Gli autori ringraziano il sostegno finanziario dalle seguenti fonti. Lo sviluppo e la sperimentazione di varie analisi di neuroimaging è stato supportato da numerose borse di studio, in particolare dai Canadian Institutes of Health Research (MOP # 13129), la Alzheimer Society of Canada e Alzheimer Association (USA), la Heart and Stroke Foundation Partnership canadese Stroke Recovery (HSFCPSR), e la Fondazione LC Campbell. JR riceve il sostegno stipendio dalla Alzheimer Society of Canada; SEB dal Research Institute Sunnybrook e Dipartimenti di Medicina presso Sunnybrook e U of T, compresa la Brill Sedia in Neurologia. Gli autori ricevono anche il supporto stipendio dal 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>

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

La segmentazione e parcellizzazione procedura LE è stato sviluppato appositamente per ottenere volumetria regionali da MRI di AD e normale anziani. Mentre ci sono numerosi oleodotti completamente automatici che applicano algoritmi di calcolo complessi per eseguire queste operazioni, questi strumenti tendono a mancare la precisione individualizzato e la precisione che oleodotto semi-automatico di LE produce. Il trade-off con i processi semi-automatici sono le risorse necessarie per formare adeguatamente gli operatori con le conoscenze anatomiche e le competenze computazionali necessarie per applicare una pipeline così completo. Tuttavia, uno dei vantaggi principali di una pipeline di imaging individualizzato è la capacità di ottenere volumetria quantitative da moderata a casi gravi di neurodegenerazione quando condotte automatiche sicuro. Come il gasdotto LE è già stato valutato e applicato a diverse popolazioni anziane e dementi 1,2,13,14,19,22,23, le principali questioni che are di solito incontrate da operatori addestrati sono stati ben documentati e sono riassunte di seguito. Il controllo manuale e la modifica richiesta con il componente Brain-Sizer include la procedura di estrazione di mascheramento TIV, vCSF riassegnazione e la rimozione manuale del tronco encefalico, cervelletto e altre strutture sottotentoriali. Per l&#39;estrazione del cervello, l&#39;uscita automatica TIV è generalmente una maschera discreto purché le immagini PD/T2 originali sono di buona qualità. Tuttavia, a causa dei valori di intensità relative dei vascolare e nervo mediale tessuto ai poli temporale inferiore, prossimale alle arterie carotidi, questa regione genere richiede qualche modifica. Inoltre, mucose nella cavità nasale tende a colpire istogrammi intensità regionali, inclinazione intensità valori di cut-off nelle regioni frontali anteriori, che tendono a richiedere ulteriore modifica manuale della maschera automatica TIVauto. Infine, ulteriore modifica manuale è tipicamente richiesto nelle regioni più superiori, dove glatrofia Obal tende a provocare un aumento del volume di CSF subaracnoideo appena sotto la dura madre. In alternativa, atrofia associata con l&#39;allargamento del ventricolo tende a minimizzare gli interventi dell&#39;operatore necessarie con vCSF riassegnazione. Un altro vantaggio di avere un approccio coregistrazione tri-caratteristica è la capacità di identificare infarti piene di liquido cistiche prossimale ai ventricoli, potenzialmente causa di vasculopatia venosa periventricolare 5,24-26, che sono identificabili per la loro intensità relativa sul PD e T1 ( iperintensa in PD, ipointensa in T1). Questi hypointensities possono essere delineati da vCSF utilizzando i limiti di manuali redatti in ITK-SNAP_sb prima alle operazioni floodfilling. Poiché vCSF riassegnazione viene eseguita nello spazio T1-acquisizione, nei casi in cui l&#39;allineamento discosta lontana dal piano CCAC, un limite può essere necessaria per il 3 ° ventricolo e la cisterna quadrigemina, se il PC non è completamente visibile. Sebbene il tentorio è una struttura relativamente semplice differentiate, diverse regole basate anatomia-assistono nel guidare la rimozione manuale del tronco cerebrale e strutture sottotentoriali, in particolare quando localizzare la separazione dei peduncoli cerebrali dal lobo temporale mediale. SABRE Landmarking è una procedura basata stereotassica-eseguita in immagini CCAA allineate normali, consentendo per la localizzazione moderatamente prevedibile di particolari punti di repere anatomici. Le eccezioni a questa sono casi con atrofia estrema e la variabilità normale a causa di differenze individuali nella neuroanatomia. Risultati atrofia cerebrale in una perdita complessiva di parenchima, aumentando CSF ​​lungo la linea mediana che circonda la falce cerebrale, che aumenta la difficoltà di scegliere punti appropriati di inserire punti di riferimento. Sono necessari protocolli basati su regole, individuando i casi in cui sono richieste eccezioni alla regola generale. Normali variazioni di anatomia, in particolare nella posizione relativa del solco centrale e il solco parieto-occipitale, aumentano anche le difficoltàty di delineazione manuale di queste strutture. Tuttavia, l&#39;interfaccia utente grafica utilizzata da SABRE consente la rotazione in tempo reale di immagini della superficie rendering, che aiuta in modo significativo nel processo decisionale per la visualizzazione di questi punti di riferimento particolari. Infine, un protocollo basato su regole sono state integrate a livello di programmazione nel software per prevenire la violazione ad esempio l&#39;operatore centrale solco delineazione è costretto a muoversi posteriormente (line tracing è impedito di tornare indietro su se stessa). Procedura di controllo manuale del componente Lesione-Seg richiede competenze in identificazione visiva di iperintensità rilevante, una competenza percezione visiva che si acquisisce solo dopo l&#39;esposizione alle scansioni con diversi gradi di SH. Algoritmi di minimizzazione falsi-positivi assistono con la rimozione della maggior parte degli errori nella segmentazione iniziale. Tuttavia, la differenziazione tra spazi perivascolari dilatati (spazi Virchow-Robin: VRS) nel nucleo lentiform e rilevant SH nella capsula esterna, claustrum, estrema capsula, e regioni subinsular può essere difficile. Questo è particolarmente difficile nei casi con VRS nei gangli basali. Un recente documento che delinea principi di informativa cambiamenti vascolari su Neuroimaging (STRIVE), ha raccomandato un criterio dimensioni per differenziare VRS lacunes, e descrivere VRS ad essere più lineare e l&#39;intensità CSF su MRI. Per affrontare questi problemi con l&#39;identificazione VRS, LE ha adottato: a) una regola di base di anatomia, che impedisce agli operatori di selezionare qualsiasi iperintensità che rientra all&#39;interno del nucleo lentiform, b) un criterio dimensione di escludere iperintensità inferiore a 5 mm di diametro, e c) una regola intensità relativa di esclusione supplementare dovuto all&#39;intensità CSF relativa sulla PD, T2 e T1 27. Inoltre, il normale segnale iperintensa può essere trovato lungo la linea mediana e la falce cerebrale, in particolare su immagini FLAIR, che può essere difficile distinguere tra SH rilevante lungo il corpo calloso. In casi ditale sovrapposizione, regole basate anatomia-sono attuati in cui vengono accettati solo SH che si estendono fuori nelle regioni periventricolari. In conclusione, è importante rendersi conto che questa componente scritta è intesa a completare una pubblicazione di video-guida standardizzata protocollo JoVE ( <a href="https://www.jove.com">https://www.jove.com</a> ). Mentre figure statiche tradizionali aiutino a spiegare alcuni concetti, tutorial video-based sono più efficaci nel comunicare i processi metodologici complessi coinvolti con una pipeline neuroimaging globale come lesione Explorer.

