أجزاء من هذا العمل، أي دراسة حول مراقبة الجودة وتصحيح للاتجاهات التدرج في تطبيق تالف لبيانات المرضى الذين يعانون من اضطرابات فرط الحركة، ودعمت من قبل الشبكة الأوروبية HD (EHDN مشروع 070). تم الحصول على فحوصات الرنين المغناطيسي في هذه الدراسة معينة كجزء من لندن موقع TRACK-HD الفوج.

الكتاب ليس لديهم ما يكشف.

لا يمكن أن يتحقق في المتوسط ​​بين موضوع زارة التجارة والصناعة البيانات فيما يتعلق سعة الانتشار (عن طريق استخدام المعلومات FA) واتجاه الانتشار (استنادا إلى FT)، على التوالي. في المتوسط ​​من FA خرائط يسمح للمقارنة إحصائية للجماعات الموضوع من قبل WBSS وTFAS. هذا الإطار المنه?...

نشر الموترة التصوير في الدماغ البشري تتكون هذه المسألة (WM) مساحات بيضاء في الجهاز العصبي المركزي من المحاور المزدحمة بالسكان بالإضافة إلى أنواع مختلفة من دبق عصبي وغيرها من المجموعات الصغيرة من الخلايا. غشاء محور عصبي وكذلك ألياف البروتين الانحياز بشكل جيد ضمن محور عصبي يقيد عمودي نشر المياه إلى التوجه الألياف، مما يؤدي إلى انتشار المياه متباين الخواص في الدماغ WM 1. الأغماد المايلين حول محاور عصبية يمكن أن تسهم أيضا في تباين لكلا داخل وخارج الخلية الماء 2. ويمكن الكشف عن الوصف الكمي للتباين هذا من قبل نشر الموترة التصوير (DTI). زارة التجارة والصناعة تنتج صورا للأنسجة مرجحة مع الخصائص المجهرية المحلية من نشر المياه. للكثافات صورة في كل موقف هي الموهن، اعتمادا على قوة واتجاه ما يسمى التدرج نشر المغناطيسي (ممثلة فيذات القيمة ب)، وكذلك على البنية المجهرية المحلية التي جزيئات الماء منتشر 3، ومعامل الانتشار D، قيمة العددية: <img alt="المعادلة 1" fo:src="/files/ftp_upload/50427/50427eq1highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50427/50427eq1.jpg" /> ومع ذلك، في ظل وجود تباين في WM ونشرها لم يعد من الممكن تتميز معامل عددي واحد، ولكن يتطلب موتر <img alt="المعادلة 3" fo:src="/files/ftp_upload/50427/50427eq3highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50427/50427eq3.jpg" /> الذي يصف في أول تقدير تقريبي التنقل الجزيئية على طول كل اتجاه، والعلاقة بين هذه الاتجاهات 4. ويتسبب تباين نشرها أساسا من التوجه من مساحات الألياف في WM ويتأثر معالمه الصغرى والهيكلية الكلية. من الميزات المجهرية، منظمة intraaxonal يبدو أن من أعظم تأثير على تباين نشرها، إلى جانب كثافة الأليافالثانية التعبئة الخلية، ودرجة تكون الميالين، وقطر الألياف الفردية. على نطاق والعيانية، التباين في توجهات كل مساحات WM في فوكسل التصوير يؤثر درجته من تباين 5. في القياسات زارة التجارة والصناعة التقليدية، أبعاد فوكسل هي بالترتيب من ملليمتر. وهكذا، فإن فوكسل يحتوي دائما على المعلومات بلغ متوسط ​​جزيئات الماء داخل وحدة التخزين التي تغطي عادة الكشف عن العديد من المحاور وكذلك جزيئات الماء المحيطة بها. وعلى الرغم من هذه البيئة متعددة الاتجاهات، DTI حساسة للاتجاه أكبر المحور الرئيسي الذي ينسجم مع اتجاه محور عصبي الغالبة، أي مساهمة محور عصبي يسيطر على إشارة المقاسة 2. يوفر زارة التجارة والصناعة نوعين من المعلومات حول الخاصية من نشر المياه: أولا، مدى التوجه نحو مستقل من نشر تباين 5 والثانية، والاتجاه السائد للنشر المياه في ايماجvoxels ه، أي التوجه نشر 6. ومن المفترض أن البروتوكولات الحالية لتوفير إطار من تقنيات تحليل زارة التجارة والصناعة لمقارنة كمية من الجماعات الموضوع على مستوى المجموعة، كما هو مبين في ما يلي. الكمي لخصائص نشر - تحليل المعلمات ويمكن قياس عناصر موتر متماثل من قبل التدرجات نشرها على طول لا يقل عن ستة اتجاهات غير متداخلة وغير متحد المستوى بحيث ب (المعادلة 1) أصبح موتر، مما أدى إلى تخفيف إشارة <img alt="المعادلة 2" fo:src="/files/ftp_upload/50427/50427eq2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50427/50427eq2.jpg" /> هذه المعادلة يتطلب المحاسبة عن التفاعلات الممكنة بين التصوير