, 1, 1,2, 1,2
1LC Campbell Cognitive Neurology Research Unit, Heart & Stroke Foundation Canadian Partnership for Stroke Recovery, Brain Sciences Research Program, Sunnybrook Health Sciences Centre, 2Department of Medicine (Neurology), Institute of Medical Science, University of Toronto

Summary

הנגע Explorer (LE) הוא צינור שפותח כדי להשיג רקמת מוח אזורית וVolumetrics נגע hyperintensity קורטיקליים מMRI המבני של מחלת אלצהיימר וקשישים נורמלים חצי אוטומטי, עיבוד תמונה. כדי להבטיח רמה גבוהה של דיוק ואמינות, הבא הוא, פרוטוקול סטנדרטי מודרך וידאו לנהלים הידני של LE.

Abstract

קבלת בVolumetrics רקמת המוח האנושית vivo מMRI הוא מסובך לעתים קרובות על ידי בעיות טכניות וביולוגיות שונות. אתגרים אלה מחריפים כאשר ניוון מוחי משמעותי ושינויים הקשורים בגיל חומר לבן (למשל Leukoaraiosis) נמצאים. הנגע Explorer (LE) הוא צינור הדמייה מדויק ואמין שפותח במיוחד כדי לטפל בבעיות כגון נפוץ שנצפו ב-MRI למחלת אלצהיימר וקשישים נורמלים. הצינור הוא מערכת מורכבת של תהליכים אוטומטיים למחצה שאומת בעבר בשורה של 1,2 מבחני מהימנות הפנימי והחיצוני. עם זאת, הדיוק והאמינות של LE הוא תלוי מאוד במדריך למפעילים מאומנים כראוי כדי לבצע פקודות, לזהות ציוני דרך אנטומיים מובהקת, ולערוך באופן ידני / לאמת תפוקות פילוח ממוחשבות שונות.

LE ניתן לחלק את 3 מרכיבים עיקריים, שכל אחד דורש אוסף של פקודות ואופרה ידניתtions: 1) Brain-סייזר, 2) סיף, ו3) נגע-Seg. הפעולות ידניות של המוח סייזר כרוך בעריכה של הקמרון האוטומטי-הפשיט גולגולת בסך הכל תוך גולגולתי (טיב) מסכת חילוץ, ייעודו של נוזל השדרתי חדרית (vCSF), והסרה של מבני subtentorial. מרכיב סיף דורש בדיקה של יישור תמונה לאורך השליך הקדמי והאחורי מטוס (ACPC), וזיהוי של כמה ציוני דרך אנטומיים הנדרשות לחלוקה אזורית. לבסוף, מרכיב הנגע-Seg כרוך בדיקה ידנית של פילוח הנגע האוטומטי של hyperintensities קורטיקליים (SH) לשגיאות חיוביות כוזבות.

בזמן אימונים של צינור LE באתר עדיף, כלי הוראה חזותי זמין בקלות עם תמונות אימון אינטראקטיביות הוא חלופה. פותחו על מנת להבטיח רמה גבוהה של דיוק ואמינות, הבא הוא,, פרוטוקול מונחה וידאו סטנדרטי צעד אחר צעד לנהלים הידני של LE.

Introduction

ניתוח תמונת המוח הוא תחום מתפתח של מדעי המוח דורש מפעילים מיומנים ברמה גבוהה של מיומנות חישובית וneuroanatomical. על מנת לקבל מידע כמוני מהדמיה בתהודה מגנטית (MRI), מפעיל מיומן נדרש לעתים קרובות ליישם, לפקח ולערוך, תפוקות הדמיה ממוחשבות שנוצרו מבדיקות MRI גלם. בעוד כלים רבים 'אוטומטיים מלא' הדמיה זמינים באופן חופשי דרך האינטרנט, הדיוק, ואמינותו מוטלת בספק כשהם מיושמים על ידי מפעיל טירון חסר ידע, הכשרה והיכרות עם הכלי שהורדת. למרות שאימונים באתר הוא גישת ההוראה עדיפה ביותר, הצגה, פרוטוקול סטנדרטי מודרך וידאו היא אלטרנטיבה מעשית, במיוחד אם מלווה באימון קבוצה של תמונות. בנוסף, אימון הקבוצה של תמונות עשויה לשמש לאמצעי בקרת איכות, כגון בדיקת אמינות בין מדרג מחוץ לאתר.

Challenges לפתח צינור עיבוד תמונה, במיוחד כאשר לומד הזדקנות ומחלת אלצהיימר (AD), כולל מגוון רחב של בעיות טכניות וביולוגיות. למרות כמה בעיות טכניות מופנות עם אלגוריתמים שלאחר עיבוד תיקון 3, השתנות עקב הבדלים אישיים ותהליכים פתולוגיים להציג מכשולים מורכבים יותר. ניוון המוח וגדלה של חדר יכולים להפחית את הכדאיות של השתאה רישום וגישות תבנית התאמה. נוכחותו של חומר לבן הקשורות לגיל שינויי 4 ומחלה קטנה כלי 5,6, כפי שנצפתה hyperintensities קורטיקליים (SH) 7,8, אוטמים מלא נוזל פיברוזיס כמו אגמימי-9,10, וחללי perivascular מורחבים 11,12, בהמשך לסבך את אלגוריתמי פילוח. במקרים של מחלת חומר לבנה משמעותית, פילוח T1 בודד יכול לגרום להערכת יתר של חומר אפור (GM) 13, שניתן לתקן רק עם se נוסףgmentation באמצעות צפיפות פרוטון (PD), T2 המשוקלל (T2), או שחזור היפוך נוזל מוחלש הדמיה (פלייר). לאור אתגרים אלה, הנגע Explorer (LE) צינור עיבוד תמונה מיישם תלת תכונה אוטומטית למחצה גישה (T1, PD, T2), ניצול מפעילים מיומנים בשלבים מסוימים, כאשר ההתערבות אנושית עדיפה 1,2.

שאיבת המוח (או הפשטת גולגולת) היא בדרך כלל אחד המבצעים הראשונים שבוצעו בהדמייה. לאור זאת, רמת הדיוק של הקמרון תוך גולגולתי בסך הכל תהליך חילוץ (טיב) מאוד משפיעה על פעולות שלאחר מכן עוד יותר במורד הצינור. משמעותי על פני שחיקה, וכתוצאה מכך האובדן של מוח, עלול להוביל ליותר מ-הערכה של ניוון המוח. לחלופין, משמעותי מתחת לשחיקה, וכתוצאה מהכללתו של הדורה ומשנה nonbrain אחר, עלול להוביל לאינפלציה של נפח המוח. כתובות רכיב Brain-סייזר של LE רבים של בעיות אלה על ידי שימוש בשלושה תחומי תכונה (T1, T2, וPD) גישה ליצירהמסכת טיב, אשר מניבה תוצאות טובות יותר בהשוואה לשיטות יחידה תכונה 1. בנוסף, מסכת טיב נוצרת באופן אוטומטי מסומנת באופן ידני ונערכה תוך שימוש בפרוטוקול סטנדרטי אשר מזהה אזורים רגישים לטעויות גולגולת הפשטה. לאחר חילוץ המוח, פילוח מתבצע על T1-הפשיט הגולגולת, שבו כל voxel מוח מוקצה עד 1 מתוך 3 תוויות: GM, חומר לבן (WM), או נוזל המוח והשדרה (CSF). פילוח נעשה באופן אוטומטי באמצעות אלגוריתם הולם עקומה חזק יחול על היסטוגרמות עוצמת העולמית והמקומית; טכניקה שפותחה כדי לטפל בחפץ nonuniformity עוצמה והפרדת ירד בין GM וWM משרעת עוצמה במקרי הספירה 14.

מרכיב Brain-סייזר כולל גם נהלים לייעוד ידני של חדרים ופינוי של מבני subtentorial. פילוח של CSF חדרית (vCSF) הוא חשוב במיוחד כגודל חדר הוא Biomar נפוץמשתכשך לדמנציה לספירה 15. בנוסף, סימון של חדרי לב ומקלעת דמית העין הוא הכרחי לזיהוי נכון של hyperintensities periventricular (pvSH), שהם האמינו כדי לשקף סוג של מחלת כלי קטנה המאופיין collagenosis ורידי 5,16,17. באמצעות T1 להתייחסות, לשינוי תוויות ידניות של voxels CSF לvCSF מושגת באמצעות פעולות floodfill ידניות על התמונה מפולחת. בדרך כלל, החדרים לרוחב, קלים יותר להבדיל מCSF sulcal. מסיבה זו, מומלץ להתחיל floodfilling בתצוגה צירית, החל מפרוסות מעולה ומרגש inferiorly. החלקים המדיאלי של מערכת חדרית, במיוחד חדר 3 rd, קשה יותר להתוות וניתנים כללים הבוסס על האנטומיה מיוחדות שמתוארים במדריך. השלב הסופי של המוח סייזר כולל ההסרה של גזע המוח, המוח הקטן, ומבני subtentorial אחרים, תוך שימוש בנהלי איתור הוראות שמתוארים בo סט נוסףפרוטוקולים ו מבוסס האנטומיה סטנדרטית.

