Name: a comprehensive protocol for manual segmentation of the medial temporal lobe structures
Uploaded: 2014-07-02T13:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 30 s
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This research was supported by funds to FD. MM was supported by an IGERT Fellowship under National Science Foundation Grant No. 0903622. The authors wish to thank the Dolcos Lab members for assistance with data collection and preparation.

1. 하멕 <ol><li> AMY의 전방 조각 <ol><li> 전두엽과 측두엽의 백질 연결이 연속 30 보이는 곳 limen의 섬엽이 처음 나타나는 AMY의 첫 번째 조각을 식별합니다. 관상보기에서 AMY의 inferolateral 국경으로 각 번들을 사용합니다. </li><li> AMY의 모양의 랜드 마크로서 시신경 시신경 교차를 찾습니다. 주변 uncus에서 초기 조각에서 AMY를 구분하는 축 방향 및 시상 뷰를 사용합니다. entorhinal 영역 (32)을 제외하는 축보기에서 AMY 주위 백색질을 따르십시오. </li><li> 후방 이동, 앞쪽에 접합면이 AMY는 전형적인 형태에서 볼 수 두 반구 28 일에 걸쳐 연속되는 첫 번째 슬라이스를 식별합니다. superomedial 경계, semianular sulcu의 안저에서 가상 선으로 entorhinal 고랑을 사용하여 AMY를 시계 반대 방향으로 추적다시 entorhinal 고랑에 진단하에 미용 적 목적의 양안 테두리와 AMY, 측면 테두리와 시간적 줄기, 그리고 열등한 팁에 흰색 물질에 따라 s는 추적 31을 완료합니다. </li></ol></li><li> AMY의 후방 조각 <ol><li> 에이미와 HC 모두 동일한 슬라이스 (들)에서 볼 수 있습니다,이 수준에서 그합니다. </li><li> 아직도 관상보기, 구상 돌기 이랑, 융기 및 측면 (심실이없는 경우 또는 alveus) 구조가 뇌실 36 시간 호른의 중간 확장에 우수 AMY의 마지막 조각을 식별 HC의 헤드. 정확하고 일관성있는 추적에 대한 시상 및 축 방향의 전망을 확인합니다. </li><li> 섬엽의 하부 원형 고랑의 안저에서 또한 글로 버스 창백하고 피질의 회백질에서 차별화 AMY 31의 우수한 테두리와 광학 기관에 가상의 선을 그립니다. </li><li> 따라서 추적반월 superomedial 테두리 이랑과 이랑 구상 돌기 (32)를 제외. 뇌실의 하부 혼과 측면 묘사의 시간 줄기를 사용합니다. </li></ol></li><li> 전후방 방향에서 AMY의 연속 조각 <ol><li> 체계적으로 위의 관련 지침을 사용하여 AMY 각 슬라이스를 추적. AMY의 앞쪽 부분에서, 전방 가장 슬라이스와 같은 경계를 사용한다; 반대로, AMY의 후방 부에서, 후방 가장 슬라이스와 같은 경계를 사용합니다. </li><li> 정의하고 더 AMY 국경을 세분화하는 데 도움이되는 축 방향 및 시상 뷰를 사용하는 것을 계속한다. </li></ol></li></ol> 2. 해마 <ol><li> HC 지역화 <ol><li> 뇌실의 시간 경적 AMY의 inferolateral 국경을 따라 나타날 때 HC 추적을 시작합니다. 뇌실의 시간 경적 이전 조각에 이미 존재하는 경우, 그 일에주의HC의 전자 발병 후, 측면 뇌실 확대 및 superolaterally 스트레칭의 시간 경적으로 표시됩니다. </li><li> 뇌실 (31)의 판륜에 진단하에 미용 적 목적의 양안의 마지막 모습과 HC의 추적을 종료합니다. 항상 HC와 국경을 지역화하는 데 도움이되는 대체보기를 사용합니다. </li></ol></li><li> HC의 테두리 정의 <ol><li> 시간 혼에 대한 측면 HC를 묘사. 뇌실의 시간 혼이 충분히인지 할 수없는 경우에, 분할에서 복셀의 한 행을 제외 해를 의미합니다. </li><li> 하방, PHG에서 HC를 분리하는 심실 공동으로 각 번들 (또는 가상의 확장)를 사용합니다. 우수한 테두리와 fimbria와 함께 alveus를 사용합니다. 