전체 두뇌 세분화 및 해 부 뇌 MRI의 변화 포인트 분석-Premanifest Huntington의 질병에 응용

요약

이 종이 체적 MRI 데이터 분석, 뇌 위축 premanifest Huntington의 질병에에서 시작 될 때 "변화 포인트"를 식별에 대 한 통계 모델을 설명 합니다. 전체 뇌 매핑 변경 포인트의 T1 가중치 이미지의 아틀라스 기반 분할 파이프라인을 사용 하 여 얻은 뇌 볼륨을 기반으로 이루어집니다.

초록

MRI의 최근 발전 다양 한 신경 퇴행 성 질환을 식별 하기 위해 유용한 마커를 제공 합니다. Huntington의 질병 (HD), 지역 뇌 위축 (기간 "premanifest"), 모터 개시 전에 많은 년을 시작 하지만 뇌에 걸쳐 지역 축의 spatiotemporal 패턴 완전히 특징 되지 있다. 여기는 온라인 클라우드 컴퓨팅 플랫폼, "MRICloud"는 여러 세분성 수준 T1 가중치 이미지의 전체 두뇌 세분화 아틀라스-기반을 제공 하 고, 두뇌 해부학의 지역 기능에 액세스할 수 있습니다 설명 합니다. 우리는 다음 회귀 모델 통계적 굴절 포인트, 어느 지역 뇌 위축, 눈에 띄는 시작 검색 즉 "변경-포인트", 질병 진행 인덱스에 대해 설명합니다. 우리는 HD 환자에서 질병의 진행을 색인 CAG 세 제품 (모자) 점수를 사용 합니다. 변경-포인트 분석 세분화 파이프라인에서 체적 측정의 따라서 두뇌에 걸쳐 순서와 구조 위축의 패턴의 중요 한 정보를 제공합니다. 종이 큰 되 예측 HD 연구에서 premanifest HD 과목의 T1 가중치 MRI 데이터에 이러한 기술의 사용을 보여 줍니다. 이 디자인은 잠재적으로 두뇌 해부학의 동적 변화를 조사 하기 위해 신경 퇴행 성 질환의 범위에서 다양 한 응용 프로그램을 있다.

서론

자기 공명 영상 (MRI)은 실질적으로 우리의 능력을 뇌 해부학 및 신경 퇴행 성 질환^1,2,3기능 검사를 강화 했다. T1-가중치 구조 MRI는 가장 널리 중 두뇌 해부학과 관련 된 병 리 평가 하 일상적인 임상 연습에서 이미징 도구 채택. T1-가중치 고해상도 이미지의 정량 분석 뇌 변성 동안 해부학 적 변화를 측정 하는 유용한 마커를 제공 합니다. 특히, 세분화를 기반으로 정량화 방법 효과적으로 감소 시킨다 이미지 차원 복 수준에서 (의 순서에 (10⁶)) 해 부 구조 수준 ((10²)) 높은 처리량 neuroinformatics^{4 , 5}. 자동 뇌 세분화 아틀라스 기반 방법^6,7,8,9 환자 이미지에 아틀라스에서 미리 정의 된 해 부 라벨을 매핑하는 ....

프로토콜

1. 아틀라스-기반 뇌 세분화

1. 데이터 준비
   1. 3 차원 (3D) T1 가중치 이미지 변환, Analyzed 형식 공급 업체 특정 DICOM (디지털 이미징 및 통신) 형식에서 MPRAGE (자화 준비 빠른 그라데이션-에코) 시퀀스, 일반적으로 취득 합니다. 구름 계산에서는 사용자의 데이터를 원격 클러스터 전송할 수 note. 건강 보험 이동성 및 책임 Act (HIPPA) 이미지 파일에서 환자의 개인 식별 정보를 제거 합니다.
      참고: MRICloud 파일 포맷 변환 뿐만 아니라 개인 건강 정보의 드 식별 분석 DICOM 변환기 (https://braingps.mricloud.org/t1prep)를 제공합니다.
      1. Dcm2Analyze.exe 열을 두 번 누릅니다. (그림 1A) 팝업 창이 제공 됩니다.
      2. 입력 및 출력으로 Analyzed 이미지 경로 파일 이름으로 입력된 DICOM 데이터 디렉터리 경로 지정 합니다.
      3. "이동" 변환 완료를 클릭 합니다.
         참고: 변환 각 개별 환자에 대 한 수행 해야 하 고 일괄 처리 (1.2.2.1)에 대 한 한 연구 폴더에 모든 변환 된 이미지를 출력 하기 위해 도움이 될 것 이다.....

결과

1.1-1.3에서 설명 하는 절차를 사용 하 여 전체 두뇌 분할 지도 MRICloud에서 얻을 수 있습니다. 아틀라스 (V9B)의 현재 버전에서 283 소포 단위, 예를 들어서로 다른 수준으로 그룹화 할 수 있는 최고의 세분성 (레벨 5), 세그먼트는., 반구 lobules 및 특정 온톨로지 정의 따라 소포에서에서. 그림 3 축 및 코로나 보기에서 두 가지 유형의 5 단계로, 다단계 세그먼트를 보여준다. Coarsest 수준에서 예를 들어 입력-내가 세분화 유형 II 임상 및 방사선학 사용 정의 telencephalon, diencephalon, mesencephalon, metencephalon, 및 myelencephalon (그림 3A)의 고아 한 두뇌 지구를 정의 합니다. 반구, 소 뇌, 그리고 brainstem (

토론

이 문서에 설명 된 대로 전체 두뇌 분할 뇌 MRI의 얻을 수 있습니다 편리 하 게 우리의 온라인 플랫폼 MRICloud를 사용 하 여. T1-가중치 기반 MRI 체적 마커 강력 하 고 다양 한 신경 퇴행 성 질환^1,2,3에 민감한 것으로 나타났습니다. 체적 측정 수학적 모델링 및 기능 선택 및 분류 분석 등 다양 한 다운스트림 분석, 임상 진단 및 예 후를 돕기 위해 사용 됩니다. 뇌 볼륨의 변화 포인트 분석 질병의 진행 하는 동안 뇌 위축 증의 양적 특성을 수 있습니다. 이 통계 분석 질병 인덱스를, 예를 들면, 모자 점수 HD. 비교에서 가장에서 널리 채택 되는 기존의 그룹 분석을 통해 뇌 위축 과정 변화 포인트를 정의 하는 비선형 구성 요소를 사용 하 여 회귀 모델을 사용 하 여 기존 연구, 변화 포인트 모델 뇌 위축 증의 정확한 발병 포인.......

재료

이 논문에 사용된 재료 목록

이름	회사	카탈로그 번호	댓글
MATLAB	Mathworks	N/A	버전 2015b 이상
Dell Workstation	Dell		Dell Precision T5500(Intel Xeon CPU)

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