המרכיב חצי אוטומטי מוח אזור חילוץ (סיף) הוא ההליך של הצינור פרצלציה. שלב זה דורש מפעילים מיומנים לזהות את נקודתי הציון האנטומיות הבא: קדמית והשליך אחורי (AC, PC); אחורי קצה מוח; תעלה מרכזית; מטוס באמצע sagittal; preoccipital ברמה גבוהה; occipito-הקודקודית מענית; מענית מרכזית, ו; סדק סילביוס. בהתבסס על קואורדינטות נקודת הציון הבאות, רשת 18 כמו Talairach-נוצרת באופן אוטומטי וחלוקה אזורית מושגת 19. ציוני דרך מזוהות בקלות על ACPC תמונות ציר, אשר נוצרות באופן אוטומטי ובדקנו באופן ידני לפני נהלי landmarking סיף.

מרכיב הנגע-Seg הוא השלב הסופי של הצינור שבו זיהוי SH וכימות מושגת. פילוח SH האוטומטי הראשוני מיישם אלגוריתם מורכב הכולל segme PD/T2-based SHntation, c-אמצעי מיסוך מטושטש, והתרחבות של חדר. פעולות אלה יגרמו למסכת פילוח נגע שנוצר באופן אוטומטי, כי הוא בדק באופן ידני ונערכו לתוצאות חיוביות שגויות וטעויות אחרות. כאות hyperintense על MRI יכולה לנבוע ממקורות nonpathological (חפץ למשל תנועה, ביולוגיה רגילה), הכשרה מתאימה נדרשת לזיהוי מדויק של SH הרלוונטי.

התוצאה הסופית של צינור LE היא פרופיל נפחית מקיף המכיל 8 Volumetrics רקמות והנגע שונה אשר parcellated ל26 אזורים במוח סיף. כדי להשיג מבחן האמינות בין המדרג של מפעיל בודד מחוץ לאתר, מומלץ לבצע את צינור LE המלא על סט האימון מסופק עם התוכנה (http://sabre.brainlab.ca). שימוש בתוצאות הנפחית, מקדם מתאם בין מעמד (ICC) 20 סטטיסטיקה ניתן לחשב עבור כל כיתת רקמות (GM / WM / CSF) בכל אזור סיף. שימוש segmentation תמונות, דמיון אינדקס (SI) ניתן לחשב 21 סטטיסטיקות כדי להעריך את מידת ההלימה מרחבית. בנוסף, אמינות התוך מדרג ניתן להעריך על התוצאות זהה של המפעיל, לאחר תקופה קצרה של זמן עבר בין 1 st של המפעיל ו2 עריכות פילוח nd. ובלבד שהמפעיל מחוץ לאתר שומרת על מוסכמות מתן שמות קבצים המפורטים במדריך לLE, ניתן לחשב סטטיסטיקות אמינות מחוץ לאתר באמצעות חבילות תוכנה סטטיסטית הבסיסיות ביותר. בהתחשב בבקרת איכות אלה ופרוטוקול סטנדרטי מודרך וידאו, מפעילים מחוץ לאתר יכולים להיות בטוחים יותר כי צינור LE מיושם באופן מדויק ומהימן.

Protocol

1. Brain-סייזר רכיב

1.1 סה"כ תוך גולגולת Vault הפקה (טיב-E)

  1. ITK-SNAP_sb הפתוח, לחץ על T1 עומס: קובץ -> תמונה בגווני אפור פתוחים -> עיון -> ללכת לספרייה, לחץ -> תמונה -> Open -> הבא -> סיום.
  2. לחץ סימן חיבור לצד נוף צירי להגדלה.
  3. כבה את (או על) כוונת עם המקש "x".
  4. לחץ לחיצה ימנית בעכבר וגרירה כלפי מעלה להגדלת מוח בחלון עד שזה מתאים ללא קופסא קטנה המופיע בפינה השמאלית תחתונה.
  5. להתאים את עוצמת ידי לחיצה על: כלים -> ניגודיות תמונה, ולאחר מכן לגרור את נקודת אמצע ומעט שמאלה עד שהתמונה מתבהרת לרמה המתאימה, סגור.
  6. טען טיב-E שכבה על ידי לחיצה: פילוח -> Load מתמונה -> עיון -> בחירת TIVauto -> Open -> הבא -> סיום.
  7. בגין עריכת TIVauto ...
  8. לחץ על כלי מכחול -> סיבוב בחירה -> התאמת גודל במידת צורך.
  9. לכבוש מחדש אזורי טיב בצבע, או בעיון לכבוש מחדש אזורי noncolored להשתמש במכחול כדי לצבוע את מסכת טיב.
  10. כדי לבטל משייכת מכחול ציור, השתמש <CTRL+Z> או לחץ על 'בטל' (משמאל).
  11. Toggle TIVauto / כיבוי על ידי 's' לחיצה כדי לוודא שרקמת המוח הוא נתפס כראוי.
  12. כדי להסיר / למחוק TIVauto להסוות אם זה מעל לוכד nonbrain רקמת קליק ימני באמצעות "כלי מכחול".
  13. השתמש במברשת צבע ולחץ על שמאל כדי לצבוע את מסכת TIVauto.
  14. בדוק כל פרוסה בזהירות כדי לוודא שרק רקמת המוח היא לייבל 1 (ירוק) וכל רקמת nonbrain היא חלק תווית אחרת מאשר 1 (צבועים או לא בכלל).
  15. לכבוש מחדש את טיב מתאים וכלמחוק טיב כמתאים.
  16. לפרוסות מעולים לוודא שהכל מתחת לדורה המשיך לתת דין וחשבון לCSF.
  17. אם זה דifficult לצייר, להשתמש בכלי המצולע הסגור: שמאל לחץ כדי להוסיף נקודות למצולע ולוחץ על העכבר כדי לסגור אותו כך שכל מה שכלול בתוך המצולע הוא מה שהוא להיות שונה, ולאחר מכן לחצו על "קבל" בתחתית, או אם העקיבה הוא שגוי, לחץ על "מחק". ניתן לבטל שינויי מצולע על ידי לחיצה לבטל או <CTRL+z>. ראה איור 1.
  18. כשמרוצים משינויי טיב לחץ: פילוח -> שמירה כתמונה -> ולשנות את שם קובץ המסתיים מ" TIVauto "לTIVedit" כדי לציין שזה 'עשה', ולאחר מכן לחץ על 'שמור' (לדוגמא <name> _TIVedit.).

