Laesie Explorer: A-Video geleid, gestandaardiseerd protocol voor nauwkeurig en betrouwbaar MRI-afgeleide Volumetrics bij de ziekte van Alzheimer en normale Ouderen

Medicine
 

Summary

Laesie Explorer (LE) is een semi-automatische, beeldverwerking pijplijn ontwikkeld om regionale hersenweefsel en subcorticale hyperintensity laesie volumetrics verkrijgen van structurele MRI van de ziekte van Alzheimer en normale ouderen. Om een ​​hoog niveau van nauwkeurigheid en betrouwbaarheid te garanderen, de volgende is een video-geleide, gestandaardiseerd protocol voor handmatige procedures LE's.

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations

Ramirez, J., Scott, C. J., 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).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

Het verkrijgen van in vivo menselijk hersenweefsel volumetrics van MRI wordt vaak bemoeilijkt door diverse technische en biologische aspecten. Deze uitdagingen nog groter worden als belangrijke atrofie hersenen en leeftijd-gerelateerde witte stof veranderingen (bijv. Leukoaraiosis) aanwezig zijn. Letsel Explorer (LE) is een nauwkeurige en betrouwbare neuroimaging pijpleiding speciaal ontwikkeld om dergelijke problemen vaak waargenomen bij MRI van de ziekte van Alzheimer en normale ouderen pakken. De pijpleiding is een complex geheel van semi-automatische procedures die eerder gevalideerd in een reeks interne en externe betrouwbaarheidstests 1,2. Echter, LE de nauwkeurigheid en betrouwbaarheid is sterk afhankelijk van goed opgeleide handleiding operators om opdrachten uit te voeren, te identificeren verschillende anatomische oriëntatiepunten, en handmatig bewerken / controleren verschillende computer-gegenereerde segmentatie uitgangen.

LE kan verdeeld worden in 3 belangrijke onderdelen, die elk een set van commando's en handmatige operaties: 1) Brain-Sizer, 2) SABRE, en 3) het Letsel-Seg. Handmatige handelingen Brain-Sizer betrekken bewerken van de automatische-schedel ontdaan totaal intracraniële gewelf (TIV) extractie masker, aanwijzing van ventriculaire cerebrospinale vloeistof (vCSF), en verwijdering van subtentorial structuren. De component SABRE vereist controle van beelduitlijning langs de voorste en achterste commissuur (CCAM) vliegtuig, en identificatie van verschillende anatomische oriëntatiepunten nodig voor regionale verkaveling. Ten slotte is de component Lesion-Seg vereist handmatige controle van de automatische laesie segmentatie van subcorticale hyperintensiteiten (SH) voor vals-positieve fouten.

Terwijl on-site training van de LE-pijpleiding is de voorkeur, direct beschikbaar visuele leermiddelen met interactieve training beelden zijn een goed alternatief. Ontwikkeld om een ​​hoge mate van nauwkeurigheid en betrouwbaarheid, de volgende stap-voor-stap-video geleide, gestandaardiseerd protocol voor handmatige procedures LE.

Introduction

Beeld Hersenen analyse is een opkomende gebied van de neurowetenschappen waarbij goed opgeleide medewerkers met een hoge mate van computationele en neuroanatomische competentie. Teneinde kwantitatieve informatie te verkrijgen van magnetic resonance imaging (MRI), is een getrainde operator vaak nodig uitvoeren van het toezicht, en bewerken, computer-gegenereerde beeldvorming uitgangen gegenereerd uit rauwe MRI's. Terwijl veel 'volautomatisch' imaging-tools zijn vrij beschikbaar via het internet, nauwkeurigheid en betrouwbaarheid is twijfelachtig wanneer door een beginnende operator ontbrekende kennis, opleiding en bekendheid met de gedownloade gereedschap toegepast. Hoewel on-site training is de meest voorkeur pedagogische aanpak, de presentatie van een video-geleide, gestandaardiseerd protocol is een goed alternatief, vooral indien vergezeld van een training set van beelden. Bovendien kan de training set van beelden worden gebruikt voor de kwaliteitscontrole maatregelen, zoals een off-site interbeoordelaarsbetrouwbaarheid test.

De challenges ontwikkeling van een beeldverwerking pijpleiding, vooral bij het bestuderen veroudering en de ziekte van Alzheimer (AD), omvatten een breed scala van technische en biologische problemen. Hoewel sommige technische problemen worden verholpen met post-processing correctie algoritmes 3, variabiliteit vanwege individuele verschillen en pathologische processen te introduceren complexer obstakels. Atrofie van de hersenen en ventriculaire uitbreiding kan de levensvatbaarheid van registratie kromtrekken en template-matching benaderingen te verminderen. De aanwezigheid van aan leeftijd gerelateerde witte stof verandert 4 en SVD 5,6, waargenomen als subcorticale hyperintensiteiten (SH) 7,8, cystic met vloeistof gevulde lacunaire-achtige infarcten 9,10, en verwijde perivasculaire ruimten 11,12, verder compliceren segmentatie algoritmen. In geval van significante wittestofziekte, kon een enkele T1 segmentatie leiden tot overschatting van grijze stof (GM) 13, die alleen kan worden gecorrigeerd met een extra segmentation gebruik proton dichtheid (PD), T2-gewogen (T2), of vloeistof-verzwakte inversion recovery (FLAIR) beeldvorming. In het licht van deze uitdagingen, de laesie Explorer (LE) beeldverwerking pijpleiding implementeert een semi-automatische tri-functie (T1, PD, T2) aanpak, met behulp van opgeleide operators op bepaalde stadia, wanneer menselijk ingrijpen de voorkeur 1,2.

Brain-extractie (of schedel strippen) is meestal een van de eerste operaties uitgevoerd in neuroimaging. Gezien deze, de nauwkeurigheid van het totale intracraniële kluis (TIV) extractieproces grote invloed op latere bewerkingen verderop in de pijplijn. Aanzienlijke over-erosie, wat resulteert in het verlies van de hersenen, kan leiden tot overschatting van atrofie van de hersenen. Als alternatief aanzienlijke onder-erosie, dat leidt tot opname van de dura en andere nonbrain materie, kan leiden tot inflatie van de hersenen volumes. LE's Brain-Sizer component adressen veel van deze kwesties door middel van een tri-functie (T1, T2, en PD) benadering voor het genererenTIV een masker, dat superieure resultaten ten opzichte van enkele-feature methoden 1 oplevert. Bovendien wordt het automatisch gegenereerd TIV masker handmatig gecontroleerd en bewerkt met gestandaardiseerd protocol welke regio gevoelig voor schedel strippen fouten identificeert. Na een hersen-extractie, wordt segmentatie uitgevoerd op de schedel gestripte T1, waar elke hersenen voxel is toegewezen aan 1 van 3 labels: GM, witte stof (WM), of cerebrospinale vloeistof (CSF). Segmentatie wordt bereikt automatisch met behulp van een robuuste curve-fitting algoritme toegepast op globale en lokale intensiteit histogrammen; een techniek ontwikkeld om de intensiteit uniformiteit artefact en een verminderde scheiding tussen GM en WM intensiteit amplitude in AD gevallen 14 pakken.

