המחברים בתודה להכיר תמיכה כספית מהמקורות הבאים. הפיתוח והבדיקה של ניתוחים הדמייה שונים נתמכה על ידי כמה מענקים, בעיקר מהמכון הקנדי לבריאות מחקר (MOP # 13129), אגודת האלצהיימר של קנדה ואגודת האלצהיימר בארה&quot;ב (ארה&quot;ב), הלב ושבץ קנדי ​​שותפות קרן לשבץ שחזור (HSFCPSR), וקרן LC קמפבל. JR מקבל תמיכת משכורת מאגודת האלצהיימר של קנדה; SEB מSunnybrook מכון מחקר והמחלקות לרפואה בSunnybrook וU של T, ובכלל זה היו&quot;ר בריל בנוירולוגיה. מחברים גם לקבל תמיכה ממשכורת 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>

יש המחברים אין לחשוף.

הליך הפילוח ופרצלציה LE פותח במיוחד כדי להשיג Volumetrics האזורי מMRI של הספירה וקשישים נורמלים. אמנם יש קווים אוטומטיים מלא רבים אשר חלים אלגוריתמים חישוביים מורכבים כדי לבצע פעולות אלה, בכלים אלה נוטים לחוסר הדיוק האישי ודיוק שהצינור חצי האוטומטי של LE מייצר. Trade-off עם תהליכים חצי אוטומטיים הם את המשאבים הנדרשים כדי להכשיר כהלכה מפעילים עם הידע אנטומי וכישורים חישוביים הדרושים כדי להחיל צינור כזה מקיף. עם זאת, אחד היתרונות העיקריים של צינור הדמיה אישית היא היכולת להשיג Volumetrics כמותיים מבינוני עד מקרים קשים של ניוון מוחיים כאשר צינורות אוטומטיים ייכשלו. כצינור LE הוערך בעבר ומיושם על אוכלוסיות שונות קשישים ומטורפים 1,2,13,14,19,22,23, הנושאים המרכזיים שarדואר בדרך כלל נתקל על ידי מפעילים מיומנים תועד היטב ומסוכמים בהמשך. הבדיקה הידנית והעריכה נדרשת עם רכיב Brain-סייזר כוללים הליך טיב מיסוך חילוץ, שינוי vCSF והסרה ידנית של גזע המוח, המוח הקטן ומבני subtentorial אחרים. להפקת מוח, פלט טיב האוטומטי הוא בדרך כלל מסכה הגונה ובלבד שתמונות PD/T2 המקוריות הן באיכות טובה. עם זאת, בשל ערכי עוצמה היחסי של כלי דם ורקמת עצב המדיאלי לקטבים זמניים הנחות, פרוקסימלי לעורקי הראש, באזור זה בדרך כלל דורש קצת עריכה. בנוסף, רירי בחלל האף נוטה להשפיע היסטוגרמות עוצמה אזורית, גרם להטיה בערכים לחתוך-offs בעוצמה באזורים הקדמיים הקדמי, אשר נוטים לדרוש עריכה ידנית נוספת של מסכת TIVauto האוטומטית. לבסוף, עריכה ידנית נוספת נדרשת בדרך כלל באזורים מעולים ביותר, שבו GLניוון עובל נוטה לגרום לעלייה בהיקף של CSF תת עכבישי ממש מתחת מאטר הדורה. לחלופין, ניוון הקשורים להגדלת חדרית נוטה למזער התערבות מפעיל נדרשה עם שינוי vCSF. יתרון נוסף שיש לו גישת coregistration תלת תכונה הוא היכולת לזהות אוטמים מלא נוזל פיברוזיס הפרוקסימלי לחדרים, באופן פוטנציאלי בשל vasculopathy periventricular ורידי 5,24-26, הניתנים לזיהוי בשל עוצמתם היחסית בפ&quot;ד וT1 ( hyperintense על PD, hypointense על T1). יכול להיות שמסומן מvCSF hypointensities אלה באמצעות גבולות ידניים נמשכים בITK-SNAP_sb לפני floodfilling פעולות. מאז שינוי vCSF מתבצע במרחב T1-רכישה, במקרים שבם יישור חורג בהרבה ממטוס ACPC, ייתכן שיהיה הצורך להגביל לחדר 3 rd ובור quadrigeminal, אם המחשב אינו גלוי במלואו. למרות