Analisi delle immagini del cervello è un settore emergente delle neuroscienze che richiedono operatori specializzati con un alto grado di competenza computazionale e neuroanatomica. Al fine di ottenere informazioni quantitative da risonanza magnetica (MRI), un operatore addestrato è spesso necessaria per attuare, monitorare e modificare, uscite immagini generate al computer generate da risonanza magnetica prime. Mentre molti strumenti di imaging &quot;completamente automatico&quot; sono liberamente disponibili attraverso Internet, la precisione e l&#39;affidabilità è discutibile se applicato da un operatore novizio privi di conoscenze, la formazione e la familiarità con lo strumento scaricato. Anche se la formazione in loco è l&#39;approccio più preferibile l&#39;insegnamento, la presentazione di un protocollo standardizzato di video-guidata è una valida alternativa, soprattutto se accompagnata da un training set di immagini. Inoltre, sia la formazione di immagini può essere utilizzato per misure di controllo della qualità, come un off-site tra punteggi prova di affidabilità. L&#39;challenges di sviluppare una pipeline di elaborazione delle immagini, soprattutto quando si studia l&#39;invecchiamento e la malattia di Alzheimer (AD), comprendono una vasta gamma di questioni tecniche e biologiche. Nonostante alcuni problemi tecnici sono affrontati con il post-processing algoritmi di correzione 3, variabilità dovuta a differenze individuali e processi patologici introducono ostacoli più complessi. Atrofia cerebrale e l&#39;allargamento ventricolare possono ridurre la vitalità della registrazione orditura e approcci template-matching. La presenza della sostanza bianca legata all&#39;età cambia 4 e malattia dei piccoli vasi 5,6, osservato come iperintensità sottocorticali (SH) 7,8, cistiche lacunari come infarti piene di liquido 9,10 e dilatati spazi perivascolari 11,12, ulteriormente complicare algoritmi di segmentazione. In casi di malattia significativa sostanza bianca, una singola segmentazione T1 potrebbe comportare sovrastima della materia grigia (GM) 13, che può essere corretto solo con un ulteriore SEgmentation con densità protonica (PD), T2-pesate (T2), o fluidi attenuato inversion recovery (FLAIR) imaging. Alla luce di queste sfide, la lesione Explorer (LE) pipeline di elaborazione delle immagini implementa un semi-automatico tri-feature (T1, PD, T2) l&#39;approccio, utilizzando operatori qualificati in fasi particolari in cui l&#39;intervento umano è preferibile 1,2. L&#39;estrazione del cervello (o del cranio strippaggio) è in genere una delle prime operazioni eseguite in neuroimaging. Detto questo, la precisione della volta intracranico totale (TIV) processo di estrazione influenza notevolmente le operazioni successive a valle della pipeline. Significativo over-erosione, con conseguente perdita di cervello, può portare a un eccesso di stima di atrofia cerebrale. In alternativa, significativo sotto-erosione, con conseguente inclusione di dura e di altre sostanze nonbrain, può portare a inflazione dei volumi cerebrali. Brain-Sizer indirizzi che compongono il LE molti di questi problemi utilizzando un tri-feature (T1, T2, e PD) approccio per generareuna maschera TIV, che conduce a risultati superiori rispetto ai metodi singola caratteristica 1. Inoltre, la maschera TIV generato automaticamente viene controllato manualmente e modificato utilizzando il protocollo standardizzato che identifica le regioni suscettibili a errori cranio nudo. Dopo l&#39;estrazione del cervello, segmentazione viene eseguita sul T1 cranio-spogliato, dove ciascun voxel cervello assorbe 1 di 3 etichette: GM, materia bianca (WM), o nel liquido cerebrospinale (CSF). La segmentazione viene eseguita automaticamente utilizzando un algoritmo di curva-montaggio robusto applicato a istogrammi globali e locali di intensità; una tecnica sviluppata per affrontare intensità uniformità artefatto e una ridotta separazione tra GM e WM ampiezza intensità nei casi di AD 14. La componente Brain-Sizer include anche le procedure per la designazione