والتدرجات نشر التي يتم تطبيقها في الاتجاهات المتعامدة (مصطلحات الصليب)، وحتى بين التدرجات التصوير التي يتم تطبيقهافي الاتجاهات المتعامدة 4. والموترة نشر المرتبة الثانية <img alt="المعادلة 3" fo:src="/files/ftp_upload/50427/50427eq3highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50427/50427eq3.jpg" /> يمكن دائما diagonalized ترك ثلاثة عناصر فقط غير صفرية على طول قطري الرئيسي للموتر، أي القيم الذاتية ( <img alt="المعادلة 4" fo:src="/files/ftp_upload/50427/50427eq4highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50427/50427eq4.jpg" /> ). والقيم الذاتية تعكس شكل أو تكوين الإهليلجي. يتم وصف العلاقة الرياضية بين إحداثيات الرئيسية للالإهليلجي والإطار المختبرية التي أجراها المتجهات الذاتية <img alt="المعادلة 5" fo:src="/files/ftp_upload/50427/50427eq5highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50427/50427eq5.jpg" /> وبما أن هناك العديد من التحديات في عرض البيانات موتر، وقد اقترح مفهوم مجسمات القطع الناقص نشر 3. وEigendiffusivities هذه هتمثل llipsoids معاملات ذات بعد واحد نشر في الاتجاه الرئيسي للdiffusivities من المتوسط، أي المحور الرئيسي للالإهليلجي يمثل الاتجاه الرئيسي في نشر فوكسل الذي يتزامن مع اتجاه الألياف، في حين أن الانحراف من الإهليلجي يوفر معلومات حول درجة تباين والتماثل لها. ولذلك، تباين مقاييس نشر مثل تباين كسور (FA) يمكن تعريف 7. <img alt="معادلة 6" fo:src="/files/ftp_upload/50427/50427eq6highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50427/50427eq6.jpg" /> <img alt="المعادلة 7" fo:src="/files/ftp_upload/50427/50427eq7highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50427/50427eq7.jpg" /> هو المتوسط ​​الحسابي لجميع القيم الذاتية. نهج إضافية لاستخدام الاتجاه الرئيسي للالموترة نشرها لمعالجة اتصال WM من الدماغ، والمقابلة لtractography approaCH الذي لديه نية للتحقيق في أي أجزاء من الدماغ ترتبط مع بعضها البعض. على افتراض أن توجه عنصرا رئيسيا في نشر الموترة يمثل التوجه للمساحات محور عصبي المهيمنة، يتم توفير مجال ناقلات 3-D في كل النواقل التي تمثل التوجه الألياف. حاليا، هناك العديد من الطرق المختلفة لإعادة بناء مساحات WM التي يمكن تقسيمها إلى نوعين: ويستند الفئة الأولى على خوارزميات اكثار خط باستخدام معلومات موتر المحلية لكل خطوة من الألياف المسالك نشر 2،8،9. ويستند الفئة الثانية على تقليل الطاقة العالمية إلى العثور على المسار بقوة الأكثر ملاءمة بين منطقتين WM، مما أدى إلى نهج الإحصاءات المكانية القائمة على المسالك (TBSS) 10 والتي تم استخدامها في خوارزميات أخرى مثل الإحصاءات تباين كسور tractwise (TFAS - أنظر نص البروتوكول، القسم 2.4). التحول في موقف التجسيميارض فضاء كما هو الحال في غيرها من وسائل التصوير بالرنين المغناطيسي المتقدمة، وزارة التجارة والصناعة والقائم على دراسات FT في سياق السريرية متابعة الهدف النهائي لتصنيف التشكل في الدماغ المريض الفرد من أجل تسهيل عملية التشخيص يعتمد على بعض التمييز متري 11. هي دراسات على مستوى المجموعة الأكثر ملاءمة إذا من المفترض أن يكون بسبب الأضرار التي لواحد أو أكثر من مجالات محددة في الدماغ أو شبكة تشريحي عصبي محددة النمط الظاهري السريرية المشتركة. هنا، في المتوسط ​​من النتائج للمواد الدراسية المختلفة هو مفيد من أجل تقييم الأنماط الشائعة من التعديلات المجهرية. كل فرد لديه الدماغ على أن يتم تحويلها إلى الفضاء التجسيمي بحيث، في الخطوة الثانية، حيث بلغ متوسطها الحسابي للنتائج على مستوى فوكسل تلو فوكسل هو ممكن. تطبيع المكانية سمح لعلم الحساب في المتوسط ​​من النتائج التي تم الحصول عليها من مواضيع مختلفة من أجل تحسين نسبة الإشارة إلى الضوضاء (SNR) وإجراء المقارنة بين عينات من المرضى وتابعسيادة القانون والأمن من أجل تحليل التشريح المرضي الحسابية من اضطراب محددة، مثل