Les auteurs tiennent à remercier le soutien financier provenant des sources suivantes. Le développement et le test de différentes analyses de neuro-imagerie a été soutenu par plusieurs subventions, notamment des Instituts canadiens de recherche en santé (MOP Classé n 13129), la Société Alzheimer du Canada et l&#39;Association Alzheimer (États-Unis), la Fondation des maladies du Partenariat canadien pour la course Recovery (HSFCPSR), et la Fondation LC Campbell. JR reçoit un soutien salarial de la Société Alzheimer du Canada; SEB de l&#39;Institut de recherche Sunnybrook et aux départements de médecine à Sunnybrook et U de T, y compris le président Brill en neurologie. Les auteurs reçoivent également un soutien salarial de la HSFCPSR.

<ol>
	<li>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. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lesion+Explorer:+A+comprehensive+segmentation+and+parcellation+package+to+obtain+regional+volumetrics+for+subcortical+hyperintensities+and+intracranial+tissue.">Lesion Explorer: A comprehensive segmentation and parcellation package to obtain regional volumetrics for subcortical hyperintensities and intracranial tissue.</a> Neuroimage. 54 (2), 963-973 (2011).</li><li>Ramirez, J., Scott, C. J., Black, S. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+short-term+scan-rescan+reliability+test+measuring+brain+tissue+and+subcortical+hyperintensity+volumetrics+obtained+using+the+lesion+explorer+structural+MRI+processing+pipeline.">A short-term scan-rescan reliability test measuring brain tissue and subcortical hyperintensity volumetrics obtained using the lesion explorer structural MRI processing pipeline.</a> Brain Topogr. 26 (1), 35-38 (2013).</li><li>Sled, J. G., Zijdenbos, A. P., Evans, A. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+nonparametric+method+for+automatic+correction+of+intensity+nonuniformity+in+MRI+data.">A nonparametric method for automatic correction of intensity nonuniformity in MRI data.</a> IEEE Trans. Med. Imaging. 17 (1), 87-97 (1998).</li><li>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 target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+rating+scale+for+age-related+white+matter+changes+applicable+to+MRI+and.">A new rating scale for age-related white matter changes applicable to MRI and.</a> 32 (6), 1318-1322 (2001).</li><li>Pantoni, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cerebral+small+vessel+disease:+from+pathogenesis+and+clinical+characteristics+to+therapeutic+challenges.">Cerebral small vessel disease: from pathogenesis and clinical characteristics to therapeutic challenges.</a> Lancet Neurol. 9 (7), 689-701 (2010).</li><li>Black, S. E., Gao, F. Q., Bilbao, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Understanding+white+matter+disease:+Imaging-pathological+correlations+in+vascular+cognitive+impairment.">Understanding white matter disease: Imaging-pathological correlations in vascular cognitive impairment.</a> Stroke. 40, (2009).</li><li>Arch Neurol, . <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> 44, 21-23 (1987).</li><li>Carmichael, O., Schwarz, C., Drucker, D., Fletcher, E., Harvey, D., Beckett, L., Jack, C. R., Weiner, M., Decarli, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Longitudinal+changes+in+white+matter+disease+and+cognition+in+the+first+year+of+the+Alzheimer+disease+neuroimaging+initiative.">Longitudinal changes in white matter disease and cognition in the first year of the Alzheimer disease neuroimaging initiative.</a> Arch. Neurol. 67 (11), 1370-1378 (2010).</li><li>Wardlaw, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=What+is+a+lacune.">What is a lacune.</a> Stroke. 39 (11), 2921-2922 (2008).</li><li>Potter, G. M., Doubal, F. N., Jackson, C. A., Chappell, F. M., Sudlow, C. L., Dennis, M. S., Wardlaw, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Counting+cavitating+lacunes+underestimates+the+burden+of+lacunar+infarction.">Counting cavitating lacunes underestimates the burden of lacunar infarction.</a> Stroke. 41 (2), 267-272 (2010).</li><li>Barkhof, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enlarged+Virchow-Robin+spaces:+do+they+matter.">Enlarged Virchow-Robin spaces: do they matter.</a> J. Neurol. Neurosurg. Psychiatry. 75 (11), 1516-1517 (2004).</li><li>Zhu, Y. C., Dufouil, C., Soumare, A., Mazoyer, B., Chabriat, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tzourio+C.+High+degree+of+dilated+Virchow-Robin+spaces+on+MRI+is+associated+with+increased+risk+of+dementia.">Tzourio C. High degree of dilated Virchow-Robin spaces on MRI is associated with increased risk of dementia.</a> J. Alzheimers Dis. 22 (2), 663-672 (2010).</li><li>Levy-Cooperman, N., Ramirez, J., Lobaugh, N. J., Black, S. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Misclassified+tissue+volumes+in+Alzheimer+disease+patients+with+white+matter+hyperintensities:+importance+of+lesion+segmentation+procedures+for+volumetric+analysis.">Misclassified tissue volumes in Alzheimer disease patients with white matter hyperintensities: importance of lesion segmentation procedures for volumetric analysis.</a> Stroke. 39 (4), 1134-1141 (2008).</li><li>Kovacevic, N., Lobaugh, N. J., Bronskill, M. J., Levine, B., Feinstein, A., Black, S. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+robust+method+for+extraction+and+automatic+segmentation+of+brain+images.">A robust method for extraction and automatic segmentation of brain images.</a> Neuroimage. 17 (3), 1087-1100 (2002).</li><li>Nestor, S. M., Rupsingh, R., Borrie, M., Smith, M., Accomazzi, V., Wells, J. L., Fogarty, J., Bartha, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ventricular+enlargement+as+a+possible+measure+of+Alzheimer's+disease+progression+validated+using+the+Alzheimer's+disease+neuroimaging+initiative+database.">Ventricular enlargement as a possible measure of Alzheimer's disease progression validated using the Alzheimer's disease neuroimaging initiative database.</a> Brain. 131, 2443-2454 (2008).</li><li>Moody, D. M., Brown, W. R., Challa, V. R., Anderson, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Periventricular+venous+collagenosis:+association+with+leukoaraiosis.+Radiology.">Periventricular venous collagenosis: association with leukoaraiosis. Radiology.</a> (2), 469-476 .</li><li>Brown, W. R., Moody, D. M., Challa, V. R., Thore, C. R., Anstrom, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Venous+collagenosis+and+arteriolar+tortuosity+in+leukoaraiosis.">Venous collagenosis and arteriolar tortuosity in leukoaraiosis.</a> J. Neurol. Sci. 15, 203-204 (2002).</li><li>Talairach, J., Tournoux, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Co-planar Stereotaxic Atlas of the Human Brain. , (1988).</li><li>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. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Semiautomatic+brain+region+extraction:+a+method+of+parcellating+brain+regions+from+structural+magnetic+resonance+images.">Semiautomatic brain region extraction: a method of parcellating brain regions from structural magnetic resonance images.</a> Neuroimage. 22 (4), 1492-1502 (2004).</li><li>Shrout, P. E., Fleiss, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intraclass+correlations:+uses+in+assessing+rater+reliability.">Intraclass correlations: uses in assessing rater reliability.</a> Psychol. Bull. 86, 420-428 (2008).</li><li>Zijdenbos, A. P., Dawant, B. M., Margolin, R. A., Palmer, A. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Morphometric+analysis+of+white+matter+lesions+in+MR+images:+method+and+validation.">Morphometric analysis of white matter lesions in MR images: method and validation.</a> IEEE Trans. Med. Imaging. 13 (4), 716-724 (1994).</li><li>Chow, T. W., Takeshita, S., Honjo, K., Pataky, C. E., Comparison, S. t. J. a. c. q. u. e. s. ,. P. .. L. .. ,. K. u. s. a. n. o. ,. M. .. L. .. ,. C. a. l. d. w. e. l. l. ,. C. .. B. .. ,. R. a. m. i. r. e. z. ,. J. .. ,. B. l. a. c. k. ,. S. .. ,. V. e. r. h. o. e. f. f. ,. N. .. P. .. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=of+manual+and+semi-automated+delineation+of+regions+of+interest+for+radioligand+PET+imaging+analysis.">of manual and semi-automated delineation of regions of interest for radioligand PET imaging analysis.</a> BMC Nucl. Med. 7, (2007).</li><li>Gilboa, A., Ramirez, J., Kohler, S., Westmacott, R., Black, S. E., Moscovitch, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Retrieval+of+autobiographical+memory+in+Alzheimer's+disease:+relation+to+volumes+of+medial+temporal+lobe+and+other+structures.">Retrieval of autobiographical memory in Alzheimer's disease: relation to volumes of medial temporal lobe and other structures.</a> Hippocampus. 15 (4), 535-550 (2005).</li><li>Black, S., Iadecola, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vascular+cognitive+impairment:+small+vessels,+big+toll:+introduction.">Vascular cognitive impairment: small vessels, big toll: introduction.</a> Stroke. 40(3 Suppl), S38-S39. , (2009).</li><li>Brown, W. R., Moody, D. M., Thore, C. R., Challa, V. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cerebrovascular+pathology+in+Alzheimer's+disease+and+leukoaraiosis.">Cerebrovascular pathology in Alzheimer's disease and leukoaraiosis.</a> , 903-939 (2000).</li><li>Moody, D. M., Brown, W. R., Challa, V. R., Anderson, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Periventricular+venous+collagenosis:+association+with+leukoaraiosis.+Radiology.">Periventricular venous collagenosis: association with leukoaraiosis. Radiology.</a> (2), 469-476 .</li><li>Hernandez, M. D., Piper, R. J., Wang, X., Deary, I. J., Wardlaw, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Towards+the+automatic+computational+assessment+of+enlarged+perivascular+spaces+on+brain+magnetic+resonance+images:+A+systematic+review.">Towards the automatic computational assessment of enlarged perivascular spaces on brain magnetic resonance images: A systematic review.</a> J. Magn. Reson. Imaging. , (2013).</li></ol>