manuale dei ventricoli e la rimozione di strutture sottotentoriali. Segmentazione del CSF ventricolare (vCSF) è particolarmente importante in quanto le dimensioni del ventricolo è un Biomar comunemente usatoker per AD demenza 15. Inoltre, delineazione dei ventricoli e dei plessi corioidei è indispensabile per la corretta identificazione di iperintensità periventricolare (pvSH), che si ritiene rifletta una forma di malattia dei piccoli vasi caratterizzata da collagenosi venosa 5,16,17. Utilizzando T1 per riferimento, rietichettatura manuale di voxel CSF per vCSF si ottiene con operazioni floodFill manuali sull&#39;immagine segmentata. In genere, i ventricoli laterali sono più facili da distinguere dal CSF sulcal. Per questo motivo, si raccomanda di iniziare floodfilling in vista assiale, partendo da fette superiori e in movimento inferiormente. Le parti mediali del sistema ventricolare, in particolare il 3 ° ventricolo, è più difficile da delineare ed è data regole di base di anatomia-speciali che sono descritte nel manuale. Fase finale del Brain-Sizer comprende la rimozione del tronco encefalico, cervelletto, e altre strutture sottotentoriali, con procedure di tracciabilità manuali descritte in un ulteriore set of protocolli standardizzati a base di anatomia. Il cervello Regione Extraction (SABRE) componente semi-automatica è una procedura parcellizzazione del gasdotto. Questa fase richiede operatori addestrati per identificare i seguenti punti di repere anatomici: anteriore e posteriore commissura (AC, PC); posteriori bordo cervello; canale centrale; sagittale aereo; notch preoccipital; occipito-parietale solco; solco centrale, e; Fessura Sylvian. Sulla base di queste coordinate punto di riferimento, una griglia di 18 Talairach-come viene generata automaticamente e parcellizzazione regionale si compie 19. Luoghi d&#39;interesse sono facilmente identificabili sulle immagini allineate CCAM, che vengono generati automaticamente e controllati manualmente prima di procedure Landmarking SABRE. La componente Lesione-Seg è la fase finale della pipeline in cui si compie l&#39;identificazione e la quantificazione SH. La segmentazione iniziale SH automatica implementa un algoritmo complesso che comprende PD/T2-based SH segmentation, Fuzzy c-mezzi di mascheramento, e dilatazione ventricolare. Queste operazioni comportano una maschera di segmentazione della lesione generato automaticamente che è controllato manualmente e curato per i falsi positivi e altri errori. Come segnale iperintensa in RM può derivare da fonti non patologiche (ad esempio artefatti di movimento, biologia normale), una formazione adeguata è necessaria per l&#39;identificazione accurata di SH rilevante. Il risultato finale della pipeline LE è un profilo volumetrico completo contenente 8 differenti volumetrie tessuto e lesioni che sono parcellated in 26 regioni cerebrali SABRE. Per ottenere inter-rater test di affidabilità di un singolo operatore off-site, si consiglia di eseguire la pipeline piena LE sul set formazione fornita con il software (http://sabre.brainlab.ca). Utilizzando i risultati volumetrici, coefficiente di correlazione inter-classe (ICC) 20 statistiche possono essere calcolate per ciascuna classe di tessuto (GM / WM / CSF) in ogni regione SABRE. Utilizzando il segmentation immagini, Similarity Index (SI) 21 statistiche possono essere calcolate per valutare il grado di congruenza spaziale. Inoltre, l&#39;affidabilità intra-rater può essere valutata sui risultati dello stesso operatore, dopo un breve periodo di tempo è passato tra l&#39;operatore 1 ° e 2 ° modifiche di segmentazione. A condizione che l&#39;operatore off-site aderisce alle convenzioni di denominazione dei file descritte nel manuale LE, le statistiche di affidabilità possono essere calcolati off-site utilizzando pacchetti software statistico più elementari. Alla luce di queste controllo di qualità e protocollo standardizzato di video-guida, gli operatori fuori sede possono avere maggiore fiducia che il gasdotto LE viene applicato in modo accurato e affidabile.