1.2 שינוי חדרית

  1. טען את T1_IHC.
  2. התאם את עוצמת.
  3. כבה את הכוונת (x).
  4. בחר את התמונה צירית רק להצגה על ידי לחיצה על סימן הפלוס ליד החלון הצירי.
  5. קרב (קליק ימני וגרירה).
  6. טען את תמונת _seg <name> מעל T1 על ידי בחירת segmentation -> Load מתמונה -> עיון -> <name> _seg -> הבא -> הסיום.
  7. התאם את תוויות ציור לצבעים המתאימים, באמצעות עורך תווית.
  8. שינוי הצבעים כזה ש5 הוא סגול, 7 הוא מגנטה, ו3 & 4 הם משהו להבחין בקלות משאר (למשל איור 2 מראה 3 = שינוי WM לכחול, ו -4 = שינוי GM לצהוב). הערה: צבעים הם שרירותיים.
  9. להקצות מחדש vCSF ידי שימוש באפשרות floodfill. ראה איור 2.
  10. לעלות פרוסות דרך המוח כדי לקבוע את הפרוסה מעולה ביותר בחדר ולהתחיל שם.
  11. לחץ על כלי floodfill, 'תווית הציור פעילה' בחר = 7 ו 'צייר מעל' = 5.
  12. לעבור קדימה ואחורה בין 'Floodfilling' וגבולות ציור על ידי לחיצה על מקש הרווח. גבולות משמשים כדי למנוע floodfill מלמלא אזורים מסוימים של החדר שנחשבים חורים שחורים periventricular או חלק מhyperintensities חומר הלבן.
  13. Wfloodfilling תרנגולת, קצה חץ ירוק הוא גלוי, וכאשר מוכן לצייר גבול, קצה חץ אדום יהיה גלוי.
  14. למילוי, לחץ פשוט עזב. הזז למטה פרוסה, וחזור לפי צורך. השתמש בגבולות כפי שנדרש כדי למנוע floodfilling של אזורי nonventricle.
  15. אם פעולות floodfilling אינן נכונות, פשוט לחץ על "בטל", או להפוך את 'תווית הציור פעילה' ו 'צייר על' צבעים.
  16. ממלא כל voxel המתחבר לחדר, לדעת מה לא למלא הוא חשוב בדיוק כמו לדעת מה למלא.
  17. תמשיך לנוע למטה עד חדר 3 rd נפתח לתוך בור quadrigeminal ולצייר גבול בקצה האחורי של בור quadrigeminal עד השליך האחורי מפריד בין החדר השלישי מבור quadrigeminal.
  18. מגבלה היא הכרחית אם השליך האחורי אינו נראה לעין באופן מלא ואינו יוצר חלל סגור. ברגע שהשליך האחורי יוצר חלל סגור, להפסיק תיוג מחדש מרובעבור rigeminal.
  19. גבולות יכולים להיות גם צורך אם השליך הקדמי לא להקיף את חדר 3 rd.
  20. תפסיק למלא את חדר 3 rd פעם peduncles המוח נראית בבירור על T1, ואת התעלה המרכזית היא עגולה.
  21. גבולות יכולים להיות גם צורך בחלק הקדמי של החדרים לרוחב מסביב לגזע המוח, אם הם מופיעים כדי להתחבר לCSF sulcal.
  22. השתמש T1 כמדריך במה למלא ומה לא כדי למלא לחדרים לרוחב של אונה הרקתית (Toggle פילוח לסירוגין מפתח עם 's').
  23. בסיום, שמור את הפילוח כ '_seg_vcsf <name> "על ידי לחיצה על: פילוח -> שמירה כתמונה-> ולאחר מכן להוסיף _vcsf לאחר <name> _seg -> שמור.

1.3 ההסרה של גזע המוח, מוח קטן, ומבני Subtentorial

  1. בחר "כלי מצולע" מתפריט השמאלי עליון.
  2. פילוח Toggle כבוי.
  3. גלול לפרוסה הראשונה שבוהמוח הקטן מתחיל (אם גזע המוח מפריד לפני המוח הקטן מתחיל, ראה חריגים כלל).
  4. בחר = 'לייבל נקה' תווית ציור פעילה 'ו' צייר מעל '=' כל התוויות ".
  5. תוויות ציור הפעילים אלה בעצם מוחקת נתונים מתמונת הפילוח, כך לנקוט באמצעי זהירות. בטל (Ctrl + Z) עדיין עובד, אבל רק למספר מוגבל של צעדים אחורה.
  6. עזב לחץ כדי לצייר מצולע מעל הדורה המקיפה את המוח הקטן, ולאורך הבסיס של גזע המוח על פני colliculi. לחץ לחיצה ימנית כדי לסגור פוליגון.
  7. לחץ על 'אשר' ל 'מחיקה' אזור זה של הפילוח, אשר כעת יציג את T1 מתחת המציין זה כבר לא נכלל בפילוח.
  8. עבור לפרוסה הבאה למטה וחזור. תמיד לעשות העתקים על T1, אף פעם לא בצינוק.
  9. ברגע שpeduncles מוחין נפרד, מתחיל גם הסרת גזע המוח ובחוט השדרה.
  10. בהיבט הקדמי, לעקוב באופן ישיר על פני הפער. ברגע שיש קו dural ברור ביינטהסוף orbitofrontal rior (בדרך כלל מתחת לרמה של בלוטת יותרת המוח, להתחיל התחקות מתוך קשת לאורך קו הדורה ש).
  11. ברגע שהאונה העורפית מפרידה בין האונה הטמפורלית, להבטיח כי יציאות התחקות מהמרכז, כדי להסיר כל "זבל" שנותר באזור זה. ראה איור 3.
  12. בשלב מסוים, לצייר מצולעים, כך שהם רק לשמור על מה שנדרש, במקום להסיר את מה שמיותר, תוך שימוש באפשרות 'לצייר ההפוכה "(תוך התייחסות לצינוק על מנת לסייע באיתור).
  13. אם רק אונה הטמפורלית תישאר, פשוט לצייר פולי גדולים סביב המוח הקטן ולהסיר את זה.
  14. אם הוא בטוח שהמצולע יהיה להכיל רק המוח הקטן על פרוסת הבאה להלן, להשתמש בלחצן "דבק" כדי להדביק על המעקב הקודם ולהשתמש בו כדי למחוק את המוח הקטן.
  15. ברגע שהמוח הקטן הוא כל מה שנשאר בתמונה, הדבק גדול התחקות למטה כל פרוסה ו" קיבל "כדי למחוק אותה, עד שאין יותר המוח הקטן בimגיל.
  16. עכשיו לגלול דרך פרוסה אחרת פרוסת התמונה כדי לוודא שרק החלקים של הפילוח שנשארים הם supratentorial.
  17. בסיום, שמור את הפילוח כ '<name> _seg_vcsf_st "על ידי לחיצה על: פילוח -> שמירה כתמונה-> ולאחר מכן להוסיף' _vcsf_st 'אחרי' _seg '->' שמורה '.

2. סיף רכיב

2.1 יישור ACPC

  1. פתח ITK-SNAP_sb.
  2. עומס 'T1_IHCpre_iso' כמתואר במדריך למוח-סייזר.
  3. להתאים את עוצמת כמתואר במדריך למוח-סייזר.
  4. בחר את "כלי הניווט" מהתפריט השמאלי העליון.
  5. לאחר מכן לחץ על 'כלי יישור ACPC'.
  6. קובץ טען "T1_IHCpre_toACPC.mat" מטריצה ​​באמצעות אפשרות לטעון בפינה השמאלית תחתונה.
  7. קרב לתמונה על ידי לחיצה ימנית על התצוגה צירית וגרירת העכבר כלפי מעלה.
  8. לשנות את המיקום של המוח בחלון (נפרד מהתקרבות) על ידי שמאל לחיצה על tהוא תמונה והזזת העכבר סביב למרכז טוב יותר את התצוגה המוגדלת. גם להתאים את השקפות sagittal ועטרה. ודא שהתצוגה sagittal היא קרובה לאמצע sagittal.
  9. לחץ על כפתור 'כלי ACPC'.
  10. לשנות את התוספת ל -1.
  11. בדוק Pitch, גלגול וסבסוב שנקבע על ידי קובץ מטריצת T1_IHCpre_toACPC.mat, לשנות במידת צורך.
  12. כדי למצוא את מטוס ACPC, סביר להניח דרוש כדי להגדיל שימוש באפשרות הניווט באופן הדוק. בכל נקודה, לעבור קדימה ואחורה בין כלי הניווט וכלי ACPC (כדי להתאים את התצוגה), וכלי ACPC ישמור העמדה ולהחזיר אותו למצב הקודם. בעת מעבר בין דעות אלה, התמונה תשתנה קדימה ואחורה, אבל זה נורמלי.
  13. על ידי שימוש במגרש למעלה / למטה ולרומם למעלה / למטה, לשנות את התצוגה כך שצירית AC הוא בה העבה (U-צורה יפה של סיבי חומר לבן), והמחשב בקו ישר, שאמור בסופו של דבר להרכיב נחמד צורה "חור מפתח".
  14. גם AC-PC צריךלהיות גלוי עם הכוונת עוברת ישירות דרך שני AC ו-PC על השקפת אמצע sagittal.
  15. לא להתאים את המגרש כל פעם עוד פרוסה זה כבר נקבעה. עם זאת, הפונקציה 'להרים' יכולה לשמש כדי לנוע למעלה ולמטה בתמונה מבלי לאבד את פרוסת ACPC.
  16. כעת להתאים את הגליל על ידי איזון גלגלי העיניים בתצוגה צירית. להתאים מחדש את התצוגה באמצעות כלי הניווט כדי להביא את גלגלי העיניים לשדה הראייה, ולאחר מכן לחזור לכלי 'ACPC'.
  17. השתמש 'רול' שמאלה או ימינה כדי לוודא כי גלגלי העיניים נראים (באותו גודל בשני הצדדים) באופן שווה מאוזן תוך דפדוף בפרוסה אחת התמונה בזמן באמצעות 'לרומם', והקפד להתאים את הגלגול במידת הצורך. ראה איור 4.
  18. ברגע שמרוצה מאיזון, אל להתאים 'רול' יותר.
  19. עכשיו לעבור לפרוסה מעל החדרים וכפיס המוח בתצוגה צירית (באמצעות "לרומם", או לחיצה על הכוונת ברמה זו באמצעות 'ניווט GPSn ') ומניח על הכוונת קרובה למרכז המוח בתצוגה צירית.
  20. התאם 'יא' על ידי וודא כי הכוונת האנכית עוברת ישירות (או קרוב ככל האפשר) באמצעות המטוס באמצע sagittal-בתצוגה צירית. לפעמים זה יכול להיות קשה כדי לקבל את המטוס בשורה בצורה מושלמת עד בשל עקמומיות טבעית של המוח בקטבים - יצירה האפשרית בכושר הטוב ביותר.
  21. ברגע שמרוצה ממצב, האם לא 'יא' להתאים יותר.
  22. כעת הנח את הכוונת כך שפרוסה צירית היא בדיוק מעל החדרים.
  23. זה צריך להיות כ שבו היה מהשלב הקודם.
  24. עכשיו לחץ על: שמור (לוודא שהשם הקובץ הוא "T1_IHCpre_toACPC.mat ') -> אישור.
  25. הערה: אם קובץ "T1_IHCpre_toACPC.mat" מטריצה ​​אינו דורש שינוי פשוט לסגור ללא שמירה.
  26. אם בוצעו שינויים בקובץ מטריקס, לשמור על קובץ "T1_IHCpre_toACPC.mat" מטריקס או לשמור קובץ מטריצה ​​חדש ולמחוק את הקובץ "T1_IHCpre_toACPC.mat" מטריקס.הפקודה הבאה לא תעבוד כראוי אם יש קובץ מטריצה ​​יותר מ 1.