مرض الاعصاب الذي يرتبط مع التكلف نظام محددة في الدماغ. اقترح نهج في وقت مبكر من التطبيع إلى الفضاء التجسيمي موحدة بنسبة 12 خوارزمية التحول إلى أطلس القياسية التي تنطوي على تحديد مختلف المعالم الدماغ وتوسيع تدريجي من الأرباع الدماغ. في الوقت الحاضر، فإن معظم MRI حزم متقدمة لتحليل البيانات استخدام تطبيع للمعهد مونتريال العصبية (MNI) الفضاء التجسيمي 13. لهذا التحول، تم تطوير خوارزميات تسجيل الدماغ شبه والآلي باستخدام قوالب محددة الدراسة 14،15. في زارة التجارة والصناعة، اهتماما خاصا لابد من الانتباه إلى الحفاظ على المعلومات اتجاهي أثناء عملية التطبيع 16،17. تطبيق التحولات المكانية إلى صور DT-MR التي مطلوبة من أجل تطبيع المكانيةمن مجموعات من مجموعات البيانات، على النقيض من الصور العددية تزييفها، معقدة بسبب حقيقة أن DTS تحتوي على معلومات توجهي الذي يتأثر مرة أخرى عن طريق التحول. يجب حساب هذا التأثير لمن أجل التأكد من صحة التشريحية للصورة تتحول. هنا، يتم عرض تقنيات لتطبيق التحولات أفيني إلى مجموعات البيانات زارة التجارة والصناعة. تطبيق زارة التجارة والصناعة لأمراض الدماغ المقارنة بين طولية زارة التجارة والصناعة البيانات يتطلب المواءمة / تسجيل البيانات موضوع واحد بين بعضها البعض. في هذا السياق، والمحافظة على المعلومات اتجاهي ضروري (أي دوران الموترة نشرها خلال التحولات أفيني). وقد تم الإبلاغ عن التطبيقات الممكنة لاضطرابات الاعصاب سابقا (مثلا 18،19). وقد أنشئت زارة التجارة والصناعة كأداة فنية غير الغازية قوية للتحقيق في الجسم الحي neuropathology من WM مساحات العصبية (مثل 11،20،21،22). المقاييس الكمية المستندة زارة التجارة والصناعة من عملية الانتشار، مثل كرة القدم، وبالفعل ثبت أن تكون علامات حساسة لدراسة مجموعة واسعة من الأمراض WM، مثل السكتة الدماغية 20، التصلب المتعدد 23، الضموري الجانبي التصلب 24، 25، مرض الزهايمر 26 ، والعديد من الاضطرابات الأخرى WM 27،28. بالإضافة إلى ذلك، زارة التجارة والصناعة مع FT يمكن استخدامها لتحديد مساحات WM 23. هذا الأسلوب، في حين لا يزال ليس في الاستخدام السريري الروتيني، والناشئة باعتبارها أداة قوية لتقييم حالة شذوذ مسار محدد في الأمراض العصبية. ضمن مساحات المحددة، ومختلف المؤشرات الكمية المستمدة من التصوير بالرنين المغناطيسي زارة التجارة والصناعة والاستحواذ إضافية (مثل الصور T2 المرجحة و / أو نقل مغنطة (MT) التصوير) التي هي coregistered تشريحيا إلى البيانات زارة التجارة والصناعة يمكن قياسها. بموجب هذه الوثيقة، يمكن أن يكون كل مؤشر calculانبعاث العوادم بوصفها وظيفة من موقف داخل الجهاز، مشيرا إلى المؤامرات التي تصور التباين المكاني لمحات المسالك. في ما يلي، بالاشعة زارة التجارة والصناعة الإنسان التي أجريت على 1.5 استخدمت تسلا MRI-الماسحات الضوئية (سيمنز الطبية، الاحتفالات، ألمانيا) للتحقيق إمكانات تقنيات تحليل مختلف للكشف عن تشوهات المادة البيضاء في مجموعات المرضى وكذلك في الأفراد. بعد التأكد من جودتها الآلي للقضاء على أحجام الحركة تالف وحدات التخزين مع أنواع أخرى من الأعمال الفنية، وإجراءات تحليل نتائج العمل الموحد إعداد البيانات للتحليل زارة التجارة والصناعة على التوالي. سوف يتضح النهج تحليل مختلف في ما يلي، على سبيل المثال أول الدماغ كله، استنادا الإحصاءات المكانية (WBSS)، في المرتبة الثانية، FT، و، Tractwise الاحصائيات تباين كسور الثالث (TFAS). WBSS هو الأسلوب الذي يعمل في القياس لقياس الأشكال القائم على فوكسل (VBM) والتي عادة ما يعرف باسم قياس الأشكال القائم على فوكسل / الإحصاءات المتعلقة زارة التجارة والصناعة البيانات (VBM / زارة التجارة والصناعة) <eم&gt;. VBM هو الأسلوب الذي تدير أصلا على النقيض من الصور حيث يكون هناك اختلاف التباين في مسح منفصل ليتم حلها في حين WBSS هو الأسلوب الذي يستخدمه مقارنة voxelwise من معلمة المادية. لذا، على الرغم مماثلة حسابيا، والمصطلحات التي يتم التفريق WBSS وVBM سيتم استخدامها في ما يلي.