<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

Ottenere in vivo volumetria tessuto cerebrale umano da MRI è spesso complicata da vari problemi tecnici e biologici. Queste sfide sono esacerbate quando significativa atrofia cerebrale e alterazioni della sostanza bianca legati all&#39;età (ad es leucoaraiosi) sono presenti. Lesione Explorer (LE) è un accurato e affidabile pipeline di neuroimaging sviluppato specificamente per affrontare tali questioni comunemente osservati sulla risonanza magnetica della malattia di Alzheimer e normale anziani. La pipeline è un insieme complesso di procedure semiautomatiche preventivamente convalidati in una serie di prove di affidabilità interna ed esterna 1,2. Tuttavia, la precisione e l&#39;affidabilità di LE è fortemente dipendente operatori manuali adeguatamente formati per eseguire i comandi, individuare punti di riferimento anatomici distinti, e modificare manualmente / verificare varie uscite di segmentazione generate dal computer. LE può essere divisa in 3 componenti principali, ciascuno dei quali richiede un insieme di comandi e opera manualezioni: 1) Brain-Sizer, 2) SABRE, e 3) Lesione-Seg. Operazioni manuali di Brain-Sizer riguardano la modifica del automatico cranio-spogliato totale vault intracranica (TIV) maschera di estrazione, la designazione di ventricolare liquido cerebrospinale (vCSF), e la rimozione di strutture sottotentoriali. Il componente SABRE richiede il controllo di allineamento dell&#39;immagine lungo l&#39;anteriore e posteriore commissura (CCAA) aereo, e l&#39;identificazione dei diversi punti di riferimento anatomici necessari per la parcellizzazione regionale. La componente Lesione-Seg, infine, prevede il controllo manuale della segmentazione della lesione automatica di iperintensità sottocorticali (SH) per errori di falsi positivi. Mentre la formazione in loco del gasdotto LE è preferibile, prontamente disponibili strumenti didattici visivi con immagini di addestramento interattivi sono una valida alternativa. Sviluppato per garantire un elevato grado di precisione e affidabilità, la seguente è una,, protocollo standardizzato passo-passo video guidata per procedure manuali di LE.