2.2 סיף נדמרק זיהוי

חלק 1 - קואורדינטות קובץ גריד

  1. טען ב '__T1_IHC_inACPC <name>'.
  2. להתאים את עוצמת.
  3. כבה את הכוונת (x).
  4. קרב לתמונה עד שהוא ממלא את כל חלון (קליק ימני וגרירה עם כלי כוונת).
  5. התאם מרכז מבט צירי במידת צורך, עם כלי ניווט (ייתכן שיצטרך לעשות כמה פעמים במהלך הליך).
  6. לחץ על כלי סימון ארץ D-חרב '2 '.
  7. בתצוגה צירית, גלול למעלה דרך תמונות / המוח עד שתמצא את פרוסת ACPC.
  8. לחץ על לחצן הבחירה 'AC' בצד השמאל כדי לבחור אתר שלהגדרה, ואז ללחוץ על AC בתצוגה צירית.
  9. נקודה קטנה תופיע במקום שלחצת, ואת ציון הדרך הקשורים קואורדינטות תופיע כעת לצד לחצן 'AC' בצד השמאל.
  10. אם המיקום הוא לא desirablדואר, לחץ שוב והנקודה תעדכן (זה חל על כל נקודה במהלך היצירה של הקובץ ברשת).
  11. לחץ על לחצן הבחירה 'מחשב' בצד השמאל ולאחר מכן לחץ על המחשב על התמונה צירית.
  12. לחץ על לחצן הבחירה 'PE "כדי להגדיר את הקצה האחורי של המוח על הפרוסה ש, ולאחר מכן לחץ על החלק האחורי ביותר של המוח, או בצד השמאל או הימין - זה ממלא בערכים עבור' פרוסת העטרה 'אשר יהיה לשמש לרגע. ראה איור 5.
  13. לחץ על לחצן הבחירה 'ע"א' כדי להגדיר את התעלה המרכזית. גלול מטה 10 פרוסות מהתצוגה צירית הנוכחית ולחץ על המרכז של התעלה המרכזית. זה ממלא את הערך עבור "פרוסה sagittal 'אשר ישמש כעת כנקודת התחלה שעבורו ניתן למצוא את המטוס באמצע sagittal.
  14. לחץ על לחצן האפשרויות "M" כדי להגדיר את המטוס באמצע sagittal.
  15. בתצוגת sagittal, לגלול שמאלה וימינה כמה פרוסות כדי לקבוע שיש פרוסה את הכמות המינימאלית של המוח וo הסכום המקסימליו חרמש cerebri. זה צריך להיות בטווח של 2 או 3 פרוסות של השווי שנקבע מנקודת התעלה המרכזית.
  16. לחץ בכל מקום על פרוסת אמצע sagittal וכי מספר פרוסה יהיה נכנס בצד השמאל לצד 'ק'.
  17. לחץ על לחצן הבחירה 'LPRON' כדי להגדיר את הרמה הגבוהה preoccipital עזבה. בתצוגת העטרה, גלול לפרוסה מצויינים ליד 'פרוסת העטרה'.
  18. לחץ על החלק הנחות ביותר של המוח לאונה השמאלית, המופיעה בצד ימין של התמונה (אמנת רדיואקטיבית).
  19. לחץ על לחצן הבחירה 'RPRON' כדי להגדיר את האונה הימנית, ולחץ על החלק הנחות ביותר של הצד השמאלי של התמונה (אמנת רדיואקטיבית).
  20. הערכים ליד LPRON וRPRON צריכים עכשיו להיות מלאים, וצריכים להיות בתוך כמה נקודות של כל אחד אחר.
  21. קובץ הרשת מוכן כדי להינצל עכשיו. לחץ: שמור -> _T1_IHC_inACPC_lobgrid.txt.

יצירת מפת אובייקט - חלק 2

  1. Afteיצירת קובץ רשת r, השלב הבא היא היצירה של 4 ההעתקים הראשונים של מפת האובייקט. כל 4 העתקים אלה מבוצעים במישור הסגיטלי. פרוסות למעקב קבועות מראש ומבוססות על פרוסת קו האמצע שנבחרה בשלבים הקודמים.
  2. לחץ על לחצן הבחירה 'RSC' כדי להגדיר את מענית המרכזית מעולה הנכונה. עבור לפרוסה מצויינים בסמוך לפרוסה sagittal הנכון ". פרוסות sagittal ימין ועל השמאל על שההעתקים ייעשו: 7 פרוסות פרי sagitally מקו האמצע בכל צד.
  3. לחץ על נקודה ישירות מעל מרכז מענית המרכזית, בדורה. מענית המרכזית בפלח זה בדרך כלל מופיעה ככניסה קטנה, והוא נפוץ ביותר קדמי מענית הראשונה לסניף השולי (בסדר עולה) של מענית cingulate. דפדף שמאלה או ימינה כדי לאשר את מיקומו של אתר, אך התחקות תמיד חייבת להתבצע על פרוסת sagittal הראויה. Reclicking יהיה להעביר את ציון הדרך.
  4. לחץ על rad 'ROP'כפתור io להגדיר מענית occipito-הקודקודית הימנית. מענית זה / התחקות יוצאת מהדורה לcerebelli האוהל.
  5. כלי שגם כעת יאפשר מעקב מענית. עזב לחץ כדי ליצור נקודות חדשות לאורכו, וקליק ימני כדי לנעול אותו ולאחר מכן לחץ על קבל. לא ניתן לבצע שינויים או פונקציות 'בטל' אם יש שגיאות שנעשו במהלך המעקב. עם זאת, ברגע שהפעולה "הלחיצה ימנית" מבוצעת כדי להשלים את המעקב, בחר 'מחק' כדי לבצע שוב את המעקב.
  6. כאשר המעקב הוא מלא, בחר 'קבל' כדי לנעול אותו פנימה
  7. לעשות את אותו הדבר לצד השמאל בפרוסה המתאימה, הגדרה 'LSC' ו 'LOP'.
  8. לחץ: שמור (מתחת למפת אובייקט) -> _T1_IHC_inACPC_lobtrace.obj.