De component Brain-Sizer omvat ook procedures voor handmatige aanwijzing van ventrikels en verwijdering van subtentorial structuren. Segmentatie van ventriculaire CSF (vCSF) is vooral belangrijk als ventrikel grootte is een veelgebruikte Biomarker voor AD dementie 15. Daarnaast afbakening van ventrikels en choroïdplexus is absoluut noodzakelijk voor een goede identificatie van periventriculaire hyperintensiteiten (pvSH), die worden verondersteld om een vorm van kleine vaartuig ziekte die wordt gekenmerkt door veneuze collagenose 5,16,17 weerspiegelen. Met behulp van T1 voor referentie, wordt handmatig opnieuw te labelen van CSF voxels te vCSF bereikt met manuele floodfill operaties op de gesegmenteerde afbeelding. Typisch, de laterale ventrikels gemakkelijker te onderscheiden van sulcal CSF. Om deze reden is het raadzaam om floodfilling beginnen in axiaal aanzicht, uitgaande van een superieure plakjes en bewegende inferiorly. De mediale gedeelten van het ventriculaire systeem, met name het 3e ventrikel, is moeilijker te bakenen en krijgt speciale anatomie gebaseerde regels die worden beschreven in de handleiding. Laatste stap Brain-Sizer omvat het verwijderen van de hersenstam, cerebellum, en andere subtentorial structuren, met handmatige tracing procedures in een extra set o beschrevenf-anatomie gebaseerde gestandaardiseerde protocollen.

De Brain Regio Extraction (SABRE) component halfautomatische is verkaveling procedure van de pijpleiding. Deze fase vereist opgeleide operators de volgende anatomische oriëntatiepunten te identificeren: anterieure en posterieure commissuur (AC, PC); posterior hersenen rand; centrale kanaal; sagittale middenvlak; preoccipital notch; occipito-pariëtale sulcus; centrale sulcus, en; Sylvian spleet. Op basis van deze mijlpaal coördinaten, wordt een Talairach-achtige 18 raster automatisch gegenereerd en regionale verkaveling wordt bereikt 19. Landmarks zijn gemakkelijk te herkennen aan CCAM uitgelijnd beelden, die automatisch worden gegenereerd en handmatig gecontroleerd voor SABRE landmarking procedures.

De component laesie-Seg is de laatste fase van de pijpleiding waar de identificatie en kwantificatie SH wordt bereikt. De eerste automatische SH segmentatie implementeert een complex algoritme dat PD/T2-based SH segme omvatntation, fuzzy c-middelen maskeren, en ventriculaire dilatatie. Deze operaties resulteren in een automatisch gegenereerde laesie segmentatie masker die handmatig wordt gecontroleerd en bewerkt voor valse positieven en andere fouten. Zoals hyperintense signaal op MRI kunnen voortvloeien uit nonpathological bronnen (bv. bewegingsartefact, normale biologie), is goede training vereist voor een nauwkeurige identificatie van relevante SH.

Het uiteindelijke resultaat van de LE-pijpleiding is een uitgebreide volumetrische profiel met 8 verschillende weefsel en laesie volumetrics die parcellated in 26 SABRE hersengebieden. Om de interbeoordelaarsbetrouwbaarheid proef een individuele exploitant off-site te verkrijgen, is het raadzaam om de volledige LE pijpleiding op de training set voorzien van de software (http://sabre.brainlab.ca) uit te voeren. Met behulp van de volumetrische resultaten, inter-class correlatie coëfficiënt (ICC) 20 statistieken kan worden berekend voor elk weefsel klasse (GM / WM / CSF) in elke regio SABRE. De segmentation afbeeldingen Similarity Index (SI) 21 statistieken kunnen worden berekend om de mate van ruimtelijke congruentie evalueren. Bovendien kan intra-beoordelaar betrouwbaarheid worden beoordeeld op de resultaten van dezelfde exploitant, na een korte periode van tijd is verstreken tussen de exploitant 1 e en 2 e segmentatie bewerkingen. Op voorwaarde dat de off-site-beheerder houdt zich aan het bestand naamgeving die in de LE handleiding, kan de betrouwbaarheid statistieken worden berekend off-site gebruik van de meeste elementaire statistische softwarepakketten. Gezien deze kwaliteitscontrole en-video begeleide gestandaardiseerd protocol, kan off-site exploitanten meer vertrouwen dat de LE pijpleiding nauwkeurig en betrouwbaar wordt toegepast.

Protocol

1. Brain-Sizer Component

1.1 Totaal Intracranial Vault Extraction (TIV-E)

  1. Open ITK-SNAP_sb, load T1 Klik: File -> Open afbeelding in grijswaarden -> Bladeren -> ga naar directory, klik -> Afbeelding -> Open -> Volgende -> Voltooien.
  2. Klik op het plusteken naast axiaal beeld om te vergroten.
  3. Uit te schakelen (of op) crosshairs met 'x' toets.
  4. Klik met de rechtermuisknop en sleep de muis naar boven om te vergroten hersenen in het venster totdat het past zonder kleine doos te zien zijn in linkerbenedenhoek.
  5. Stel de helderheid door te klikken op: Extra -> beeldcontrast, sleep middelste punt omhoog en iets naar links tot het beeld helderder op het juiste niveau, Sluiten.
  6. Load TIV-E overlay door te klikken op: Segmentatie -> Laden van afbeelding -> Bladeren -> Selecteer TIVauto -> Open -> Volgende -> Voltooien.
  7. Begin bewerken TIVauto ...
  8. Klik gereedschap Penseel -> Selecteer ronde -> Pas grootte als dat nodig is.
  9. Heroveren gekleurde TIV gebieden, of zorgvuldig heroveren noncolored gebieden gebruiken penseel aan de TIV masker herschilderen.
  10. Om een ​​schilderij borstel slag ongedaan maken, gebruiken <CTRL+Z> of klik op 'Ongedaan maken' (links).
  11. Toggle TIVauto aan / uit door op 's' aan dat hersenweefsel controleren op de juiste wijze vastgelegd.
  12. Te verwijderen / verwijderen TIVauto maskeren als het over-captures nonbrain weefsel klik rechts met "penseel".
  13. Met penseel en de linker muisknop om de TIVauto masker herschilderen.
  14. Controleer elke slice zorgvuldig om ervoor te zorgen dat alleen hersenweefsel Label 1 (groen) en alle nonbrain weefsel is een andere dan 1 (indien gekleurd helemaal) label.
  15. Heroveren TIV in voorkomend geval, en verwijderen TIV naargelang het geval.
  16. Voor superieure plakjes zorg ervoor dat alles onder de dura wordt gehouden om rekening te houden CSF.
  17. Als het difficult te schilderen, gebruik de gesloten polygoon tool: Links Klik om punten toe te voegen aan de veelhoek en rechts Klik om te sluiten zodanig dat alles vervat in de polygoon is wat er wordt gewijzigd, klik dan op "Accepteren" aan de onderkant, of als de tracering niet juist is, klikt u op "Verwijderen". Polygon veranderingen kunnen ongedaan worden gemaakt door ongedaan maken of <CTRL+z> klikken. Zie Figuur 1.
  18. Wanneer u tevreden bent met TIV wijzigingen klik: Segmentatie -> Opslaan als afbeelding -> en wijzig de bestandsnaam eindigt van "TIVauto" naar TIVedit "om aan te geven dat het 'OK' en klik op 'Opslaan' (bv. <naam> _TIVedit.).