걸쳐 동일한 정의를 사용 HC 추적. </li><li> 또한,이 내측 PHG의 백질 다발, 우량하게 정렬합니다 접경 있도록 분할에 subiculum의 포함uncus의 곡선과 (37)로부터 HC 주로 수평 방향으로 연장된다. calcarine 고랑이 개입 할 때까지 후방 추적, 이러한 정의를 유지한다. </li></ol></li><li> HC의 주목 사단 <ol><li> 머리, 몸, 꼬리 : HC는 세 부분으로 나눌 수 있습니다. </li><li> HC 꼬리의 모양을 의미하는 일반적으로 원개의 하퇴의 모양과 일치 크기의 HC의 몸에 HC 헤드의 전환, 그리고 급속한 상승과 확장을, 표시하는 UNCAL 정점의 모양을 사용하여 23,30,38. </li></ol></li><li> 다음과 같은 구조를 추적 할 때 특별한주의를 기울이십시오. <ol><li> 분할의 후방 uncus이 (가) 있습니다. </li><li> 이 낮은 해상도의 이미지에 가능하지 않을 수 있지만, 관상 조각에 분할에서 alveus 위의 맥락막 신경총을 생략합니다. </li><li> C의 테일의 포함을 피하기 위하여 두 개의 다른보기를 참조audate 및 HC 꼬리의 우수한 측면에서 pulvinar. </li><li> 처음에이 fasciola 시네 등을 기준으로 해마 꼬리 분리되어 원개의 CRU의 수준에 그것의 출현을 지적함으로써으로 다발 이랑의 포함을 방지하는 후방 calcarine 고랑 (32)에 뛰어난 회색 문제가됩니다. </li></ol></li></ol><img alt="그림 2" fo:content-width="4in" src="/files/ftp_upload/50991/50991fig2highres.jpg" width="400" /> 그림 2. 뇌의 실제 위치를 보여주는, 본 프로토콜을 사용하여 추적 MTL, 그 주요 구조 사이의 상대적 위치의 대표적인 시상 슬라이스, 즉, AMY (적색), HC (파란색), 중화 인민 공화국 (노란색), ERC (핑크), 및 PHC (녹색). 3. Parahippocampal 뇌회 <ol><li> PHG의 주목 사단 <ol><li> 참고 PHG 캘리포니아전방 PHG (즉, 중화 인민 공화국과 ERC) 및 후방 PHG (즉, PHC) : N 두 가지 세그먼트로 분할 될 수있다. </li><li> 안부에서 그주의, 중화 인민 공화국은 ERC보다 먼저 나타나고, 그 전체 과정을 통해 옆으로 그것을 옆구리. </li><li> ERC가 사라진 후, 중화 인민 공화국은 PHG에 그 자리를 포섭 3 mm를 위해에 계속 있습니다. </li><li> 이 세그먼트를 넘어, PHC는 단부 (30)까지 PHG의 폭을 인수 뒤 PHG를 추적. </li></ol></li><li> PHG의 전방 조각 <ol><li> CS 25,39의 모양과 중화 인민 공화국의 첫 번째 조각을 정의합니다. 슈 발베의 두 뇌회가있는 경우 ERC의 발병하기 전에 CS의 측면 은행의 안쪽 가장자리에서 측면 슈 발베의 이랑의 안저, 또는 중간 하나의에 중화 인민 공화국을 추적, 또는의 중간 점 이 이랑 25,39의 부재에 temporopolar 표면을 지느러미. </li><li> ERC 5 개 mm를 추적 시작nterior 40, 41 섬엽 limen합니다. </li><li> 우수한 단부 (40)와 중간 temporopolar 고랑의 안저 및 AMY가 나타난 후 semiannular 고랑의 안저 또는 semiannular 고랑이 경우 각 번들의 가상 확장이 심실 구멍에 맞는 포인트를 사용하여 ERC를 추적 계속 25 구별. 직접 심실 공동 또는 pial 표면을 충족 하방 확장합니다. </li><li> 중화 인민 공화국과 ERC의 경계는 슬라이스 슬라이스 다를 수 있습니다. <ol><li> CS는 (≥ 1.5 cm) 깊은 경우, 그 옆 은행 (25)의 중간에,이 고랑의 내측 은행의 안쪽 가장자리에서 중화 인민 공화국을 추적. </li><li> 정기적 인 CS (1.5 cm의 깊이)와 경우에, 세로 홈 (25)의 측면 은행의 중간 끝 담보 고랑의 내측 은행의 중간 점에서 지역과 중화 인민 공화국 추적. </li><li> 와 &lt;EM&gt; 얕은 CS (&lt;1 ㎝), 방 추상 이랑 (25)의 왕관의 중간에이 고랑의 안저에서 중화 인민 공화국을 추적. </li></ol></li><li> CS는 그 저부에서 나오는 작은 이랑 의해, 보통 UNCAL 정점의 수준에서 중단 될 때, 횡 고랑 (25)의 저부에 PRC를 추적. 포함 또는 투자 수익 (ROI)에 대한 목표에 따라 흰색 물질이 제외 된 금액입니다. </li><li> UNCAL 정점, 또는 42 intralimbicus 이랑의 끝에 1.5 mm 후방까지 ERC를 추적합니다. </li><li> 내측의 후자에 대한 정의가 UNCAL 정점에 4.5 mm 후방까지 계속 적용 종료, 또는 42 intralimbicus 이랑 종료 후 ERC의 자리를 차지하기 위해 중화 인민 공화국의 추적을 확장 할 수 있습니다. PRC는 다음 PHC 25, 30에 의해 대체됩니다. </li></ol></li><li> PHG의 후방 조각 <ol><li> 후방으로 4 mm가 t에까지 중화 인민 공화국의 끝 부분에 슬라이스 후방에 PHC를 추적 시작그는 HC 꼬리 (32)의 끝. 문학에서 출발하는 대체 정의는 토론 섹션에 설명되어 있습니다. 또, 포함하거나 목표에 따라 흰색 물질이 제외 된 금액입니다. </li><li> ERC의 소실 후에 PRC의 후방 부에 기재된 방법과 동일한 방법을 사용하여 PHC의 윤곽. 이 표시되면 또한 우수한 국경 cingulum의 흰색 물질을 사용합니다. 고랑 (30)의 하부 가장자리에 중앙쪽으로 PHC를 제한하는 calcarine 고랑의 모양까지이 방식으로 추적을 계속합니다. </li><li> 미니 고랑은 calcarine 고랑의 출현하기 전에 나타나는 분할에 포함되지만 calcarine 고랑에서 차별화에주의해야합니다. </li></ol></li></ol>