<table border="1">
 <tbody>
 <tr>
 <td>MR scanner</td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td>Siemens 1.5 T Magnetom Symphony</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>analysis software </td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td>TIFT - Tensor Imaging and Fiber Tracking</td>
 </tr>
 </tbody>
 </table>

diffusion tensor magnetic resonance imaging in the analysis of neurodegenerative diseases

توفر نشر الموترة التصوير (DTI) تقنيات المعلومات على العمليات المجهرية من المادة البيضاء الدماغية (WM) في الجسم الحي. تم تصميم التطبيقات الحالية للتحقيق في خلافات في أنماط مشاركة WM في أمراض مختلفة في الدماغ، والاضطرابات العصبية وخاصة، عن طريق استخدام التحليلات زارة التجارة والصناعة في مختلف مقارنة مع الضوابط الملائمة. يتم تنفيذ تحليل البيانات زارة التجارة والصناعة بطريقة VARIATE، أي مقارنة voxelwise من المقاييس الإقليمية نشر القائمة على اتجاه مثل تباين كسور (FA)، جنبا إلى جنب مع تتبع الألياف (FT) يرافقه الاحصائيات تباين كسور tractwise (TFAS) على مستوى المجموعة من أجل لتحديد الاختلافات في هياكل الاتحاد الانجليزي على طول WM، الذي يهدف إلى تعريف الأنماط الإقليمية للتعديلات WM على مستوى المجموعة. التحول إلى فضاء معيار التجسيمي هو شرط أساسي للدراسات مجموعة ويتطلب بيانات وافية وتجهيز للحفاظ دبالتبعية المتبادلة بين irectional. تظهر التطبيقات الحالية النهج التقنية الأمثل لهذه المحافظة على المعلومات الكمية والاتجاه خلال تطبيع المكانية في تحليل البيانات على مستوى المجموعة. على هذا الأساس، يمكن تطبيق تقنيات FT إلى مجموعة بيانات متوسط ​​من أجل تحديد المعلومات المقاييس على النحو المحدد من قبل FT. بالإضافة إلى ذلك، تطبيق الأساليب زارة التجارة والصناعة، أي الاختلافات في FA-الخرائط بعد المحاذاة التجسيمي، في تحليل طولية في أساس الموضوع الفردية تكشف عن معلومات حول تطور الاضطرابات العصبية. ويمكن الحصول على مزيد من تحسين الجودة على أساس النتائج زارة التجارة والصناعة خلال تجهيزها من قبل تطبيق القضاء للرقابة من الاتجاهات التدرج مع مستويات الضوضاء العالية. في ملخص، يستخدم زارة التجارة والصناعة لتحديد WM التشريح المرضي متميزة من أمراض الدماغ المختلفة عن طريق الجمع بين كامل تحليل زارة التجارة والصناعة القائم على الدماغ والقائم على المسالك.

1. QC وتصحيح للاتجاهات التدرج في تطبيق تالف لبيانات المرضى الذين يعانون من اضطرابات فرط الحركة كمثال لتأثير تطبيق مراقبة الجودة وحجم الاستبعاد لاحقة (ونتيجة لذلك من تصحيح للتلف GD)، ويبين الشكل 8 اختلافات في الدماغ الإحصاءا?...

Watch this Scientific Journal Video about Diffusion Tensor Magnetic Resonance Imaging in the Analysis of Neurodegenerative Diseases at JoVE.com

Diffusion Tensor Magnetic Resonance Imaging in the Analysis of Neurodegenerative Diseases

نشر الموترة التصوير (DTI) يخدم أساسا كأداة القائم على التصوير بالرنين المغناطيسي لتحديد<em&gt; في الجسم الحي</em&gt; المجهرية للدماغ والعمليات المرضية بسبب الاضطرابات العصبية داخل المادة البيضاء الدماغية. التحليلات المستندة زارة التجارة والصناعة السماح للتطبيق لأمراض الدماغ سواء على مستوى المجموعة والبيانات في موضوع واحد.

نشر الموترة التصوير بالرنين المغناطيسي في تحليل أمراض الاعصاب

Diffusion tensor imaging (DTI) techniques provide information on the microstructural processes of the cerebral white matter (WM) in vivo. The present ...

diffusion-tensor-magnetic-resonance-imaging-analysis

Research

JoVE Journal

Medicine

28.1K Views.  University of Ulm. نشر الموترة التصوير (DTI) يخدم أساسا كأداة القائم على التصوير بالرنين المغناطيسي لتحديد في الجسم الحي المجهرية للدماغ والعمليات المرضية بسبب الاضطرابات العصبية داخل المادة البيضاء الدماغية. التحليلات المستندة زارة التجارة والصناعة السماح للتطبيق لأمر?...