1.2 Ventriculaire Herplaatsing

  1. Laad de T1_IHC.
  2. Pas de intensiteit.
  3. Schakel het vizier (x).
  4. Selecteer alleen de axiale afbeelding om te bekijken door te klikken op het plusteken naast de axiale venster.
  5. Zoom in (rechts klikken en slepen).
  6. Laad beeld <naam> _SEG over de T1 door het selecteren segmentation -> Laden van afbeelding -> Bladeren -> <naam> _SEG -> Volgende -> Voltooien.
  7. Pas de tekening labels naar de juiste kleuren, via label editor.
  8. Verander de kleuren zodanig dat 5 is paars, 7 is magenta en 3 & 4 zijn iets gemakkelijk te onderscheiden van de rest (bijvoorbeeld Figuur 2 toont 3 = WM verandering naar blauw, en 4 = GM veranderen naar geel). Let op: de kleuren zijn willekeurig.
  9. Wijs vCSF met behulp van de kiepemmertje. Zie afbeelding 2.
  10. Ga dwars door de hersenen naar de meest superieure segment bepalen met hartkamer en beginnen daar.
  11. Klik op de kiepemmertje, Selecteer 'Active tekening label' = 7 en 'Draw dan' = 5.
  12. Schakelen heen en weer tussen 'Floodfilling' en tekenen Limits door op de spatiebalk. Grenzen worden gebruikt om te voorkomen dat de floodfill van Bepaalde gebieden van de hartkamer die worden beschouwd als periventriculaire zwarte gaten of een deel van witte stof hyperintensiteiten.
  13. Wkip floodfilling, een groene pijl tip is zichtbaar, en wanneer je klaar bent om een ​​grens te trekken, zal een rode pijl tip zichtbaar zijn.
  14. In te vullen, gewoon links klik. Naar beneden een plak, en indien nodig herhalen. Gebruik grenzen zoals vereist om floodfilling van nonventricle regio's te voorkomen.
  15. Als floodfilling operaties onjuist zijn, klikt u op 'Ongedaan maken', of omkeren van de 'Actieve tekening label' en 'Draw dan' kleuren.
  16. Vul elke voxel die verbinding ventrikel, wetende wat niet in te vullen is net zo belangrijk als weten wat te vullen.
  17. Ga verder naar beneden totdat de 3 e ventrikel opent in de quadrigeminal stortbak en trek een grens bij de achterste rand van de quadrigeminal stortbak tot de achterste commissuur scheidt de derde ventrikel van de quadrigeminal stortbak.
  18. Een beperking is nodig als de achterste commissuur niet volledig zichtbaar en niet een afgesloten ruimte. Zodra de achterste commissuur creëert een gesloten ruimte, staken opnieuw etiketteren de quadrigeminal stortbak.
  19. Grenzen kan ook nodig zijn als de voorste commissuur niet omsluiten de 3 e ventrikel.
  20. Stoppen met het vullen van de 3 e ventrikel zodra de cerebrale steeltjes zijn duidelijk zichtbaar op T1, en ​​het centrale kanaal is rond.
  21. Grenzen kunnen ook nodig zijn bij het voorste gedeelte van de laterale ventrikels in de hersenstam, wanneer deze in verbinding met de sulcal CB.
  22. Gebruik de T1 als een gids over wat te vullen en wat niet in te vullen voor temporale kwab laterale ventrikels (Toggle segmentatie-en uitschakelen met 's' toets).
  23. Wanneer u klaar bent, sla de segmentatie als '<name> _seg_vcsf' door te klikken op: Segmentatie -> Opslaan als afbeelding-> en voeg vervolgens _vcsf na <naam> _SEG -> Opslaan.

1.3 Verwijdering van hersenstam, kleine hersenen, en Subtentorial Structuren

  1. Selecteer 'Veelhoek' van linksboven menu.
  2. Toggle segmentatie af.
  3. Blader naar de eerste slice op welkecerebellum begint (indien hersenstam scheidt voordat cerebellum begint, zie regel uitzonderingen).
  4. Selecteer 'Active tekening label' = 'Clear Label' en 'Draw dan' = 'Alle Labels'.
  5. Deze actieve tekening labels VERWIJDERT wezen gegevens van het imago van de segmentatie, dus voorzichtig. Ongedaan maken (Ctrl + Z) werkt nog steeds, maar slechts voor een beperkt aantal stappen terug.
  6. Links klikken om een ​​veelhoek te tekenen over de dura rondom het cerebellum, en langs de basis van de hersenstam over de colliculi. Klik met de rechtermuisknop te sluiten veelhoek.
  7. Klik op 'Accept' om 'Verwijderen' dat gebied van de segmentatie, die nu zal tonen de T1 eronder aangeeft dat is niet meer opgenomen in de segmentatie.
  8. Ga naar het volgende stukje naar beneden en herhaal. Doe altijd de traces op de T1, nooit op de seg.
  9. Zodra de cerebrale steeltjes scheiden, begint ook het verwijderen van de hersenstam en het ruggenmerg.
  10. Op de voorste aspect, traceren direct over de kloof. Zodra er een duidelijke durale lijn op de anteot orbitofrontale einde (in het algemeen onder het niveau van de hypofyse, start opsporing een boog langs dat dura lijn).
  11. Zodra de achterhoofdskwab scheidt van de temporale kwab, ervoor zorgen dat het traceren uitgangen van het centrum, om de resterende 'junk' in deze regio te verwijderen. Zie figuur 3.
  12. Op een gegeven moment, trekken de veelhoeken, zodat ze alleen houden wat nodig is, in plaats van het verwijderen van wat onnodig is, met behulp van de 'draw omgekeerde' optie (onder verwijzing naar de segmenten om te helpen bij de opsporing).
  13. Als alleen temporale kwabben blijven, trekken gewoon een grote poly rond het cerebellum en verwijder die.
  14. Als het zeker is dat de polygoon alleen cerebellum zal bevatten op een volgend stukje hieronder, gebruik de "plakken" knop te plakken op de eerdere opsporing en gebruik dat om de kleine hersenen te verwijderen.
  15. Zodra de kleine hersenen is dat alles in het beeld blijft, plak de grote tracing beneden elk segment en "accepteren" om het te verwijderen totdat er geen meer cerebellum in de imleeftijd.
  16. Nu scrollen door het beeld slice plakje om te verifiëren dat de ENIGE gedeelten van de segmentatie die overblijven zijn supratentoriële.
  17. Wanneer u klaar bent, sla de segmentatie als '<name> _seg_vcsf_st' door te klikken op: Segmentatie -> Opslaan als afbeelding-> en voeg vervolgens '_vcsf_st' na '_SEG' -> Opslaan.