Les auteurs n&#39;ont rien à révéler.

La segmentation et la parcellisation procédure LE a été développée spécifiquement pour obtenir volumétrie régionales de l&#39;IRM de la MA et les personnes âgées normale. Bien qu&#39;il existe de nombreux pipelines entièrement automatiques qui s&#39;appliquent algorithmes de calcul complexes pour effectuer ces opérations, ces outils ont tendance à manquer l&#39;exactitude et la précision individualisé ce pipeline semi-automatique de LE produit. Le compromis avec les processus semi-automatiques sont les ressources nécessaires pour bien former les opérateurs à la connaissance de l&#39;anatomie et les compétences informatiques nécessaires à l&#39;application d&#39;un tel pipeline complet. Cependant, l&#39;un des principaux avantages d&#39;un pipeline d&#39;imagerie individualisé est la capacité à obtenir volumétrie quantitatives de cas modérés à sévères de la neurodégénérescence quand pipelines automatiques échouent. Comme le pipeline LE a déjà été évalué et appliqué à diverses populations âgées et déments 1,2,13,14,19,22,23, les principales questions qui are typiquement liés par des opérateurs formés ont été bien documentés et sont résumées ci-dessous. Le contrôle manuel et de montage nécessaire avec le composant Brain-Sizer comprend la procédure d&#39;extraction de masquage TIV, vCSF réaffectation et l&#39;extraction manuelle du tronc cérébral, du cervelet et d&#39;autres structures subtentorial. Pour l&#39;extraction du cerveau, la sortie automatique TIV est généralement un masque décent à condition que les images originales CRD et du T2 sont de bonne qualité. Toutefois, en raison des valeurs d&#39;intensité relatives des vasculaire et tissulaire nerf médian vers les pôles temporaux inférieurs, proximale aux artères carotides, cette région, il faut typiquement un peu de montage. En outre, la muqueuse de la cavité nasale tend à affecter les histogrammes d&#39;intensité régionales, ce qui fausse intensité valeurs-seuils dans les régions antérieures frontales, qui ont tendance à exiger l&#39;édition manuelle supplémentaire du masque de TIVauto automatique. Enfin, l&#39;édition manuelle supplémentaire est généralement nécessaire dans les régions les plus supérieures, où glatrophie obal a tendance à se traduire par une augmentation du volume du CSF sous-arachnoïdienne juste en dessous de la dure-mère. Alternativement, l&#39;atrophie associée à une hypertrophie ventriculaire tend à minimiser les interventions de l&#39;opérateur nécessaires à vCSF réaffectation. Un autre avantage d&#39;avoir une approche de recalage tri-fonction est la capacité d&#39;identifier infarctus remplies de liquide kystique proximale vers les ventricules, potentiellement en raison de la vasculopathie veineux périventriculaire 5,24-26, qui sont identifiables en raison de leur intensité relative sur PD et T1 ( hyperintenses sur PD, hypointense en T1). Ces hypointensities peuvent être délimités de vCSF en utilisant des limites d&#39;emploi établies dans ITK-SNAP_sb avant les opérations floodfilling. Depuis vCSF réaffectation est effectuée dans l&#39;espace T1-acquisition, dans les cas où l&#39;alignement s&#39;écarte loin du plan CCAM, une limite peut être nécessaire pour la 3 e ventricule et la citerne quadrijumelle, si le PC n&#39;est pas entièrement visible. Bien que la tente est une structure relativement facile à differentiate, plusieurs règles basées sur l&#39;anatomie-aider à guider l&#39;extraction manuelle du tronc cérébral et des structures subtentorial, en particulier lorsque la localisation de la séparation des pédoncules cérébraux du lobe temporal médial. SABRE landmarking est une procédure basée stéréotaxique-performé en images standards CCAM alignés, ce qui permet pour la localisation modérément prévisible de certains repères anatomiques. Les exceptions sont les cas avec une extrême atrophie et la variabilité normale due à des différences individuelles dans la neuroanatomie. les résultats de l&#39;atrophie du cerveau dans une perte globale de parenchyme, de plus en plus le long de la ligne médiane CSF entourant la faux du cerveau, ce qui augmente la difficulté de choisir des points appropriés de placer des repères. Protocoles basés sur des règles sont nécessaires, l&#39;identification des cas où des exceptions à la règle générale sont nécessaires. Variations normales de l&#39;anatomie, en particulier dans la position relative du sillon central et le sillon pariéto-occipitale, augmentent également les difficultésté de délimitation manuelle de ces structures. Toutefois, l&#39;interface utilisateur graphique utilisée par SABRE permet une rotation en temps réel de la surface rendue images, qui aide de façon significative dans le processus de prise de décisions pour la visualisation de ces sites particuliers. Enfin, un protocole fondé sur des règles ont été intégrées programme dans le logiciel pour éviter opérateur violation par exemple sillon central délimitation est obligé de se déplacer en arrière (tracé de la ligne est empêché de revenir sur lui-même). Procédure de vérification manuelle de la composante des lésions-Seg requiert une expertise dans l&#39;identification visuelle des hypersignaux pertinente, une perception visuelle des compétences que ne s&#39;acquiert après une exposition à des analyses avec des degrés variables de SH. Algorithmes de faux-positif minimisation aider à l&#39;élimination de la plupart des erreurs dans la segmentation initiale. Cependant, la différenciation entre les espaces périvasculaires dilatés (espaces de Virchow-Robin: VRS) dans le noyau lenticulaire et relevant SH dans la capsule externe, claustrum, capsule extrême, et les régions subinsular peut être difficile. Cela est particulièrement difficile dans les cas de VRS dans les noyaux gris centraux. Un récent article décrivant les normes d&#39;information sur les changements vasculaires neuro-imagerie (EFFORT), a recommandé un critère de taille pour différencier VRS Lacunes et décrire VRS pour être plus linéaire et l&#39;intensité de la peste porcine classique à l&#39;IRM. Pour répondre à ces questions avec identification VRS, LE a adopté: a) une règle liée à l&#39;anatomie qui empêche les opérateurs de sélection tout hyperintensité qui s&#39;inscrit dans le noyau lenticulaire, b) un critère de taille pour exclure hypersignaux moins de 5 mm de diamètre, et c) une règle d&#39;intensité relative d&#39;exclusion supplémentaire en raison de l&#39;intensité de la CSF rapport sur ​​PD, T2 et T1 27. En outre, hypersignal normal peut être trouvé le long de la ligne médiane et faux du cerveau, en particulier sur l&#39;imagerie FLAIR, qui peut être difficile de distinguer entre les SH pertinentes le long du corps calleux. Dans les cas d&#39;ce chevauchement, fondé sur des règles anatomie-sont mises en œuvre où seul SH qui s&#39;étendent sur dans les régions périventriculaires sont acceptés. En conclusion, il est important de comprendre que cette composante écrite est destiné à compléter une vidéo-guidée, la publication de protocole standardisé dans JoVE ( <a href="https://www.jove.com">https://www.jove.com</a> ). Bien que les chiffres statiques traditionnels aident à expliquer des concepts, des didacticiels vidéo sont plus efficaces pour communiquer les processus méthodologiques complexes impliqués dans un pipeline de neuro-imagerie globale telle que la lésion Explorer.

analyse d&#39;image du cerveau est un nouveau domaine de la neuroscience exigeant des opérateurs qualifiés avec un haut degré de compétence informatique et neuro-anatomique. Pour obtenir des informations quantitatives de l&#39;imagerie par résonance magnétique (IRM), un opérateur qualifié est souvent nécessaire de mettre en œuvre, surveiller et modifier, sorties d&#39;imagerie générée par ordinateur générés par IRM premières. Alors que de nombreux outils »entièrement automatiques» d&#39;imagerie sont accessibles gratuitement via l&#39;Internet, l&#39;exactitude et la fiabilité est douteuse lorsqu&#39;elle est appliquée par un opérateur novice manquent de connaissances, la formation et la familiarité avec l&#39;outil téléchargé. Bien que la formation sur place est l&#39;approche la plus préférable de l&#39;enseignement, de la présentation d&#39;un vidéo-guidée, protocole normalisé est une alternative viable, en particulier si elle est accompagnée par un ensemble d&#39;images de la formation. En outre, l&#39;ensemble des images de la formation peut être utilisé pour des mesures de contrôle de la qualité, comme un test de fiabilité inter-évaluateur hors site. Le challenges de développer un pipeline de traitement d&#39;image, en particulier lorsque l&#39;on étudie le vieillissement et la maladie d&#39;Alzheimer (MA), comprennent un large éventail de questions techniques et biologiques. Bien que certaines questions techniques sont traitées avec le post-traitement de correction des algorithmes 3, la variabilité due aux différences individuelles et les processus pathologiques introduire des obstacles plus complexes. L&#39;atrophie cérébrale et une hypertrophie ventriculaire peuvent réduire la viabilité de l&#39;enregistrement de déformation et des approches modèle d&#39;appariement. La présence de la substance blanche liée à l&#39;âge change 4 et maladie des petits vaisseaux 5,6, observé que hypersignaux sous-corticaux (SH) 7,8, lacunaires comme infarctus remplies de liquide kystique 9,10, et des espaces périvasculaires dilatés 11,12, encore compliquer les algorithmes de segmentation. En cas de maladie de la substance blanche significative, une seule segmentation de T1 pourrait entraîner une surestimation de la matière grise (GM) 13, qui ne peuvent être corrigés avec un soi supplémentairesgmentation utilisant la densité de protons (PD), T2 (T2), ou le rétablissement d&#39;inversion fluide atténué (FLAIR) imagerie. À la lumière de ces défis, la lésion Explorer (LE) pipeline de traitement d&#39;image en œuvre un tri-fonction semi-automatique (T1, PD, T2) approche, utilisant des opérateurs formés à des étapes particulières lorsque l&#39;intervention humaine est préférable 1,2. extraction du cerveau (ou crâne décapage) est généralement l&#39;une des premières opérations effectuées en neuroimagerie. Dans ce contexte, l&#39;exactitude de la voûte intracrânienne totale (VIT) de processus d&#39;extraction influe grandement sur les opérations ultérieures en aval de la canalisation. Significative sur l&#39;érosion, entraînant une perte de cerveau, peut conduire à une surestimation de l&#39;atrophie cérébrale. Alternativement, une sous-érosion, entraînant l&#39;inclusion de durée et d&#39;autres matières nonbrain, peut conduire à une inflation des volumes de cerveau. Brain-Sizer les adresses des composants de Le nombre de ces problèmes en utilisant un tri-fonction (T1, T2, et PD) approche à générerun masque VTI, qui donne des résultats supérieurs par rapport aux méthodes mono-longs 1. En outre, le masque TIV généré automatiquement est cochée manuellement et édité en utilisant le protocole normalisé qui identifie les régions sensibles aux erreurs de crâne de décapage. Après extraction du cerveau, la segmentation est effectuée sur le crâne de T1-dépouillée, où chaque voxel du cerveau est affectée à une de trois étiquettes: GM, la matière blanche (WM), ou du liquide céphalorachidien (LCR). Segmentation est réalisée automatiquement à l&#39;aide d&#39;un algorithme d&#39;ajustement de courbe robuste appliqué aux histogrammes globaux et locaux intensité; une technique développée pour répondre intensité non-uniformité artefact et une diminution de la séparation entre GM et WM de l&#39;amplitude de l&#39;intensité dans les cas de MA 14. La composante Brain-Sizer comprend également les procédures de désignation manuel de ventricules et la suppression des structures subtentorial. Segmentation du ventricule CSF (vCSF) est particulièrement important que la taille du ventricule est un Biomar couramment utiliséker pour AD démence 15. En outre, la délimitation des ventricules et le plexus choroïde est impératif pour l&#39;identification correcte des hypersignaux périventriculaires (pvSH), qui sont censées refléter une forme de maladie des petits vaisseaux caractérisé par du collagène veineuse 5,16,17. Utilisation T1 référence, ré-étiquetage manuel de CSF voxels à vCSF est accompli avec les opérations de floodFill manuels sur l&#39;image segmentée. Typiquement, les ventricules latéraux sont plus faciles à distinguer à partir du LCR des sillons. Pour cette raison, il est recommandé de commencer floodfilling en vue axial, à partir de tranches supérieure et se déplaçant en bas. Les parties médianes du système ventriculaire, notamment la 3 e ventricule, est plus difficile à cerner et est donnée en fonction des règles d&#39;anatomie-spéciales qui sont décrites dans le manuel. Dernière étape de Brain-Sizer comprend l&#39;enlèvement de la tige du cerveau, cervelet, et d&#39;autres structures subtentorial, en utilisant des procédures de traçage manuelles décrites dans une série supplémentaire of basé anatomie-protocoles normalisés. Le semi-automatisé région du cerveau Extraction (SABRE) composant est la procédure de parcellisation du pipeline. Cette étape exige des opérateurs formés pour identifier les structures anatomiques suivantes: commissure antérieure et postérieure (AC, PC); Bord postérieur du cerveau; canal central; plan sagittal médian; encoche préoccipitale; occipito-pariétale sillon; sillon central, et; Scissure de Sylvius. Sur la base de ces coordonnées de point de repère, une grille de 18 Talairach-comme est généré automatiquement et parcellisation régionale est réalisée 19. Sites d&#39;intérêt sont facilement identifiables sur CCAM images alignées, qui sont générés automatiquement et vérifiés manuellement avant les procédures de landmarking SABRE. La composante des lésions-Seg est la dernière étape du pipeline où l&#39;identification et la quantification de SH est accomplie. La segmentation automatique initiale SH implémente un algorithme complexe qui comprend PD/T2-based SH segmentation, c-moyens flous de masquage, et une dilatation ventriculaire. Ces opérations entraînent une lésion masque de segmentation généré automatiquement qui est vérifié et édité pour faux positifs et d&#39;autres erreurs manuellement. Comme hypersignal à l&#39;IRM peut résulter de sources non pathologiques (par exemple d&#39;artefacts de mouvement, biologie normale), une formation adéquate est nécessaire pour une identification précise de SH pertinente. Le résultat final de l&#39;oléoduc LE est un profil volumétrique complète contenant 8 volumétrie de tissu et lésions différentes qui sont parcellated dans 26 régions du cerveau SABRE. Pour obtenir le coefficient d&#39;objectivité du test de fiabilité de l&#39;exploitant individuel hors site, il est recommandé d&#39;exécuter le pipeline complet LE sur l&#39;ensemble de la formation fournie avec le logiciel (http://sabre.brainlab.ca). En utilisant les résultats volumétriques, coefficient de corrélation inter-classe (ICC) 20 statistiques peuvent être calculées pour chaque catégorie de tissu (GM / WM / CSF) dans chaque région SABRE. Utilisation de la segmentation images, indice de similarité (SI) 21 statistiques peuvent être calculées pour évaluer le degré de congruence spatiale. En outre, la fiabilité intra-évaluateur peut être évaluée sur les résultats de la même opérateur, après une brève période de temps s&#39;est écoulé entre l&#39;opérateur 1 ère et 2 ème modifications de segmentation. À condition que l&#39;opérateur hors site respecte les conventions de nommage de fichiers décrites dans le manuel LE, les statistiques de fiabilité peuvent être calculées hors site à l&#39;aide de logiciels statistiques les plus élémentaires. Compte tenu de ces contrôle de la qualité et de protocole standardisé vidéo-guidée, les opérateurs hors site peuvent avoir une plus grande confiance que le pipeline LE est appliquée avec précision et fiabilité.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="815">
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:333px;">Magnetic resonance imaging machine (1.5 Tesla)</td>
			<td style="width:91px;">General Electric</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:273px;">See Table 1 for acquisition parameters</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:333px;">Magnetic resonance imaging machine (3 Tesla)</td>
			<td style="width:91px;">General Electric</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>See Table 2 for acquisition parameters</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

lesion explorer: a video-guided, standardized protocol for accurate and reliable mri-derived volumetrics in alzheimer's disease and normal elderly

Obtention de volumétrie de tissus du cerveau humain in vivo de l&#39;IRM est souvent compliquée par divers problèmes techniques et biologiques. Ces défis sont exacerbés lorsque important atrophie du cerveau et des modifications de la substance blanche liées à l&#39;âge (par exemple leucoaraïose) sont présents. Lésion Explorer (LE) est un pipeline de neuro-imagerie précise et fiable spécifiquement développé pour répondre à ces questions fréquemment observés à l&#39;IRM de la maladie d&#39;Alzheimer et des personnes âgées normale. Le pipeline est un ensemble complexe de procédures semi-automatiques qui a été préalablement validé dans une série de tests de fiabilité 1,2 interne et externe. Cependant, l&#39;exactitude et la fiabilité de LE est fortement dépendante des commandes manuelles correctement formé pour exécuter les commandes, d&#39;identifier les points de repère anatomiques distincts, et de modifier manuellement / vérifier différentes sorties de segmentation générés par ordinateur. LE peut être divisé en trois composantes principales, chacune nécessitant un ensemble de commandes et de l&#39;opéra d&#39;emploitions: 1) Brain-Sizer, 2) SABRE, et 3) Lésion-Seg. Opérations manuelles de Brain-Sizer impliquent édition du total voûte automatique crâne dénudé intracrânienne (TIV) masque d&#39;extraction, la désignation du ventricule liquide céphalorachidien (vCSF), et la suppression des structures subtentorial. La composante SABRE nécessite la vérification de l&#39;alignement de l&#39;image le long de la commissure antérieure et postérieure (CCAM) plan, et l&#39;identification de plusieurs repères anatomiques nécessaires pour parcellisation régionale. Enfin, la composante des lésions-Seg implique la vérification manuelle de la segmentation de la lésion automatique des hypersignaux sous-corticaux (SH) pour les erreurs de faux positifs. Bien que la formation sur place de l&#39;oléoduc LE est préférable, facilement disponibles des outils pédagogiques visuels avec des images interactives de formation sont une alternative viable. Développé pour assurer un degré élevé de précision et de fiabilité, ce qui suit est une, vidéo-guidée, protocole normalisé étape-par-étape pour les procédures manuelles de LE.

Le coefficient d&#39;objectivité peut être évaluée à l&#39;aide de plusieurs paramètres. Utilisation de l&#39;ensemble de la formation dispensée en ligne ( <a href="http://sabre.brainlab.ca">http://sabre.brainlab.ca</a> ), les étapes suivantes sont recommandées pour évaluer la fiabilité inter-évaluateurs pour chacune des étapes de traitement après la fin de LE. Brain-Sizer: Pour évaluer la fiabilité inter-évaluateur des procédures d&#39;extraction du cerveau, générer volumétrie pour chaque masques TIV-E, _TIVedit &lt;nom&gt;, à l&#39;aide de la commande &lt;img_count&gt;. Entrez ces volumétrie dans un logiciel de statistique (par exemple SPSS), avec la volumétrie de TIVedit prévues chacune de l&#39;ensemble de la formation (voir fichier Excel / CSV fournis en ligne) et de calculer le coefficient de corrélation inter-évaluateur (CPI). Volumétrie de cerveau entier pour les évaluateurs internes formés obtiennent signalé ICC = 0,99, p &lt;0,0001 1,2. En outre, l&#39;évaluation de l&#39;accord spatiale pour le masquage TIV peut être évaluée à l&#39;aide duSI 21. MATLAB est disponible en ligne pour calculer les valeurs SI entre deux évaluateurs. Pour évaluer la réaffectation ventriculaire, générer des volumes de vCSF aide de la commande &lt;img_count&gt; pour chacun des fichiers de segmentation avec les voxels vCSF réaffectés, soit. &lt;nom&gt; _ seg_vcsf. Le volume de vCSF est la valeur à côté de la ligne &#39;7 &#39;dans la colonne intitulée «volume». En utilisant les mêmes procédures pour évaluer TIV fiabilité inter-évaluateur, calculer la CPI et SI pour vCSF. Retrait de tronc cérébral, cervelet et structures subtentorial peut être évaluée de façon similaire en exécutant la commande &lt;img_count&gt; sur _seg_vcsf_st &lt;nom&gt;. Les volumes utilisés pour ce masque de segmentation sont présentés à la dernière rangée intitulée «nombre total de voxels non nuls: &#39;sous« volume »(la dernière colonne de droite). En utilisant les mêmes procédures pour évaluer le VTI et vCSF, calculer la CPI et SI pour ce masquage procedure en utilisant la volumétrie dans le fichier Excel fourni et les fichiers de _seg_vcsf_st &lt;name&gt;. SABRE: Bien que les procédures manuelles de Brain-Sizer peuvent facilement être évalués en utilisant des mesures standard, alignement CCAM est un peu plus difficile. Pour cette raison, les fichiers de la matrice sont prévus pour comparer visuellement pour la formation des opérateurs hors site. Après achèvement de l&#39;alignement CCAM, ouvrez une nouvelle fenêtre ITK-SNAP_sb, charger l&#39;image de T1, puis de charger la matrice pour le cas de la formation dispensée en ligne, _T1_IHCpre_toACPC.mat &lt;nom&gt;, et comparer visuellement le tangage, le roulis, lacet, et CCAM tranche entre les deux images. Pour évaluer les procédures de SABRE landmarking, course &lt;img_count&gt; sur le masque parcellated, &lt;name&gt; _SABREparcel_inACPC pour chaque cas de la formation. Entrez la volumétrie de chaque région (3-28). Codes de région SABRE sont disponibles en ligne. En utilisant les mêmes procédures pour évaluer le VTI et vCSF, calculer la CPI pour chaque région du cerveau SABRE.SABRE parcellated volumétrie régionaux pour les évaluateurs internes formés obtenir CCI moyennes rapportées = 0,98, p &lt;0,01, avec des valeurs allant de 0,91 à 0,99 CPI 1,2. Lésion-Seg: Comme cette composante est la dernière étape du pipeline LE, la fiabilité et la précision dépendront des stades antérieurs. Le coefficient d&#39;objectivité de SH segmentation est réalisée en utilisant la CPI régionale des volumes SH et accord spatiale des masques de SH. Pour évaluer les volumes de SH régionaux, gérés &lt;SH_volumetrics&gt;, entrant dans le fichier de lobmask dans l&#39;espace T1-acquisition, &lt;nom&gt; _SABREparcel et le fichier final modifié de la lésion de la segmentation, _LEedit &lt;nom&gt;. En utilisant les mêmes procédures pour évaluer la volumétrie SABRE, calculer la CPI pour des volumes des lésions au sein de chaque région du cerveau SABRE. En utilisant les mêmes procédures pour évaluer la concordance spatiale du processus de masquage TIV, calculer l&#39;IS pour les masques finales éditées lésion, &lt;nom&gt; _LEedit (ou FLEXedit). Les mêmes tests de fiabilité peuvent être effectuées à la fois sur la segmentation PD/T2-based et segmentation FLAIR. <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0"><tbody><tr><td></td><td> T1 3D </td><td> CRD et du T2 </td></tr><tr><td> Paramètres d&#39;imagerie </td><td> Volume SAT axiale (S 1) SPGR </td><td> Spin Echo axial FC VEMP VB (entrelacement) </td></tr><tr><td> Pulse Timing </td><td></td><td></td></tr><tr><td> TE (ms) </td><td> 5 </td><td> 30/80 </td></tr><tr><td> TR (ms) </td><td> 35 </td><td> 3000 </td></tr><tr><td> Retournez Angle (°) </td><td> 35 </td><td> 90 </td></tr><tr><td> TI (ms) </td><td> N / A </td><td> N / A </td></tr><tr><td> Plage de numérisation </td><td></td><td></td></tr><tr><td> FOV (cm) </td><td> 22 </td><td> 20 </td></tr><tr><td> épaisseur de coupe (mm) </td><td> 10,2 / 0 </td><td> 3/0 </td></tr><tr><td> Non tranches </td><td> 124 </td><td> 62 </td></tr><tr><td> Acquisition </td><td></td><td></td></tr><tr><td> taille de la matrice </td><td> 256 x 192 </td><td> 256 x 192 </td></tr><tr><td> taille de voxel (mm) </td><td> 0,86 x 0,86 x 1,4 </td><td> 0,78 x 0,78 x 3 </td></tr><tr><td> NEX </td><td> 1 </td><td> 0,5 </td></tr><tr><td> Temps total (min) </td><td> 11:00 </td><td> 12:00 </td></tr></tbody></table> Tableau 1. General Electric 1.5T IRM structurels paramètres d&#39;acquisition. <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0"><tbody><tr><td></td><td> T1 3D </td><td> CRD et du T2 </td><td> FLAIR </td></tr><tr><td> Paramètres d&#39;imagerie </td><td> Axial 3D FSPGR EDR IR Prep </td><td> Axial 2D FSE-XL, EDR, FAST, Fat Sat </td> &lt;td&gt; Axial T2Flair, EDR, FAST </td></tr><tr><td> Pulse Timing </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td><h2> TE (ms) </h2></td><td> 3.2 </td><td> 11,1 / 90 </td><td> 140 </td></tr><tr><td> TR (ms) </td><td> 8.1 </td><td> 2500 </td><td> 9700 </td></tr><tr><td> Retournez Angle (°) </td><td> 8 ° </td><td> 90 ° </td><td> 90 ° </td></tr><tr><td> TI (ms) </td><td> 650 </td><td> N / A </td><td> 2200 </td></tr><tr><td> Plage de numérisation </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> FOV (cm) </td><td> 22 </td><td> 22 </td><td> 22 </td></tr><tr><td> épaisseur de coupe (mm) </td><td> 1 </td><td> 3 </td><td> 3 </td></tr><tr><td> Non tranches </td><td> 186 </td><td> 48 </td><td> 48 </td></tr><tr><td> Acquisition </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> taille de la matrice </td&gt; <td> 256 x 192 </td><td> 256 x 192 </td><td> 256 x 192 </td></tr><tr><td> taille de voxel (mm) </td><td> 0,86 x 0,86 x 1 </td><td> 0,86 x 0,86 x 3 </td><td> 0,86 x 0,86 x 3 </td></tr><tr><td> NEX </td><td> 1 </td><td> 1 </td><td> 1 </td></tr><tr><td> Temps total (min) </td><td> 07:20 </td><td> 06:10 </td><td> 07:20 </td></tr></tbody></table> Tableau 2. General Electric 3T IRM structurels paramètres d&#39;acquisition. <img alt="Figure 1" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50887/50887fig1highres.jpg" width="500" /> Figure 1. Axiale T1 avec inédite voûte intracrânienne totale (VIT) de superposition de masque (vert). Ceci est un exemple de l&#39;utilisation de l&#39;outil de polygone fermé dans ITK-SNAP_sb pour enlever le tissu nonbrain dans le cadre de la procédure de modification manuelle du cerveau- TIV la procédure d&#39;extraction de Sizer. <pclass = &quot;jove_content&quot; fo: keep-together.within page = &quot;always&quot;&gt; <img alt="Figure 2" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50887/50887fig2highres.jpg" width="500" /> Figure 2. Axiale T1 avec la segmentation du tissu de recouvrement. Notez que les couleurs de l&#39;étiquette sont arbitraires et peuvent être modifiés à l&#39;aide de l&#39;outil d&#39;étiquette. Image de gauche montre des couleurs par défaut. Image du milieu montre comment CSF (5 = violet) est réaffecté à vCSF (7 = magenta). L&#39;image de droite montre comment la couleur WM peut être modifié sans changer l&#39;étiquette de classe de tissu, c&#39;est à dire. Label 3 = WM reste mais la couleur peut être modifiée au bleu. <img alt="Figure 3" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50887/50887fig3highres.jpg" width="500" /> Figure 3. Axiale T1 avec le tissu segmentation superposition (image de gauche, GM = jaune, WM = orange, CSF = violet) (à gauche). Représenté un exemple de suppression manuelle des structures subtentorial aide de l&#39;outil polygonale de n fermée dans ITK-SNAP_sb (au milieu) et la segmentation finale de tissus après le retrait (à droite). Comme dans la figure 2, l&#39;image de droite montre comment la couleur WM peut être modifié sans changer l&#39;étiquette de classe de tissu, c&#39;est à dire. Label 3 = WM reste mais la couleur peut être modifiée au bleu. <img alt="Figure 4" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50887/50887fig4highres.jpg" width="500" /> Figure 4. Axial T1 dans l&#39;espace d&#39;acquisition avant (à gauche) et après (droite) l&#39;alignement AC-PC est effectuée. <img alt="Figure 5" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50887/50887fig5highres.jpg" width="500" /> T1 Figure 5. Deux exemples montrant les procédures de landmarking SABRE. Axial AC-PC aligné avec AC (jaune), PC (bleu), et bord postérieur (rose) des stages de repère (à gauche). Une surface-rendu T1 3D (à droite) avec Sylvian fissure (violet) et centsillon ral (rose) délimitation. <img alt="Figure 6" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50887/50887fig6highres.jpg" width="500" /> Figure 6. PD axiale (à gauche) avec superposition générée automatiquement de la lésion (au centre), et lésion modifié manuellement (rouge) de recouvrement (à droite). <img alt="Figure 7" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50887/50887fig7highres.jpg" width="500" /> Figure 7. FLAIR axial (à gauche), avec le recouvrement généré automatiquement de la lésion (au centre), et lésion modifié manuellement (rouge) de recouvrement (à droite).

Watch this Scientific Journal Video about Lesion Explorer: A Video-guided, Standardized Protocol for Accurate and Reliable MRI-derived Volumetrics in Alzheimer's Disease and Normal Elderly at JoVE.com

Lesion Explorer: A Video-guided, Standardized Protocol for Accurate and Reliable MRI-derived Volumetrics in Alzheimer&#039;s Disease and Normal Elderly

Lésion Explorer (LE) est un pipeline semi-automatique traitement d&#39;image développé pour obtenir le tissu cérébral régional et sous-corticales volumétrie de lésions hypersignal de l&#39;IRM structurelle de la maladie d&#39;Alzheimer et des personnes âgées normale. Pour assurer un niveau élevé de précision et de fiabilité, ce qui suit est une vidéo-guidée, protocole standardisé des procédures manuelles de LE.

Lésion Explorer: Un Protocole de vidéo-guidée standardisé pour Volumetrics IRM dérivées exactes et fiables dans la maladie d&#39;Alzheimer et normale personnes âgées

Obtaining in vivo human brain tissue volumetrics from MRI is often complicated by various technical and biological issues. These challenges are ...

lesion-explorer-video-guided-standardized-protocol-for-accurate

Research

JoVE Journal

Medicine

Lesion Explorer: A Video-guided, Standardized Protocol for Accurate and Reliable MRI-derived Volumetrics in Alzheimer's Disease and Normal Elderly

39.5K vues.  Sunnybrook Health Sciences Centre.  Lésion Explorer (LE) est un pipeline semi-automatique traitement d'image développé pour obtenir le tissu cérébral régional et sous-corticales volumétrie de lésions hypersignal de l'IRM structurelle de la maladie d'Alzheimer et des personnes âgées normale. Pour assurer un niveau élevé de précision et de fiabilité, ce qui suit est une vidéo-guidée, protocole standardisé des procédures manuelles de LE. 

Vidéo: Lesion Explorer: A Video-guided, Standardized Protocol for Accurate and Reliable MRI-derived Volumetrics in Alzheimer's Disease and Normal Elderly

Accurate and Simple Measurement of the Pro-inflammatory Cytokine IL-1&beta; using a Whole Blood Stimulation Assay

Inflammatory processes resulting from the secretion of soluble mediators by immune cells, lead to various manifestations in skin, joints and other tissues as well as altered cytokine homeostasis. The innate immune system plays a crucial role in recognizing pathogens and other endogenous danger stimuli. One of the major cytokines released by innate immune cells is Interleukin (IL)-1. Therefore, we utilize a whole blood stimulation assay in order to measure the secretion of inflammatory cytokines and specifically of the pro-inflammatory cytokine IL-1&beta; 1, 2, 3.
Patients with genetic dysfunctions of the innate immune system causing autoinflammatory syndromes show an exaggerated release of mature IL-1&beta; upon stimulation with LPS alone. In order to evaluate the innate immune component of patients who present with inflammatory-associated pathologies, we use a specific immunoassay to detect cellular immune responses to pathogen-associated molecular patterns (PAMPs), such as the gram-negative bacterial endotoxin, lipopolysaccharide (LPS). These PAMPs are recognized by pathogen recognition receptors (PRRs), which are found on the cells of the innate immune system 4, 5, 6, 7. A primary signal, LPS, in conjunction with a secondary signal, ATP, is necessary for the activation of the inflammasome, a multiprotein complex that processes pro-IL-1&beta; to its mature, bioactive form 4, 5, 6, 8, 9, 10.
The whole blood assay requires minimal sample manipulation to assess cytokine production when compared to other methods that require labor intensive isolation and culturing of specific cell populations. This method differs from other whole blood stimulation assays; rather than diluting samples with a ratio of RPMI media, we perform a white blood cell count directly from diluted whole blood and therefore, stimulate a known number of white blood cells in culture 2. The results of this particular whole blood assay demonstrate a novel technique useful in elucidating patient cohorts presenting with autoinflammatory pathophysiologies.

Accurate and Simple Measurement of the Pro-inflammatory Cytokine IL-1&amp;#946; using a Whole Blood Stimulation Assay

We describe a simple immunoassay to measure the production of pro-inflammatory cytokines, such as IL-1 beta production, in patients presenting with autoinflammatory phenotypes. By activating cells in whole blood cultures with pathogen-associated molecular patterns, specifically with lipopolysaccharide, cytokine secretion can be conveniently evaluated in whole blood supernatants.

Mesure précise et simple de la cytokine pro-inflammatoire IL-1β en utilisant un dosage de sang total Stimulation

Inflammatory processes resulting from the secretion of soluble mediators by immune cells, lead to various manifestations in skin, joints and other tissues ...

Recherche

Médecine

Isolation of Soluble and Insoluble PrP Oligomers in the Normal Human Brain

The central event in the pathogenesis of prion diseases involves a conversion of the host-encoded cellular prion protein PrPC into its pathogenic isoform PrPSc 1. PrPC is detergent-soluble and sensitive to proteinase K (PK)-digestion, whereas PrPSc forms detergent-insoluble aggregates and is partially resistant to PK2-6. The conversion of PrPC to PrPSc is known to involve a conformational transition of &alpha;-helical to &beta;-sheet structures of the protein. However, the in vivo pathway is still poorly understood. A tentative endogenous PrPSc, intermediate PrP* or "silent prion", has yet to be identified in the uninfected brain7.
Using a combination of biophysical and biochemical approaches, we identified insoluble PrPC aggregates (designated iPrPC) from uninfected mammalian brains and cultured neuronal cells8, 9. Here, we describe detailed procedures of these methods, including ultracentrifugation in detergent buffer, sucrose step gradient sedimentation, size exclusion chromatography, iPrP enrichment by gene 5 protein (g5p) that specifically bind to structurally altered PrP forms10, and PK-treatment. The combination of these approaches isolates not only insoluble PrPSc and PrPC aggregates but also soluble PrPC oligomers from the normal human brain. Since the protocols described here have been used to isolate both PrPSc from infected brains and iPrPC from uninfected brains, they provide us with an opportunity to compare differences in physicochemical features, neurotoxicity, and infectivity between the two isoforms. Such a study will greatly improve our understanding of the infectious proteinaceous pathogens. The physiology and pathophysiology of iPrPC are unclear at present. Notably, in a newly-identified human prion disease termed variably protease-sensitive prionopathy, we found a new PrPSc that shares the immunoreactive behavior and fragmentation with iPrPC 11, 12. Moreover, we recently demonstrated that iPrPC is the main species that interacts with amyloid-&beta; protein in Alzheimer disease13. In the same study, these methods were used to isolate Abeta aggregates and oligomers in Alzheimer's disease13, suggesting their application to non-prion protein aggregates involved in other neurodegenerative disorders.

A new species of cellular prion protein (PrPC) has recently been identified in uninfected human brains using the methods described here. These methods can be used to isolate various PrP species, while some of them are also useful in isolating other misfolded protein aggregates from human brains.

Isolement des oligomères de PrP solubles et insolubles dans le cerveau humain normal

The central event in the pathogenesis of prion diseases involves a conversion of the host-encoded cellular prion protein PrPC into its pathogenic isoform ...

Parabiosis in Mice: A Detailed Protocol

Parabiosis is a surgical union of two organisms allowing sharing of the blood circulation. Attaching the skin of two animals promotes formation of microvasculature at the site of inflammation. Parabiotic partners share their circulating antigens and thus are free of adverse immune reaction. First described by Paul Bert in 18641, the parabiosis surgery was refined by Bunster and Meyer in 1933 to improve animal survival2. In the current protocol, two mice are surgically joined following a modification of the Bunster and Meyer technique. Animals are connected through the elbow and knee joints followed by attachment of the skin allowing firm support that prevents strain on the sutured skin. Herein, we describe in detail the parabiotic joining of a ubiquitous GFP expressing mouse to a wild type (WT) mouse. Two weeks after the procedure, the pair is separated and GFP positive cells can be detected by flow cytometric analysis in the blood circulation of the WT mouse. The blood chimerism allows one to examine the contribution of the circulating cells from one animal in the other.

Parabiotic joining of two organisms leads to the development of a shared circulatory system. In this protocol, we describe the surgical steps to form a parabiotic connection between a wild-type mouse and a constitutive GFP-expressing mouse.

Parabiose chez la souris: un protocole détaillé

Parabiosis is a surgical union of two organisms allowing sharing of the blood circulation. Attaching the skin of two animals promotes formation of ...

Fast and Accurate Exhaled Breath Ammonia Measurement

This exhaled breath ammonia method uses a fast and highly sensitive spectroscopic method known as quartz enhanced photoacoustic spectroscopy (QEPAS) that uses a quantum cascade based laser. The monitor is coupled to a sampler that measures mouth pressure and carbon dioxide. The system is temperature controlled and specifically designed to address the reactivity of this compound. The sampler provides immediate feedback to the subject and the technician on the quality of the breath effort. Together with the quick response time of the monitor, this system is capable of accurately measuring exhaled breath ammonia representative of deep lung systemic levels. 
Because the system is easy to use and produces real time results, it has enabled experiments to identify factors that influence measurements. For example, mouth rinse and oral pH reproducibly and significantly affect results and therefore must be controlled. Temperature and mode of breathing are other examples. As our understanding of these factors evolves, error is reduced, and clinical studies become more meaningful. This system is very reliable and individual measurements are inexpensive. 
The sampler is relatively inexpensive and quite portable, but the monitor is neither. This limits options for some clinical studies and provides rational for future innovations.

Ammonia is an important physiologic metabolite relevant to various disease and wellness states. It is also a difficult molecule to measure in breath, which demands particular precautions be taken to obtain accurate results. Not all factors influencing ammonia are known, but progress can be difficult without accounting for these factors.

Rapide et précis expiré Breath ammoniac mesure

This exhaled breath ammonia method uses a fast and highly sensitive spectroscopic method known as quartz enhanced photoacoustic spectroscopy (QEPAS) that ...

Experimental and Imaging Techniques for Examining Fibrin Clot Structures in Normal and Diseased States

Fibrin is an extracellular matrix protein that is responsible for maintaining the structural integrity of blood clots. Much research has been done on fibrin in the past years to include the investigation of synthesis, structure-function, and lysis of clots. However, there is still much unknown about the morphological and structural features of clots that ensue from patients with disease. In this research study, experimental techniques are presented that allow for the examination of morphological differences of abnormal clot structures due to diseased states such as diabetes and sickle cell anemia. Our study focuses on the preparation and evaluation of fibrin clots in order to assess morphological differences using various experimental assays and confocal microscopy. In addition, a method is also described that allows for continuous, real-time calculation of lysis rates in fibrin clots. The techniques described herein are important for researchers and clinicians seeking to elucidate comorbid thrombotic pathologies such as myocardial infarctions, ischemic heart disease, and strokes in patients with diabetes or sickle cell disease.

In this manuscript, experimental techniques, including blood preparation, confocal microscopy, and lysis rate analysis, to examine the morphological differences between normal and abnormal clot structures due to diseased states are presented.

Techniques expérimentales et d&#39;imagerie pour examen caillot de fibrine Structures en normaux et malades Unis

Fibrin is an extracellular matrix protein that is responsible for maintaining the structural integrity of blood clots. Much research has been done on ...

Establishment and Characterization of UTI and CAUTI in a Mouse Model

Urinary tract infections (UTI) are highly prevalent, a significant cause of morbidity and are increasingly resistant to treatment with antibiotics. Females are disproportionately afflicted by UTI: 50% of all women will have a UTI in their lifetime. Additionally, 20-40% of these women who have an initial UTI will suffer a recurrence with some suffering frequent recurrences with serious deterioration in the quality of life, pain and discomfort, disruption of daily activities, increased healthcare costs, and few treatment options other than long-term antibiotic prophylaxis. Uropathogenic Escherichia coli (UPEC) is the primary causative agent of community acquired UTI. Catheter-associated UTI (CAUTI) is the most common hospital acquired infection accounting for a million occurrences in the US annually and dramatic healthcare costs. While UPEC is also the primary cause of CAUTI, other causative agents are of increased significance including Enterococcus faecalis. Here we utilize two well-established mouse models that recapitulate many of the clinical characteristics of these human diseases. For UTI, a C3H/HeN model recapitulates many of the features of UPEC virulence observed in humans including host responses, IBC formation and filamentation. For CAUTI, a model using C57BL/6 mice, which retain catheter bladder implants, has been shown to be susceptible to E. faecalis bladder infection. These representative models are being used to gain striking new insights into the pathogenesis of UTI disease, which is leading to the development of novel therapeutics and management or prevention strategies.

The ability to model urinary tract infections (UTI) is crucial in order to be able to understand bacterial pathogenesis and spawn the development of novel therapeutics. This work&#8217;s goal is to demonstrate mouse models of experimental UTI and catheter associated UTI that recapitulate and predict findings seen in humans.

Création et caractérisation de l&#39;UTI et Cauti dans un modèle de souris

Urinary tract infections (UTI) are highly prevalent, a significant cause of morbidity and are increasingly resistant to treatment with antibiotics. ...

Motor and Hippocampal Dependent Spatial Learning and Reference Memory Assessment in a Transgenic Rat Model of Alzheimer's Disease with Stroke

Alzheimer&#39;s disease (AD) is a debilitating neurodegenerative disease that results in neurodegeneration and memory loss. While age is a major risk factor for AD, stroke has also been implicated as a risk factor and an exacerbating factor. The co-morbidity of stroke and AD results in worsened stroke-related motor control and AD-related cognitive deficits when compared to each condition alone. To model the combined condition of stroke and AD, a novel transgenic rat model of AD, with a mutated form of amyloid precursor protein (a key protein involved in the development of AD) incorporated into its DNA, is given a small unilateral striatal stroke.
For a model with the combination of both stroke and AD, behavioral tests that assess stroke-related motor control, locomotion and AD-related cognitive function must be implemented. The cylinder task involves a cost-efficient, multipurpose apparatus that assesses spontaneous forelimb motor use. In this task, a rat is placed in a cylindrical apparatus, where the rat will spontaneously rear and contact the wall of the cylinder with its forelimbs. These contacts are considered forelimb motor use and quantified during video analysis after testing. Another cost-efficient motor task implemented is the beam-walk task, which assesses forelimb control, hindlimb control and locomotion. This task involves a rat walking across a wooden beam allowing for the assessment of limb motor control through analysis of forelimb slips, hindlimb slips and falls. Assessment of learning and memory is completed with Morris water maze for this behavioral paradigm. The protocol starts with spatial learning, whereby the rat locates a stationary hidden platform. After spatial learning, the platform is removed and both short-term and long-term spatial reference memory is assessed. All three of these tasks are sensitive to behavioral differences and completed within 28 days for this model, making this paradigm time-efficient and cost-efficient.

Motor and Hippocampal Dependent Spatial Learning and Reference Memory Assessment in a Transgenic Rat Model of Alzheimer&#039;s Disease with Stroke

To investigate the co-morbid Alzheimer&#39;s disease (AD) and stroke condition in a novel model, three behavior tasks are described that assess both motor control and cognitive behaviors. These tasks include the beam-walk task, cylinder task and Morris water maze.

Moteur et hippocampique apprentissage spatial et dépendante Référence évaluation de la mémoire dans un modèle de rat transgénique de la maladie d&#39;Alzheimer avec des maladies

Alzheimer&#39;s disease (AD) is a debilitating neurodegenerative disease that results in neurodegeneration and memory loss. While age is a major risk ...

A Step by Step Protocol for Subretinal Surgery in Rabbits

Age related macular degeneration (AMD), retinitis pigmentosa, and other RPE related diseases are the most common causes for irreversible loss of vision in adults in industrially developed countries. RPE transplantation appears to be a promising therapy, as it may replace dysfunctional RPE, restore its function, and thereby vision.
Here we describe a method for transplanting a cultured RPE monolayer on a scaffold into the subretinal space (SRS) of rabbits. After vitrectomy xenotransplants were delivered into the SRS using a custom made shooter consisting of a 20-gauge metallic nozzle with a polytetrafluoroethylene (PTFE) coated plunger. The current technique evolved in over 150 rabbit surgeries over 6 years. Post-operative follow-up can be obtained using non-invasive and repetitive in vivo imaging such as spectral domain optical coherence tomography (SD-OCT) followed by perfusion-fixed histology.
The method has well-defined steps for easy learning and high success rate. Rabbits are considered a large eye animal model useful in preclinical studies for clinical translation. In this context rabbits are a cost-efficient and perhaps convenient alternative to other large eye animal models.

Retinal pigment epithelium (RPE) replacement strategies and gene-based therapy are considered for several retinal degenerative conditions. For clinical translation, large eye animal models are required to study surgical techniques applicable in patients. Here we present a rabbit model for subretinal surgery geared towards RPE transplantation, which is versatile and cost-efficient.

A l&#39;étape par le protocole de l&#39;étape pour la chirurgie sous-rétinienne chez les lapins

Age related macular degeneration (AMD), retinitis pigmentosa, and other RPE related diseases are the most common causes for irreversible loss of vision in ...

An Intramedullary Locking Nail for Standardized Fixation of Femur Osteotomies to Analyze Normal and Defective Bone Healing in Mice

Bone healing models are essential to the development of new therapeutic strategies for clinical fracture treatment. Furthermore, mouse models are becoming more commonly used in trauma research. They offer a large number of mutant strains and antibodies for the analysis of the molecular mechanisms behind the highly differentiated process of bone healing. To control the biomechanical environment, standardized and well-characterized osteosynthesis techniques are mandatory in mice. Here, we report on the design and use of an intramedullary nail to stabilize open femur osteotomies in mice. The nail, made of medical-grade stainless steel, provides high axial and rotational stiffness. The implant further allows the creation of defined, constant osteotomy gap sizes from 0.00 mm to 2.00 mm. Intramedullary locking nail stabilization of femur osteotomies with gap sizes of 0.00 mm and 0.25 mm result in adequate bone healing through endochondral and intramembranous ossification. Stabilization of femur osteotomies with a gap size of 2.00 mm results in atrophic non-union. Thus, the intramedullary locking nail can be used in healing and non-healing models. A further advantage of the use of the nail compared to other open bone healing models is the possibility to adequately fix bone substitutes and scaffolds in order to study the process of osseous integration. A disadvantage of the use of the intramedullary nail is the more invasive surgical procedure, inherent to all open procedures compared to closed models. A further disadvantage may be the induction of some damage to the intramedullary cavity, inherent to all intramedullary stabilization techniques compared to extramedullary stabilization procedures.

This protocol describes an osteosynthesis technique using an intramedullary locking nail for standardized fixation of femur osteotomies, which can be used to analyze normal and defective bone healing in mice.

Un clou intramédullaire verrouillage pour Standardized Fixation de Fémur Ostéotomies pour l&#39;analyse normale et défectueuse des os de guérison chez la souris

Bone healing models are essential to the development of new therapeutic strategies for clinical fracture treatment. Furthermore, mouse models are becoming ...

Application of Granger Causality Analysis of the Directed Functional Connection in Alzheimer's Disease and Mild Cognitive Impairment

Impaired functional connectivity in the Default Mode Network (DMN) may be involved in the progression of Alzheimer&#39;s Disease (AD). The Posterior Cingulate Cortex (PCC) is a potential imaging marker for monitoring the progression of AD. Previous studies did not focus on the functional connectivity between the PCC and nodes in regions outside the DMN, but our study is an effort to explore these overlooked functional connections. For collecting data, we used functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI) and Granger Causality Analysis (GCA). fMRI provides a non-invasive method for studying the dynamic interactions between the different brain regions. GCA is a statistical hypothesis test for determining whether one-time series is useful in forecasting another. In simple terms, it is judged by comparing the &#34;Known all the information on the last moment, the distribution of the probability of X at this time&#34; and the &#34;Known all the information on the last moment except Y, the distribution of the probability of X at this time&#34;, to determine whether there is a causal relationship between Y and X. This definition is based on the complete information source and stationary chronological sequence. The main step of this analysis is to use X and Y to establish the regression equation and draw a causal relationship by a hypothetical test. Since GCA can measure causal effects, we used it to investigate the anisotropy of the functional connectivity and explore the hub function of the PCC. Here, we screened 116 participants for MRI scanning, and after preprocessing the data obtained from neuroimaging, we used GCA to derive the causal relationship of each node. Finally, we concluded that the directed connection is significantly different between the Mild Cognitive Impairment (MCI) and AD groups, both from the PCC to the whole brain and from the whole brain to the PCC.

Application of Granger Causality Analysis of the Directed Functional Connection in Alzheimer&#039;s Disease and Mild Cognitive Impairment

Based on resting-state functional magnetic resonance imaging with Granger causality analysis, we investigated the alterations in the directed functional connectivity between the posterior cingulate cortex and whole brain in patients with Alzheimer&#39;s Disease (AD), patients with Mild Cognitive Impairment (MCI), and healthy controls.

Application de l’analyse de causalité de Granger de la connexion fonctionnelle dirigée dans la maladie d’Alzheimer et des troubles cognitifs légers

Impaired functional connectivity in the Default Mode Network (DMN) may be involved in the progression of Alzheimer&#39;s Disease (AD). The Posterior ...