Affidabilità inter-rater può essere valutata utilizzando diversi parametri. Utilizzando il set di training fornito on-line ( <a href="http://sabre.brainlab.ca">http://sabre.brainlab.ca</a> ), le seguenti operazioni si raccomanda di valutare l&#39;affidabilità inter-rater per ciascuna delle fasi di lavorazione dopo il completamento di LE. Brain-Sizer: Per valutare l&#39;affidabilità inter-rater delle procedure di estrazione del cervello, generare volumetria per ogni TIV-E maschere, _TIVedit &lt;nome&gt;, utilizzando il comando &lt;img_count&gt;. Immettere questi volumetria in un pacchetto software statistico (ad esempio SPSS), insieme alle volumetria TIVedit previste per ciascuno dei training set (vedi Excel file / csv fornito on-line) e calcolare il coefficiente di correlazione inter-rater (ICC). Volumetria del cervello Interi per in-house valutatori addestrati avere riportato ICC = 0,99, p &lt;0,0001 1,2. Inoltre, la valutazione del contratto spaziale per la mascheratura TIV può essere valutata utilizzando ilSI 21. Codice MATLAB è disponibile online per calcolare i valori SI tra due valutatori. Per valutare riassegnazione ventricolare, generare volumi vCSF utilizzando il comando &lt;img_count&gt; per ciascuno dei file segmentazione con i voxel vCSF riassegnati, vale a dire. &lt;nome&gt; _ seg_vcsf. Il volume vCSF è il valore accanto fila &#39;7 &#39;nella colonna intitolata&#39; volume &#39;. Utilizzando le stesse procedure per valutare TIV affidabilità inter-rater, calcolare ICC e SI per vCSF. La rimozione del tronco encefalico, cervelletto e strutture sottotentoriali può essere valutata allo stesso modo eseguendo il comando &lt;img_count&gt; su _seg_vcsf_st &lt;nome&gt;. I volumi utilizzati per questa maschera di segmentazione sono mostrati alla penultima fila dal titolo &#39;numero totale di voxel nulli:&#39; sotto &#39;volume&#39; (l&#39;ultima colonna a destra). Utilizzando le stesse procedure per valutare TIV e vCSF, calcolare ICC e SI per questo mascheramento procedure utilizzando le volumetria nel file excel fornite e dei file _seg_vcsf_st &lt;name&gt;. SABRE: Mentre procedure manuali di Brain-Sizer possono essere facilmente valutati utilizzando metriche standard, allineamento ACPC è leggermente più difficile. Per questo motivo, i file matrici vengono forniti per confrontare visivamente per la formazione di operatori off-site. Dopo il completamento dell&#39;allineamento CCAA, aprire una nuova finestra ITK-SNAP_sb, caricare l&#39;immagine T1, quindi caricare la matrice per il caso di formazione fornite on-line, _T1_IHCpre_toACPC.mat &lt;name&gt; e confronta visivamente il beccheggio, rollio, imbardata, e ACPC fetta tra le due immagini. Per valutare le procedure SABRE Landmarking, eseguire &lt;img_count&gt; sulla maschera parcellated, &lt;name&gt; _SABREparcel_inACPC per ogni caso di formazione. Inserire le volumetrie per ciascuna regione (3-28). Codici regionali SABRE sono forniti online. Utilizzando le stesse procedure per valutare TIV e vCSF, calcolare ICC per ogni regione del cervello SABRE.SABRE parcellated volumetria regionali per in-house valutatori addestrati avere ICCs medi rilevati = 0.98, p &lt;0.01, con valori ICC vanno 0,91-0,99 1,2. Lesione-Seg: Poiché questo componente è la fase finale della pipeline LE, affidabilità e precisione dipenderanno le fasi precedenti. Affidabilità inter-rater di segmentazione SH viene eseguita utilizzando ICC regionale dei volumi SH e l&#39;accordo territoriale delle maschere SH. Per valutare i volumi SH regionali, eseguire &lt;SH_volumetrics&gt;, entrando sia il file lobmask nello spazio T1-acquisizione, &lt;nome&gt; _SABREparcel e il file di segmentazione finale a cura della lesione, _LEedit &lt;nome&gt;. Utilizzando le stesse procedure per valutare volumetria SABRE, calcolare ICC per i volumi delle lesioni all&#39;interno di ogni regione del cervello SABRE. Utilizzando le stesse procedure per valutare un accordo territoriale del processo di mascheramento TIV, calcolare SI per le maschere finali a cura della lesione, &lt;name&gt; _LEedit (o FlexEdit). Gli stessi test di affidabilità possono essere eseguite sia su PD/T2-based segmentazione e segmentazione basata FLAIR. <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0"><tbody><tr><td></td><td> T1 3D </td><td> PD/T2 </td></tr><tr><td> Parametri di imaging </td><td> Volume assiale SAT (S 1) SPGR </td><td> Spin Echo Axial FC VEMP VB (interleave) </td></tr><tr><td> Pulse Timing </td><td></td><td></td></tr><tr><td> TE (msec) </td><td> 5 </td><td> 30/80 </td></tr><tr><td> TR (msec) </td><td> 35 </td><td> 3.000 </td></tr><tr><td> Capovolgere Angolo (°) </td><td> 35 </td><td> 90 </td></tr><tr><td> TI (msec) </td><td> N / A </td><td> N / A </td></tr><tr><td> Intervallo di scansione </td><td></td><td></td></tr><tr><td> FOV (cm) </td><td> 22 </td><td> 20 </td></tr><tr><td> Spessore di strato (mm) </td><td> 1.2 / 0 </td><td> 3/0 </td></tr><tr><td> No. Fette </td><td> 124 </td><td> 62 </td></tr><tr><td> Acquisizione </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Dimensione della matrice </td><td> 256 x 192 </td><td> 256 x 192 </td></tr><tr><td> Dimensione 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> Tempo complessivo (min) </td><td> 11:00 </td><td> 00:00 </td></tr></tbody></table> Tabella 1. General Electric 1.5T MRI strutturali acquisizione dei parametri. <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0"><tbody><tr><td></td><td> T1 3D </td><td> PD/T2 </td><td> FLAIR </td></tr><tr><td> Parametri di imaging </td><td> Axial 3D FSPGR EDR IR Prep </td><td> Axial 2D FSE-XL, EDR, FAST, il grasso si sedette </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 (msec) </td><td> 8.1 </td><td> 2.500 </td><td> 9.700 </td></tr><tr><td> Capovolgere Angolo (°) </td><td> 8 ° </td><td> 90 ° </td><td> 90 ° </td></tr><tr><td> TI (msec) </td><td> 650 </td><td> N / A </td><td> 2.200 </td></tr><tr><td> Intervallo di scansione </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> Spessore di strato (mm) </td><td> 1 </td><td> 3 </td><td> 3 </td></tr><tr><td> No. Fette </td><td> 186 </td><td> 48 </td><td> 48 </td></tr><tr><td> Acquisizione </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> Dimensione della matrice </td&gt; <td> 256 x 192 </td><td> 256 x 192 </td><td> 256 x 192 </td></tr><tr><td> Dimensione 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> Tempo complessivo (min) </td><td> 07:20 </td><td> 06:10 </td><td> 07:20 </td></tr></tbody></table> Tabella 2. General Electric 3T MRI strutturali acquisizione dei parametri. <img alt="Figura 1" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50887/50887fig1highres.jpg" width="500" /> Figura 1. Assiale T1 con inediti volta intracranico totale (TIV) maschera di sovrapposizione (verde). Questo è un esempio di utilizzo dello strumento poligono chiuso in ITK-SNAP_sb per rimuovere il tessuto nonbrain nell&#39;ambito della procedura di modifica manuale del Brain- procedura di estrazione TIV di Sizer. <pclass = &quot;jove_content&quot; fo: keep-together.within-page = &quot;always&quot;&gt; <img alt="Figura 2" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50887/50887fig2highres.jpg" width="500" /> Figura 2. Assiale T1 con la segmentazione del tessuto overlay. Notare che i colori delle etichette sono arbitrari e possono essere modificati utilizzando lo strumento Label. Immagine a sinistra mostra colori predefiniti. Immagine centrale mostra come CSF (5 = porpora) viene riassegnato a vCSF (7 = magenta). Immagine a destra mostra come il colore WM può essere modificato senza cambiare l&#39;etichetta di classe del tessuto, vale a dire. Etichetta 3 = WM rimane ma il colore può essere modificato al blu. <img alt="Figura 3" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50887/50887fig3highres.jpg" width="500" /> Figura 3. Assiale T1 con il tessuto segmentazione sovrapposizione (immagine a sinistra, GM = giallo, WM = arancione, CSF = viola) (a sinistra). Raffigurato è un esempio di rimozione manuale delle strutture sottotentoriali utilizzando lo strumento polygo n chiuso in ITK-SNAP_sb (al centro) e la segmentazione del tessuto finale dopo la rimozione (a destra). Come in Figura 2, l&#39;immagine di destra mostra come il colore WM può essere modificato senza cambiare l&#39;etichetta classe tessuto, cioè. Etichetta 3 = WM rimane ma il colore può essere modificato al blu. <img alt="Figura 4" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50887/50887fig4highres.jpg" width="500" /> Figura 4. Assiale T1 nello spazio acquisizione prima (a sinistra) e dopo (a destra) viene eseguita allineamento AC-PC. <img alt="Figura 5" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50887/50887fig5highres.jpg" width="500" /> T1 Figura 5. Due esempi che mostrano le procedure Landmarking SABRE. Axial AC-PC allineato con AC (giallo), PC (blu), e il margine posteriore (rosa) posizionamenti punto di riferimento (a sinistra). A T1-superficie rendering 3D (a destra) con Sylvian fessura (viola) e centsolco RAL (colore rosa) delineazione. <img alt="Figura 6" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50887/50887fig6highres.jpg" width="500" /> Figura 6. Assiale PD (a sinistra) con overlay generato automaticamente lesione (al centro), e lesioni modificato manualmente (rosso) overlay (a destra). <img alt="Figura 7" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50887/50887fig7highres.jpg" width="500" /> Figura 7. Assiale FLAIR (a sinistra), con sovrapposizione generato automaticamente lesione (al centro), e lesioni modificato manualmente (rosso) overlay (a destra).