חלק 3 - העתקי משטח שניתנו

  1. לפרוק את התמונות קודמות (או ITK-SNAP_sb שוב קרוב ופתוח) ולטעון ב<name> תמונת _T1_IHC_erode_inACPC.
  2. לחץ על כלי landmarking 3D סיף (החלון שלhould להגדיל כדי להציג רק חלונית 1).
  3. לחץ על 'שמאל' מתחת לנקודת מבט 3D כדי להציג את תצוגת השמאל שניתנו (בכינוס רדיולוגי, לפיה שמאל וימין הפוך, כך שזה יופיע כאילו זה האונה הימנית).
  4. עומס באובייקט התחקות מהשלב קודם על ידי לחיצה: עומס -> בחירה '<name> _T1_IHC_inACPC_lobtrace.obj' (הערה: באג בתכנית מנסה באופן אוטומטי לצופה טעינת הקובץ הנדרש, אבל זה לא נכון תשומות "לשחוק" בקובץ obj שם אנא מלא עיון ולאחר מכן בחר את <name> _T1_IHC_inACPC_lobtrace.obj התחקות מפת אובייקט שגיאה בטעינה. 'כדי לטעון אחרת הודעת שגיאה יוצג,.': קובץ לא ניתן לפתוח לקריאה ").
  5. כדי להתאים את איכות לדקלם, לחץ על: 'נחש', כדי לקבל את הניחוש של התכנית בפרמטרים הטובים ביותר לשימוש.
  6. לחץ על לחצן "LSF 'רדיו להכין להתחקות שמאל סילביוס הסדק.
  7. כעת לחץ על כפתור ה 'לנדמרק' בחלק התחתון של חלון 3D להבהיר לbegin landmarking / התחקות (אתה יכול לעבור על ואת זה עם המקש "x").
  8. נקודות נוספות למעקב ניתן להוסיף כאשר הכפתור 'לנדמרק' מוצל ירוק.
  9. כאשר 'לנדמרק' הוא שלא נבחר, כל קלט עכבר לסובב את המוח כדי לבחון אותה מזווית שונה. אזהרה: להתחקות רק ציוני הדרך ואילו בכיוון ישר "שמאל" או "נכון" על ידי reclicking על כפתורי נקודת מבט 3D שמאל או לימין.
  10. להגדיל או להקטין את התמונה על ידי לחיצה ימנית וגרירה כאשר 'לנדמרק' הוא לא נבחר.
  11. כל לחיצה תוסיף הצבע על הקו.
  12. בגין התחקות סדק סילביוס מהעדיף על אחורי סוף, בנקודה שבה מתפצל לעולה קטן ורמי יורד.
  13. המשך מעקב סילביוס את ההיבט מעולה של האונה הטמפורלית עד שביל לרוכבים מקצה.
  14. אם שגיאה שנעשתה, פשוט לחץ על הכפתור "בטל" ללזוז אחורה צעד אחר צעד (או הקש CTRL + Z).
  15. ברגע שמרוצהמעקב, לחץ על 'אשר' כדי לנעול את העקיבה. ראה איור 5.
  16. חשוב: אם לעשות שוב נדרש לאחד מההעתקים, בחר בלחצן אפשרויות (משמאל) של העקיבה שגויה ראשון. לאחר מכן לחץ על 'SABRE3D' בשורת התפריטים בחלק העליון ובחר 'מחיקה שוטפת מקובלים איתור'. אם בשלב מסוים כל ההעתקים שלך דורשים ההסרה, לחץ על "מחק את כל העתקים מקובלים 'מירידה זו למטה בתפריט.
  17. כעת לחץ על לחצן הבחירה 'LC' להתחקות השמאל המרכזי מענית.
  18. תתחיל מהסוף הנחותים בנקודת סדק סילביוס ישירות מתחת לסיום מענית.
  19. רק הקו יאפשר תכנית כוונות תנועה מעולה ואחורית מונעת הצבת נקודות שקדמיות לכל נקודה קודמת.
  20. לסיים התחקות מענית בסוף מעולה עד שקשה לעקוב אחרי העקמומיות של המוח.
  21. לאחר מלא, לחץ על 'אשר' כדי לנעול אותו פנימה
  22. כעת לחץ על הכפתור "הנכון" undeנקודת מבט '3 r D 'וחזור על הצעדים לסילביוס הסדק תקין ומרכז מענית.
  23. זכרו ללחוץ על לחצן הבחירה 'RSF' להתחקות סילביוס הסדק הנכון, ולחץ על לחצן האפשרויות "RC" להתחקות מענית המרכזית תקין, לחיצה על 'אשר' לאחר כל מעקב הוא מלא.
  24. ברגע שכל ההעתקים הושלמו, לחץ על: שמור -> עיון -> בחר '<name> _T1_IHC_erode_inACPC_lobtrace.obj'.
  25. סגור ITK-SNAP_sb.

3. הנגע-Seg רכיב

3.1 עבור סריקות עם PD/T2 (בלי סגנון)

  1. ITK-SNAP_sb הפתוח, עומס <name> T1_IHC, <name> _PD_inT1_IHC, <name> _T2_inT1_IHC, לחץ על: קובץ -> תמונה בגווני אפור פתוחה -> עיון -> ללכת לספרייה, לחץ -> תמונה -> Open -> הבא -> סיום.
  2. לחץ סימן חיבור לצד נוף צירי להגדלה.
  3. כבה את הכוונת (x).
  4. קרב (קליק ימני וגרירה).
  5. להתאים את עוצמתעל ידי לחיצה על: כלים -> ניגודיות תמונה, ולאחר מכן לגרור את נקודת אמצע ומעט שמאלה עד שהתמונה מתבהרת לרמה המתאימה, סגור.
  6. עומס נגע צינוק על ידי לחיצה PD_inT1_IHC: פילוח -> Load מתמונה -> עיון -> בחר <name> _LEauto -> Open -> הבא -> סיום.
  7. להתאים את עוצמתם של כל 3 התמונות כפי שמתואר במדריך למוח-סייזר.
  8. לחץ על כלי המכחול, 'תווית הציור פעילה' בחר = 2 ו = תוויות גלויות 'צייר מעל'.
  9. השתמש T1, T2 פ"ד ולהודיע ​​החלטה על מה לתפוס כנגע.
  10. השתמש בכלי מכחול לצייר תווית 2 על תווית 1 כדי לסמן נגע (חיובי) (פילוח Toggle לסירוגין עם מקש 's').
  11. השתמש בכלי מכחול לצייר תווית 1 על תווית 2 כדי לסמן תוצאות חיוביות שגויות. ראה איור 6.
  12. כשמרוצים משינויי נגע צינוק לחץ: פילוח -> שמירה כתמונה -> ולשנות את שם קובץ על ידי החלפה "אוטומטי" עם "עריכה"לסוף הקובץ, כדי לציין שזה 'עשה', ולאחר מכן לחץ על 'שמור' (כלומר <name> _LEedit)

הערה: לייבל 2 (צבע ברירת מחדל הוא אדום) משמש כדי לסמן נגע.

3.2 עבור סריקות עם כשרון הדמיה

  1. ITK-SNAP_sb הפתוח, טען <name> _FL_inT1_IHC לחץ: קובץ -> תמונה בגווני אפור פתוחים -> עיון -> ללכת לספרייה, לחץ -> תמונה -> Open -> הבא -> סיום.
  2. לחץ סימן חיבור לצד נוף צירי להגדלה.
  3. כבה את הכוונת (x).
  4. קרב (קליק ימני וגרירה).
  5. להתאים את עוצמת ידי לחיצה על: כלים -> ניגודיות תמונה, ולאחר מכן לגרור את נקודת אמצע ומעט שמאלה עד שהתמונה מתבהרת לרמה המתאימה, סגור.
  6. עומס נגע צינוק על ידי לחיצה FL_inT1_IHC: פילוח -> Load מתמונה -> עיון -> בחר <name> _FLEXauto -> Open -> הבא -> סיום.
  7. להתאים את עוצמת כמו לתארד במדריך למוח-סייזר.
  8. לחץ על כלי המכחול, 'תווית הציור פעילה' בחר = 2 ו = תוויות גלויות 'צייר מעל'.
  9. השתמש בפלורידה (T1 שימוש, PD, T2 במידת צורך) כדי ליידע את ההחלטה על מה לתפוס כנגע.
  10. השתמש בכלי מכחול לצייר תווית 2 על תווית 1 כדי לסמן נגע (חיובי) (פילוח Toggle לסירוגין עם מקש 's').
  11. השתמש בכלי מכחול לצייר תווית 1 על תווית 2 כדי לסמן תוצאות חיוביות שגויות. ראה איור 7.
  12. כשמרוצים משינויי נגע צינוק לחץ: פילוח -> שמירה כתמונה -> ולשנות את שם קובץ על ידי שינוי "אוטומטי" כדי "לערוך" כדי לציין שזה 'עשה', ולאחר מכן לחץ על 'שמור' (כלומר <name> _FLEXedit ).

הערה: לייבל 2 (צבע ברירת מחדל הוא אדום) משמש כדי לסמן נגע.

