Segmentation manuelle du plexus choroïde humain à l’aide de l’IRM cérébrale

Résumé

Malgré le rôle crucial du plexus choroïde dans le cerveau, les études de neuroimagerie de cette structure sont rares en raison du manque d’outils de segmentation automatisés fiables. Le présent protocole vise à assurer une segmentation manuelle de référence du plexus choroïde qui peut éclairer les futures études de neuroimagerie.

Résumé

Le plexus choroïde a été impliqué dans le développement neurologique et une gamme de troubles cérébraux. Les preuves démontrent que le plexus choroïde est essentiel à la maturation du cerveau, à la régulation immunitaire/inflammatoire et au fonctionnement comportemental/cognitif. Cependant, les outils actuels de segmentation automatisée en neuroimagerie sont médiocres pour segmenter avec précision et fiabilité le plexus choroïde du ventricule latéral. De plus, il n’existe pas d’outil qui segmente le plexus choroïde situé dans les troisième et quatrième ventricules du cerveau. Ainsi, un protocole délimitant la façon de segmenter le plexus choroïde dans le ventricule latéral, le troisième et le quatrième ventricule est nécessaire pour augmenter la fiabilité et la reproductibilité des études examinant le plexus choroïde dans les troubles neurodéveloppementaux et cérébraux. Ce protocole fournit des étapes détaillées pour créer des fichiers étiquetés séparément dans 3D Slicer pour le plexus choroïde à partir d’images DICOM ou NIFTI. Le plexus choroïde sera segmenté manuellement à l’aide des plans axial, sagittal et coronal des images T1w en veillant à exclure les voxels des structures de matière grise ou blanche bordant les ventricules. Le fenêtrage sera ajusté pour aider à la localisation du plexus choroïde et de ses limites anatomiques. Des méthodes d’évaluation de l’exactitude et de la fiabilité seront démontrées dans le cadre de ce protocole. La segmentation de référence du plexus choroïde à l’aide de délimitations manuelles peut être utilisée pour développer des outils de segmentation automatisés meilleurs et plus fiables qui peuvent être partagés ouvertement pour élucider les changements dans le plexus choroïde tout au long de la vie et dans divers troubles cérébraux.

Introduction

Fonction du plexus choroïde
Le plexus choroïde est une structure hautement vascularisée du cerveau constituée de capillaires fenêtrés et d’une monocouche de cellules épithéliales du plexus choroïde¹. Le plexus choroïde se projette dans les ventricules cérébraux latéraux, troisième et quatrième et produit du liquide céphalorachidien (LCR), qui joue un rôle important dans la structuration neuronale² et la physiologie cérébrale ^3,4. Le plexus choroïde sécrète des substances neurovasculaires, englobe un dépôt semblable à une cellule souche et agit....

Protocole

Le présent protocole a été approuvé par le comité d’examen institutionnel du centre médical Beth Israel Deaconess. Un sujet en bonne santé avec une IRM cérébrale exempte d’artefacts ou de mouvements a été utilisé pour cette démonstration du protocole, et un consentement éclairé écrit a été obtenu. Un scanner IRM de 3,0 T avec une bobine de tête à 32 canaux (voir le tableau des matériaux) a été utilisé pour acquérir des images 3D-T1 avec une résolution de 1 mm x 1 mm x 1,2 mm. La séquence MP-RAGE ASSET avec un champ de vision de 256 x 256, TR/TE/TI=7,38/3,06/400 ms et un angle de retournement de 11 degrés a été utilisée.

Discussion

Étapes critiques du protocole
Trois étapes critiques nécessitent une attention particulière lors de la mise en œuvre de ce protocole. Tout d’abord, la vérification de la qualité et du contraste des images IRM est essentielle pour garantir une segmentation précise. Si la qualité de l’image est trop médiocre, ou si le contraste est trop faible ou trop élevé, cela peut entraîner une délimitation inexacte du plexus choroïde. Le contraste de l’image peut être ajusté en visualisant la.......

matériels

Name	Company	Catalog Number	Comments
3D Slicer	3D Slicer	https://www.slicer.org/	A free, open source software for visualization, processing, segmentation, registration, and analysis of medical, biomedical, and other 3D images and meshes; and planning and navigating image-guided procedures.
FreeSurfer	FreeSurfer	https://surfer.nmr.mgh.harvard.edu/	An open source neuroimaging toolkit for processing, analyzing, and visualizing human brain MR images
ITK-SNAP	ITK-SNAP	http://www.itksnap.org/pmwiki/pmwiki.php	A free, open-source, multi-platform software application used to segment structures in 3D and 4D biomedical images.
Monai Package	Monai Consortium	https://docs.monai.io/en/stable/metrics.html	Use for Dice Coefficient and DeepMind average Surface Distance.
MRI scanner	GE	Discovery MR750
Psych Package	R-Project	https://cran.r-project.org/web/packages/psych/index.html	A general purpose toolbox developed originally for personality, psychometric theory and experimental psychology.
R Software	R-Project	https://www.r-project.org/	R is a free software environment for statistical computing and graphics.
RStudio	Posit	https://posit.co/	An RStudio integrated development environment (IDE) is a set of tools built to help you be more productive with R and Python.
Windows or Apple OS Desktop or Laptop	Any company	n/a	Needed for running the software used in this protocol.