שהאוהל הוא מבנה קל יחסית הבדלerentiate, כמה כללים הבוסס על האנטומיה לסייע בהכוונה להסרה ידנית של גזע המוח ומבני subtentorial, במיוחד כאשר איתור הפרדת peduncles המוח מהאונה הטמפורלית מדיאלית. landmarking סיף הוא הליך המבוסס על stereotaxic שבוצע בתמונות ACPC מיושרות סטנדרטיות, מה שמאפשר ללוקליזציה לחיזוי באופן מתון מציוני הדרך אנטומיים מסוימות. יוצאים מן הכלל הם מקרים עם ניוון קיצוני והשתנות נורמלית עקב הבדלים אישיים בneuroanatomy. תוצאות ניוון המוח בהפסד כולל של parenchyma, CSF הגדלת לאורך קו האמצע המקיף את cerebri החרמש, מה שמגביר את הקושי של בחירת נקודות מתאימות למקום ציוני דרך. פרוטוקולים מבוססי כללים נדרשים, זיהוי מקרים שבם יוצאים מן הכלל הכללי נדרשים. וריאציות רגילה באנטומיה, במיוחד במיקום היחסי של מענית המרכזית ומענית parieto-העורפית, גם להגדיל את הקשייםty של תיחום הידני של מבנים אלה. עם זאת, ממשק המשתמש הגרפי בשימוש על ידי סיף מאפשר סיבוב של תמונות פני השטח שניתנו, המסייעת באופן משמעותי בתהליך קבלת החלטות להדמיה של ציוני הדרך מסוימים הללו בזמן אמת. לבסוף, חלק מהפרוטוקול מבוסס כללים כבר משולב באופן תכנותי לתוך התוכנה כדי למנוע הפרת מפעיל למשל תיחום מענית מרכזי נאלץ לעבור בדיעבד (התחקות קו מנעה מלחזור על עצמו). הליך הבדיקה הידני של רכיב הנגע-Seg דורש מומחיות בזיהוי חזותי של hyperintensities הרלוונטי, מיומנות תפיסה חזותית שנרכשה רק לאחר חשיפה לסריקות בדרגות שונות של SH. אלגוריתמי מזעור חיוביים שגויים לסייע בהסרה של רוב השגיאות בפילוח הראשוני. עם זאת, הבחנה בין החללים מורחבים perivascular (חללי Virchow-רובין: VRS) בגרעין lentiform ומחדשSH לבנט בכמוסה החיצונית, גדר, כמוסה קיצונית, ואזורי subinsular יכול להיות קשה. זה קשה במיוחד במקרים עם VRS בגרעינים הבזליים. נייר האחרון מתווה תקני דיווח כלי דם שינויים על הדמייה (לשאוף), מומלץ קריטריון גודל לבדל VRS מlacunes, ולתאר VRS להיות יותר ליניארי ועוצמת CSF ב-MRI. כדי לטפל בבעיות אלה עם זיהוי VRS, LE אימץ:) שלטון מבוסס האנטומיה המונע מפעילים מבחירה כל hyperintensity שנופל בתוך גרעין lentiform, ב) קריטריון גודל שלא לכלול hyperintensities פחות מ 5 מ&quot;מ בקוטר, ו-C) כלל ביחס לעוצמת הדרה נוספת בשל עוצמת CSF היחסית על PD, T2 ו 27 T1. בנוסף, ניתן למצוא אות hyperintense נורמלית לאורך cerebri קו האמצע והחרמש, בעיקר על הדמיה פלייר, אשר יכול להיות קשה להבדיל בין SH הרלוונטי לאורך כפיס המוח. במקרים שלחפיפה כזו, כללים הבוסס על האנטומיה מיושמות בו רק SH אשר להאריך החוצה לתוך אזורי periventricular מתקבלים. לסיכום, חשוב להבין שהמרכיב נכתב זה נועד להשלים, פרסום מונחה וידאו סטנדרטי פרוטוקול ביופיטר <a href="https://www.jove.com">(https://www.jove.com).</a> בעוד דמויות סטטיות מסורתיות לסייע להסביר כמה מושגים, הדרכות וידאו מבוסס הן יעילים יותר בתקשורת התהליכים מתודולוגיים המורכבים מעורבים עם צינור הדמייה מקיף כגון נגע Explorer.