The authors have no conflicts of interest to declare.

전통적으로, 수동 분할은 많은 연구자들에 의해 황금 표준으로 간주하고있다. 그럼에도 불구하고, 각각의 구조의 정확한 묘사는 MTL 구조의 높은 변수 형태로 복잡하고, 주변 신경 조직 및 비 - 신경 영역에 대하여 이러한 구조의 약함 일반적 MRI 대조 순서되었습니다. 역사적으로, 일부 MTL 구조에 대한 문헌에서 충돌에 대한 설명이 있었다. 40,41 중단으로 PRC를 분할의 경우에서, 예를 들어, ?...

A correction was made to <a href="/video/50991">A Comprehensive Protocol for Manual Segmentation of the Medial Temporal Lobe Structures</a>. Table 1 and its legend were updated. References 10 and 14 were also updated.
The references were updated from:
<ol start="10">
<li>Wager, T. D. &amp; Smith, E. E. Neuroimaging studies of working memory: a meta-analysis. Cognitive, Affective &amp; Behavioral Neuroscience. 3(4), 255-274 (2003).</li>
</ol>
<ol start="14">
<li>Scheltens, Ph, et al. Atrophyofmedialtemporallobeson MRIin 'probable' Alzheimer's disease and normal ageing: diagnostic value and neuropsychological correlates. Journal of Neurology, Neurosurgery, and Psychiatry. 55(10), 967-972, (1992).</li>
</ol>
to:
<ol start="10">
<li>Wager, T. D., Phan, K. L., Liberzon, I., &amp; Taylor, S. F. Valence, gender, and lateralization of functional brain anatomy in emotion: a meta-analysis of findings from neuroimaging. Neuroimage. 19 (3), 513-31, doi:10.1016/S1053-8119(03)00078-8 (2003).</li>
</ol>
<ol start="14">
<li>de Leon, M. J. et al. Imaging and CSF studies in the preclinical diagnosis of Alzheimer's disease. Annals of the New York Academy of Sciences. 1097, 114-145, doi:10.1196/annals.1379.012 (2007).</li>
</ol>
Table 1 had its legend updated from:
Table 1. Representative volumetric results of the bilateral AMY and the HC of a single subject, from manual tracing using the present protocol and automatic segmentation. Automatic segmentation has underestimated the volume of each of the four structures compared. Corrected volume was calculated as the ratio between Voxel volume and Intracranial volume (ICV). For this subject, ICV = 1446616.73 mm3.
to:
Table 1. Representative volumetric results of the bilateral AMY and the HC of a single subject, from manual tracing using the present protocol and automatic segmentation. Automatic segmentation has misestimated the volume of each of the four structures compared. Corrected volume was calculated as the ratio between Voxel volume and ICV. For this subject, ICV = 1599482.11 mm3. <a href="http://www.jove.com/files/ftp_upload/50991/50991table1.jpg" target="_blank">Please click here to view a larger version of this figure.</a>

A correction was made to <a href="/video/50991">A Comprehensive Protocol for Manual Segmentation of the Medial Temporal Lobe Structures</a>. Table 1 and its legend were updated. References 10 and 14 were also updated.

Erratum: A Comprehensive Protocol for Manual Segmentation of the Medial Temporal Lobe Structures

측두엽 (MTL)은 감각 정보 1의 가장 높은 수준의 통합의 추정 지역은, 대상 분석의 빈번한 대상이되어왔다. 예를 들면, 해마와 연관된 parahippocampal 영역은 광범위 메모리 연구 2-5에서 연구되어왔다. 또한, 편도의 역할은 자주 감정 처리 및 감정 -인지 인터랙션 6-11 검사 연구에서 강조되었다. 최근, 다양한 MTL 지역은 12 형질 성격의 개인차에 이들과 다른 뇌 영역의 구조와 기능을 연결 성격 신경 과학의 신흥 분야에서 주목을 받았다. MTL 구조의 해부학과 기능을 평가하는 특정 구조 및 기능 이상이 다른 MTL 구조에서 발생할 수있는 퇴행성 질환의 진단을 촉진 중요 할 수있다. 예를 들어, 알츠하이머 질환 (AD), 중요한entorhinal 피질 및 해마의 트로피 13,14을 관찰 할 수 있고, 해마의 위축 AD (15)에 가벼운인지 장애의 전환을 예측할 수있다. 자동 분할 알고리즘은 최근 피질 및 피질 하 구조를 분할에 대한 인기를 끌고있다, 그러나 어떤 도구로,이 프로그램은 필연적으로 어떤 경우에 오류가 발생합니다. 이러한 경우에 연구원은 지식과 MTL 구조의 해부학 적 경계를 인식하는 가이드 라인을 모두 장착해야합니다. 현존하는 문학의 경향은 해마 16-19에 집중하는 경향이 많은 프로토콜로, 개별 MTL 하위 영역에게 16-21을 목표로하고있다. MTL 추적에 사용할 수있는 게시 된 가이드 라인의 대부분과 달리,이 의정서는 모든 MTL 하위 영역의 명확한 현지화 수 있도록 가이드 라인의 포괄적 인 세트를 제공합니다. 다음 MTL 구조에 대한 추적 지침을 설명합니다 : 편도 (AMY), 해마 (HC), perirhinal 피질 (중화 인민 공화국), entorhinal 피질 (ERC), 그리고 parahippocampal 피질 (PHC). 에이미와 HC는 첫 번째 추적 된 후 parahippocampal 이랑 (PHG) 구조 다음에 있습니다. 일반적인 용어의 HC가 적절한 HC를 포함 HC 형성, subiculum의, 그리고 uncus 22 ~ 24의 후방 부분을 참조 여기에 사용합니다. 또한, PHG는 두 세그먼트, 전방 부와 후방 부로 구분 될 수 있음을주의한다. PHG의 전방 부분 내에서, 각각 더 그의 피질 영역 PRC 및 ERC 대응 측면 및 내측 전방 PHG,로 분할 될 수있다. PHC, PHG의 후방 부분의 피질 영역은 적절한 parahippocampal 피질에 해당합니다. 단순 이유로, 우리는 후방 PHG를 참조 PRC와 ERC는 측면과 중간 전방 PHG를 참조하는 용어를 사용하고, PHC됩니다. segme각 구조에 대한 ntation는 anterior-posterior/rostro-caudal에서 다음 관상면에서 각 슬라이스 실제 수행 다음에 추적 관련 랜드 마크와 함께 전방 및 후방 경계의 거친 현지화로 시작 방향. 모든 경우에, 시상 및 축 섹션은 밀접하게 해부학 적 경계와 랜드 마크의 국산화를 지원하기 위해 모니터링됩니다. 이러한 추적 지침에 대한 필요성 또한 자동 및 수동 분할 프로토콜 출력 가능한 차이를 표시하는 도면에 도시된다. 현재 비주얼 형식 MTL 구조의 모두를 설명 프로토콜의 장점은 테두리 정의에 영향을 미칠 수있는 해부학 (예 담보 고랑 [CS] 깊이)의 변화는 주변 해부학 (으로 문맥으로 기술 될 수 있다는 점이다 예 , 중화 인민 공화국과 ERC 내측 및 외측 경계는 CS (25)의 깊이에 따라 위치 변경 </s까지&gt;). 이것은 단지 하나 또는 별도의 구조를 추적하고, 우리의 지식, 같은 시각 포괄적 인 가이드 라인이 존재하지 않는 경험이 추적이나 숙련 된 추적을 지우거나 이해하지 않을 수 있습니다. 본 프로토콜은 이전의 조사가 구조적 자기 공명 (MR) 영상에서 최근 개발이 허용 고해상도 뇌 영상에 적응, 감정 (26)의 메모리 향상 효과 MTL 하위 영역에서 차등 기여를 식별 MTL 추적에 사용되는 가이드 라인을 명시 적으로 프리젠 테이션입니다 . 추적은 3T MR 스캐너를 사용하여, (24 세, 여성) 건강한 지원자에서 얻은 검사에 설명되어 있습니다. AC-PC에 인수 각도 평행 해부학 적 이미지는 3D MPRAGE (복셀 크기 = 1 × 0.5 × 0.5 mm, TE = 2.26 밀리,, FOV = 256 X 256mm TR = 1800 밀리 초)로 취득 하였다. 화상 데이터 등 경사 방향과 같은 다른 수집 각도로 취득하는 경우, 데이터는 등록해야AC-PC에 평행 또는 수직 방향으로 ridded, 해부학 적 랜드 마크의 설명은 적절하게 번역하도록. 이미지는 다음 수동 추적을위한 분할 소프트웨어 (27)에 NIFTI 형식 및 입력에 번역되었다. 현재 프로토콜에 사용되는 스캔 데이터는 임상 시험 심사위원회에 의해 승인 된 연구의 일부가 서면 동의를 제공하는 자원 봉사자로 수집 하였다. 이러한 구조 18-22,28-31,뿐만 아니라 해부학 적 분석과지도 책 23,32,33에서에 대한 다양한 별도의 추적 프로토콜 정보를 그림으로,이 의정서는 현존하는 문헌에 불일치를 해결 가이드 라인의 포괄적 인 세트를 제공합니다. 첨부 된 영상 자료에 의해 보완,이 작품은 MTL 구조의 명확한 이해를 증진하고, MTL 추적의 기본 방법 또는 supplementa으로 하나, 수동 분할을 채택하고 향후 연구의 관심을 자극 할 것으로 예상된다자동 분할에 공예의 방법. MTL 해부학을 이해하는, 정확하고 직관적이며 편리한 가이드를 제공함으로써,이 프로토콜은 연구원은 일부 MTL 구조를 구체적으로 분석 대상이되는 경우에도, 자신의 주변 구조를 기준으로 모든 MTL 하위 영역의 위치를​​ 식별하는 데 도움이됩니다. 이것은 현지화의 정확성을 증가뿐만 아니라, 추적기는 MTL의 가능성이 높다 형태 학적 변화의 경우에 결정을 내릴 도움이 될 것입니다. 이 지침은 건강한 그룹의 부피 분석 및 이상 뇌 검출뿐만 아니라, 기능적, 해부학에 대한 지역화 절차 및 tractographic 분석을 포함하여 MTL의 구조 및 / 또는 기능적 MRI의 조사, 관련 연구에 적용 할 수 있습니다. 이 의정서는 또한 주요 해부학 적 랜드 마크가 상대적으로 보존하는 경우, 환자 (위축 예를 들면, 환자)에 대한 MTL 구조의 분할을 알릴 수 있었다. 임상 피사체를 추적s &#39;의 데이터가 위축 및 / 또는 해부학 적 변화의 정도에 따라, 추가 시간과 노력이 걸릴 수 있습니다. 그것은 투자 수익 (ROI)을 정의 할 때 뇌회와 외피 사이의 차이를 고려하는 것이 중요합니다. 피질 문제 만 회색으로 의미하면서 해부학, 여기 이랑 흰색 물질과 회색 물질 모두를 의미한다. 투자 수익 (ROI)의 사용 목적에 따라 세분화 흰색 물질을 포함하거나 제외 할 수 있습니다. 우리는 한 번에 순차적으로 수행 할 수있는 추적, 하부 구조에 의해 하부 구조, 하나의 반구를 추천합니다. 특정 소프트웨어 패키지 (34)는 이후의 조각, 작업 속도 향상 기능에 붙여 넣을 수 한 조각에 설명 국경을 추적하는 수 있습니다. 또한 필요에 따라 (해부학 적 검출의 예) 양측에 걸쳐 일관성을 확인하기 위해서, 대향하는 반구를 참조하는 것이 바람직하다. 두 개의 반구 내에서 동일한 구조 또는 병렬 추적들도 수행 할 수 있습니다. 에 관계없이 프로세스가 완료되면 추적이 순차적 또는 병렬 여부, 추적기는 최종 결과를 다시 확인하고 필요에 따라 조정을, 두 반구 여러면보기를 참조해야합니다. 트레이서의 경험 및 촬상 데이터의 해상도에 따라, 건강한 대상 데이터 MTL 수동 세분화에서 3-4 시간에, 트레이서 초보자의 경우, 80-10 시간 이상으로부터 취할 수 경험 한 경우. <img alt="그림 1" fo:content-width="4in" src="/files/ftp_upload/50991/50991fig1highres.jpg" width="400" /> 본 프로토콜을 사용하여 추적 MTL의 그림 1. 3D 개요. 여기에 표시된 구조는 AMY (적색), HC (파란색), 중화 인민 공화국 (노란색), ERC (핑크), 및 PHC (녹색)입니다 .

<table><tbody><tr><td>ITK-SNAP</td><td>ITK-SNAP Team at University of Pennsylvania and University of Utah</td><td>ITK-SNAP v2.2</td><td></td></tr><tr><td>FSL</td><td>Functional Magnetic Resonance Imaging of the Brain (FMRIB) Analysis Group</td><td>FSL v4.1</td><td></td></tr><tr><td>Siemens Magnetom Trio 3T MR Scanner</td><td>Siemens</td><td>Magnetom Trio 3T</td><td></td></tr></tbody></table>

a comprehensive protocol for manual segmentation of the medial temporal lobe structures

편도체, 해마 및 관련 parahippocampal 영역 (entorhinal perirhinal, 적절한 parahippocampal) : 본 논문은 측두엽 (MTL)를 포함 뇌 영역의 설정을 수동으로 추적을위한 포괄적 인 프로토콜을 설명합니다. 사용할 수있는 대부분의 다른 추적 프로토콜과 달리, 일반적으로 특정 MTL 영역 (예를 들어, 편도 및 / 또는 해마)에 초점을 맞추고, 현재 추적 지침에 의해 채택 된 통합적인 관점에서 모든 MTL 하위 영역의 명확한 지역화 할 수 있습니다. 현존하는 추적 프로토콜이 다양 MTL 구조, 조직 학적 보고서 및 뇌 도해 타겟팅 및 예시 시각적 재료의 보수와 같은 다양한 소스로부터 정보를 통합함으로써, 본 프로토콜은 이해를위한 정확하고, 직관적이며 편리한 가이드를 제공한다 MTL 해부학. 이러한 추적 지침의 필요성또한 자동 및 수동 분할 프로토콜의 가능한 차이를 설명하기에 의해 강조된다. 이 지식은 구조 MRI 조사뿐만 아니라 관련 연구쪽으로 적용뿐만 아니라, 모두 건강하고 임상 군에서 해부학 적 정의의 ROI에서의 구조 - 기능 colocalization을과의 fMRI 신호를 추출 할 수 있습니다.

수동 및 자동 분할 가능한 차이의 그림 AMY, HC, PRC, ERC, 및 PHC에 대한 설명서 세그멘테이션의 3D 모델은도 1에 도시되고, 세그먼트의 시상 단면도는도 2에 도시된다. 수동 및 자동간에 극단적 가능한 차이를 예시의 목적 트레이싱은 잘못된 자동 분할과 대표 주제에서 AMY의 조각 (아래 그림 3 참조) 수동 추적과 함께 나란히했다. ...

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A Comprehensive Protocol for Manual Segmentation of the Medial Temporal Lobe Structures

The present work provides a comprehensive set of guidelines for manually tracing the medial temporal lobe (MTL) structures. This protocol can be applied to research involving structural and/or combined structural-functional magnetic resonance imaging (MRI) investigations of the MTL, in both healthy and clinical groups.

내측 측두엽 구조의 수동 분할을위한 포괄적 인 프로토콜

The present paper describes a comprehensive protocol for manual tracing of the set of brain regions comprising the medial temporal lobe (MTL): amygdala, ...

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Research

JoVE Journal

Neuroscience

20.2K 조회수.  University of Illinois Urbana-Champaign. The present work provides a comprehensive set of guidelines for manually tracing the medial temporal lobe (MTL) structures. This protocol can be applied to research involving structural and/or combined structural-functional magnetic resonance imaging (MRI) investigations of the MTL, in both healthy and clinical groups.

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The NeuroStar TMS Device: Conducting the FDA Approved Protocol for Treatment of Depression

The Neuronetics NeuroStar Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) System is a class II medical device that produces brief duration, pulsed magnetic fields. These rapidly alternating fields induce electrical currents within localized, targeted regions of the cortex which are associated with various physiological and functional brain changes.1,2,3
In 2007, O'Reardon et al., utilizing the NeuroStar device, published the results of an industry-sponsored, multisite, randomized, sham-stimulation controlled clinical trial in which 301 patients with major depression, who had previously failed to respond to at least one adequate antidepressant treatment trial, underwent either active or sham TMS over the left dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC). The patients, who were medication-free at the time of the study, received TMS five times per week over 4-6 weeks.4
The results demonstrated that a sub-population of patients (those who were relatively less resistant to medication, having failed not more than two good pharmacologic trials) showed a statistically significant improvement on the Montgomery-Asberg Depression Scale (MADRS), the Hamilton Depression Rating Scale (HAMD), and various other outcome measures. In October 2008, supported by these and other similar results5,6,7, Neuronetics obtained the first and only Food and Drug Administration (FDA) approval for the clinical treatment of a specific form of medication-refractory depression using a TMS Therapy device (FDA approval K061053).
In this paper, we will explore the specified FDA approved NeuroStar depression treatment protocol (to be administered only under prescription and by a licensed medical profession in either an in- or outpatient setting).

In this article, we examine the methodology and considerations relevant to the FDA approved depression treatment protocol using the Neuronetics NeuroStar TMS device.

NeuroStar TMS 장치 : FDA를 실시는 우울증 치료 프로토콜을 승인

The Neuronetics NeuroStar Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) System is a class II medical device that produces brief duration, pulsed magnetic ...

연구

신경과학

Calcium Imaging of Odor-evoked Responses in the Drosophila Antennal Lobe

The antennal lobe is the primary olfactory center in the insect brain and represents the anatomical and functional equivalent of the vertebrate olfactory bulb1-5. Olfactory information in the external world is transmitted to the antennal lobe by olfactory sensory neurons (OSNs), which segregate to distinct regions of neuropil called glomeruli according to the specific olfactory receptor they express. Here, OSN axons synapse with both local interneurons (LNs), whose processes can innervate many different glomeruli, and projection neurons (PNs), which convey olfactory information to higher olfactory brain regions.
Optical imaging of the activity of OSNs, LNs and PNs in the antennal lobe - traditionally using synthetic calcium indicators (e.g. calcium green, FURA-2) or voltage-sensitive dyes (e.g. RH414) - has long been an important technique to understand how olfactory stimuli are represented as spatial and temporal patterns of glomerular activity in many species of insects6-10. Development of genetically-encoded neural activity reporters, such as the fluorescent calcium indicators G-CaMP11,12 and Cameleon13, the bioluminescent calcium indicator GFP-aequorin14,15, or a reporter of synaptic transmission, synapto-pHluorin16 has made the olfactory system of the fruitfly, Drosophila melanogaster, particularly accessible to neurophysiological imaging, complementing its comprehensively-described molecular, electrophysiological and neuroanatomical properties2,4,17. These reporters can be selectively expressed via binary transcriptional control systems (e.g. GAL4/UAS18, LexA/LexAop19,20, Q system21) in defined populations of neurons within the olfactory circuitry to dissect with high spatial and temporal resolution how odor-evoked neural activity is represented, modulated and transformed22-24.
Here we describe the preparation and analysis methods to measure odor-evoked responses in the Drosophila antennal lobe using G-CaMP25-27. The animal preparation is minimally invasive and can be adapted to imaging using wide-field fluorescence, confocal and two-photon microscopes.

Calcium Imaging of Odor-evoked Responses in the Drosophila Antennal Lobe

We describe an established technique to measure and analyze odor-evoked calcium responses in the antennal lobe of living Drosophila melanogaster.

의 냄새-evoked 응답의 칼슘 이미징 Drosophila Antennal 엽

The antennal lobe is the primary olfactory center in the insect brain and represents the anatomical and functional equivalent of the vertebrate olfactory ...

Preparation of Parasagittal Slices for the Investigation of Dorsal-ventral Organization of the Rodent Medial Entorhinal Cortex

Computation in the brain relies on neurons responding appropriately to their synaptic inputs. Neurons differ in their complement and distribution of membrane ion channels that determine how they respond to synaptic inputs. However, the relationship between these cellular properties and neuronal function in behaving animals is not well understood. One approach to this problem is to investigate topographically organized neural circuits in which the position of individual neurons maps onto information they encode or computations they carry out1. Experiments using this approach suggest principles for tuning of synaptic responses underlying information encoding in sensory and cognitive circuits2,3.
The topographical organization of spatial representations along the dorsal-ventral axis of the medial entorhinal cortex (MEC) provides an opportunity to establish relationships between cellular mechanisms and computations important for spatial cognition. Neurons in layer II of the rodent MEC encode location using grid-like firing fields4-6. For neurons found at dorsal positions in the MEC the distance between the individual firing fields that form a grid is on the order of 30 cm, whereas for neurons at progressively more ventral positions this distance increases to greater than 1 m. Several studies have revealed cellular properties of neurons in layer II of the MEC that, like the spacing between grid firing fields, also differ according to their dorsal-ventral position, suggesting that these cellular properties are important for spatial computation2,7-10.
Here we describe procedures for preparation and electrophysiological recording from brain slices that maintain the dorsal-ventral extent of the MEC enabling investigation of the topographical organization of biophysical and anatomical properties of MEC neurons. The dorsal-ventral position of identified neurons relative to anatomical landmarks is difficult to establish accurately with protocols that use horizontal slices of MEC7,8,11,12, as it is difficult to establish reference points for the exact dorsal-ventral location of the slice. The procedures we describe enable accurate and consistent measurement of location of recorded cells along the dorsal-ventral axis of the MEC as well as visualization of molecular gradients2,10. The procedures have been developed for use with adult mice (&gt; 28 days) and have been successfully employed with mice up to 1.5 years old. With adjustments they could be used with younger mice or other rodent species. A standardized system of preparation and measurement will aid systematic investigation of the cellular and microcircuit properties of this area.

We describe procedures for preparation and electrophysiological recording from brain slices that maintain the dorsal-ventral axis of the medial entorhinal cortex (MEC). Because neural encoding of location follows a dorsal-ventral organization within the MEC, these procedures facilitate investigation of cellular mechanisms important for navigation and memory.

설치류 중간 Entorhinal 피질의 지느러미 - 복부 기관의 조사를 위해 Parasagittal 조각의 작성

Computation in the brain relies on neurons responding appropriately to their synaptic inputs. Neurons differ in their complement and distribution of ...

Manual Drainage of the Zebrafish Embryonic Brain Ventricles

Cerebrospinal fluid (CSF) is a protein rich fluid contained within the brain ventricles. It is present during early vertebrate embryonic development and persists throughout life. Adult CSF is thought to cushion the brain, remove waste, and carry secreted molecules1,2. In the adult and older embryo, the majority of CSF is made by the choroid plexus, a series of highly vascularized secretory regions located adjacent to the brain ventricles3-5. In zebrafish, the choroid plexus is fully formed at 144 hours post fertilization (hpf)6. Prior to this, in both zebrafish and other vertebrate embryos including mouse, a significant amount of embryonic CSF (eCSF) is present . These data and studies in chick suggest that the neuroepithelium is secretory early in development and may be the major source of eCSF prior to choroid plexus development7.
eCSF contains about three times more protein than adult CSF, suggesting that it may have an important role during development8,9. Studies in chick and mouse demonstrate that secreted factors in the eCSF, fluid pressure, or a combination of these, are important for neurogenesis, gene expression, cell proliferation, and cell survival in the neuroepithelium10-20. Proteomic analyses of human, rat, mouse, and chick eCSF have identified many proteins that may be necessary for CSF function. These include extracellular matrix components, apolipoproteins, osmotic pressure regulating proteins, and proteins involved in cell death and proliferation21-24. However, the complex functions of the eCSF are largely unknown.
We have developed a method for removing eCSF from zebrafish brain ventricles, thus allowing for identification of eCSF components and for analysis of the eCSF requirement during development. Although more eCSF can be collected from other vertebrate systems with larger embryos, eCSF can be collected from the earliest stages of zebrafish development, and under genetic or environmental conditions that lead to abnormal brain ventricle volume or morphology. Removal and collection of eCSF allows for mass spectrometric analysis, investigation of eCSF function, and reintroduction of select factors into the ventricles to assay their function. Thus the accessibility of the early zebrafish embryo allows for detailed analysis of eCSF function during development.

We present a method to collect cerebrospinal fluid (CSF) and to create a system which lacks CSF within the embryonic zebrafish brain ventricular system. This allows for further examination of CSF composition and its requirement during embryonic brain development.

Zebrafish 배아 뇌 심실의 수동 배수

Cerebrospinal fluid  (CSF) is a protein rich fluid contained within the brain ventricles. It is  present during early vertebrate embryonic development and ...

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

Obtaining in vivo human brain tissue volumetrics from MRI is often complicated by various technical and biological issues. These challenges are exacerbated when significant brain atrophy and age-related white matter changes (e.g. Leukoaraiosis) are present. Lesion Explorer (LE) is an accurate and reliable neuroimaging pipeline specifically developed to address such issues commonly observed on MRI of Alzheimer's disease and normal elderly. The pipeline is a complex set of semi-automatic procedures which has been previously validated in a series of internal and external reliability tests1,2. However, LE's accuracy and reliability is highly dependent on properly trained manual operators to execute commands, identify distinct anatomical landmarks, and manually edit/verify various computer-generated segmentation outputs.
LE can be divided into 3 main components, each requiring a set of commands and manual operations: 1) Brain-Sizer, 2) SABRE, and 3) Lesion-Seg. Brain-Sizer's manual operations involve editing of the automatic skull-stripped total intracranial vault (TIV) extraction mask, designation of ventricular cerebrospinal fluid (vCSF), and removal of subtentorial structures. The SABRE component requires checking of image alignment along the anterior and posterior commissure (ACPC) plane, and identification of several anatomical landmarks required for regional parcellation. Finally, the Lesion-Seg component involves manual checking of the automatic lesion segmentation of subcortical hyperintensities (SH) for false positive errors.
While on-site training of the LE pipeline is preferable, readily available visual teaching tools with interactive training images are a viable alternative. Developed to ensure a high degree of accuracy and reliability, the following is a step-by-step, video-guided, standardized protocol for LE's manual procedures.

Lesion Explorer (LE) is a semi-automatic, image-processing pipeline developed to obtain regional brain tissue and subcortical hyperintensity lesion volumetrics from structural MRI of Alzheimer's disease and normal elderly. To ensure a high level of accuracy and reliability, the following is a video-guided, standardized protocol for LE's manual procedures.

병변 탐색기를 정확하고 신뢰할 수있는 MRI 유도 알츠하이머 병의 볼륨 측정 및 일반 노인을위한 영상 유도, 표준화 된 프로토콜

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

의학

High-resolution In Vivo Manual Segmentation Protocol for Human Hippocampal Subfields Using 3T Magnetic Resonance Imaging

The human hippocampus has been broadly studied in the context of memory and normal brain function and its role in different neuropsychiatric disorders has been heavily studied. While many imaging studies treat the hippocampus as a single unitary neuroanatomical structure, it is, in fact, composed of several subfields that have a complex three-dimensional geometry. As such, it is known that these subfields perform specialized functions and are differentially affected through the course of different disease states. Magnetic resonance (MR) imaging can be used as a powerful tool to interrogate the morphology of the hippocampus and its subfields. Many groups use advanced imaging software and hardware (&#62;3T) to image the subfields; however this type of technology may not be readily available in most research and clinical imaging centers. To address this need, this manuscript provides a detailed step-by-step protocol for segmenting the full anterior-posterior length of the hippocampus and its subfields: cornu ammonis (CA) 1, CA2/CA3, CA4/dentate gyrus (DG), strata radiatum/lacunosum/moleculare (SR/SL/SM), and subiculum. This protocol has been applied to five subjects (3F, 2M; age 29-57, avg. 37). Protocol reliability is assessed by resegmenting either the right or left hippocampus of each subject and computing the overlap using the Dice&#39;s kappa metric. Mean Dice&#39;s kappa (range) across the five subjects are: whole hippocampus, 0.91 (0.90-0.92); CA1, 0.78 (0.77-0.79); CA2/CA3, 0.64 (0.56-0.73); CA4/dentate gyrus, 0.83 (0.81-0.85); strata radiatum/lacunosum/moleculare, 0.71 (0.68-0.73); and subiculum 0.75 (0.72-0.78). The segmentation protocol presented here provides other laboratories with a reliable method to study the hippocampus and hippocampal subfields in vivo using commonly available MR tools.

High-resolution In Vivo Manual Segmentation Protocol for Human Hippocampal Subfields Using 3T Magnetic Resonance Imaging

The goal of this manuscript is to study the hippocampus and hippocampal subfields using MRI. The manuscript describes a protocol for segmenting the hippocampus and five hippocampal substructures: cornu ammonis (CA) 1, CA2/CA3, CA4/dentate gyrus, strata radiatum/lacunosum/moleculare, and subiculum.

높은 해상도<em&gt; 생체</em&gt; 3T 자기 공명 영상을 이용하여 인간의 해마 서브 필드에 대한 수동 분할 프로토콜

The human hippocampus has been broadly studied in the context of memory and normal brain function and its role in different neuropsychiatric disorders has ...

Automated Segmentation of Cortical Grey Matter from T1-Weighted MRI Images

Within neuroimaging research, a number of recent studies have discussed the impact of between-study differences in volumetric findings that are thought to result from the use of different segmentation tools to generate brain volumes. Here, processing pipelines for seven automated tools that can be used to segment grey matter within the brain are presented. The protocol provides an initial step for researchers aiming to find the most accurate method for generating grey matter volumes from T1-weighted MRI scans. Steps to undertake detailed visual quality control are also included in the manuscript. This protocol covers a range of potential segmentation tools and encourages users to compare the performance of these tools within a subset of their data before selecting one to apply to a full cohort. Furthermore, the protocol may be further generalized to the segmentation of other brain regions.

This protocol describes the process of applying seven different automated segmentation tools to structural T1-weighted MRI scans to delineate grey matter regions that can be used for the quantification of grey matter volume.

T1-가중치 MRI 이미지에서 외피 회색 물질의 자동된 분할

Within neuroimaging research, a number of recent studies have discussed the impact of between-study differences in volumetric findings that are thought to ...

Three-Dimensional Shape Modeling and Analysis of Brain Structures

Statistical shape analysis of brain structures has been used to investigate the association between their structural changes and pathological processes. We have developed a software package for accurate and robust shape modeling and group-wise analysis. Here, we introduce an pipeline for the shape analysis, from individual 3D shape modeling to quantitative group shape analysis. We also describe the pre-processing and segmentation steps using open software packages. This practical guide would help researchers save time and effort in 3D shape analysis on brain structures.

We introduce a semi-automatic protocol for shape analysis on brain structures, including image segmentation using open software, and further group-wise shape analysis using an automated modeling package. Here, we demonstrate each step of the 3D shape analysis protocol with hippocampal segmentation from brain MR images.

뇌 구조의 3차원 형상 모델링 및 분석

Statistical shape analysis of brain structures has been used to investigate the association between their structural changes and pathological processes. ...

뇌 질환의 신경영상 분석 강화

Manual Segmentation of the Human Choroid Plexus Using Brain MRI

The choroid plexus has been implicated in neurodevelopment and a range of brain disorders. Evidence demonstrates that the choroid plexus is critical for brain maturation, immune/ inflammatory regulation, and behavioral/cognitive functioning. However, current automated neuroimaging segmentation tools are poor at accurately and reliably segmenting the lateral ventricle choroid plexus. Furthermore, there is no existing tool that segments the choroid plexus located in the third and fourth ventricles of the brain. Thus, a protocol delineating how to segment the choroid plexus in the lateral, third, and fourth ventricle is needed to increase the reliability and replicability of studies examining the choroid plexus in neurodevelopmental and brain disorders. This protocol provides detailed steps to create separately labeled files in 3D Slicer for the choroid plexus based on DICOM or NIFTI images. The choroid plexus will be manually segmented using the axial, sagittal, and coronal planes of T1w images making sure to exclude voxels from gray or white matter structures bordering the ventricles. Windowing will be adjusted to assist in the localization of the choroid plexus and its anatomical boundaries. Methods for assessing accuracy and reliability will be demonstrated as part of this protocol. Gold standard segmentation of the choroid plexus using manual delineations can be used to develop better and more reliable automated segmentation tools that can be openly shared to elucidate changes in the choroid plexus across the lifespan and within various brain disorders.

저자 스포트라이트: Bridging Gaps in Anatomy and Establishing a Foundation for Algorithmic Studies (해부학의 격차 해소 및 알고리즘 연구의 기초 구축) 

Despite the crucial role of the choroid plexus in the brain, neuroimaging studies of this structure are scarce due to the lack of reliable automated segmentation tools. The present protocol aims to ensure gold-standard manual segmentation of the choroid plexus that can inform future neuroimaging studies.

뇌 MRI를 사용한 인간 맥락총의 수동 분할

The choroid plexus has been implicated in neurodevelopment and a range of brain disorders. Evidence demonstrates that the choroid plexus is critical for ...

내측 측두엽 구조의 수동 분할을위한 포괄적 인 프로토콜

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NeuroStar TMS 장치 : FDA를 실시는 우울증 치료 프로토콜을 승인

의 냄새-evoked 응답의 칼슘 이미징 Drosophila Antennal 엽

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Zebrafish 배아 뇌 심실의 수동 배수

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높은 해상도

T1-가중치 MRI 이미지에서 외피 회색 물질의 자동된 분할

뇌 구조의 3차원 형상 모델링 및 분석

뇌 MRI를 사용한 인간 맥락총의 수동 분할

뇌 MRI를 사용한 인간 맥락총의 수동 분할