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

Lesione Explorer (LE) è una elaborazione delle immagini gasdotto semi-automatico sviluppato per ottenere tessuto cerebrale regionale e subcorticali volumetria iperintensità della lesione da MRI strutturale della malattia di Alzheimer e normale anziani. Per garantire un elevato livello di precisione e affidabilità, il seguente è un protocollo standardizzato di video-guidata per procedure manuali di LE.

Lesione Explorer: un video-guida, standardizzato protocollo preciso e affidabile Volumetrics MRI-derivati ​​nella malattia di Alzheimer e normale Anziani

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

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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.  Lesione Explorer (LE) è una elaborazione delle immagini gasdotto semi-automatico sviluppato per ottenere tessuto cerebrale regionale e subcorticali volumetria iperintensità della lesione da MRI strutturale della malattia di Alzheimer e normale anziani. Per garantire un elevato livello di precisione e affidabilità, il seguente è un protocollo standardizzato di video-guidata per procedure manuali di LE. 

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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.

Misurazione accurata e semplice della citochina pro-infiammatoria IL-1β utilizzando un intero saggio stimolazione del sangue

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

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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.

Isolamento di oligomeri PrP solubili e insolubili nel cervello umano normale

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 in topi: un protocollo dettagliato

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.

Veloce e preciso espirata Ammoniaca misura

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.

Tecniche sperimentali e di imaging per l&#39;esame Strutture coagulo di fibrina in normali e patologiche Uniti

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.

Istituzione e caratterizzazione di UTI e CAUTI in un modello murino

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.

Motore e ippocampale Dependent apprendimento spaziale e valutazione della memoria di riferimento in un transgenici ratto modello di malattia di Alzheimer con ictus

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.

Un passo per passo protocollo per la chirurgia sottoretinico in Conigli

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 chiodo endomidollare di bloccaggio per standardizzata Fissazione del femore osteotomie per analizzare normale e difettoso guarigione ossea nei topi

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.

Applicazione dell'analisi di causalità di Granger del diretto collegamento funzionale nella malattia di Alzheimer e 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 ...

Lesione Explorer: un video-guida, standardizzato protocollo preciso e affidabile Volumetrics MRI-derivati ​​nella malattia di Alzheimer e normale Anziani

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