ניתוח תמונת המוח הוא תחום מתפתח של מדעי המוח דורש מפעילים מיומנים ברמה גבוהה של מיומנות חישובית וneuroanatomical. על מנת לקבל מידע כמוני מהדמיה בתהודה מגנטית (MRI), מפעיל מיומן נדרש לעתים קרובות ליישם, לפקח ולערוך, תפוקות הדמיה ממוחשבות שנוצרו מבדיקות MRI גלם. בעוד כלים רבים &#39;אוטומטיים מלא&#39; הדמיה זמינים באופן חופשי דרך האינטרנט, הדיוק, ואמינותו מוטלת בספק כשהם מיושמים על ידי מפעיל טירון חסר ידע, הכשרה והיכרות עם הכלי שהורדת. למרות שאימונים באתר הוא גישת ההוראה עדיפה ביותר, הצגה, פרוטוקול סטנדרטי מודרך וידאו היא אלטרנטיבה מעשית, במיוחד אם מלווה באימון קבוצה של תמונות. בנוסף, אימון הקבוצה של תמונות עשויה לשמש לאמצעי בקרת איכות, כגון בדיקת אמינות בין מדרג מחוץ לאתר. Challenges לפתח צינור עיבוד תמונה, במיוחד כאשר לומד הזדקנות ומחלת אלצהיימר (AD), כולל מגוון רחב של בעיות טכניות וביולוגיות. למרות כמה בעיות טכניות מופנות עם אלגוריתמים שלאחר עיבוד תיקון 3, השתנות עקב הבדלים אישיים ותהליכים פתולוגיים להציג מכשולים מורכבים יותר. ניוון המוח וגדלה של חדר יכולים להפחית את הכדאיות של השתאה רישום וגישות תבנית התאמה. נוכחותו של חומר לבן הקשורות לגיל שינויי 4 ומחלה קטנה כלי 5,6, כפי שנצפתה hyperintensities קורטיקליים (SH) 7,8, אוטמים מלא נוזל פיברוזיס כמו אגמימי-9,10, וחללי perivascular מורחבים 11,12, בהמשך לסבך את אלגוריתמי פילוח. במקרים של מחלת חומר לבנה משמעותית, פילוח T1 בודד יכול לגרום להערכת יתר של חומר אפור (GM) 13, שניתן לתקן רק עם se נוסףgmentation באמצעות צפיפות פרוטון (PD), T2 המשוקלל (T2), או שחזור היפוך נוזל מוחלש הדמיה (פלייר). לאור אתגרים אלה, הנגע Explorer (LE) צינור עיבוד תמונה מיישם תלת תכונה אוטומטית למחצה גישה (T1, PD, T2), ניצול מפעילים מיומנים בשלבים מסוימים, כאשר ההתערבות אנושית עדיפה 1,2. שאיבת המוח (או הפשטת גולגולת) היא בדרך כלל אחד המבצעים הראשונים שבוצעו בהדמייה. לאור זאת, רמת הדיוק של הקמרון תוך גולגולתי בסך הכל תהליך חילוץ (טיב) מאוד משפיעה על פעולות שלאחר מכן עוד יותר במורד הצינור. משמעותי על פני שחיקה, וכתוצאה מכך האובדן של מוח, עלול להוביל ליותר מ-הערכה של ניוון המוח. לחלופין, משמעותי מתחת לשחיקה, וכתוצאה מהכללתו של הדורה ומשנה nonbrain אחר, עלול להוביל לאינפלציה של נפח המוח. כתובות רכיב Brain-סייזר של LE רבים של בעיות אלה על ידי שימוש בשלושה תחומי תכונה (T1, T2, וPD) גישה ליצירהמסכת טיב, אשר מניבה תוצאות טובות יותר בהשוואה לשיטות יחידה תכונה 1. בנוסף, מסכת טיב נוצרת באופן אוטומטי מסומנת באופן ידני ונערכה תוך שימוש בפרוטוקול סטנדרטי אשר מזהה אזורים רגישים לטעויות גולגולת הפשטה. לאחר חילוץ המוח, פילוח מתבצע על T1-הפשיט הגולגולת, שבו כל voxel מוח מוקצה עד 1 מתוך 3 תוויות: GM, חומר לבן (WM), או נוזל המוח והשדרה (CSF). פילוח נעשה באופן אוטומטי באמצעות אלגוריתם הולם עקומה חזק יחול על היסטוגרמות עוצמת העולמית והמקומית; טכניקה שפותחה כדי לטפל בחפץ nonuniformity עוצמה והפרדת ירד בין GM וWM משרעת עוצמה במקרי הספירה 14. מרכיב Brain-סייזר כולל גם נהלים לייעוד ידני של חדרים