2. SABRE Component

2.1 CCAM Alignment

  1. Open ITK-SNAP_sb.
  2. Load 'T1_IHCpre_iso' zoals beschreven in Brain-Sizer handleiding.
  3. Pas intensiteit als beschreven in Brain-Sizer manual.
  4. Selecteer de 'navigatie-instrument' van de linker menu.
  5. Klik vervolgens op de 'CCAM alignment tool'.
  6. Load "T1_IHCpre_toACPC.mat" matrix bestand met belading in linker benedenhoek.
  7. Zoom in om de afbeelding door rechts te klikken op de axiale uitzicht en de muis naar boven te slepen.
  8. De positie van de hersenen in het venster (gescheiden van inzoomen) vrij te klikken op tHij imago en de muis bewegen om beter centrum de ingezoomde weergave. Ook passen de sagittale en coronale uitzicht. Zorg ervoor dat de sagittale uitzicht is dicht bij mid-sagittale.
  9. Klik op 'CCAM tool' knop.
  10. Verander de toename tot 1.
  11. Controleer Pitch, Roll en Yaw bepaald door T1_IHCpre_toACPC.mat matrix-bestand, te wijzigen indien nodig.
  12. Aan de CCAM vliegtuig te vinden, is het waarschijnlijk noodzakelijk om in te zoomen nauw met behulp van de navigatie-instrument. Op elk punt, heen en weer schakelen tussen de navigatie-instrument en het CCAM gereedschap (om de weergave aan te passen), en de CCAM tool zal de positie te houden en terug te sturen naar de vorige positie. Bij het schakelen tussen deze weergaven, wordt het beeld heen en weer te veranderen, maar dit is normaal.
  13. Door het gebruik van de toonhoogte omhoog / omlaag en verheffen omhoog / omlaag, stel de axiale uitzicht zodat de AC is op het dikste (een mooie U-vorm van witte stof vezels), en de PC dwars, dat moet uiteindelijk op de vorming van een mooi 'sleutelgat' vorm.
  14. De AC-PC moet ookzichtbaar met het vizier direct passeren zowel de AC-en PC op de mid-sagittale uitzicht.
  15. Heeft de toonhoogte niet aanpassen verder zodra dit stukje is vastgesteld. Echter, de 'verheffen' functie gebruiken om omhoog en omlaag door het beeld zonder dat de CCAM slice.
  16. Pas nu de rol door het balanceren van de oogbollen in de axiale weergave. Stel de weergave met behulp van de navigatie-instrument om de oogbollen in om het gezichtsveld te brengen, vervolgens terug te schakelen naar de 'CCAM' tool.
  17. Gebruik 'Roll' links of rechts om ervoor te zorgen dat de oogbollen kijken evenwichtig (even groot aan beide kanten) tijdens het scrollen door het beeld een snee in een tijd met behulp van 'Elevate', en zorg ervoor dat de rol zo nodig aan. Zie afbeelding 4.
  18. Eenmaal tevreden met de balans, niet 'Roll' verder aan te passen.
  19. Ga nu naar een stukje boven de ventrikels en corpus callosum in axiaal aanzicht (met behulp van 'Elevate', of te klikken op het vizier op dat niveau met behulp van 'Navigation ') en plaats het dradenkruis dicht bij het centrum van de hersenen in axiaal aanzicht.
  20. Aanpassen 'Yaw' door ervoor te zorgen dat de verticale crosshair gaat direct (of zo dicht mogelijk) door de sagittale middenvlak in de axiale weergave. Soms kan het moeilijk zijn om het vliegtuig perfect lijn door natuurlijke kromming van de hersenen bij de polen - maak de beste pasvorm mogelijk.
  21. Eenmaal tevreden met de positie, niet verder aan te passen 'Yaw'.
  22. Plaats nu crosshairs zodanig dat axiale slice is net boven de ventrikels.
  23. Dit moet ongeveer waar het uit de vorige stap.
  24. Klik nu: Save (zorg ervoor dat de bestandsnaam is 'T1_IHCpre_toACPC.mat') -> OK.
  25. OPMERKING: Als "T1_IHCpre_toACPC.mat" matrix bestand geen wijzigingen gewoon dicht vereisen zonder op te slaan.
  26. Als er wijzigingen zijn aangebracht in de matrix bestand, sla dan "T1_IHCpre_toACPC.mat" matrix bestand of sla een nieuwe matrix-bestand en de "T1_IHCpre_toACPC.mat" matrix bestand te verwijderen. Devolgende opdracht zal niet goed werken als er meer dan 1 matrix bestand.

2.2 SABRE Landmark Identificatie

Deel 1 - Grid File Coördinaten

  1. Lading in '<naam> __T1_IHC_inACPC'.
  2. Stel de helderheid.
  3. Schakel crosshairs (x).
  4. Zoom in op het beeld tot het vult elk venster (rechts klik en sleep met crosshairs tool).
  5. Pas midden van axiaal aanzicht indien nodig, met navigatie-instrument (kan nodig zijn om meerdere malen te doen tijdens de procedure).
  6. Klik op '2 D-sabel-land markering 'tool.
  7. In axiale bekijken, gaat omhoog door de images / hersenen tot u de CCAM slice vinden.
  8. Klik op de 'AC' radioknop aan de linkerkant om die mijlpaal te definiëren te selecteren, klik dan op de AC in de axiale weergave.
  9. Een kleine stip verschijnt op de plek waar je geklikt, en de bijbehorende mijlpaal coördinaat verschijnt nu naast de knop 'AC' aan de linkerkant.
  10. Indien de plaatsing niet desirable Klik nogmaals en het punt zal updaten (dit geldt voor elk punt tijdens het maken van het bestand rooster).
  11. Klik op de 'PC' radio knop aan de linkerkant en klik vervolgens op de pc op de axiale afbeelding.
  12. Klik op de 'PE' radioknop om de achterste rand van de hersenen op dat segment te definiëren, en klik vervolgens op de meest achterste deel van de hersenen, naar keuze links of rechts - dit vult waarden voor 'coronale snede', die zal tijdelijk worden gebruikt. Zie figuur 5.
  13. Klik op de 'CA' radioknop om het centrale kanaal te definiëren. Scroll naar beneden 10 segmenten van de huidige axiaal aanzicht en klik op het midden van het centrale kanaal. Dit vult de waarde voor 'sagittale slice' die nu zal worden gebruikt als uitgangspunt voor om de sagittale middenvlak vinden.
  14. Klik op de 'M' radioknop om het sagittale middenvlak definiëren.
  15. In sagittaal beeld, naar links en rechts een paar plakjes om te bepalen welke slice de minste hoeveelheid van de hersenen en de maximale hoeveelheid o heeftf falx cerebri. Het moet binnen 2 of 3 sneetjes de waarde bepaald uit het centrale kanaal punt.
  16. Klik ergens in het mid-sagittale slice en dat slice nummer zal worden opgenomen op de links naast 'M'.
  17. Klik op de 'LPRON' radio knop links preoccipital inkeping definiëren. In coronale weergave, gaat u naar de aangegeven naast 'coronale slice' slice.
  18. Klik op de meest inferieure deel van de hersenen voor de linker hersenhelft, die aan de rechterkant van de afbeelding (radiologische conventie) verschijnt.
  19. Klik op de 'RPRON' radioknop om de rechter hersenhelft te definiëren, en klik op de meest inferieure deel van de linkerkant van de afbeelding (radiologische conventie).
  20. De waarden naast LPRON en RPRON moet nu worden gevuld en moet binnen enkele punten van elkaar.
  21. Het bestand raster is nu klaar om gered te worden. Klik op: Opslaan -> _T1_IHC_inACPC_lobgrid.txt.