Representative Results

אמינות בין מדרג ניתן להעריך באמצעות כמה מדדים. שימוש בערכת ההדרכה הניתנת באינטרנט (http://sabre.brainlab.ca), הצעדים הבאים מומלצים להעריך אמינות בין מדרג לכל אחד משלבי העיבוד לאחר השלמת LE.

מוח סייזר:
כדי להעריך את האמינות בין מדרג של נהלי חילוץ המוח, ליצור Volumetrics עבור כל מסכות טיב-E, _TIVedit <name>, באמצעות פקודת <img_count>. הזן Volumetrics האלה לתוך חבילת תוכנה סטטיסטית (כגון SPSS), יחד עם Volumetrics TIVedit הניתן לכל אחד מקבוצת ההכשרה (ראה קובץ אקסל csv / סיפק באינטרנט) ולחשב את מקדם המתאם בין המדרג (ICC). Volumetrics המוח כולו למדרגים בתוך הבית הוכשרו לקבל דיווח ICC = 0.99, p <0.0001 1,2. בנוסף, הערכה של הסכם המרחבית למיסוך טיב ניתן להעריך באמצעותSI 21. קוד MATLAB מסופק באינטרנט כדי לחשב ערכי SI בין שני מדרגים.

כדי להעריך את שינוי חדרית, לייצר כמויות vCSF באמצעות פקודת <img_count> עבור כל אחד מקבצי הפילוח עם voxels vCSF מחדש, כלומר. <name> _ seg_vcsf. VCSF הנפח הוא הערך ליד '7 שורה 'תחת העמודה שכותרתו "נפח". באמצעות אותם ההליכים כדי להעריך את האמינות בין מדרג טיב, לחשב כאל וSI לvCSF.

ההסרה של גזע המוח, המוח הקטן ומבני subtentorial ניתן להעריך באופן דומה על ידי הפעלת פקודת <img_count> על _seg_vcsf_st <name>. הכרכים המשמשים למסכת פילוח זה מוצגים בשורה האחרונה השנייה שכותרתו "ספירה כוללת של voxels אינו אפס:" תחת "נפח" (הטור האחרון בצד הימין). באמצעות אותם ההליכים כדי להעריך את טיב וvCSF, לחשב כאל וSI למיסוך זה proceduמחדש באמצעות Volumetrics בקובץ Excel הניתן וקבצי _seg_vcsf_st <name>.

סיף:
בעוד בקלות ניתן להעריך הנהלים ידניים של Brain-סייזר באמצעות מדדים סטנדרטיים, יישור ACPC הוא מעט יותר קשה. מסיבה זו, קבצי מטריצה ​​ניתנים להשוואה מבחינה ויזואלית להכשרה של מפעילים מחוץ לאתר. לאחר השלמת יישור ACPC, לפתוח חלון ITK-SNAP_sb חדש, לטעון את תמונת T1, ולאחר מכן לטעון את המטריצה ​​למקרה ההכשרה הניתן באינטרנט, _T1_IHCpre_toACPC.mat <name>, וחזותי להשוות את המגרש, גליל, סבסב, ופרוסת ACPC בין שני התמונות.

כדי להעריך את נהלי סיף landmarking, לרוץ <img_count> על מסכת parcellated, <name> _SABREparcel_inACPC לכל מקרה אימון. הזן את Volumetrics עבור כל אזור (3-28). קודי אזור סיף מסופקים באינטרנט. באמצעות אותם ההליכים כדי להעריך את טיב וvCSF, לחשב ICC עבור כל אזור במוח סיף.סיף parcellated Volumetrics האזורי למדרגים בתוך הבית הוכשרו לקבל ICCS ממוצע דיווח = 0.98, p <0.01, עם ערכי ICC החל .91-.99 1,2.

הנגע Seg:
כרכיב זה הוא השלב הסופי של צינור LE, אמינות ודיוק תהיה תלויה בשלבים מוקדמים.

אמינות בין מדרג של פילוח SH מושגת באמצעות ICC האזורי של כרכי SH והסכמה המרחבי של מסכות SH. כדי להעריך את כמויות SH אזוריות, המנוהלות על <SH_volumetrics>, נכנס הן בקובץ lobmask במרחב T1-רכישה, <name> _SABREparcel וקובץ הסופי בעריכת נגע פילוח, _LEedit <name>. באמצעות אותם ההליכים להעריך Volumetrics סיף, לחשב ICC לכרכי נגע בכל אזור במוח סיף. באמצעות אותם ההליכים על מנת להעריך את הסכם המרחבי של תהליך מיסוך טיב, לחשב SI למסכות האחרונות שבעריכת נגע, <name> _LEedit (או FLEXedit). שלהן ניתן לבצע בדיקות האמינות על שני פילוח PD/T2-based ופילוח המבוסס על כשרון.

T1 3D PD/T2
פרמטרי הדמיה נפח צירי SAT SPGR (א 1) ספין צירי אקו FC VEMP VB (interleave)
עיתוי דופק
TE (אלפיות שני) 5 30/80
TR (אלפיות שני) 35 3,000
Flip זווית (°) 35 90
TI (אלפיות שני) N / N /
טווח סריקה
FOV (סנטימטר) 22 20
עובי פרוס (מ"מ) 1.2 / 0 3/0
מספר פרוסות 124 62
רכישה
גודל מטריצה 256 x 192 256 x 192
גודל voxel (מ"מ) 0.86 x 0.86 x 1.4 0.78 x 0.78 x 3
NEX 1 0.5
סה"כ זמן (דקות) 11:00 00:00

טבלת 1. ג'נרל אלקטריק 1.5T מבני פרמטרי רכישת ה-MRI.

<הצירי T2Flair, EDR, FAST td>
T1 3D PD/T2 פלייר
פרמטרי הדמיה הצירי 3D FSPGR EDR IR Prep הצירי 2D FSE-XL, EDR, מהיר, שומן ישב
עיתוי דופק

TE (ms)

3.2 11.1 / 90 140
TR (אלפיות שני) 8.1 2,500 9,700
Flip זווית (°) 8 ° 90 ° 90 °
TI (אלפיות שני) 650 N / 2,200
טווח סריקה
FOV (סנטימטר) 22 22 22
עובי פרוס (מ"מ) 1 3 3
מספר פרוסות 186 48 48
רכישה
גודל מטריצה ד> 256 x 192 256 x 192 256 x 192
גודל voxel (מ"מ) 0.86 x 0.86 x 1 0.86 x 0.86 x 3 0.86 x 0.86 x 3
NEX 1 1 1
סה"כ זמן (דקות) 07:20 06:10 07:20

טבלה 2. ג'נרל אלקטריק 3T מבני פרמטרי רכישת ה-MRI.

איור 1
איור 1. הצירי T1 עם כספת תוך גולגולתי בסך הכל לא ערוכה כיסוי (טיב) מסיכה (ירוק). זה הוא דוגמא לשימוש בכלי המצולע הסגור בITK-SNAP_sb להסרת רקמת nonbrain כחלק מהליך העריכה הידני של Brain- הליך מיצוי טיב של סייזר.

class = "jove_content" עבור: לשמור-together.within-page = "תמיד"> איור 2
איור 2. הצירי T1 עם כיסוי פילוח רקמות. שים לב שצבעי התווית הם שרירותיים ויכולים להיות שונה באמצעות הכלי לייבל. בתמונה משמאל מראה צבעי ברירת מחדל. תמונה אמצעית מראה כיצד CSF (5 = סגול) הוא מחדש לvCSF (7 = מגנטה). תמונה מימין מראה כיצד צבע WM ניתן לשנות מבלי לשנות את התווית ברמת רקמה, כלומר. תווית 3 = WM נשאר אבל צבע יכול להיות שונה לכחול.

איור 3
איור 3. הצירי T1 עם כיסוי פילוח רקמות (בתמונה משמאל, GM = צהוב, WM = כתום, CSF = סגול) (משמאל). המתואר היא דוגמא להסרה ידנית של מבני subtentorial שימוש באפשרות n polygo הסגורה בITK-SNAP_sb (באמצע) ופילוח רקמות סופי לאחר ההסרה (מימין). כמו באיור 2, בתמונה מימין מראה כיצד צבע WM ניתן לשנות מבלי לשנות את התווית ברמת רקמה, כלומר. תווית 3 = WM נשאר אבל צבע יכול להיות שונה לכחול.

איור 4
איור 4. הצירי T1 בחלל רכישה לפני (משמאל), ואחרי (מימין) יישור AC-PC מתבצע.