ופינוי של מבני subtentorial. פילוח של CSF חדרית (vCSF) הוא חשוב במיוחד כגודל חדר הוא Biomar נפוץמשתכשך לדמנציה לספירה 15. בנוסף, סימון של חדרי לב ומקלעת דמית העין הוא הכרחי לזיהוי נכון של hyperintensities periventricular (pvSH), שהם האמינו כדי לשקף סוג של מחלת כלי קטנה המאופיין collagenosis ורידי 5,16,17. באמצעות T1 להתייחסות, לשינוי תוויות ידניות של voxels CSF לvCSF מושגת באמצעות פעולות floodfill ידניות על התמונה מפולחת. בדרך כלל, החדרים לרוחב, קלים יותר להבדיל מCSF sulcal. מסיבה זו, מומלץ להתחיל floodfilling בתצוגה צירית, החל מפרוסות מעולה ומרגש inferiorly. החלקים המדיאלי של מערכת חדרית, במיוחד חדר 3 rd, קשה יותר להתוות וניתנים כללים הבוסס על האנטומיה מיוחדות שמתוארים במדריך. השלב הסופי של המוח סייזר כולל ההסרה של גזע המוח, המוח הקטן, ומבני subtentorial אחרים, תוך שימוש בנהלי איתור הוראות שמתוארים בo סט נוסףפרוטוקולים ו מבוסס האנטומיה סטנדרטית. המרכיב חצי אוטומטי מוח אזור חילוץ (סיף) הוא ההליך של הצינור פרצלציה. שלב זה דורש מפעילים מיומנים לזהות את נקודתי הציון האנטומיות הבא: קדמית והשליך אחורי (AC, PC); אחורי קצה מוח; תעלה מרכזית; מטוס באמצע sagittal; preoccipital ברמה גבוהה; occipito-הקודקודית מענית; מענית מרכזית, ו; סדק סילביוס. בהתבסס על קואורדינטות נקודת הציון הבאות, רשת 18 כמו Talairach-נוצרת באופן אוטומטי וחלוקה אזורית מושגת 19. ציוני דרך מזוהות בקלות על ACPC תמונות ציר, אשר נוצרות באופן אוטומטי ובדקנו באופן ידני לפני נהלי landmarking סיף. מרכיב הנגע-Seg הוא השלב הסופי של הצינור שבו זיהוי SH וכימות מושגת. פילוח SH האוטומטי הראשוני מיישם אלגוריתם מורכב הכולל segme PD/T2-based SHntation, c-אמצעי מיסוך מטושטש, והתרחבות של חדר. פעולות אלה יגרמו למסכת פילוח נגע שנוצר באופן אוטומטי, כי הוא בדק באופן ידני ונערכו לתוצאות חיוביות שגויות וטעויות אחרות. כאות hyperintense על MRI יכולה לנבוע ממקורות nonpathological (חפץ למשל תנועה, ביולוגיה רגילה), הכשרה מתאימה נדרשת לזיהוי מדויק של SH הרלוונטי. התוצאה הסופית של צינור LE היא פרופיל נפחית מקיף המכיל 8 Volumetrics רקמות והנגע שונה אשר parcellated ל26 אזורים במוח סיף. כדי להשיג מבחן האמינות בין המדרג של מפעיל בודד מחוץ לאתר, מומלץ לבצע את צינור LE המלא על סט האימון מסופק עם התוכנה (http://sabre.brainlab.ca). שימוש בתוצאות הנפחית, מקדם מתאם בין מעמד (ICC) 20 סטטיסטיקה ניתן לחשב עבור כל כיתת רקמות (GM / WM / CSF) בכל אזור סיף. שימוש segmentation תמונות, דמיון אינדקס (SI) ניתן לחשב 21 סטטיסטיקות כדי להעריך את מידת ההלימה מרחבית. בנוסף, אמינות התוך מדרג ניתן להעריך על התוצאות זהה של המפעיל, לאחר תקופה קצרה של זמן עבר בין 1 st של המפעיל ו2 עריכות פילוח nd. ובלבד שהמפעיל מחוץ לאתר שומרת על מוסכמות מתן שמות קבצים המפורטים במדריך לLE, ניתן לחשב סטטיסטיקות אמינות מחוץ לאתר באמצעות חבילות תוכנה סטטיסטית הבסיסיות ביותר. בהתחשב בבקרת איכות אלה ופרוטוקול סטנדרטי מודרך וידאו, מפעילים מחוץ לאתר יכולים להיות בטוחים יותר כי צינור LE מיושם באופן מדויק ומהימן.