Deel 2 - Object Map Creation

  1. Aftecreatie r raster bestand, de volgende stap is de oprichting van de eerste 4 traces van de kaart object. Al deze 4 traces worden uitgevoerd in het sagittale vlak. De plakken voor tracing vooraf bepaald en gebaseerd op de scheiding segment geselecteerd in de vorige fasen.
  2. Klik op de 'RSC' radioknop om de rechter superieure centrale sulcus definiëren. Ga naar de aangegeven naast 'Right Sagittal slice' slice. De linker en rechter sagittale plakken waarop de traces worden gemaakt: 7 plakken peri-saggitaal van de middellijn aan elke kant.
  3. Klik op een punt direct boven het midden van de centrale sulcus, in de dura. De centrale sulcus op dit stukje lijkt over het algemeen als een kleine inkeping, en is meestal de eerste sulcus juist voor de marginale (oplopend) tak van de cingulate sulcus. Blader naar links of rechts om de locatie van de plaatsbepaling te bevestigen, maar de opsporing moet altijd worden gemaakt op de juiste sagittale slice. Reclicking zal de mijlpaal verplaatsen.
  4. Klik op de 'ROP' radio knop rechts occipito-pariëtale sulcus definiëren. Dit sulcus / traceren loopt van de dura aan de tentorium cerebelli.
  5. Een spline tool zal nu mogelijk sulcus tracing. Klik met de linkermuisknop om nieuwe punten te creëren langs het, en klik met de rechtermuisknop om het te vergrendelen en klik accepteren. Wijzigingen of functies 'undo' kan niet worden uitgevoerd als er fouten zijn gemaakt tijdens de tracering. Echter, zodra de 'rechter muisknop' actie wordt uitgevoerd om de opsporing te voltooien, selecteer 'Verwijderen' om de tracering overdoen.
  6. Wanneer het traceren is voltooid, selecteert u 'Accept' om het te vergrendelen inch
  7. Doe hetzelfde voor de linker kant aan het juiste schijfje, het definiëren van 'LSC' en 'LOP'.
  8. Klik: Save (onder object kaart) -> _T1_IHC_inACPC_lobtrace.obj.

Deel 3 - Oppervlakte Gesmolten Tracings

  1. Uitladen vorige beelden (of sluiten en openen ITK-SNAP_sb weer) en laden in beeld _T1_IHC_erode_inACPC <naam>.
  2. Klik op de 3D SABRE landmarking gereedschap (het raam should vergroten zodat alleen 1 paneel).
  3. Klik op 'links' onder 3D Viewpoint naar links gerenderde weergave te openen (in radiologische conventie, waarbij links en rechts zijn omgedraaid, dus het zal lijken alsof het is de rechter hersenhelft).
  4. Belasting in object te traceren vorige stap door te klikken op: Load -> Selecteer '<name> _T1_IHC_inACPC_lobtrace.obj' (NB: een bug in het programma probeert automatisch om te anticiperen op het laden van het gewenste bestand, maar het verkeerd ingangen 'uithollen' in de obj bestand noemen Selecteer Bladeren en selecteer vervolgens de <naam> _T1_IHC_inACPC_lobtrace.obj Error loading object kaart tracing. 'te laden anders een foutmelding wordt weergegeven,.': Bestand kan niet worden geopend voor lezen ').
  5. Om de kwaliteit van de te maken aan te passen, klik op: 'Guess', de gok programma tegen de beste parameters te gebruiken.
  6. Klik op 'LSF' keuzerondje voor te bereiden op de Left Sylvian Scheur traceren.
  7. Klik nu op 'Landmark' knop aan de onderkant van de 3D render venster om Begin landmarking / tracing (u kunt deze aan en uit te schakelen met de toets "x").
  8. Extra punten voor de tracering kan worden toegevoegd wanneer de 'Landmark' knop groen gearceerd.
  9. Wanneer 'Landmark' niet is geselecteerd, zal elke muisinvoer de hersenen draaien om het te onderzoeken vanuit een andere hoek. WAARSCHUWING: Alleen traceren van de bezienswaardigheden terwijl in straight 'links' of 'rechts' oriëntatie door reclicking aan de linker of rechter 3D Viewpoint knoppen.
  10. Zoom in of uit het beeld door rechts te klikken en te slepen wanneer 'Landmark' niet is geselecteerd.
  11. Elke klik is een punt toe te voegen aan de lijn.
  12. Begin het opsporen van de Sylvian spleet van het superieur aan einde posterior, op het punt waar het splitst in kleine stijgende en dalende rami.
  13. Blijven opsporen van de Sylvian beneden de superieure aspect van de temporale kwab tot hij sterft weg het einde.
  14. Als er een fout wordt gemaakt, klikt u op de 'Ongedaan maken' knop om terug te keren stap voor stap (of druk op CTRL + Z).
  15. Eenmaal tevreden met detracing, klik op 'Accepteren' te vergrendelen in de opsporing. Zie figuur 5.
  16. BELANGRIJK: Als redo nodig is voor een van de traces, selecteert u eerst de radio-knop (links) van de onjuiste tracing. Klik vervolgens op 'SABRE3D' in de menubalk bovenaan en selecteer 'Verwijder huidige geaccepteerde Tracing'. Als op een gegeven moment al je traces verwijdering ervan vragen, klikt u op 'Verwijder ALLE aanvaard traces' van deze drop down menu.
  17. Klik nu op de 'LC' radioknop om de Links Centraal Sulcus traceren.
  18. Begin met de onderste einde op de plaats van Sylvian spleet direct onder de beëindiging van de sulcus.
  19. De lijn zal staan ​​alleen superieure en posterieure-beweging betekent dat de programma voorkomt het plaatsen van punten die juist voor alle vorige punt zijn.
  20. Beëindig het opsporen van de sulcus aan het hogere einde tot het moeilijk om de kromming van de hersenen te volgen.
  21. Eenmaal voltooid, klikt u op 'Accepteren' om het te vergrendelen inch
  22. Klik nu op de 'juiste' knop under '3 D Viewpoint 'en herhaal de stappen voor de juiste Sylvian Scheur en Centraal Sulcus.
  23. Vergeet niet te klikken op de 'RSF' radio knop rechts Sylvian Scheur traceren, en klik op de 'RC' radio knop rechts centrale sulcus traceren, na elke tracing klikken op 'Accept' is voltooid.
  24. Zodra alle traces zijn voltooid, klikt u op: Save -> Bladeren -> selecteer '<name> _T1_IHC_erode_inACPC_lobtrace.obj'.
  25. Sluit ITK-SNAP_sb.

3. Letsel-Seg Component

3.1 Voor Scans met PD/T2 (geen FLAIR)

  1. Open ITK-SNAP_sb, belasting <naam> T1_IHC, <naam> _PD_inT1_IHC, <naam> _T2_inT1_IHC, Klik op: Bestand -> beeld Open grijstinten -> Bladeren -> ga naar directory, klik -> Afbeelding -> Open -> Volgende -> afwerking.
  2. Klik op het plusteken naast axiaal beeld om te vergroten.
  3. Schakel het vizier (x).
  4. Zoom in (rechts klikken en slepen).
  5. Stel de helderheiddoor te klikken op: Extra -> beeldcontrast, sleep middelste punt omhoog en iets naar links tot het beeld helderder op het juiste niveau, Sluiten.
  6. Load laesie-seg op PD_inT1_IHC door te klikken op: Segmentatie -> Laden van afbeelding -> Bladeren -> Selecteer <naam> _LEauto -> Open -> Volgende -> Voltooien.
  7. Pas de intensiteit van alle 3 de opnamen zoals beschreven in Brain-Sizer handleiding.
  8. Klik op het gereedschap Penseel, Selecteer 'Active tekening label' = 2 en 'Draw dan' = Zichtbaar labels.
  9. Gebruik T1, PD en T2 tot beslissing over wat te vangen als laesie.
  10. Gebruik gereedschap Penseel om label 2 overschilderen label 1 tot laesie (positieven) betekenen (Toggle segmentatie-en uitschakelen met 's' toets).
  11. Gebruik gereedschap Penseel naar label 1 overschilderen label 2 tot valse positieven betekenen. Zie figuur 6.
  12. Wanneer u tevreden bent met laesie-seg wijzigingen klik: Segmentatie -> Opslaan als afbeelding -> en de bestandsnaam wijzigen door vervanging van "auto" met "edit"aan het einde van het bestand aan te geven dat het 'OK' en klik op 'Opslaan' (dwz <naam> _LEedit)

OPMERKING: Label 2 (standaard kleur is ROOD) wordt gebruikt om de laesie betekenen.

3.2 Voor Scans met flair Imaging

  1. Open ITK-SNAP_sb, laden <naam> _FL_inT1_IHC Klik: File -> Open afbeelding in grijswaarden -> Bladeren -> ga naar directory, klik -> Afbeelding -> Open -> Volgende -> Voltooien.
  2. Klik op het plusteken naast axiaal beeld om te vergroten.
  3. Schakel het vizier (x).
  4. Zoom in (rechts klikken en slepen).
  5. Stel de helderheid door te klikken op: Extra -> beeldcontrast, sleep middelste punt omhoog en iets naar links tot het beeld helderder op het juiste niveau, Sluiten.
  6. Load laesie-seg op FL_inT1_IHC door te klikken op: Segmentatie -> Laden van afbeelding -> Bladeren -> Selecteer <naam> _FLEXauto -> Open -> Volgende -> Voltooien.
  7. Stel de helderheid zo beschrijvend in Brain-Sizer handleiding.
  8. Klik op het gereedschap Penseel, Selecteer 'Active tekening label' = 2 en 'Draw dan' = Zichtbaar labels.
  9. Gebruik FL (gebruik T1, PD, T2 indien nodig) om de beslissing te informeren over wat er te vangen als laesie.
  10. Gebruik gereedschap Penseel om label 2 overschilderen label 1 tot laesie (positieven) betekenen (Toggle segmentatie-en uitschakelen met 's' toets).
  11. Gebruik gereedschap Penseel naar label 1 overschilderen label 2 tot valse positieven betekenen. Zie figuur 7.
  12. Wanneer u tevreden bent met laesie-seg wijzigingen klik: Segmentatie -> Opslaan als afbeelding -> en de bestandsnaam wijzigen door "auto" naar "edit" om aan te geven dat het 'OK' en klik op 'Opslaan' (dwz <naam> _FLEXedit ).

OPMERKING: Label 2 (standaard kleur is ROOD) wordt gebruikt om de laesie betekenen.

Representative Results

Interbeoordelaarsbetrouwbaarheid kan bepaald worden met behulp van verschillende metrics. Met behulp van de training set online verstrekt ( http://sabre.brainlab.ca ), worden de volgende stappen aanbevolen om interbeoordelaarsbetrouwbaarheid beoordelen voor elk van de verwerking stadia na de voltooiing van de LE.

Brain-Sizer:
Om interbeoordelaarsbetrouwbaarheid van de hersenen extractie procedures te beoordelen, genereren volumetrics voor elke TIV-E maskers, <name> _TIVedit, met behulp van de <img_count> commando. Voer deze Volumetrics in een statistisch softwarepakket (bijvoorbeeld SPSS), samen met de TIVedit Volumetrics voor elk van de training set (zie Excel / csv-bestand online beschikbaar) en bereken de interbeoordelaar correlatiecoëfficiënt (ICC). Hele brein Volumetrics voor in-house getrainde onderzoekers verkrijgen gemeld ICC = 0,99, p <0,0001 1,2. Daarnaast kan de evaluatie van de ruimtelijke overeenkomst voor de TIV maskering worden beoordeeld met behulp van deSI 21. MATLAB-code wordt online verstrekt aan SI te berekenen tussen twee beoordelaars.

Ventriculaire overplaatsing beoordelen vCSF volumes genereren met de <img_count> commando voor elk van de segmentatie bestanden met de vCSF voxels toegewezen, dwz. <naam> _ seg_vcsf. De vCSF volume is de waarde naast rij '7 'onder de tab' volume '. Met dezelfde procedures om TIV interbeoordelaarsbetrouwbaarheid te evalueren, te berekenen ICC en SI voor vCSF.

Verwijdering van hersenstam, cerebellum en subtentorial structuren kunnen op dezelfde manier worden beoordeeld door het uitvoeren van de <img_count> opdracht <naam> _seg_vcsf_st. De voor deze segmentatie masker volumes worden getoond op de voorlaatste rij de titel 'totale telling van nul voxels:' onder 'volume' (de laatste kolom aan de rechterkant). Met dezelfde procedures om TIV en vCSF evalueren, berekenen ICC en SI voor dit maskeren proceduhergebruik van de Volumetrics in het Excel-bestand aanwezig en de <naam> _seg_vcsf_st bestanden.

SABRE:
Terwijl handmatige procedures Brain-Sizer's gemakkelijk kan worden beoordeeld met behulp van de standaard metrics, CCAM uitlijning is iets moeilijker. Om deze reden, worden matrix bestanden verstrekt om visueel te vergelijken voor de opleiding van off-site operators. Na voltooiing van CCAM uitlijning, opent een nieuw ITK-SNAP_sb venster, laadt het imago van de T1, laad dan de matrix voor de training geval bedoeld online, <name> _T1_IHCpre_toACPC.mat, en visueel vergelijken met de verticale en horizontale hoek, yaw, en CCAM slice tussen de twee beelden.

Om SABRE landmarking procedures lopen <img_count> op de parcellated masker, <name> _SABREparcel_inACPC voor elke training geval evalueren. Voer de Volumetrics voor elke regio (3-28). SABRE regiocodes worden online aangeboden. Met dezelfde procedures om TIV en vCSF evalueren, berekenen ICC voor elke SABRE hersengebied.SABRE parcellated regionale volumetrics voor in-house getrainde onderzoekers verkrijgen gemeld gemiddelde ICC = 0,98, p <0,01, met ICC-waarden variërend 0,91-0,99 1,2.

Laesie-Seg:
Aangezien deze component is de laatste fase van de LE pijpleiding zou betrouwbaarheid en nauwkeurigheid afhankelijk van de voorafgaande stappen.

Interbeoordelaarsbetrouwbaarheid van SH segmentatie wordt bereikt met behulp van regionale ICC van SH volumes en ruimtelijke instemming van de SH maskers. Om regionale SH volumes draaien <SH_volumetrics> evalueren, het invoeren van zowel de lobmask bestand in T1-verwerving ruimte, <name> _SABREparcel en de uiteindelijke bewerkte laesie segmentatie bestand, <naam> _LEedit. Volgens dezelfde procedures om SABRE Volumetrics evalueren, berekenen ICC voor laesie volumes binnen elke SABRE hersengebied. Volgens dezelfde procedures voor ruimtelijke instemming van de TIV maskeren proces te evalueren, te berekenen SI voor het laatste bewerkt laesie maskers, <name> _LEedit (of FLEXedit). Dezelfde betrouwbaarheid tests kunnen worden uitgevoerd op zowel PD/T2-based segmentatie en-FLAIR gebaseerde segmentatie.

3D-T1 PD/T2
Imaging Parameters Axiale Volume SAT (S 1) SPGR Axiale Spin Echo FC VEMP VB (doorschieten)
Pulse Timing
TE (msec) 5 30/80
TR (msec) 35 3000
Flip Hoek (°) 35 90
TI (msec) N / A N / A
Scanbereik
FOV (cm) 22 20
Slice dikte (mm) 10,2 / 0 3/0
Nee Slices 124 62
Acquisitie
Matrixgrootte 256 x 192 256 x 192
Voxelgrootte (mm) 0.86 x 0.86 x 1.4 0.78 x 0.78 x 3
NEX 1 0.5
Totale tijd (min) 11:00 00:00

Tabel 1. General Electric 1.5T Structurele MRI Acquisition Parameters.

<td> Axiale T2Flair, EDR, FAST
3D-T1 PD/T2 FLAIR
Imaging Parameters Axial 3D FSPGR EDR IR Prep Axial 2D FSE-XL, EDR, FAST, vet zat
Pulse Timing

TE (ms)

3.2 11,1 / 90 140
TR (msec) 8.1 2500 9700
Flip Hoek (°) 8 ° 90 ° 90 °
TI (msec) 650 N / A 2200
Scanbereik
FOV (cm) 22 22 22
Slice dikte (mm) 1 3 3
Nee Slices 186 48 48
Acquisitie
Matrixgrootte 256 x 192 256 x 192 256 x 192
Voxelgrootte (mm) 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
Totale tijd (min) 07:20 06:10 07:20

Tabel 2. General Electric 3T structurele MRI Acquisition Parameters.

Figuur 1
Figuur 1. Axiale T1 met onuitgegeven totale intracraniële gewelf (TIV) maskerbekleding (groen). Dit is een voorbeeld van het gebruik van de gesloten veelhoek instrument in ITK-SNAP_sb om nonbrain weefsel te verwijderen, als onderdeel van de handmatige bewerking procedure van de Brain- Sizer's TIV extractie procedure.


Figuur 2. Axiale T1 met weefsel segmentatie overlay. Merk op dat label kleuren zijn willekeurig en kan worden aangepast met behulp van het Label tool. Afbeelding links toont standaard kleuren. Middelste afbeelding laat zien hoe CSF (5 = paars) wordt toegewezen aan vCSF (7 = magenta). Afbeelding rechts toont hoe het WM kleur kan worden gewijzigd zonder dat het weefsel klasse label, dwz. Label 3 = WM blijft, maar de kleur kan worden aangepast naar blauw.

Figuur 3
Figuur 3. Axiale T1 met weefsel segmentatie overlay (afbeelding links, GM = geel, WM = oranje, CSF = paars) (links). Afgebeeld is een voorbeeld van handmatig verwijderen van subtentorial structuren met behulp van de gesloten polygo n instrument in ITK-SNAP_sb (midden) en laatste weefsel segmentatie na verwijdering (rechts). Zoals in figuur 2, rechter afbeelding toont hoe de WM kleur kan worden gewijzigd zonder dat het weefsel klasse label, dwz. Label 3 = WM blijft, maar de kleur kan worden aangepast naar blauw.

Figuur 4
Figuur 4. Axiaal T1 in aankopen ruimte voor (links) en na (rechts) AC-PC uitlijning wordt uitgevoerd.

Figuur 5
Figuur 5. Twee voorbeelden tonen SABRE landmarking procedures. Axiale AC-PC lijn T1 met AC (geel), PC (blauw), en de achterste rand (roze) oriëntatiepunt plaatsingen (links). Een 3D-oppervlak gerenderd T1 (rechts) met Sylvian spleet (paars) en central sulcus (roze) afbakening.

Figuur 6
Figuur 6. Axiale PD (links) met automatisch gegenereerde laesie overlay (midden), en handmatig bewerkt laesie (rood) overlay (rechts).

Figuur 7
Figuur 7. Axiale FLAIR (links), met automatisch gegenereerde laesie overlay (midden), en handmatig bewerkt laesie (rood) overlay (rechts).

Discussion

De LE segmentatie en verkaveling procedure werd speciaal ontwikkeld om regionale volumetrics verkrijgen van MRI van AD en normale ouderen. Hoewel er tal van volautomatische pijpleidingen die complexe algoritmes toe te passen om deze handelingen uit te voeren, deze tools hebben de neiging om de geïndividualiseerde nauwkeurigheid en precisie die semi-automatische pijplijn LE produceert missen. De trade-off met semi-automatische processen zijn nodig om de exploitanten goed te trainen met de anatomische kennis en computationele vaardigheden die nodig zijn om een ​​dergelijke uitgebreide pijplijn van toepassing middelen. Een van de belangrijkste voordelen van een geïndividualiseerde imaging pijpleiding is de mogelijkheid om kwantitatieve volumetrische verkrijgen van matige tot ernstige gevallen van neurodegeneratie bij automatische pijpleidingen falen.

Zoals de LE pijplijn eerder is geëvalueerd en toegepast op verschillende ouderen en demente populatie 1,2,13,14,19,22,23, de belangrijkste zaken die are typerend door getrainde operators zijn goed gedocumenteerd en worden hieronder samengevat.

De handmatige controle en bewerking vereist met de component Brain-Sizer omvat de TIV winning maskeren procedure vCSF herplaatsing en handmatig verwijderen van de hersenstam, cerebellum en andere subtentorial structuren. Voor hersenen extractie, de automatische TIV uitgang is over het algemeen een fatsoenlijk masker mits de oorspronkelijke PD/T2 beelden zijn van goede kwaliteit. Vanwege de relatieve intensiteitswaarden van vaat-en zenuwweefsel mediaal van de inferieure temporale polen, proximaal van de halsslagaders, dit gebied vereist meestal enkele bewerking. Daarnaast, slijm in de neusholte de neiging om invloed op de regionale intensiteit histogrammen, scheeftrekken intensiteit cut-offs waarden in de voorste frontale gebieden, die de neiging hebben om extra handmatige bewerking van de automatische TIVauto masker nodig. Tenslotte wordt extra handmatige bewerking meestal vereist in de meest superieure regio's, waar glObal atrofie neiging te leiden tot een toename van het volume van subarachnoïdale CSF net onder de dura mater. Als alternatief, atrofie geassocieerd met ventriculaire uitbreiding heeft de neiging om handelingen van de bestuurder vereist met vCSF herplaatsing minimaliseren. Een ander voordeel van een tri-feature coregistration aanpak is de mogelijkheid om cystische vloeistof gevulde infarcten identificeren proximaal van de ventrikels, eventueel aan periventriculaire veneuze vasculopathie 5,24-26, die herkenbaar door hun relatieve intensiteit van PD en T1 zijn ( hyperintense op PD, hypointense op T1). Deze hypointensities kunnen worden afgebakend van vCSF handmatig grenzen getrokken in ITK-SNAP_sb voorafgaand aan floodfilling operaties. Aangezien vCSF herplaatsing wordt uitgevoerd in T1-verwerving ruimte, in gevallen waar de aanpassing afwijkt ver van de CCAM vliegtuig, een grens kan nodig zijn voor de 3 e ventrikel en de quadrigeminal stortbak, als de PC is niet volledig zichtbaar. Hoewel de tentorium is een relatief eenvoudig structuur differentiate verschillende regels anatomie gebaseerde helpen geleiden handmatig verwijderen van de hersenstam en subtentorial structuren, met name bij het lokaliseren van de scheiding van de cerebrale steeltjes van de mediale temporale kwab.

SABRE landmarking is een stereotaxisch gebaseerde procedure die wordt uitgevoerd in standaard CCAM uitgelijnd en zorgt voor matig voorspelbare lokalisatie van bepaalde anatomische oriëntatiepunten. Uitzonderingen hierop zijn de gevallen met extreme atrofie en normale variabiliteit te wijten aan individuele verschillen in neuroanatomie. Atrofie van de hersenen leidt tot een totaal verlies van parenchym, het verhogen van CSF over de middellijn rond de falx cerebri, die de moeilijkheid van het kiezen van de juiste punten aan oriëntatiepunten plaatsen verhoogt. Rule-based protocollen nodig zijn, het identificeren van gevallen waarin uitzonderingen op de algemene regel nodig zijn. Normale variaties in anatomie, met name in de relatieve locatie van de centrale sulcus en parietooccipitalis sulcus, ook de moeilijkhedenty van handmatige afbakening van deze structuren. Echter, de grafische gebruikersinterface wordt gebruikt door SABRE zorgt voor real-time rotatie van oppervlakte gerenderde beelden, die aanzienlijk helpt bij het besluitvormingsproces voor de visualisatie van deze bijzondere bezienswaardigheden. Tot slot, sommige regels gebaseerde protocol zijn programmatisch geïntegreerd in de software om operator overtreding bv. centrale sulcus afbakening voorkomen wordt gedwongen om naar achteren te bewegen (lijn tracing wordt verhinderd terug op zichzelf).

Handleiding controleprocedure van de component van het Letsel-Seg vereist expertise in de visuele identificatie van relevante hyperintensiteiten, een visuele perceptie vaardigheid die alleen wordt verkregen na blootstelling aan scans met variërende graden van SH. Vals-positieve minimalisatie algoritmen helpen bij de verwijdering van de meeste fouten in de eerste segmentatie. Echter, differentiatie tussen verwijde perivasculaire ruimten (Virchow-Robin ruimtes: VRS) in de lentiform kern en relevant SH in de externe capsule, claustrum, extreme capsule en subinsular gebieden kan moeilijk zijn. Dit is bijzonder moeilijk gevallen VRS in de basale ganglia. Een recent artikel waarin normen voor de rapportage Vasculaire veranderingen op neuroimaging (STRIVE), adviseerde een grootte criterium om VRS onderscheiden van lacunes, en beschrijf VRS om meer lineair en CSF intensiteit op MRI. Om deze problemen met VRS identificatie lossen heeft LE vastgesteld: a) een op de anatomie gebaseerde regeling die de exploitanten voorkomt selecteren van een hyperintensity die binnen de lentiform kern valt, b) een deeltjesgrootte om hyperintensiteiten minder dan 5 mm diameter sluiten, en c) een relatieve intensiteit regel voor aanvullende uitsluiting door de relatieve intensiteit CB op PD, T2 en T1 27. Bovendien kan normaal hyperintense signaal te vinden langs de middellijn en falx cerebri, vooral op FLAIR beeldvorming, die moeilijk te onderscheiden tussen relevante SH langs het corpus callosum kan zijn. In geval vandergelijke overlap, zijn regels-anatomie basis geïmplementeerd waar slechts SH die zich uitstrekken in de periventriculaire regio's worden geaccepteerd.

Tot slot is het belangrijk te beseffen dat deze schriftelijke onderdeel is bedoeld om een video-geleide, gestandaardiseerd protocol bekendmaking in Jupiter (aanvulling http://www.jove.com ). Terwijl de traditionele statische cijfers helpen bij het verklaren van een aantal concepten, gebaseerd op video tutorials zijn efficiënter communiceren over complexe methodologische processen die betrokken zijn met een uitgebreid neuroimaging pijplijn zoals laesie Explorer.

Disclosures

De auteurs hebben niets te onthullen.

Acknowledgements

De auteurs zeer erkentelijk voor de financiële ondersteuning van de volgende bronnen. De ontwikkeling en het testen van verschillende neuroimaging analyses werd gesteund door verschillende subsidies, met name van de Canadese Institutes of Health Research (MOP # 13129), de Alzheimer Society of Canada en de Alzheimer Association (VS), het Hart en Stroke Foundation Canadian Partnership for Stroke Recovery (HSFCPSR), en de LC Campbell Foundation. JR ontvangt salaris steun van de Alzheimer Society of Canada; SEB van de Sunnybrook Research Institute en de Ministeries van Geneeskunde bij Sunnybrook en U van T, met inbegrip van de Brill Chair in Neurology. Auteurs krijgen ook salaris steun van de 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).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Usage Statistics