איור 5
T1 איור 5. שתי דוגמאות מראים נהלי landmarking סיף. הצירי AC-PC מיושר עם AC (צהוב), מיקומי מחשב (כחול), וקצה אחורי (ורוד) ציון (משמאל). T1 שניתנו משטח 3D (מימין) עם סדק סילביוס (סגול) ואחוזיםמענית RAL תיחום (ורוד).

איור 6
איור 6. הצירי פ"ד (משמאל) עם כיסוי שנוצר באופן אוטומטי נגע (במרכז), ונגע בעריכה ידנית (אדום) כיסוי (מימין).

איור 7
איור 7. צירי פלייר (משמאל), עם כיסוי שנוצר באופן אוטומטי נגע (במרכז), ונגע בעריכה ידנית (אדום) כיסוי (מימין).

Discussion

הליך הפילוח ופרצלציה LE פותח במיוחד כדי להשיג Volumetrics האזורי מMRI של הספירה וקשישים נורמלים. אמנם יש קווים אוטומטיים מלא רבים אשר חלים אלגוריתמים חישוביים מורכבים כדי לבצע פעולות אלה, בכלים אלה נוטים לחוסר הדיוק האישי ודיוק שהצינור חצי האוטומטי של LE מייצר. Trade-off עם תהליכים חצי אוטומטיים הם את המשאבים הנדרשים כדי להכשיר כהלכה מפעילים עם הידע אנטומי וכישורים חישוביים הדרושים כדי להחיל צינור כזה מקיף. עם זאת, אחד היתרונות העיקריים של צינור הדמיה אישית היא היכולת להשיג Volumetrics כמותיים מבינוני עד מקרים קשים של ניוון מוחיים כאשר צינורות אוטומטיים ייכשלו.

כצינור LE הוערך בעבר ומיושם על אוכלוסיות שונות קשישים ומטורפים 1,2,13,14,19,22,23, הנושאים המרכזיים שarדואר בדרך כלל נתקל על ידי מפעילים מיומנים תועד היטב ומסוכמים בהמשך.

הבדיקה הידנית והעריכה נדרשת עם רכיב Brain-סייזר כוללים הליך טיב מיסוך חילוץ, שינוי vCSF והסרה ידנית של גזע המוח, המוח הקטן ומבני subtentorial אחרים. להפקת מוח, פלט טיב האוטומטי הוא בדרך כלל מסכה הגונה ובלבד שתמונות PD/T2 המקוריות הן באיכות טובה. עם זאת, בשל ערכי עוצמה היחסי של כלי דם ורקמת עצב המדיאלי לקטבים זמניים הנחות, פרוקסימלי לעורקי הראש, באזור זה בדרך כלל דורש קצת עריכה. בנוסף, רירי בחלל האף נוטה להשפיע היסטוגרמות עוצמה אזורית, גרם להטיה בערכים לחתוך-offs בעוצמה באזורים הקדמיים הקדמי, אשר נוטים לדרוש עריכה ידנית נוספת של מסכת TIVauto האוטומטית. לבסוף, עריכה ידנית נוספת נדרשת בדרך כלל באזורים מעולים ביותר, שבו GLניוון עובל נוטה לגרום לעלייה בהיקף של CSF תת עכבישי ממש מתחת מאטר הדורה. לחלופין, ניוון הקשורים להגדלת חדרית נוטה למזער התערבות מפעיל נדרשה עם שינוי vCSF. יתרון נוסף שיש לו גישת coregistration תלת תכונה הוא היכולת לזהות אוטמים מלא נוזל פיברוזיס הפרוקסימלי לחדרים, באופן פוטנציאלי בשל vasculopathy periventricular ורידי 5,24-26, הניתנים לזיהוי בשל עוצמתם היחסית בפ"ד וT1 ( hyperintense על PD, hypointense על T1). יכול להיות שמסומן מvCSF hypointensities אלה באמצעות גבולות ידניים נמשכים בITK-SNAP_sb לפני floodfilling פעולות. מאז שינוי vCSF מתבצע במרחב T1-רכישה, במקרים שבם יישור חורג בהרבה ממטוס ACPC, ייתכן שיהיה הצורך להגביל לחדר 3 rd ובור quadrigeminal, אם המחשב אינו גלוי במלואו. למרות שהאוהל הוא מבנה קל יחסית הבדלerentiate, כמה כללים הבוסס על האנטומיה לסייע בהכוונה להסרה ידנית של גזע המוח ומבני subtentorial, במיוחד כאשר איתור הפרדת peduncles המוח מהאונה הטמפורלית מדיאלית.

landmarking סיף הוא הליך המבוסס על stereotaxic שבוצע בתמונות ACPC מיושרות סטנדרטיות, מה שמאפשר ללוקליזציה לחיזוי באופן מתון מציוני הדרך אנטומיים מסוימות. יוצאים מן הכלל הם מקרים עם ניוון קיצוני והשתנות נורמלית עקב הבדלים אישיים בneuroanatomy. תוצאות ניוון המוח בהפסד כולל של parenchyma, CSF הגדלת לאורך קו האמצע המקיף את cerebri החרמש, מה שמגביר את הקושי של בחירת נקודות מתאימות למקום ציוני דרך. פרוטוקולים מבוססי כללים נדרשים, זיהוי מקרים שבם יוצאים מן הכלל הכללי נדרשים. וריאציות רגילה באנטומיה, במיוחד במיקום היחסי של מענית המרכזית ומענית parieto-העורפית, גם להגדיל את הקשייםty של תיחום הידני של מבנים אלה. עם זאת, ממשק המשתמש הגרפי בשימוש על ידי סיף מאפשר סיבוב של תמונות פני השטח שניתנו, המסייעת באופן משמעותי בתהליך קבלת החלטות להדמיה של ציוני הדרך מסוימים הללו בזמן אמת. לבסוף, חלק מהפרוטוקול מבוסס כללים כבר משולב באופן תכנותי לתוך התוכנה כדי למנוע הפרת מפעיל למשל תיחום מענית מרכזי נאלץ לעבור בדיעבד (התחקות קו מנעה מלחזור על עצמו).

הליך הבדיקה הידני של רכיב הנגע-Seg דורש מומחיות בזיהוי חזותי של hyperintensities הרלוונטי, מיומנות תפיסה חזותית שנרכשה רק לאחר חשיפה לסריקות בדרגות שונות של SH. אלגוריתמי מזעור חיוביים שגויים לסייע בהסרה של רוב השגיאות בפילוח הראשוני. עם זאת, הבחנה בין החללים מורחבים perivascular (חללי Virchow-רובין: VRS) בגרעין lentiform ומחדשSH לבנט בכמוסה החיצונית, גדר, כמוסה קיצונית, ואזורי subinsular יכול להיות קשה. זה קשה במיוחד במקרים עם VRS בגרעינים הבזליים. נייר האחרון מתווה תקני דיווח כלי דם שינויים על הדמייה (לשאוף), מומלץ קריטריון גודל לבדל VRS מlacunes, ולתאר VRS להיות יותר ליניארי ועוצמת CSF ב-MRI. כדי לטפל בבעיות אלה עם זיהוי VRS, LE אימץ:) שלטון מבוסס האנטומיה המונע מפעילים מבחירה כל hyperintensity שנופל בתוך גרעין lentiform, ב) קריטריון גודל שלא לכלול hyperintensities פחות מ 5 מ"מ בקוטר, ו-C) כלל ביחס לעוצמת הדרה נוספת בשל עוצמת CSF היחסית על PD, T2 ו 27 T1. בנוסף, ניתן למצוא אות hyperintense נורמלית לאורך cerebri קו האמצע והחרמש, בעיקר על הדמיה פלייר, אשר יכול להיות קשה להבדיל בין SH הרלוונטי לאורך כפיס המוח. במקרים שלחפיפה כזו, כללים הבוסס על האנטומיה מיושמות בו רק SH אשר להאריך החוצה לתוך אזורי periventricular מתקבלים.

לסיכום, חשוב להבין שהמרכיב נכתב זה נועד להשלים, פרסום מונחה וידאו סטנדרטי פרוטוקול ביופיטר (http://www.jove.com). בעוד דמויות סטטיות מסורתיות לסייע להסביר כמה מושגים, הדרכות וידאו מבוסס הן יעילים יותר בתקשורת התהליכים מתודולוגיים המורכבים מעורבים עם צינור הדמייה מקיף כגון נגע Explorer.

Disclosures

יש המחברים אין לחשוף.