<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

קבלת בVolumetrics רקמת המוח האנושית vivo מMRI הוא מסובך לעתים קרובות על ידי בעיות טכניות וביולוגיות שונות. אתגרים אלה מחריפים כאשר ניוון מוחי משמעותי ושינויים הקשורים בגיל חומר לבן (למשל Leukoaraiosis) נמצאים. הנגע Explorer (LE) הוא צינור הדמייה מדויק ואמין שפותח במיוחד כדי לטפל בבעיות כגון נפוץ שנצפו ב-MRI למחלת אלצהיימר וקשישים נורמלים. הצינור הוא מערכת מורכבת של תהליכים אוטומטיים למחצה שאומת בעבר בשורה של 1,2 מבחני מהימנות הפנימי והחיצוני. עם זאת, הדיוק והאמינות של LE הוא תלוי מאוד במדריך למפעילים מאומנים כראוי כדי לבצע פקודות, לזהות ציוני דרך אנטומיים מובהקת, ולערוך באופן ידני / לאמת תפוקות פילוח ממוחשבות שונות. LE ניתן לחלק את 3 מרכיבים עיקריים, שכל אחד דורש אוסף של פקודות ואופרה ידניתtions: 1) Brain-סייזר, 2) סיף, ו3) נגע-Seg. הפעולות ידניות של המוח סייזר כרוך בעריכה של הקמרון האוטומטי-הפשיט גולגולת בסך הכל תוך גולגולתי (טיב) מסכת חילוץ, ייעודו של נוזל השדרתי חדרית (vCSF), והסרה של מבני subtentorial. מרכיב סיף דורש בדיקה של יישור תמונה לאורך השליך הקדמי והאחורי מטוס (ACPC), וזיהוי של כמה ציוני דרך אנטומיים הנדרשות לחלוקה אזורית. לבסוף, מרכיב הנגע-Seg כרוך בדיקה ידנית של פילוח הנגע האוטומטי של hyperintensities קורטיקליים (SH) לשגיאות חיוביות כוזבות. בזמן אימונים של צינור LE באתר עדיף, כלי הוראה חזותי זמין בקלות עם תמונות אימון אינטראקטיביות הוא חלופה. פותחו על מנת להבטיח רמה גבוהה של דיוק ואמינות, הבא הוא,, פרוטוקול מונחה וידאו סטנדרטי צעד אחר צעד לנהלים הידני של LE.