Video: Diffusion Tensor Magnetic Resonance Imaging in the Analysis of Neurodegenerative Diseases

Magnetic Resonance Derived Myocardial Strain Assessment Using Feature Tracking

Purpose: An accurate and practical method to measure parameters like strain in myocardial tissue is of great clinical value, since it has been shown, that strain is a more sensitive and earlier marker for contractile dysfunction than the frequently used parameter EF. Current technologies for CMR are time consuming and difficult to implement in clinical practice. Feature tracking is a technology that can lead to more automization and robustness of quantitative analysis of medical images with less time consumption than comparable methods.
Methods: An automatic or manual input in a single phase serves as an initialization from which the system starts to track the displacement of individual patterns representing anatomical structures over time. The specialty of this method is that the images do not need to be manipulated in any way beforehand like e.g. tagging of CMR images.
Results: The method is very well suited for tracking muscular tissue and with this allowing quantitative elaboration of myocardium and also blood flow.
Conclusions: This new method offers a robust and time saving procedure to quantify myocardial tissue and blood with displacement, velocity and deformation parameters on regular sequences of CMR imaging. It therefore can be implemented in clinical practice.

An accurate and practical method to measure parameters like strain in myocardial tissue is of great clinical value, since it has been shown, that strain is a more sensitive and earlier marker for contractile dysfunction than the frequently used parameter EF.

الرنين المغناطيسي المشتقة عضلة القلب عن طريق تقييم سلالة ميزة تتبع

Purpose: An accurate and practical method to measure parameters like strain in myocardial tissue is of great clinical value, since it has been shown, that ...

Probing the Brain in Autism Using fMRI and Diffusion Tensor Imaging

Newly emerging theories suggest that the brain does not function as a cohesive unit in autism, and this discordance is reflected in the behavioral symptoms displayed by individuals with autism. While structural neuroimaging findings have provided some insights into brain abnormalities in autism, the consistency of such findings is questionable. Functional neuroimaging, on the other hand, has been more fruitful in this regard because autism is a disorder of dynamic processing and allows examination of communication between cortical networks, which appears to be where the underlying problem occurs in autism. Functional connectivity is defined as the temporal correlation of spatially separate neurological events1. Findings from a number of recent fMRI studies have supported the idea that there is weaker coordination between different parts of the brain that should be working together to accomplish complex social or language problems2,3,4,5,6. One of the mysteries of autism is the coexistence of deficits in several domains along with relatively intact, sometimes enhanced, abilities. Such complex manifestation of autism calls for a global and comprehensive examination of the disorder at the neural level. A compelling recent account of the brain functioning in autism, the cortical underconnectivity theory,2,7 provides an integrating framework for the neurobiological bases of autism. The cortical underconnectivity theory of autism suggests that any language, social, or psychological function that is dependent on the integration of multiple brain regions is susceptible to disruption as the processing demand increases. In autism, the underfunctioning of integrative circuitry in the brain may cause widespread underconnectivity. In other words, people with autism may interpret information in a piecemeal fashion at the expense of the whole. Since cortical underconnectivity among brain regions, especially the frontal cortex and more posterior areas 3,6, has now been relatively well established, we can begin to further understand brain connectivity as a critical component of autism symptomatology.
A logical next step in this direction is to examine the anatomical connections that may mediate the functional connections mentioned above. Diffusion Tensor Imaging (DTI) is a relatively novel neuroimaging technique that helps probe the diffusion of water in the brain to infer the integrity of white matter fibers. In this technique, water diffusion in the brain is examined in several directions using diffusion gradients. While functional connectivity provides information about the synchronization of brain activation across different brain areas during a task or during rest, DTI helps in understanding the underlying axonal organization which may facilitate the cross-talk among brain areas. This paper will describe these techniques as valuable tools in understanding the brain in autism and the challenges involved in this line of research.

Neuroimaging techniques, such as functional MRI and Diffusion Tensor Imaging have become increasingly useful in characterizing the cognitive and neural deficits in autism. An examination of brain connectivity in autism at a network level along with adaptations for scanning children with developmental disabilities is presented.

تحقق في الدماغ باستخدام الرنين المغناطيسي الوظيفي في التوحد وإنتشار العضلة الشادة التصوير

Newly emerging theories suggest that the brain does not function as a cohesive unit in autism, and this discordance is reflected in the behavioral ...