Acknowledgments

המחברים בתודה להכיר תמיכה כספית מהמקורות הבאים. הפיתוח והבדיקה של ניתוחים הדמייה שונים נתמכה על ידי כמה מענקים, בעיקר מהמכון הקנדי לבריאות מחקר (MOP # 13129), אגודת האלצהיימר של קנדה ואגודת האלצהיימר בארה"ב (ארה"ב), הלב ושבץ קנדי ​​שותפות קרן לשבץ שחזור (HSFCPSR), וקרן LC קמפבל. JR מקבל תמיכת משכורת מאגודת האלצהיימר של קנדה; SEB מSunnybrook מכון מחקר והמחלקות לרפואה בSunnybrook וU של T, ובכלל זה היו"ר בריל בנוירולוגיה. מחברים גם לקבל תמיכה ממשכורת HSFCPSR.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Magnetic resonance imaging machine (1.5 Tesla) General Electric See Table 1 for acquisition parameters
Magnetic resonance imaging machine (3 Tesla) General Electric See Table 2 for acquisition parameters

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Ramirez, J., Gibson, E., Quddus, A., Lobaugh, N. J., Feinstein, A., Levine, B., Scott, C. J., Levy-Cooperman, N., Gao, F. Q., Black, S. E. Lesion Explorer: A comprehensive segmentation and parcellation package to obtain regional volumetrics for subcortical hyperintensities and intracranial tissue. Neuroimage. 54 (2), 963-973 (2011).
  2. Ramirez, J., Scott, C. J., Black, S. E. A short-term scan-rescan reliability test measuring brain tissue and subcortical hyperintensity volumetrics obtained using the lesion explorer structural MRI processing pipeline. Brain Topogr. 26 (1), 35-38 (2013).
  3. Sled, J. G., Zijdenbos, A. P., Evans, A. C. A nonparametric method for automatic correction of intensity nonuniformity in MRI data. IEEE Trans. Med. Imaging. 17 (1), 87-97 (1998).
  4. Wahlund, L. O., Barkhof, F., Fazekas, F., Bronge, L., Augustin, M., Sjogren, M., Wallin, A., Ader, H., Leys, D., Pantoni, L., Pasquier, F., Erkinjuntti, T., Scheltens, P. A new rating scale for age-related white matter changes applicable to MRI and. 32 (6), 1318-1322 (2001).
  5. Pantoni, L. Cerebral small vessel disease: from pathogenesis and clinical characteristics to therapeutic challenges. Lancet Neurol. 9 (7), 689-701 (2010).
  6. Black, S. E., Gao, F. Q., Bilbao, J. Understanding white matter disease: Imaging-pathological correlations in vascular cognitive impairment. Stroke. 40, (2009).
  7. Arch Neurol, 44, 21-23 (1987).
  8. Carmichael, O., Schwarz, C., Drucker, D., Fletcher, E., Harvey, D., Beckett, L., Jack, C. R., Weiner, M., Decarli, C. Longitudinal changes in white matter disease and cognition in the first year of the Alzheimer disease neuroimaging initiative. Arch. Neurol. 67 (11), 1370-1378 (2010).
  9. Wardlaw, J. M. What is a lacune. Stroke. 39 (11), 2921-2922 (2008).
  10. Potter, G. M., Doubal, F. N., Jackson, C. A., Chappell, F. M., Sudlow, C. L., Dennis, M. S., Wardlaw, J. M. Counting cavitating lacunes underestimates the burden of lacunar infarction. Stroke. 41 (2), 267-272 (2010).
  11. Barkhof, F. Enlarged Virchow-Robin spaces: do they matter. J. Neurol. Neurosurg. Psychiatry. 75 (11), 1516-1517 (2004).
  12. Zhu, Y. C., Dufouil, C., Soumare, A., Mazoyer, B., Chabriat, H. Tzourio C. High degree of dilated Virchow-Robin spaces on MRI is associated with increased risk of dementia. J. Alzheimers Dis. 22 (2), 663-672 (2010).
  13. Levy-Cooperman, N., Ramirez, J., Lobaugh, N. J., Black, S. E. Misclassified tissue volumes in Alzheimer disease patients with white matter hyperintensities: importance of lesion segmentation procedures for volumetric analysis. Stroke. 39 (4), 1134-1141 (2008).
  14. Kovacevic, N., Lobaugh, N. J., Bronskill, M. J., Levine, B., Feinstein, A., Black, S. E. A robust method for extraction and automatic segmentation of brain images. Neuroimage. 17 (3), 1087-1100 (2002).
  15. Nestor, S. M., Rupsingh, R., Borrie, M., Smith, M., Accomazzi, V., Wells, J. L., Fogarty, J., Bartha, R. Ventricular enlargement as a possible measure of Alzheimer's disease progression validated using the Alzheimer's disease neuroimaging initiative database. Brain. 131, 2443-2454 (2008).
  16. Moody, D. M., Brown, W. R., Challa, V. R., Anderson, R. L. Periventricular venous collagenosis: association with leukoaraiosis. Radiology. (2), 469-476 Forthcoming.
  17. Brown, W. R., Moody, D. M., Challa, V. R., Thore, C. R., Anstrom, J. A. Venous collagenosis and arteriolar tortuosity in leukoaraiosis. J. Neurol. Sci. 15, 203-204 (2002).
  18. Talairach, J., Tournoux, P. Co-planar Stereotaxic Atlas of the Human Brain. , Thieme Medical Publishers. Stuttgart. (1988).
  19. Dade, L. A., Gao, F. Q., Kovacevic, N., Roy, P., Rockel, C., O'Toole, C. M., Lobaugh, N. J., Feinstein, A., Levine, B., Black, S. E. Semiautomatic brain region extraction: a method of parcellating brain regions from structural magnetic resonance images. Neuroimage. 22 (4), 1492-1502 (2004).
  20. Shrout, P. E., Fleiss, J. L. Intraclass correlations: uses in assessing rater reliability. Psychol. Bull. 86, 420-428 (2008).
  21. Zijdenbos, A. P., Dawant, B. M., Margolin, R. A., Palmer, A. C. Morphometric analysis of white matter lesions in MR images: method and validation. IEEE Trans. Med. Imaging. 13 (4), 716-724 (1994).
  22. Chow, T. W., Takeshita, S., Honjo, K., Pataky, C. E. of manual and semi-automated delineation of regions of interest for radioligand PET imaging analysis. BMC Nucl. Med. Comparison, S. tJ. acques,P. .L. .,K. usano,M. .L. .,C. aldwell,C. .B. .,R. amirez,J. .,B. lack,S. .,V. erhoeff,N. .P. . 7, (2007).
  23. Gilboa, A., Ramirez, J., Kohler, S., Westmacott, R., Black, S. E., Moscovitch, M. Retrieval of autobiographical memory in Alzheimer's disease: relation to volumes of medial temporal lobe and other structures. Hippocampus. 15 (4), 535-550 (2005).
  24. Black, S., Iadecola, C. Vascular cognitive impairment: small vessels, big toll: introduction. Stroke. 40(3 Suppl), S38-S39. , (2009).
  25. Brown, W. R., Moody, D. M., Thore, C. R., Challa, V. R. Cerebrovascular pathology in Alzheimer's disease and leukoaraiosis. , 903-939 (2000).
  26. Moody, D. M., Brown, W. R., Challa, V. R., Anderson, R. L. Periventricular venous collagenosis: association with leukoaraiosis. Radiology. (2), 469-476 Forthcoming.
  27. Hernandez, M. D., Piper, R. J., Wang, X., Deary, I. J., Wardlaw, J. M. Towards the automatic computational assessment of enlarged perivascular spaces on brain magnetic resonance images: A systematic review. J. Magn. Reson. Imaging. , (2013).

Tags

רפואה גיליון 86 מוח מחלות כלי דם הדמיית תהודה מגנטית (MRI) הדמייה מחלת אלצהיימר הזדקנות neuroanatomy שאיבת מוח חדרי לב hyperintensities חומר לבן מחלת כלי דם במוח מחלת אלצהיימר
הנגע Explorer: מודרך וידאו, סטנדרטי פרוטוקול Volumetrics מדויק ואמין הנגזר-MRI במחלה אלצהיימר וקשישים רגיל
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Ramirez, J., Scott, C. J. M.,… More

Ramirez, J., Scott, C. J. M., McNeely, A. A., Berezuk, C., Gao, F., Szilagyi, G. M., Black, S. E. Lesion Explorer: A Video-guided, Standardized Protocol for Accurate and Reliable MRI-derived Volumetrics in Alzheimer's Disease and Normal Elderly. J. Vis. Exp. (86), e50887, doi:10.3791/50887 (2014).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter