Læsion Explorer: En video-guidet, standardiseret protokol for præcise og pålidelige MRI-afledte Volumetrics i Alzheimers sygdom og normal Ældre

Medicine
 

Summary

Læsion Explorer (LE) er en semi-automatisk, image-forarbejdning rørledning udviklet til at opnå regional hjernevæv og subkortikale hyperintensity læsion volumetrics fra strukturel MRI af Alzheimers sygdom og normal ældre. For at sikre et højt niveau af nøjagtighed og pålidelighed, følgende er en video-guidet, standardiseret protokol for LE manuelle procedurer.

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

Indhentning in vivo menneskelige hjerne væv volumetrics fra MRI er ofte kompliceret af forskellige tekniske og biologiske problemer. Disse udfordringer bliver forværrede, når betydelige hjerne atrofi og aldersrelaterede hvide substans ændringer (f.eks Leukoaraiosis) er til stede. Læsion Explorer (LE) er en præcis og pålidelig neuroimaging rørledning specielt udviklet til at behandle sådanne spørgsmål almindeligt observerede på MR-scanning af Alzheimers sygdom og normal ældre. Rørledningen er et komplekst sæt af semi-automatiske procedurer, der tidligere er blevet valideret i en række interne og eksterne pålidelighedsløb 1,2. Men er meget afhængig af veluddannede manuelle operatører LE nøjagtighed og pålidelighed til at udføre kommandoer, identificere distinkte anatomiske kendetegn, og manuelt redigere / kontrollere forskellige computer-genereret segmentering udgange.

LE kan opdeles i 3 hovedkomponenter, hver kræver et sæt af kommandoer og manuel operationer: 1) Brain-Sizer, 2) SABRE, og 3) Læsion-seg. Brain-Sizer manuelle operationer involverer redigering af automatiske kraniet-strippet total intrakranielt hvælving (TIV) ekstraktion maske, udpegning af ventrikulær cerebrospinalvæske (vCSF), og fjernelse af subtentorial strukturer. SABRE komponent kræver kontrol af billedet justering langs forreste og bageste commissure (CCAM) plan, og identifikation af adskillige anatomiske kendetegn, der kræves for regional udstykning. Endelig Læsion-Seg komponent involverer manuel kontrol af den automatiske læsion segmentering af subcortical hyperintensities (SH) for falske positive fejl.

Mens uddannelse på stedet af LE rørledningen er at foretrække, let tilgængelige visuelle pædagogiske værktøjer med interaktive uddannelse billeder er et levedygtigt alternativ. Udviklet til at sikre en høj grad af nøjagtighed og pålidelighed, følgende er en trin-for-trin, video-styret, standardiseret protokol for LE manuelle procedurer.

Introduction

Brain billedanalyse er en nye inden for neurovidenskab kræver dygtige operatører med en høj grad af beregningsmæssige og neuroanatomiske kompetence. For at få kvantitative oplysninger fra magnetisk resonans (MRI) er en uddannet operatør ofte forpligtet til at gennemføre, overvåge og redigere, computer-genereret imaging udgange genereret fra rå MRIs. Mens mange 'fuldautomatiske' billeddiagnostiske værktøjer er frit tilgængelige via internettet, nøjagtighed og pålidelighed er tvivlsom, når den anvendes som en novice operatør mangler viden, uddannelse og kendskab til den downloadede værktøj. Selvom on-site uddannelse er den mest foretrække pædagogiske tilgang, præsentationen af ​​en video-guidet, standardiseret protokol er et levedygtigt alternativ, især hvis de ledsages af en uddannelse sæt billeder. Derudover kan uddannelsen sæt billeder skal bruges til kvalitetskontrol foranstaltninger såsom en off-site inter-rater pålidelighed test.

CHallenges udvikle en billedbehandling rørledning, især når studere aldring og Alzheimers sygdom (AD), omfatter en lang række tekniske og biologiske problemer. Selv om nogle tekniske problemer løses med efterbehandling korrektionsalgoritmer 3, variabilitet på grund af individuelle forskelle og patologiske processer indføre mere komplekse hindringer. Brain atrofi og ventrikulær udvidelsen kan reducere levedygtighed registrering vridning og skabelon-matchende tilgange. Tilstedeværelsen af aldersrelateret hvide substans ændrer 4 og små karsygdom 5,6, observeret som subcortical hyperintensities (SH) 7,8, cystisk væskefyldte lacunar-lignende infarkter 9,10 og dilaterede perivaskulære rum 11,12, yderligere komplicere segmentering algoritmer. I tilfælde af signifikant hvide substans sygdom, kan en enkelt T1 segmentering medføre overvurdering af grå substans (GM) 13, som kun kan afhjælpes med en ekstra selvgmentation hjælp proton tæthed (PD), T2-vægtet (T2), eller væske-svækkede inversion recovery (FLAIR) billeddannelse. I lyset af disse udfordringer, læsionen Explorer (LE) billedbehandling rørledning implementerer en halvautomatisk tri-funktionen (T1, PD, T2) tilgang, udnytte uddannede operatører på bestemte stadier, når menneskelig indgriben er at foretrække 1,2.

Brain ekstraktion (eller kranium stripning) typisk en af ​​de første operationer, der udføres i Neuroimaging. På denne baggrund nøjagtigheden af ​​den samlede intrakraniel hvælving (TIV) ekstraktion proces i høj grad påvirker efterfølgende operationer længere nede i rørledningen. Væsentlig over-erosion, hvilket resulterer i tab af hjernen, kan føre til overvurdering af hjernen atrofi. Alternativt betydelig under-erosion, hvilket resulterer i medtagelse af dura og andet nonbrain sag, kan føre til inflation i hjernen mængder. LE Brain-Sizer komponent adresser mange af disse spørgsmål ved hjælp af en tri-funktionen (T1, T2, og PD) tilgang til at generereen TIV maske, som giver bedre resultater i forhold til single-feature metode 1. Derudover er automatisk genereret TIV maske manuelt kontrolleres og redigeres ved hjælp af standardiseret protokol, der identificerer regioner modtagelige for kraniet stripping fejl. Efter hjernen ekstraktion segmentering udføres på kraniet-strippet T1, hvor hver hjerne voxel er tildelt til en af ​​3 etiketter: GM, hvid substans (WM) eller cerebrospinalvæske (CSF). Segmentering opnås automatisk ved hjælp af en robust kurvetilpasningsprogram algoritme anvendt på globale og lokale intensitet histogrammer; en teknik udviklet til at løse intensitet uensartethed artefakt og en nedsat adskillelse mellem GM og WM intensitet amplitude i antidumpingsager 14.

The Brain-Sizer komponent indeholder også procedurer for manuel udpegning af hjertekamrene og fjernelse af subtentorial strukturer. Segmentering af ventrikulær CSF (vCSF) er særlig vigtig, da ventrikel størrelse er et almindeligt anvendt BioMarker for AD demens 15. Derudover afgrænsning af hjertekamrene og plexus chorioideus er bydende nødvendigt for korrekt identifikation af periventricular hyperintensities (pvSH), som menes at afspejle en form for lille fartøj sygdom karakteriseret ved venøs collagenosis 5,16,17. Brug T1 til reference, er manuel ommærkning af FSR voxel til vCSF opnået med manuelle floodfill operationer på segmenterede billede. Typisk laterale ventrikler er lettere at skelne fra sulcal CSF. Af denne grund anbefales det at begynde floodfilling i aksial, startende fra essentielle skiver og bevæger inferiorly. Den mediale dele af ventrikulære system, især den 3. ventrikel, er vanskeligere at afgrænse og er givet særlige anatomi-baserede regler, som er skitseret i manualen. Brain-Sizer endelige skridt omfatter fjernelse af hjernestammen, lillehjernen og andre subtentorial strukturer ved hjælp af manuelle sporingsforanstaltninger beskrevet i et ekstra sæt of anatomi-baserede standardiserede protokoller.

Den semi-automatiske Brain Region Extraction (SABRE) komponent er rørledningens udstykning procedure. Denne fase kræver uddannede operatører til at identificere de følgende anatomiske kendetegn: forreste og bageste commissure (AC, PC); posterior hjerne kant; central kanal; medio sagittalplan; preoccipital hak; occipito-parietale sulcus; central sulcus, og; Sylvian revne. Baseret på disse skelsættende koordinater, er en Talairach-lignende 18 gitter automatisk genereret og regional udstykning er gennemført 19. Lokaliteter er let identificeres på CCAM afstemt billeder, som er genereret automatisk og manuelt kontrolleres forud for SABRE landmarking procedurer.

Læsionen-Seg komponenten er den sidste fase af rørledningen, hvor identifikation og kvantificering SH er gennemført. Den indledende automatiske SH segmentering implementerer en kompleks algoritme, som omfatter PD/T2-based SH segmentation, fuzzy c-midler maskering, og ventrikulær dilatation. Disse operationer resulterer i en automatisk genereret læsion segmentering maske, der manuelt kontrolleret og redigeret for falske positiver og andre fejl. Som hyperintense signal på MRI kan skyldes nonpathological kilder (f.eks bevægelsesartefakt, normal biologi), er en ordentlig uddannelse, der kræves for præcis identifikation af relevant SH.

Det endelige resultat af LE rørledning er en omfattende volumetrisk profil indeholder 8 forskellige væv og læsion volumetrics der parcellated i 26 SABRE hjernen regioner. For at opnå en individuel operatør inter-rater pålidelighed test off-site, anbefales det at udføre den fulde LE rørledningen på uddannelse sæt følger med softwaren (http://sabre.brainlab.ca). Brug af volumetriske resultater, inter-klasse korrelationskoefficient (ICC) 20 statistikker kan beregnes for hver væv klasse (GM / WM / CSF) i hver SABRE region. Brug af segmentation billeder, Similarity Index (SI) 21 statistikken kan beregnes til at vurdere graden af rumlig kongruens. Derudover kan intra-rater pålidelighed vurderes på samme operatørens resultater, efter en kort periode er gået mellem operatørens 1. og 2. segmentering redigeringer. Forudsat at off-site operatør klæber til navngivning konventioner skitseret i LE manual, kan pålidelighed statistik beregnes off-site bruger mest basale statistiske softwarepakker. I betragtning af disse kvalitetskontrol og video-styrede standardiseret protokol, kan off-site operatører har større tillid til, at LE rørledningen anvendes nøjagtigt og pålideligt.

Protocol

1.. Brain-Sizer Component

1.1 Samlet Intrakraniel Vault Extraction (TIV-E)

  1. Åbent ITK-SNAP_sb, load T1 Klik på: Filer -> Åbn gråtonebillede -> Gennemse -> gå til biblioteket, klik -> Image -> Open -> Næste -> Udfør.
  2. Klik på plustegnet ved siden af ​​aksial visning for at forstørre.
  3. Sluk (eller på) sigtekorn med 'x' nøgle.
  4. Højreklik og træk musen opad for at forstørre hjerne i vinduet, indtil det passer uden lille boks vises i nederste venstre hjørne.
  5. Juster intensiteten ved at klikke på: Funktioner -> Billede Kontrast, derefter trække midterste punkt op og lidt til venstre, indtil billedet lysere på det relevante niveau, Luk.
  6. Load TIV-E overlay ved at klikke på: Segmentering -> Indlæs fra billedet -> Gennemse -> Vælg TIVauto -> Open -> Næste -> Udfør.
  7. Begynde at redigere TIVauto ...
  8. Klik malerpenselværktøjet -> Vælg runde -> Juster størrelse efter behov.
  9. At generobre farvede TIV områder eller GRUNDIGT generobre noncolored områder bruger pensel til at male TIV maske.
  10. Hvis du vil fortryde et maleri penselstrøg bruge <CTRL+Z> eller klik på 'Fortryd' (til venstre).
  11. Toggle TIVauto / slukkes ved at trykke på 's' at kontrollere, at hjernevæv er passende fanget.
  12. For at fjerne / slette TIVauto maske, hvis det over-captures nonbrain væv højreklikke bruge "malerpenslen".
  13. Brug pensel og venstre klik for at genfremstille TIVauto maske.
  14. Kontroller hver skive nøje for at sikre kun hjernevæv er Label 1 (grøn) og alle nonbrain væv er nogle andre end 1 (eller farvet overhovedet) etiket.
  15. Genvind passende TIV og slette TIV er relevant.
  16. For overlegen skiver sørge for alt under dura holdes til regnskab for CSF.
  17. Hvis det er difficult at male, skal du bruge den lukkede polygon værktøjet: Venstre Klik for at tilføje punkter til polygonen og højreklik for at lukke det sådan, at alt er indeholdt i polygonen er, hvad der at blive ændret, og klik derefter på "Accepter" nederst, eller hvis sporingen er forkert, skal du klikke på "Slet". Polygon ændringer kan fortrydes ved at klikke fortryde eller <CTRL+z>. Se figur 1..
  18. Når du er tilfreds med TIV modifikationer klik: Segmentering -> Gem som billede -> og ændre filnavnet slutter fra "TIVauto" til TIVedit "for at indikere, at det er" Done ", og klik derefter på 'Gem' (f.eks <name> _TIVedit.).

1.2 Ventrikulær omplacering

  1. Indlæse T1_IHC.
  2. Justere intensiteten.
  3. Sluk sigtekornet (x).
  4. Vælg kun den aksiale billede for at se ved at klikke på plus-symbolet ved siden af ​​den aksiale vindue.
  5. Zoom ind (højre klik og træk).
  6. Indlæse <navn> _seg billede over T1 ved at vælge segmentation -> Indlæs fra billedet -> Gennemse -> <name> _seg -> Næste -> Udfør.
  7. Juster etiketterne tegning til de relevante farver gennem etiket editor.
  8. Ændre farver sådan at 5 er lilla, 7 er magenta og 3 & 4 er noget let at skelne fra resten (fx Figur 2 viser 3 = WM skift til blå, og 4 = GM skifte til gul). Bemærk: Farverne er vilkårlige.
  9. Gentildel vCSF ved hjælp af floodfill værktøj. Se figur 2..
  10. Gå op skiver gennem hjernen til at bestemme den mest overlegne skive med ventrikel og begynde der.
  11. Klik på floodfill værktøjet Vælg 'Active tegning etiketten' = 7 og "Tegn over" = 5.
  12. Skifte frem og tilbage mellem "Floodfilling 'og Tegning grænser ved at trykke på mellemrumstasten. Grænser bruges til at forhindre, at floodfill i at fylde visse områder af ventrikel, der betragtes periventrikulære sorte huller eller en del af hvide substans hyperintensities.
  13. Whøne floodfilling, en grøn pil spidsen er synlig, og når du er klar til at trække en grænse, vil en rød pil spids være synlige.
  14. For at fylde blot venstre klik. Flyt ned en skive, og gentag om nødvendigt. Brug grænser som kræves for at forhindre floodfilling af nonventricle regioner.
  15. Hvis floodfilling operationer er forkerte, skal du blot klikke på 'Fortryd "eller vende den" aktiv tegning label' og 'Tegn over "farver.
  16. Fyld hver voxel, der forbinder til ventrikel, vel vidende, hvad man ikke skal fylde, er lige så vigtigt som at vide, hvad de skal udfylde.
  17. Fortsæt med at flytte ned, indtil den 3. ventrikel åbner i quadrigeminal cisterne og trække en grænse ved den bageste kant af quadrigeminal cisterne indtil den bageste commissure adskiller den tredje hjertekammer fra quadrigeminal cisterne.
  18. En grænse er nødvendig, hvis den bageste commissure ikke er fuldt synlig, og ikke skaber et lukket rum. Når den bageste commissure skaber et lukket rum, ophøre ommærkning quadrigeminal cisterne.
  19. Grænser kan også være nødvendigt, hvis den forreste commissure ikke vedlægge den 3. ventrikel.
  20. Stop fylde 3. ventrikel når cerebrale stilke er klart synlige på T1, og den centrale kanal er rund.
  21. Grænseværdier kan også være nødvendigt med den forreste del af de laterale ventrikler ved hjernestammen, om de synes at forbinde til sulcal CSF.
  22. Brug T1 som en vejledning om, hvad de skal udfylde, og hvad der ikke at fylde for tidsmæssige lap laterale ventrikler (Toggle segmentering og slukkes med 's' tasten).
  23. Når du er færdig, skal du gemme segmentering som "<navn> _seg_vcsf 'ved at klikke: Segmentering -> Gem som billede-> og derefter tilføje _vcsf efter <navn> _seg -> Gem.

1.3 Fjernelse af hjernestammen lillehjernen og Subtentorial Structures

  1. Vælg 'Polygon værktøj "fra øverste venstre menu.
  2. Toggle segmentering off.
  3. Rul til første skive på hvilkelillehjernen begynder (hvis hjernestammen adskiller før lillehjernen begynder, se regel undtagelser).
  4. Vælg 'Aktiv tegning label' = 'Clear Label "og" tegne over' = 'alle etiketter ".
  5. Disse etiketter aktive tegning væsentlige sletter data fra segmentering billedet, så udvise forsigtighed. Fortryd (Ctrl + Z) virker stadig, men kun for et begrænset antal skridt tilbage.
  6. Venstre klik for at tegne en polygon over dura omkring lillehjernen og langs bunden af ​​hjernestammen over colliculi. Højreklik for at lukke polygon.
  7. Klik på "Accept" til "Slet" det område af segmentering, som nu vil vise T1 under angivelse af det er ikke længere inkluderet i segmentering.
  8. Gå til den næste skive ned og gentage. Altid gøre tracings på T1, aldrig på seg.
  9. Når cerebrale stilke adskilt, begynder også at fjerne hjernestammen og rygmarven.
  10. På den forreste del, spore direkte over hullet. Når der er en klar dural linje på anterior orbitofrontal ende (generelt under niveauet for hypofysen, opsporingen en bue langs at dura linje).
  11. Når occipital lap adskiller fra tindingelappen, sikre, at sporingen udgange fra centrum, for at fjerne enhver resterende "junk" i denne region. Se figur 3..
  12. På et tidspunkt, tegne polygoner, så de kun holde, hvad der kræves, i stedet for at fjerne, hvad der er unødvendigt, at bruge 'tegne omvendt "valgmulighed (mens henvise til seg til at hjælpe i opsporingen).
  13. Hvis kun tindingelapperne tilbage, blot tegne en stor poly omkring lillehjernen og fjerne det.
  14. Hvis det er sikkert, at polygon kun vil indeholde lillehjernen på en efterfølgende skive nedenfor, skal du bruge knappen "Indsæt" for at indsætte den tidligere opsporing og bruge den til at slette lillehjernen.
  15. Når lillehjernen er alt der er tilbage i billedet, indsætte store opspore hver skive og "acceptere" for at slette det, indtil der ikke er mere lillehjernen i imalder.
  16. Nu skal du rulle op gennem billedet skive for skive at kontrollere, at kun dele af den segmentering, der fortsat er supratentorial.
  17. Når du er færdig, skal du gemme segmentering som "<navn> _seg_vcsf_st 'ved at klikke: Segmentering -> Gem som billede-> og derefter tilføje' _vcsf_st« efter »_seg '-> Gem.

2.. SABRE Komponent

2.1 CCAM Alignment

  1. Åbn ITK-SNAP_sb.
  2. Load 'T1_IHCpre_iso' som beskrevet i Brain-Sizer manual.
  3. Juster intensitet som beskrevet i Brain-Sizer manual.
  4. Vælg 'Navigation værktøj "fra øverste venstre menu.
  5. Klik derefter på 'CCAM opretningsværktøj'.
  6. Load "T1_IHCpre_toACPC.mat" matrix-fil ved hjælp load mulighed i nederste venstre hjørne.
  7. Zoom ind på billedet ved at højreklikke på den aksiale visningen og trække musen opad.
  8. Skift positionen af ​​hjernen i vinduet (adskilt fra zoome) ved at venstreklikke på than billede og flytte musen rundt til bedre center den forstørrede visning. Tilpasser også sagittale og koronale synspunkter. Sørg for, at sagittalbillede er tæt på midten sagittal.
  9. Klik på knappen 'ACPC værktøj ".
  10. Skift tilvækst til 1..
  11. Tjek Pitch, Roll og Yaw bestemt af T1_IHCpre_toACPC.mat matrix-fil, ændre hvis det er nødvendigt.
  12. For at finde CCAM flyet, er det sandsynligt nødvendigt at zoome ind tæt ved hjælp af navigation værktøj. På ethvert tidspunkt, skifte frem og tilbage mellem navigation værktøj og CCAM værktøj (til at justere visningen), og CCAM værktøjet vil holde positionen og returnere det til den forrige plads. Når du skifter mellem disse synspunkter, vil billedet ændre sig frem og tilbage, men det er normalt.
  13. Ved at bruge banen op / ned og ophøje op / ned, justere den aksiale visning, så AC er på det tykkeste (en dejlig u-form af hvide substans fibre), og PC lige over, som skulle ende med at danne en pæn 'nøglehul' form.
  14. AC-PC må ogsåvære synlige med sigtekornet passerer direkte gennem både AC og PC på midten sagittal visning.
  15. Må ikke justere banen yderligere, når denne skive er blevet bestemt. Dog kan den "Elevate" funktionen bruges til at flytte op og ned gennem billedet uden at miste CCAM skive.
  16. Nu justere rullen ved at afbalancere de øjne i aksial visning. Justere visningen ved hjælp af navigation redskab til at bringe øjet ind i synsfeltet, og derefter skifte tilbage til 'CCAM' værktøjet.
  17. Brug 'Roll' til venstre eller højre for at sørge for, at øjet ser jævnt balanceret (samme størrelse på begge sider), mens du ruller gennem billedet en skive ad gangen ved hjælp 'Elevate', og sørg for at justere efter behov roll. Se Figur 4..
  18. Når tilfreds med balancen, ikke justere 'Roll' yderligere.
  19. Nu flytter til en skive over hjertekamrene og hjernebjælken i aksial visning (ved brug af "Elevate", eller klikke på sigtekornet på dette niveau ved hjælp af 'Navigation ') og placere trådkorset tæt på midten af ​​hjernen i aksial afbildning.
  20. Juster 'Yaw' ved at sikre, at den lodrette trådkorset passerer direkte (eller så tæt som muligt) gennem midten Sagittalplan i aksial visning. Nogle gange kan det være svært at få flyet til perfekt linje op på grund af naturlig krumning af hjernen ved polerne - skabe den bedste pasform muligt.
  21. Når tilfreds med den holdning, ikke justere 'Yaw "yderligere.
  22. Nu placere sigtekornet sådan, at aksial skive er lige over hjertekamrene.
  23. Dette bør være omtrent hvor det var fra det foregående trin.
  24. Klik nu: Gem (sørg filnavnet er "T1_IHCpre_toACPC.mat") -> OK.
  25. BEMÆRK: Hvis "T1_IHCpre_toACPC.mat" matrix-fil ikke kræver modifikation simpelthen lukke uden at gemme.
  26. Hvis der er sket ændringer matrix-fil, skal du gemme over "T1_IHCpre_toACPC.mat" matrix-fil eller gemme en ny matrix fil og slette "T1_IHCpre_toACPC.mat" matrix-fil. Dennæste kommando vil ikke fungere korrekt, hvis der er mere end 1 matrix-fil.

2.2 SABRE Landmark Identifikation

Del 1 - Kvadratnetsfil koordinater

  1. Belastning i '<name> __T1_IHC_inACPC ".
  2. Juster intensitet.
  3. Sluk sigtekornet (x).
  4. Zoom ind på billedet, indtil det fylder hvert vindue (højre klikke og trække med sigtekornet værktøj).
  5. Juster midten af ​​aksial visning, hvis det er nødvendigt, med navigation værktøj (muligvis nødt til at gøre flere gange under proceduren).
  6. Klik på '2 D-sabel mærkning jord-'værktøj.
  7. I aksial, skal du rulle op gennem billeder / hjerne, indtil du finder CCAM skive.
  8. Klik på 'AC' alternativknappen til venstre for at vælge denne milepæl til at definere, og klik derefter på AC i aksial visning.
  9. En lille prik vises på det sted, du klikkede, og den tilhørende vartegn koordinat vises nu ved siden af ​​'AC' knappen til venstre.
  10. Hvis placeringen er ikke desirable, klik igen og punktet vil opdatere (dette gælder for ethvert punkt under oprettelsen af ​​nettet fil).
  11. Klik på 'PC' knappen radio til venstre og klik derefter på pc'en på den aksiale billede.
  12. Klik på alternativknappen "PE" til at definere den bageste kant af hjernen på denne skive, og klik derefter på den mest bageste del af hjernen, enten på højre eller venstre - det udfylder værdier for 'coronal skive «, som vil anvendes momentant. Se figur 5..
  13. Klik på knappen 'CA' alternativknappen for at definere den centrale kanal. Rul ned 10 skiver fra den aktuelle aksiale visning og klik på midten af ​​den centrale kanal. Dette udfylder værdien for 'sagittal skive', som nu vil blive brugt som udgangspunkt for at finde midten sagittalplan.
  14. Klik på 'M' radio-knappen for at definere midten sagittalplan.
  15. I sagittalbillede rulle til venstre og højre en par skiver at afgøre, hvilken skive har den mindste mængde af hjernen og den maksimale mængde of falx cerebri. Det skal være inden 2 eller 3 skiver af værdien bestemt fra den centrale kanal punkt.
  16. Klik et vilkårligt sted på midten sagittal skive og at skive nummer vil blive opført på venstre ved siden af ​​'M'.
  17. Klik på 'LPRON' knappen radio til at definere den venstre preoccipital hak. I coronal rulle til den skive angivet ud for 'coronal skive «.
  18. Klik på den mest ringere del af hjernen til den venstre hjernehalvdel, der vises i højre side af billedet (radiologiske konvention).
  19. Klik på 'RPRON' knappen radio til at definere den højre hjernehalvdel, og klik på den mest ringere del af den venstre side af billedet (radiologiske konvention).
  20. Værdierne næste til LPRON og RPRON bør nu blive fyldt, og bør være inden for et par punkter af hinanden.
  21. Gitteret filen er nu klar til at blive frelst. Klik på: Gem -> _T1_IHC_inACPC_lobgrid.txt.

Del 2 - Object Kort Creation

  1. After grid-fil skabelse, den næste fase er oprettelsen af ​​de første 4 tracings af objektet kortet. Alle disse 4 tracings udføres i sagittalplanet. Skiverne for sporing er forudbestemt og baseret på midterlinjen skive valgt i de tidligere faser.
  2. Klik på 'RSC' knappen radio til at definere den rigtige overlegne centrale sulcus. Gå til skive angivet ud for 'Right Sagittal skive «. De venstre og højre sagittale skiver på hvilke tracings vil blive foretaget: 7 skiver peri-sagitalt fra midterlinjen på hver side.
  3. Klikke på et punkt lige over midten af ​​den centrale sulcus i dura. Den centrale sulcus på dette udsnit vises generelt som en lille fordybning, og er oftest den første sulcus forreste til den marginale (stigende) gren af ​​cingularis sulcus. Rul til venstre eller højre for at bekræfte placeringen af ​​vartegn men sporingen skal altid foretages på den rigtige sagittal skive. Reclicking vil flytte vartegn.
  4. Klik på 'ROP' radio-knappen for at definere den rigtige occipito-parietal sulcus. Denne sulcus / sporing løber fra dura til tentorium cerebelli.
  5. En spline værktøjet vil nu give sulcus sporing. Venstre klik for at skabe nye punkter langs det, og højreklik for at låse den og derefter klikke på Accepter. Ændringer eller 'Undo' funktioner kan ikke udføres, hvis der er fejl under sporing. Men når 'højreklikke' handling er udført for at fuldføre opsporing, skal du vælge "Delete" for at omgøre sporing.
  6. Når sporing er færdig, skal du vælge "Accept" for at låse det i.
  7. Gør det samme for den venstre side på et passende skive, som definerer 'LSC' og 'LOP'.
  8. Klik på: Gem (under objekt kort) -> _T1_IHC_inACPC_lobtrace.obj.

Del 3 - Surface Afsagt tracings

  1. Unload tidligere billeder (eller tæt og åbent ITK-SNAP_sb igen) og indlæse i <name> _T1_IHC_erode_inACPC billede.
  2. Klik på 3D SABRE landmarking værktøj (vinduet should forstørre til kun at vise 1 rude).
  3. Klik på 'venstre' under 3D Viewpoint at vise venstre gengives visning (i radiologisk konvention, hvor venstre og er vendt rigtigt, så det vil se ud som om det er den højre hjernehalvdel).
  4. Belastning i objekt sporing fra forrige trin ved at klikke på: Load -> Vælg '<name> _T1_IHC_inACPC_lobtrace.obj' (NB: en fejl i programmet forsøger automatisk at foregribe at indlæse den ønskede fil, men det er forkert indgange "erodere" i obj fil navngive Vælg gennemse og derefter vælge <name> _T1_IHC_inACPC_lobtrace.obj Fejl ved indlæsning objekt kort sporing. 'for at indlæse Ellers en fejlmeddelelse vil blive vist.': Fil kan ikke åbnes til læsning ").
  5. For at justere kvaliteten af ​​de render, klik: 'Guess', at have programmet gæt på de bedste parametre til at bruge.
  6. Klik på 'LSF' knappen radio til at forberede sig på at spore Venstre Sylvian Fissure.
  7. Klik nu på "Landmark" knappen nederst på 3D render vinduet for at begin landmarking / sporing (du kan slå denne til og fra med "x"-tasten).
  8. Kan tilføjes yderligere punkter til opsporing når 'Landmark' knappen er nedtonet grønt.
  9. Når 'Landmark "er fravalgt, vil enhver mus input rotere hjernen til at undersøge det fra en anden vinkel. ADVARSEL: spore Kun vartegn mens straight 'venstre' eller 'rigtig' orientering, ved at klikke på venstre eller højre 3D Viewpoint knapper.
  10. Zoom ind på eller ud af billedet ved at højreklikke og trække, når "Landmark" er fravalgt.
  11. Hvert klik tilføjer et punkt til linjen.
  12. Begynd at spore Sylvian revne fra overlegen bageste ende, på det punkt, hvor det forgrener sig i små stigende og faldende rami.
  13. Fortsæt med at spore Sylvian ned den overlegne aspekt af tindingelappen, indtil det stier ud i slutningen.
  14. Hvis der er lavet en fejl, skal du blot klikke på 'Undo' knappen for at bevæge sig baglæns trin for trin (eller tryk Ctrl + Z).
  15. Når tilfreds medopsporing, skal du klikke på "Accept" for at låse i opsporingen. Se figur 5..
  16. VIGTIGT: Hvis redo er nødvendig for en af ​​de tracings først at vælge radio knap (til venstre) i den forkerte sporing. Klik derefter på 'SABRE3D' på menubjælken øverst og vælg 'Slet AKTUELT Accepteret Tracing ". Hvis alle dine tracings kræver fjernelse på et tidspunkt, skal du klikke på 'Slet alle accepterede tracings "fra denne drop down menu.
  17. Klik nu på "LC" alternativknappen at spore Venstre centrale sulcus.
  18. Start fra ringere ende på det sted, Sylvian revne lige under afslutningen af ​​sulcus.
  19. Linjen vil kun tillade overlegne og posteriore bevægelse-hvilket betyder, at programmet forhindrer placere punkter, som er forreste til eventuelle tidligere punkt.
  20. Færdig med at spore fordybningen ved den overlegne ende, indtil det er vanskeligt at følge krumningen af ​​hjernen.
  21. Når du er færdig, skal du klikke på "Accept" for at låse det i.
  22. Klik nu på knappen "rigtige" under '3 D Viewpoint 'og gentage trinene for den rigtige Sylvian Fissure og centrale sulcus.
  23. Husk at klikke på 'RSF' knappen radio til at spore den rigtige Sylvian Fissure, og klik på 'RC' radio-knappen for at spore den rigtige centrale sulcus, klikke på 'Accepter' efter hver sporing er færdig.
  24. Når alle tracings er afsluttet, skal du klikke på: Gem -> Gennemse -> vælg '<name> _T1_IHC_erode_inACPC_lobtrace.obj ".
  25. Luk ITK-SNAP_sb.

3.. Læsion-Seg Component

3.1 For Scanner med PD/T2 (ingen FLAIR)

  1. Åbent ITK-SNAP_sb, load <name> T1_IHC, <name> _PD_inT1_IHC, <name> _T2_inT1_IHC, Klik på: Filer -> Åbn gråtonebillede -> Gennemse -> gå til biblioteket, klik -> Image -> Open -> Næste -> Udfør.
  2. Klik på plustegnet ved siden af ​​aksial visning for at forstørre.
  3. Sluk sigtekornet (x).
  4. Zoom ind (højre klik og træk).
  5. Juster intensitetved at klikke på: Funktioner -> billedets kontrast, derefter trække midterste punkt op og lidt til venstre, indtil billedet lysere på det relevante niveau, Luk.
  6. Load læsion-seg på PD_inT1_IHC ved at klikke på: Segmentering -> Indlæs fra billedet -> Gennemse -> Vælg <name> _LEauto -> Open -> Næste -> Udfør.
  7. Juster intensiteten af ​​alle 3 billeder som beskrevet i Brain-Sizer manual.
  8. Klik på malerpenslen, Vælg 'Active tegning etiketten' = 2 og 'tegne over' = Synlige etiketter.
  9. Brug T1, PD og T2 til at informere beslutning om, hvad at fange så læsion.
  10. Brug pensel til at male etiket 2 over etiket 1 til at betyde læsion (positive) (Toggle segmentering og slukkes med 's' tasten).
  11. Brug pensel til at male etiket 1 løbet etiket 2 til at betyde falske positiver. Se figur 6.
  12. Når du er tilfreds med læsionsspecifikke seg modifikationer klik: Segmentering -> Gem som billede -> og ændre filnavnet ved at erstatte "auto" med "edit"til slutningen af filen for at angive, at det er "Done", og klik derefter på 'Gem' (dvs. <name> _LEedit)

BEMÆRK: Label 2 (standard farve er RØD) anvendes til at betegne læsion.

3.2 For Scanner med flair Imaging

  1. Åbent ITK-SNAP_sb indlæse <name> _FL_inT1_IHC Klik på: Filer -> Åbn gråtonebillede -> Gennemse -> gå til biblioteket, klik -> Image -> Open -> Næste -> Udfør.
  2. Klik på plustegnet ved siden af ​​aksial visning for at forstørre.
  3. Sluk sigtekornet (x).
  4. Zoom ind (højre klik og træk).
  5. Juster intensiteten ved at klikke på: Funktioner -> Billede Kontrast, derefter trække midterste punkt op og lidt til venstre, indtil billedet lysere på det relevante niveau, Luk.
  6. Load læsion-seg på FL_inT1_IHC ved at klikke på: Segmentering -> Indlæs fra billedet -> Gennemse -> Vælg <name> _FLEXauto -> Open -> Næste -> Udfør.
  7. Juster intensitet som beskriverd i Brain-Sizer manual.
  8. Klik på malerpenslen, Vælg 'Active tegning etiketten' = 2 og 'tegne over' = Synlige etiketter.
  9. Brug FL (brug T1, PD, T2 hvis nødvendigt) for at informere beslutning om, hvad at fange så læsion.
  10. Brug pensel til at male etiket 2 over etiket 1 til at betyde læsion (positive) (Toggle segmentering og slukkes med 's' tasten).
  11. Brug pensel til at male etiket 1 løbet etiket 2 til at betyde falske positiver. Se Figur 7..
  12. Når du er tilfreds med læsionsspecifikke seg modifikationer klik: Segmentering -> Gem som billede -> og ændre filnavnet ved at ændre "auto" til "edit" for at angive, at det er "Done", og klik derefter på 'Gem' (dvs. <name> _FLEXedit ).

BEMÆRK: Label 2 (standard farve er RØD) anvendes til at betegne læsion.

Representative Results

Inter-rater pålidelighed kan vurderes ved hjælp af flere målinger. Brug af uddannelsen sæt, forudsat online ( http://sabre.brainlab.ca ), er de følgende trin anbefales at vurdere inter-rater pålidelighed for hver af procesleddene efter afslutningen af LE.

Brain-Sizer:
For at vurdere inter-Rater pålideligheden af ​​hjernen ekstraktionsprocedurer, generere volumetrics for hver TIV-E masker, <navn> _TIVedit, ved hjælp af <img_count> kommando. Indtast disse volumetrics ind i en statistisk softwarepakke (fx SPSS), sammen med de TIVedit volumetrics fastsatte hver af uddannelsen sæt (se Excel / csv-fil leveres online) og beregne den inter-rater korrelationskoefficient (ICC). Hele hjernen volumetrics til in-house uddannede testere få rapporteret ICC = 0,99, p <0,0001 1,2. Derudover kan evalueringen af ​​den rumlige aftale om TIV maskering vurderes ved hjælp afSI 21. Matlab koden leveres online for at beregne SI-værdier mellem to raters.

For at vurdere ventrikulær omplacering, generere vCSF volumener vha. <img_count> kommando for hver af de segmentering filer med vCSF voxels videretildelt, dvs. <name> _ seg_vcsf. Den vCSF volumen er værdien ved siden af ​​rækken '7 'i kolonnen med titlen' volumen ". Brug de samme procedurer til at evaluere TIV inter-rater pålidelighed, beregne ICC og SI for vCSF.

Fjernelse af hjernestammen, lillehjernen og subtentorial strukturer kan vurderes på samme måde ved at køre <img_count> kommando på <navn> _seg_vcsf_st. De anvendes til denne segmentering maske voluminer vises på den anden sidste række med titlen 'total optælling af nonzero voxels:' under 'volumen «(den sidste kolonne til højre). Anvendelse af de samme procedurer til at evaluere TIV og vCSF, beregne ICC og SI for denne maskering procere at bruge de volumetrics i excel-filen leveret og <navn> _seg_vcsf_st filer.

SABRE:
Mens Brain-Sizer manuelle procedurer nemt kan vurderes ved hjælp af standard målinger, ACPC justering er lidt sværere. Af denne grund er matrix-filer forudsat at sammenligne visuelt for uddannelse af off-site operatører. Efter afslutningen af ​​ACPC tilpasning, åbne en ny ITK-SNAP_sb vinduet indlæse T1 billede, så indlæse matrix for uddannelsen tilfælde leveres online, <navn> _T1_IHCpre_toACPC.mat og visuelt sammenligne hældning, rulning, drejning, og CCAM skive mellem de to billeder.

At evaluere SABRE landmarking procedurer, køre <img_count> på parcellated maske <navn> _SABREparcel_inACPC for hver uddannelse tilfælde. Indtast volumetrics for hver region (3-28). SABRE regionskoder leveres online. Anvendelse af de samme procedurer til at evaluere TIV og vCSF, beregne ICC for hver SABRE hjerne region.SABRE parcellated regionale volumetrics til in-house uddannede testere få rapporterede gennemsnitspriser ICC = 0,98, p <0,01, med ICC værdier i intervallet 0,91-0,99 1,2.

Læsion-Seg:
Da denne komponent er den sidste fase af LE rørledningen, vil pålidelighed og præcision afhænger af de forudgående etaper.

Inter-Rater pålideligheden af ​​SH segmentering opnås ved hjælp af regional ICC af SH volumen og rumlige aftale af SH masker. At evaluere regionale SH mængder, køre <SH_volumetrics>, indtastning både lobmask filen i T1-erhvervelse rum, <name> _SABREparcel og den endelige redigerede læsion segmentering fil, <navn> _LEedit. Brug de samme procedurer til at evaluere SABRE volumetrics, beregne ICC for læsion volumen inden for hver SABRE hjerne region. Anvendelse af de samme procedurer for at vurdere rumlige aftale af TIV maskering processen beregne SI for den endelige redigerede læsionsområder masker <navn> _LEedit (eller FLEXedit). De samme pålidelighedstests kan udføres på både PD/T2-based segmentering og FLAIR-baserede segmentering.

3D T1 PD/T2
Imaging Parametre Axial Volume SAT (S 1) SPGR Axial Spin Echo FC VEMP VB (interleave)
Pulse Timing
TE (msek) 5. 30/80
TR (msek) 35 3.000
Flip Vinkel (°) 35 90
TI (msek) N / A N / A
Scan Range
FOV (cm) 22 20
Skive tykkelse (mm) 1.2 / 0 3/0
Nej Skiver 124 62
Erhvervelse
Matrix størrelse 256 x 192 256 x 192
Voxelstørrelse (mm) 0,86 x 0,86 x 1,4 0,78 x 0,78 x 3
NEX 1 0.5
Total tid (min) 11:00 00:00

Tabel 1.. General Electric 1.5T Strukturelle MR Acquisition parametre.

<td> Axial T2Flair, EDR, FAST
3D T1 PD/T2 FLAIR
Imaging Parametre Axial 3D FSPGR EDR IR Prep Axial 2D FSE-XL, EDR, FAST, fedt sad
Pulse Timing

TE (MS)

3.2 11,1 / 90 140
TR (msek) 8.1 2.500 9.700
Flip Vinkel (°) 8 ° 90 ° 90 °
TI (msek) 650 N / A 2.200
Scan Range
FOV (cm) 22 22 22
Skive tykkelse (mm) 1 3 3
Nej Skiver 186 48 48
Erhvervelse
Matrix størrelse 256 x 192 256 x 192 256 x 192
Voxelstørrelse (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
Total tid (min) 07:20 06:10 07:20

Tabel 2.. General Electric 3T Strukturelle MR Acquisition parametre.

Figur 1
Figur 1.. Axial T1 med uredigeret samlet intrakraniel hvælving (TIV) maske overlay (grøn). Dette er et eksempel på brugen af den lukkede polygon værktøjet i ITK-SNAP_sb at fjerne nonbrain væv som en del af den manuelle redigering proceduren for Brain- Sizer s TIV ekstraktionsprocedure.


Figur 2.. Axial T1 med væv segmentering overlay. Bemærk at etiketfarver er vilkårlige og kan ændres ved hjælp værktøjet Label. Venstre billede viser standardfarver. Midterste billede viser, hvordan CSF (5 = lilla) er genindtrådt i vCSF (7 = magenta). Højre billede viser, hvordan WM farve kan ændres uden at ændre væv klasse etiket, dvs. Label 3 = WM stadig, men farven kan ændres til blå.

Figur 3
Figur 3.. Axial T1 med væv segmentering overlay (venstre billede, GM = gul, WM = orange, CSF = lilla) (til venstre). Afbildet er et eksempel på manuel fjernelse af subtentorial strukturer ved hjælp af den lukkede polygo n værktøj ITK-SNAP_sb (i midten) og sidste væv segmentering efter fjernelse (højre). Som i figur 2, højre billede viser, hvordan WM farve kan ændres uden at ændre væv klasse etiketten, dvs. Label 3 = WM stadig, men farven kan ændres til blå.

Figur 4
Figur 4.. Axial T1 i købet plads før (venstre) og efter (til højre) AC-PC justering udføres.

Figur 5
Figur 5.. To eksempler viser SABRE landmarking procedurer. Axial AC-PC linje T1 med AC (gul), PC (blå) og bageste kant (lyserød) skelsættende placeringer (venstre). En 3D overflade-renderet T1 (til højre) med Sylvian revne (lilla) og central sulcus (lyserød) afgrænsning.

Figur 6
Figur 6.. Axial PD (venstre) med automatisk genererede læsion overlay (i midten), og redigeres manuelt læsion (rød) overlay (højre).

Figur 7
Figur 7.. Axial FLAIR (til venstre), med automatisk genererede læsion overlay (i midten), og redigeres manuelt læsion (rød) overlay (højre).

Discussion

LE segmentering og udstykning procedure blev udviklet specielt til at få de regionale volumetrics fra MR-scanning af AD og normal ældre. Mens der er mange fuldautomatiske rørledninger, der anvender komplekse beregningsmæssige algoritmer til at udføre disse operationer, disse værktøjer tendens til at mangle den individualiserede nøjagtighed og præcision, LE semi-automatisk rørledning producerer. Det trade-off med semi-automatiske processer er de ressourcer, der kræves til korrekt træne operatører med den anatomiske viden og beregningsmæssige færdigheder er nødvendige for at anvende en sådan omfattende pipeline. Men en af ​​de primære fordele ved en individualiseret imaging rørledning er evnen til at opnå kvantitative volumetrics fra moderate til svære tilfælde af neurodegeneration når automatiske rørledninger mislykkes.

Da LE rørledning tidligere er blevet evalueret og anvendt til forskellige ældre og demente befolkninger 1,2,13,14,19,22,23, de vigtigste spørgsmål, der are typisk stødt af trænede operatører er veldokumenterede og er opsummeret nedenfor.

Den manuelle kontrol og redigering påkrævet med Brain-Sizer komponent omfatter TIV udvinding maskering procedure, vCSF omplacering og manuel fjernelse af hjernestammen, lillehjernen og andre subtentorial strukturer. For hjerne udvinding, automatiske TIV output er generelt en anstændig maske forudsat at de oprindelige PD/T2 billederne er af god kvalitet. Men på grund af den relative intensitet værdier af vaskulære og nervevæv mediale til ringere tidsmæssige poler, proximalt til halspulsårerne denne region typisk kræver nogle redigering. Derudover slim i næsehulen tendens til at påvirke regionale intensitet histogrammer, skævvridning intensitet cut-offs værdier i de forreste frontale regioner, som har en tendens til at kræve yderligere manuel redigering af den automatiske TIVauto maske. Endelig er ekstra manuel redigering typisk kræves i de mest overlegne regioner, hvor glObal atrofi tendens til at resultere i en stigning i mængden af ​​subarachnoid CSF lige under dura mater. Alternativt atrofi er forbundet med ventrikelforstørrelse tendens til at minimere operatørens indgreb der er nødvendige med vCSF omplacering. En anden fordel ved at have en tri-feature coregistration fremgangsmåde er evnen til at identificere cystisk væskefyldte infarkter proximale til ventriklerne, eventuelt på grund af periventrikulær venøs vaskulopati 5,24-26, som kan identificeres på grund af deres relativ intensitet på PD og T1 ( hyperintense på PD, hypointense læsioner på T1). Disse hypointensities kan afgrænses fra vCSF bruge manuelle grænser trukket i ITK-SNAP_sb før floodfilling operationer. Da vCSF omplacering udføres i T1-erhvervelse plads i tilfælde, hvor tilpasningen afviger langt fra CCAM flyet, kan kræves en grænse for 3. ventrikel og quadrigeminal cisterne, hvis pc'en ikke er fuldt synlig. Selv tentorium er en forholdsvis let struktur differentiate flere anatomi-baserede regler hjælpe med at vejlede manuel fjernelse af hjernestammen og subtentorial strukturer, især når lokalisering adskillelsen af ​​cerebrale stilke fra den mediale tindingelappen.

SABRE landmarking er en stereotaktisk baseret procedure udført i standard ACPC afstemt billeder, der giver mulighed for moderat forudsigelig lokalisering af bestemte anatomiske kendetegn. Undtagelser fra denne er tilfælde med ekstrem atrofi og normale variabilitet på grund af individuelle forskelle i neuroanatomi. Hjerneatrofi resulterer i et samlet tab af parenkym, øget CSF langs midterlinien omgiver falx cerebri, hvilket øger vanskeligheden ved at vælge passende punkter at placere vartegn. Regelbaserede protokoller er påkrævet, identificere tilfælde, hvor undtagelser fra den generelle regel er påkrævet. Normale variationer i anatomien, især i den relative placering af den centrale sulcus og parieto-occipital sulcus, også øge vanskety manuel afgrænsning af disse strukturer. Men den grafiske brugergrænseflade anvendes af SABRE giver mulighed for real-time rotation af overflade rendered images, som i væsentlig grad bistår i beslutningsprocessen til visualisering af disse særlige vartegn. Endelig har nogle regel-baseret protokol blevet integreret programmering i softwaren for at forhindre operatør overtrædelse f.eks central sulcus afgrænsning er tvunget til at bevæge sig bagud (line sporing er forhindret i at gå tilbage på sig selv).

Læsionen-Seg komponenten manual kontrolprocedure kræver ekspertise i visuel identifikation af relevant hyperintensities, en visuel perception færdighed, som kun erhverves efter udsættelse for scanninger med varierende grader af SH. Falsk-positive minimering algoritmer hjælpe med fjernelse af de fleste fejl i den indledende segmentering. Men differentiering mellem dilaterede perivaskulære rum (Virchow-Robin mellemrum: VRS) i lentiform kernen og reLevant SH i den eksterne kapsel, claustrum, ekstrem kapsel, og subinsular regioner kan være svært. Dette er særligt vanskeligt i tilfælde med VRS i basalganglierne. En nylig papir skitserer standarder for rapportering Vaskulære ændringer på Neuroimaging (STRIVE), anbefalede en størrelse kriterium for at skelne VRS fra lacunes, og beskrive VRS til at være mere lineære og CSF intensitet på MRI. For at løse disse problemer med VRS identifikation, har LE vedtaget: a) en anatomi-baserede regel, der forhindrer virksomhederne i at vælge en hyperintensity der falder inden for lentiform kerne, b) en størrelse kriterium for at udelukke hyperintensities mindre end 5 mm i diameter, og c) en relativ intensitet regel for yderligere udstødelse på grund af den relative CSF intensitet på PD, T2 og T1 27. Derudover kan normal hyperintense signal findes langs midterlinien og falx cerebri, især på FLAIR billedbehandling, hvilket kan være svært at skelne mellem relevant SH langs corpus callosum. I tilfælde afsådan overlapning, er anatomi-baserede regler implementeres, hvor kun SH, som strækker sig ud i periventrikulære regioner accepteres.

Afslutningsvis er det vigtigt at forstå, at denne skriftlige komponent er beregnet til at supplere en video-styret, standardiseret protokol offentliggørelsen i JOVE ( http://www.jove.com ). Mens traditionelle statiske tal hjælpe med at forklare nogle begreber, er mere effektive video-baserede tutorials til at kommunikere de involverede med en omfattende neuroimaging rørledning såsom Læsion Explorer komplekse metodologiske processer.

Disclosures

Forfatterne har ikke noget at afsløre.

Acknowledgements

Forfatterne takker for finansiel støtte fra følgende kilder. Udvikling og afprøvning af forskellige Neuroimaging analyser blev støttet af flere tilskud, især fra den canadiske Institutes of Health Research (MOP # 13129), Alzheimer Society of Canada og Alzheimers Association (USA), hjertet og slagtilfælde Foundation canadiske Partnerskab for slagtilfælde Recovery (HSFCPSR) og LC Campbell Foundation. JR modtager støtte løn fra Alzheimer Society of Canada; SEB fra Sunnybrook Research Institute og departementer of Medicine på Sunnybrook og U af T, herunder Brill Chair i Neurology. Forfattere får også støtte løn fra 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