High Content Screening in Neurodegenerative Diseases

The functional annotation of genomes, construction of molecular networks and novel drug target identification, are important challenges that need to be addressed as a matter of great urgency1-4. Multiple complementary 'omics' approaches have provided clues as to the genetic risk factors and pathogenic mechanisms underlying numerous neurodegenerative diseases, but most findings still require functional validation5. For example, a recent genome wide association study for Parkinson's Disease (PD), identified many new loci as risk factors for the disease, but the underlying causative variant(s) or pathogenic mechanism is not known6, 7. As each associated region can contain several genes, the functional evaluation of each of the genes on phenotypes associated with the disease, using traditional cell biology techniques would take too long. 
	There is also a need to understand the molecular networks that link genetic mutations to the phenotypes they cause. It is expected that disease phenotypes are the result of multiple interactions that have been disrupted. Reconstruction of these networks using traditional molecular methods would be time consuming. Moreover, network predictions from independent studies of individual components, the reductionism approach, will probably underestimate the network complexity8. This underestimation could, in part, explain the low success rate of drug approval due to undesirable or toxic side effects. Gaining a network perspective of disease related pathways using HT/HC cellular screening approaches, and identifying key nodes within these pathways, could lead to the identification of targets that are more suited for therapeutic intervention.
	High-throughput screening (HTS) is an ideal methodology to address these issues9-12. but traditional methods were one dimensional whole-well cell assays, that used simplistic readouts for complex biological processes. They were unable to simultaneously quantify the many phenotypes observed in neurodegenerative diseases such as axonal transport deficits or alterations in morphology properties13, 14. This approach could not be used to investigate the dynamic nature of cellular processes or pathogenic events that occur in a subset of cells. To quantify such features one has to move to multi-dimensional phenotypes termed high-content screening (HCS)4, 15-17. HCS is the cell-based quantification of several processes simultaneously, which provides a more detailed representation of the cellular response to various perturbations compared to HTS. 
	HCS has many advantages over HTS18, 19, but conducting a high-throughput (HT)-high-content (HC) screen in neuronal models is problematic due to high cost, environmental variation and human error. In order to detect cellular responses on a 'phenomics' scale using HC imaging one has to reduce variation and error, while increasing sensitivity and reproducibility. 
	Herein we describe a method to accurately and reliably conduct shRNA screens using automated cell culturing20 and HC imaging in neuronal cellular models. We describe how we have used this methodology to identify modulators for one particular protein, DJ1, which when mutated causes autosomal recessive parkinsonism21. 
	Combining the versatility of HC imaging with HT methods, it is possible to accurately quantify a plethora of phenotypes. This could subsequently be utilized to advance our understanding of the genome, the pathways involved in disease pathogenesis as well as identify potential therapeutic targets.

We describe a methodology combining automated cell culturing with high-content imaging to visualize and quantify multiple cellular processes and structures, in a high-throughput manner. Such methods can aid in the further functional annotation of genomes as well as identify disease gene networks and potential drug targets.

فحص محتوى عالية في أمراض الاعصاب

The functional annotation of genomes, construction of molecular networks and novel drug target identification, are important challenges that need to be ...

The Use of Primary Human Fibroblasts for Monitoring Mitochondrial Phenotypes in the Field of Parkinson's Disease

Parkinson's disease (PD) is the second most common movement disorder and affects 1% of people over the age of 60 1. Because ageing is the most important risk factor, cases of PD will increase during the next decades 2. Next to pathological protein folding and impaired protein degradation pathways, alterations of mitochondrial function and morphology were pointed out as further hallmark of neurodegeneration in PD 3-11.
After years of research in murine and human cancer cells as in vitro models to dissect molecular pathways of Parkinsonism, the use of human fibroblasts from patients and appropriate controls as ex vivo models has become a valuable research tool, if potential caveats are considered. Other than immortalized, rather artificial cell models, primary fibroblasts from patients carrying disease-associated mutations apparently reflect important pathological features of the human disease.
Here we delineate the procedure of taking skin biopsies, culturing human fibroblasts and using detailed protocols for essential microscopic techniques to define mitochondrial phenotypes. These were used to investigate different features associated with PD that are relevant to mitochondrial function and dynamics. Ex vivo, mitochondria can be analyzed in terms of their function, morphology, colocalization with lysosomes (the organelles degrading dysfunctional mitochondria) and degradation via the lysosomal pathway. These phenotypes are highly relevant for the identification of early signs of PD and may precede clinical motor symptoms in human disease-gene carriers. Hence, the assays presented here can be utilized as valuable tools to identify pathological features of neurodegeneration and help to define new therapeutic strategies in PD.

The Use of Primary Human Fibroblasts for Monitoring Mitochondrial Phenotypes in the Field of Parkinson&#039;s Disease

Fibroblasts from patients carrying mutations in Parkinson's disease-causing genes represent an easily accessible ex vivo model to study disease-associated phenotypes. Live cell imaging gives the opportunity to study morphological and functional parameters in living cells. Here we describe the preparation of human fibroblasts and subsequent monitoring of mitochondrial phenotypes.

استخدام الخلايا الليفية الإنسان الأساسية لرصد نمط ظاهري الميتوكوندريا في مجال مرض باركنسون

Parkinson's disease (PD) is the second most  common movement disorder and affects 1% of people over the age of 60 1. Because ageing is  the most important ...

Tracking the Mammary Architectural Features and Detecting Breast Cancer with Magnetic Resonance Diffusion Tensor Imaging

Breast cancer is the most common cause of cancer among women worldwide. Early detection of breast cancer has a critical role in improving the quality of life and survival of breast cancer patients. In this paper a new approach for the detection of breast cancer is described, based on tracking the mammary architectural elements using diffusion tensor imaging (DTI). 
The paper focuses on the scanning protocols and image processing algorithms and software that were designed to fit the diffusion properties of the mammary fibroglandular tissue and its changes during malignant transformation. The final output yields pixel by pixel vector maps that track the architecture of the entire mammary ductal glandular trees and parametric maps of the diffusion tensor coefficients and anisotropy indices. 
The efficiency of the method to detect breast cancer was tested by scanning women volunteers including 68 patients with breast cancer confirmed by histopathology findings. Regions with cancer cells exhibited a marked reduction in the diffusion coefficients and in the maximal anisotropy index as compared to the normal breast tissue, providing an intrinsic contrast for delineating the boundaries of malignant growth. Overall, the sensitivity of the DTI parameters to detect breast cancer was found to be high, particularly in dense breasts, and comparable to the current standard breast MRI method that requires injection of a contrast agent. Thus, this method offers a completely non-invasive, safe and sensitive tool for breast cancer detection.

We describe how to obtain parametric and vector maps of the diffusion tensor of the breast using magnetic resonance imaging. The protocol and final output following imaging processing are tailored for tracking breast architectural features and detecting breast malignancy.

تتبع الثديية الميزات المعمارية والكشف عن سرطان الثدي مع الرنين المغناطيسي التصوير إنتشار العضلة الشادة

Breast cancer is the most common cause of cancer among women worldwide. Early detection of breast cancer has a critical role in improving the quality of ...

Quantitative Magnetic Resonance Imaging of Skeletal Muscle Disease

Quantitative magnetic resonance imaging (qMRI) describes the development and use of MRI to quantify physical, chemical, and/or biological properties of living systems. Neuromuscular diseases often exhibit a temporally varying, spatially heterogeneous, and multi-faceted pathology. The goal of this protocol is to characterize this pathology using qMRI methods. The MRI acquisition protocol begins with localizer images (used to locate the position of the body and tissue of interest within the MRI system), quality control measurements of relevant magnetic field distributions, and structural imaging for general anatomical characterization. The qMRI portion of the protocol includes measurements of the longitudinal and transverse relaxation time constants (T1 and T2, respectively). Also acquired are diffusion-tensor MRI data, in which water diffusivity is measured and used to infer pathological processes such as edema. Quantitative magnetization transfer imaging is used to characterize the relative tissue content of macromolecular and free water protons. Lastly, fat-water MRI methods are used to characterize fibro-adipose tissue replacement of muscle. In addition to describing the data acquisition and analysis procedures, this paper also discusses the potential problems associated with these methods, the analysis and interpretation of the data, MRI safety, and strategies for artifact reduction and protocol optimization.

Neuromuscular diseases often exhibit a temporally varying, spatially heterogeneous, and multi-faceted pathology. The goal of this protocol is to characterize this pathology using non-invasive magnetic resonance imaging methods.

الكمي التصوير بالرنين المغناطيسي من مرض العضلات والهيكل العظمي

Quantitative magnetic resonance imaging (qMRI) describes the development and use of MRI to quantify physical, chemical, and/or biological properties of ...

Simultaneous PET/MRI Imaging During Mouse Cerebral Hypoxia-ischemia

Dynamic changes in tissue water diffusion and glucose metabolism occur during and after hypoxia in cerebral hypoxia-ischemia reflecting a bioenergetics disturbance in affected cells. Diffusion weighted magnetic resonance imaging (MRI) identifies regions that are damaged, potentially irreversibly, by hypoxia-ischemia. Alterations in glucose utilization in the affected tissue may be detectable by positron emission tomography (PET) imaging of 2-deoxy-2-(18F)fluoro-&#7429;-glucose ([18F]FDG) uptake. Due to the rapid and variable nature of injury in this animal model, acquisition of both modes of data must be performed simultaneously in order to meaningfully correlate PET and MRI data. In addition, inter-animal variability in the hypoxic-ischemic injury due to vascular differences limits the ability to analyze multi-modal data and observe changes to a group-wise approach if data is not acquired simultaneously in individual subjects. The method presented here allows one to acquire both diffusion-weighted MRI and [18F]FDG uptake data in the same animal before, during, and after the hypoxic challenge in order to interrogate immediate physiological changes.

The method presented here uses simultaneous positron emission tomography and magnetic resonance imaging. In the cerebral hypoxia-ischemia model, dynamic changes in diffusion and glucose metabolism occur during and after injury. The evolving and irreproducible damage in this model necessitates simultaneous acquisition if meaningful multi-modal imaging data are to be acquired.

في وقت واحد التصوير PET / MRI خلال الماوس الدماغي نقص الأكسجة-نقص التروية

Dynamic changes in tissue water diffusion and glucose metabolism occur during and after hypoxia in cerebral hypoxia-ischemia reflecting a bioenergetics ...

Cardiac Magnetic Resonance Imaging at 7 Tesla

CMR at an ultra-high field (magnetic field strength B0&#160;&#8805; 7 Tesla) benefits from the signal-to-noise ratio (SNR) advantage inherent at higher magnetic field strengths and potentially provides improved signal contrast and spatial resolution. While promising results have been achieved, ultra-high field CMR is challenging due to energy deposition constraints and physical phenomena such as transmission field non-uniformities and magnetic field inhomogeneities. In addition, the magneto-hydrodynamic effect renders the synchronization of the data acquisition with the cardiac motion difficult. The challenges are currently addressed by explorations into novel magnetic resonance technology. If all impediments can be overcome, ultra-high field CMR may generate new opportunities for functional CMR, myocardial tissue characterization, microstructure imaging or metabolic imaging. Recognizing this potential, we show that multi-channel radio frequency (RF) coil technology tailored for CMR at 7 Tesla together with higher order B0 shimming and a backup signal for cardiac triggering facilitates high fidelity functional CMR. With the proposed setup, cardiac chamber quantification can be accomplished in examination times similar to those achieved at lower field strengths. To share this experience and to support the dissemination of this expertise, this work describes our setup and protocol tailored for functional CMR at 7 Tesla.

The sensitivity gain inherent to ultrahigh field magnetic resonance holds promise for high spatial resolution imaging of the heart. Here, we describe a protocol customized for functional cardiovascular magnetic resonance (CMR) at 7 Tesla using an advanced multi-channel radio-frequency coil, magnetic field shimming and a triggering concept.

القلب التصوير بالرنين المغناطيسي في 7 تسلا

CMR at an ultra-high field (magnetic field strength B0&#160;&#8805; 7 Tesla) benefits from the signal-to-noise ratio (SNR) advantage inherent at higher ...

Phase Contrast Magnetic Resonance Imaging in the Rat Common Carotid Artery

Phase contrast magnetic resonance imaging (PC-MRI) is a noninvasive approach that can quantify flow-related parameters such as blood flow. Previous studies have shown that abnormal blood flow may be associated with systemic vascular risk. Thus, PC-MRI can facilitate the translation of data obtained from animal models of cardiovascular diseases to pertinent clinical investigations. In this report, we describe the procedure for measuring blood flow in the common carotid artery (CCA) of rats using cine-gated PC-MRI and discuss relevant analysis methods. This procedure can be performed in a live, anesthetized animal and does not require euthanasia after the procedure. The proposed scanning parameters yield repeatable measurements for blood flow, indicating excellent reproducibility of the results. The PC-MRI procedure described in this article can be used for pharmacological testing, pathophysiological assessment, and cerebral hemodynamics evaluation.

The overall goal of this procedure is to measure the blood flow in the rat common carotid artery by using noninvasive phase contrast magnetic resonance imaging.

مرحلة التباين صور الرنين المغناطيسي في الشريان السباتي المشترك الفئران

Phase contrast magnetic resonance imaging (PC-MRI) is a noninvasive approach that can quantify flow-related parameters such as blood flow. Previous ...

Cardiac Magnetic Resonance for the Evaluation of Suspected Cardiac Thrombus: Conventional and Emerging Techniques

We present the conventional cardiac magnetic resonance (CMR) protocol for evaluating a suspected thrombus and highlight emerging techniques.&#160;The appearance of a mass on certain magnetic resonance (MR) sequences can help differentiate a thrombus from competing diagnoses such as a tumor. T1 and T2 signal characteristics of a thrombus are related to the evolution of hemoglobin properties. A thrombus typically does not enhance following contrast administration, which also helps differentiation from a tumor. We also highlight the emerging role of T1 mapping in the evaluation of a thrombus, which can add another level of support in diagnosis. Prior to any CMR exam, patient screening and interviews are critical to ensure safety and to optimize patient comfort. Effective communication during the exam between the technologist and the patient promotes proper breath holding technique and higher quality images. Volumetric post processing and structured reporting are helpful to ensure that the radiologist answers the ordering services&#39; question and communicates these results effectively. Optimal pre-MR safety evaluation, CMR exam execution, and post exam processing and reporting allow for delivery of high quality radiological service in the evaluation of a suspected cardiac thrombus.

The goal of this article is to describe how cardiac magnetic resonance can be used for the evaluation and diagnosis of a suspected cardiac thrombus. The method presented will describe data acquisition as well as the pre-procedure and post-procedure protocol.

الرنين المغناطيسي القلبي لتقييم الجلطات القلبية المشتبه بها: التقنيات التقليدية والناشئة

We present the conventional cardiac magnetic resonance (CMR) protocol for evaluating a suspected thrombus and highlight emerging techniques.&#160;The ...