אמינות בין מדרג ניתן להעריך באמצעות כמה מדדים. שימוש בערכת ההדרכה הניתנת באינטרנט <a href="http://sabre.brainlab.ca">(http://sabre.brainlab.ca),</a> הצעדים הבאים מומלצים להעריך אמינות בין מדרג לכל אחד משלבי העיבוד לאחר השלמת LE. מוח סייזר: כדי להעריך את האמינות בין מדרג של נהלי חילוץ המוח, ליצור Volumetrics עבור כל מסכות טיב-E, _TIVedit &lt;name&gt;, באמצעות פקודת &lt;img_count&gt;. הזן Volumetrics האלה לתוך חבילת תוכנה סטטיסטית (כגון SPSS), יחד עם Volumetrics TIVedit הניתן לכל אחד מקבוצת ההכשרה (ראה קובץ אקסל csv / סיפק באינטרנט) ולחשב את מקדם המתאם בין המדרג (ICC). Volumetrics המוח כולו למדרגים בתוך הבית הוכשרו לקבל דיווח ICC = 0.99, p &lt;0.0001 1,2. בנוסף, הערכה של הסכם המרחבית למיסוך טיב ניתן להעריך באמצעותSI 21. קוד MATLAB מסופק באינטרנט כדי לחשב ערכי SI בין שני מדרגים. כדי להעריך את שינוי חדרית, לייצר כמויות vCSF באמצעות פקודת &lt;img_count&gt; עבור כל אחד מקבצי הפילוח עם voxels vCSF מחדש, כלומר. &lt;name&gt; _ seg_vcsf. VCSF הנפח הוא הערך ליד &#39;7 שורה &#39;תחת העמודה שכותרתו &quot;נפח&quot;. באמצעות אותם ההליכים כדי להעריך את האמינות בין מדרג טיב, לחשב כאל וSI לvCSF. ההסרה של גזע המוח, המוח הקטן ומבני subtentorial ניתן להעריך באופן דומה על ידי הפעלת פקודת &lt;img_count&gt; על _seg_vcsf_st &lt;name&gt;. הכרכים המשמשים למסכת פילוח זה מוצגים בשורה האחרונה השנייה שכותרתו &quot;ספירה כוללת של voxels אינו אפס:&quot; תחת &quot;נפח&quot; (הטור האחרון בצד הימין). באמצעות אותם ההליכים כדי להעריך את טיב וvCSF, לחשב כאל וSI למיסוך זה proceduמחדש באמצעות Volumetrics בקובץ Excel הניתן וקבצי _seg_vcsf_st &lt;name&gt;. סיף: בעוד בקלות ניתן להעריך הנהלים ידניים של Brain-סייזר באמצעות מדדים סטנדרטיים, יישור ACPC הוא מעט יותר קשה. מסיבה זו, קבצי מטריצה ​​ניתנים להשוואה מבחינה ויזואלית להכשרה של מפעילים מחוץ לאתר. לאחר השלמת יישור ACPC, לפתוח חלון ITK-SNAP_sb חדש, לטעון את תמונת T1, ולאחר מכן לטעון את המטריצה ​​למקרה ההכשרה הניתן באינטרנט, _T1_IHCpre_toACPC.mat &lt;name&gt;, וחזותי להשוות את המגרש, גליל, סבסב, ופרוסת ACPC בין שני התמונות. כדי להעריך את נהלי סיף landmarking, לרוץ &lt;img_count&gt; על מסכת parcellated, &lt;name&gt; _SABREparcel_inACPC לכל מקרה אימון. הזן את Volumetrics עבור כל אזור (3-28). קודי אזור סיף מסופקים באינטרנט. באמצעות אותם ההליכים כדי להעריך את טיב וvCSF, לחשב ICC עבור כל אזור במוח סיף.סיף parcellated Volumetrics האזורי למדרגים בתוך הבית הוכשרו לקבל ICCS ממוצע דיווח = 0.98, p &lt;0.01, עם ערכי ICC החל .91-.99 1,2. הנגע Seg: כרכיב זה הוא השלב הסופי של צינור LE, אמינות ודיוק תהיה תלויה בשלבים מוקדמים. אמינות בין מדרג של פילוח SH מושגת באמצעות ICC האזורי של כרכי SH והסכמה המרחבי של מסכות SH. כדי להעריך את כמויות SH אזוריות, המנוהלות על &lt;SH_volumetrics&gt;, נכנס הן בקובץ lobmask במרחב T1-רכישה, &lt;name&gt; _SABREparcel וקובץ הסופי בעריכת נגע פילוח, _LEedit &lt;name&gt;. באמצעות אותם ההליכים להעריך Volumetrics סיף, לחשב ICC לכרכי נגע בכל אזור במוח סיף. באמצעות אותם ההליכים על מנת להעריך את הסכם המרחבי של תהליך מיסוך טיב, לחשב SI למסכות האחרונות שבעריכת נגע, &lt;name&gt; _LEedit (או FLEXedit). שלהן ניתן לבצע בדיקות האמינות על שני פילוח PD/T2-based ופילוח המבוסס על כשרון. <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td></td><td> T1 3D </td><td> PD/T2 </td></tr><tr><td> פרמטרי הדמיה </td><td> נפח צירי SAT SPGR (א 1) </td><td> ספין צירי אקו FC VEMP VB (interleave) </td></tr><tr><td> עיתוי דופק </td><td></td><td></td></tr><tr><td> TE (אלפיות שני) </td><td> 5 </td><td> 30/80 </td></tr><tr><td> TR (אלפיות שני) </td><td> 35 </td><td> 3,000 </td></tr><tr><td> Flip זווית (°) </td><td> 35 </td><td> 90 </td></tr><tr><td> TI (אלפיות שני) </td><td> N / </td><td> N / </td></tr><tr><td> טווח סריקה </td><td></td><td></td></tr><tr><td> FOV (סנטימטר) </td><td> 22 </td><td> 20 </td></tr><tr><td> עובי פרוס (מ&quot;מ) </td><td> 1.2 / 0 </td><td> 3/0 </td></tr><tr><td> מספר פרוסות </td><td> 124 </td><td> 62 </td></tr><tr><td> רכישה </td><td></td><td></td></tr><tr><td> גודל מטריצה </td><td> 256 x 192 </td><td> 256 x 192 </td></tr><tr><td> גודל voxel (מ&quot;מ) </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> סה&quot;כ זמן (דקות) </td><td> 11:00 </td><td> 00:00 </td></tr></tbody></table> טבלת 1. ג&#39;נרל אלקטריק 1.5T מבני פרמטרי רכישת ה-MRI. <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td></td><td> T1 3D </td><td> PD/T2 </td><td> פלייר </td></tr><tr><td> פרמטרי הדמיה </td><td> הצירי 3D FSPGR EDR IR Prep </td><td> הצירי 2D FSE-XL, EDR, מהיר, שומן ישב </td> &lt;הצירי T2Flair, EDR, FAST td&gt; </td></tr><tr><td> עיתוי דופק </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td><h2 style=";text-align:right;direction:rtl"> TE (ms) </h2></td><td> 3.2 </td><td> 11.1 / 90 </td><td> 140 </td></tr><tr><td> TR (אלפיות שני) </td><td> 8.1 </td><td> 2,500 </td><td> 9,700 </td></tr><tr><td> Flip זווית (°) </td><td> 8 ° </td><td> 90 ° </td><td> 90 ° </td></tr><tr><td> TI (אלפיות שני) </td><td> 650 </td><td> N / </td><td> 2,200 </td></tr><tr><td> טווח סריקה </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> FOV (סנטימטר) </td><td> 22 </td><td> 22 </td><td> 22 </td></tr><tr><td> עובי פרוס (מ&quot;מ) </td><td> 1 </td><td> 3 </td><td> 3 </td></tr><tr><td> מספר פרוסות </td><td> 186 </td><td> 48 </td><td> 48 </td></tr><tr><td> רכישה </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> גודל מטריצה </t<html> ד&gt; <td> 256 x 192 </td><td> 256 x 192 </td><td> 256 x 192 </td></tr><tr><td> גודל voxel (מ&quot;מ) </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> סה&quot;כ זמן (דקות) </td><td> 07:20 </td><td> 06:10 </td><td> 07:20 </td></tr></tbody></table> טבלה 2. ג&#39;נרל אלקטריק 3T מבני פרמטרי רכישת ה-MRI. <img alt="איור 1" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50887/50887fig1highres.jpg" width="500" /> איור 1. הצירי T1 עם כספת תוך גולגולתי בסך הכל לא ערוכה כיסוי (טיב) מסיכה (ירוק). זה הוא דוגמא לשימוש בכלי המצולע הסגור בITK-SNAP_sb להסרת רקמת nonbrain כחלק מהליך העריכה הידני של Brain- הליך מיצוי טיב של סייזר. class = &quot;jove_content&quot; עבור: לשמור-together.within-page = &quot;תמיד&quot;&gt; <img alt="איור 2" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50887/50887fig2highres.jpg" width="500" /> איור 2. הצירי T1 עם כיסוי פילוח רקמות. שים לב שצבעי התווית הם שרירותיים ויכולים להיות שונה באמצעות הכלי לייבל. בתמונה משמאל מראה צבעי ברירת מחדל. תמונה אמצעית מראה כיצד CSF (5 = סגול) הוא מחדש לvCSF (7 = מגנטה). תמונה מימין מראה כיצד צבע WM ניתן לשנות מבלי לשנות את התווית ברמת רקמה, כלומר. תווית 3 = WM נשאר אבל צבע יכול להיות שונה לכחול. <img alt="איור 3" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50887/50887fig3highres.jpg" width="500" /> איור 3. הצירי T1 עם כיסוי פילוח רקמות (בתמונה משמאל, GM = צהוב, WM = כתום, CSF = סגול) (משמאל). המתואר היא דוגמא להסרה ידנית של מבני subtentorial שימוש באפשרות n polygo הסגורה בITK-SNAP_sb (באמצע) ופילוח רקמות סופי לאחר ההסרה (מימין). כמו באיור 2, בתמונה מימין מראה כיצד צבע WM ניתן לשנות מבלי לשנות את התווית ברמת רקמה, כלומר. תווית 3 = WM נשאר אבל צבע יכול להיות שונה לכחול. <img alt="איור 4" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50887/50887fig4highres.jpg" width="500" /> איור 4. הצירי T1 בחלל רכישה לפני (משמאל), ואחרי (מימין) יישור AC-PC מתבצע. <img alt="איור 5" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50887/50887fig5highres.jpg" width="500" /> T1 איור 5. שתי דוגמאות מראים נהלי landmarking סיף. הצירי AC-PC מיושר עם AC (צהוב), מיקומי מחשב (כחול), וקצה אחורי (ורוד) ציון (משמאל). T1 שניתנו משטח 3D (מימין) עם סדק סילביוס (סגול) ואחוזיםמענית RAL תיחום (ורוד). <img alt="איור 6" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50887/50887fig6highres.jpg" width="500" /> איור 6. הצירי פ&quot;ד (משמאל) עם כיסוי שנוצר באופן אוטומטי נגע (במרכז), ונגע בעריכה ידנית (אדום) כיסוי (מימין). <img alt="איור 7" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50887/50887fig7highres.jpg" width="500" /> איור 7. צירי פלייר (משמאל), עם כיסוי שנוצר באופן אוטומטי נגע (במרכז), ונגע בעריכה ידנית (אדום) כיסוי (מימין).

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

הנגע Explorer (LE) הוא צינור שפותח כדי להשיג רקמת מוח אזורית וVolumetrics נגע hyperintensity קורטיקליים מMRI המבני של מחלת אלצהיימר וקשישים נורמלים חצי אוטומטי, עיבוד תמונה. כדי להבטיח רמה גבוהה של דיוק ואמינות, הבא הוא, פרוטוקול סטנדרטי מודרך וידאו לנהלים הידני של LE.

הנגע Explorer: מודרך וידאו, סטנדרטי פרוטוקול Volumetrics מדויק ואמין הנגזר-MRI במחלה אלצהיימר וקשישים רגיל

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 Views.  Sunnybrook Health Sciences Centre.  הנגע Explorer (LE) הוא צינור שפותח כדי להשיג רקמת מוח אזורית וVolumetrics נגע hyperintensity קורטיקליים מMRI המבני של מחלת אלצהיימר וקשישים נורמלים חצי אוטומטי, עיבוד תמונה. כדי להבטיח רמה גבוהה של דיוק ואמינות, הבא הוא, פרוטוקול סטנדרטי מודרך וידאו לנהלים הי?...

Video: 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.

מדידה מדויקת ופשוטה 1β-IL Pro-ציטוקין דלקתי באמצעות גירוי Assay Whole Blood

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

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.

בידוד של oligomers PRP המסיס ובלתי מסיס במוח האנושי הרגיל

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.

Parabiosis בעכברים: פרוטוקול מפורט

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.

מדידת אמוניה מהירה ומדויקת נשף נשימה

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.

טכניקות ניסיוניות והדמיה לבחינת מבני פיברין קריש בבריאה והחולה הברית

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.

ההקמה ואפיון של UTI וCAUTI במודל עכבר

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.

מנוע ולמידת מרחבית Dependent בהיפוקמפוס ופניית הערכת זיכרון במודל חולדה מהונדס של מחלת אלצהיימר עם שבץ

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.

צעד אחר פרוטוקול שלב לכירורגיה subretinal בארנבונים

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.

מסמר נעילת intramedullary עבור קיבוע סטנדרטי של Osteotomies עצם הירך כדי לנתח רגיל ופגום עצם ריפוי עכברים

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.

היישום של גריינג'ר ניתוח סיבתיות של חיבור פונקציונלי מכוונת מחלת אלצהיימר, ליקוי קוגנטיבי מתון

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