Name: lesion explorer: a video-guided, standardized protocol for accurate and reliable mri-derived volumetrics in alzheimer's disease and normal elderly
Uploaded: 2014-04-14T16:45:00
Duration: 12 min 50 s
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作者は感謝して、次のソースからの財政支援を認める。様々な神経画像の開発とテストは、脳卒中の最も顕著な健康の研究（MOP番号13129）、カナダのアルツハイマー協会とアルツハイマー病協会（米国）、心臓と脳​​卒中財団カナダのパートナーシップのカナダの協会から数助成金によってサポートされていた分析リカバリー（HSFCPSR）、およびLCキャンベル財団。 JRは、カナダのアルツハイマー協会から給与のサポートを受ける。神経学におけるブリル議長を含めサニーブルックとTのUでのサニーブルック研究所と医学の部門からSEB、。著者はまたHSFCPSRから給与支援を受ける。

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	<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>

著者らは、開示することは何もありません。

LEセグメンテーションとparcellation手順は、ADと正常高齢者のMRIから地域volumetricsを取得するために特別に開発されました。これらの操作を実行するために複雑な計算アルゴリズムを適用し、多数の完全に自動化パイプラインがあるが、これらのツールは、LEの半自動生成するパイプラインは、個別化精度と正確性を欠く傾向にある。半自動プロセスとのトレードオフが適切に解剖学的な知識とそのような総合的なパイプラインを適用するために必要な計算能力をオペレータを訓練するために必要なリソースです。しかし、個別化されたイメージング·パイプラインの主な利点の一つは、自動パイプラインが失敗し、神経変性の重症の場合に、中程度から定量的volumetricsを得る能力である。 LEパイプラインは、以前に評価され、様々な高齢者および認知症集団1,2,13,14,19,22,23、arは主要な問題に適用されているように一般的に訓練を受けた事業者が直面するEが十分に立証されており、以下の通りです。 脳サイザーコンポーネントに必要な手動チェックと編集がTIV抽出マスキング手続き、vCSFの再割り当てや脳幹、小脳およびその他のテント下の構造を手動で除去することを含んでいる。脳の抽出のため、自動TIVの出力は、元PD/T2イメージが良質であることを一般的に提供さまともなマスクです。しかし、下側頭極、頸動脈の近位への血管および神経組織の内側の相対強度値に、この領域は、典型的には、いくつかの編集が必要になります。さらに、鼻腔内粘液は、自動TIVautoマスクの追加の手動編集を必要とする傾向前部前頭領域における強度カットオフ値をスキュー、地域強度ヒストグラムに影響を与える傾向がある。最後に、追加の手動での編集は、一般的に最も優れた地域、GLで必要とされているオバル萎縮だけで硬膜下のくも膜下CSFの体積の増加をもたらす傾向がある。代わりに、心室肥大と関連する萎縮はvCSFの再割り当てを必要とオペレータの介入を最小限にする傾向がある。トライフィーチャーcoregistrationアプローチを持っていることのもう一つの利点は、潜在的に起因するPDと、T1上での相対的な強さに識別可能である脳室周囲静脈血管障害5,24-26、（に、近位の心室に嚢胞液で満たされた梗塞を識別する能力であるPD、T1の上の低強度）に高信号。これらの低信号は、前の操作をfloodfillingにITK-SNAP_sbに描かれたマニュアルの制限を使用してvCSFから線引きすることができます。 vCSFの再割り当てをt1取得空間で実行されるため、PCが完全に表示されていない場合、アライメントが遠くACPC面から外れた例では、この制限は、3 番目の心室とquadrigeminalシスタンのために必要となる場合があります。テントは、差分が比較的容易な構造ではあるがerentiate、いくつかの解剖学ベースのルールは、内側側頭葉から大脳花柄の分離を配置する場合は特に、脳幹の手動除去やテント下の構造を導くのに役立つ。 SABREのlandmarkingは、特定の解剖学的ランドマークの適度に予測可能なローカライズを可能にし、標準ACPC整列画像で行われる定位ベースの手順です。これに対する例外は、神経解剖学には個体差が極端に萎縮し、通常の変動性例である。実質の全体的な損失の脳萎縮の結果、ランドマークを配置するために適切な場所を選択することの難しさを増大させる鎌の大脳を、周囲の正中線に沿って、CSFの増加。ルールベースの​​プロトコルは、一般的なルールには例外が必要なケースを識別する、必要とされる。解剖学の通常の変動は、特に中心溝と頭頂後頭溝の相対的な位置に、また、困難な点を上げるこれらの構造の手動描写のTY。しかしながら、SABREによって使用されるグラフィカルユーザインターフェースは著しく、これらの特定のランドマークの可視化のための意思決定プロセスを支援する表面レンダリングされた画像をリアルタイムに回転することを可能にする。最後に、いくつかのルールベースのプロトコルは、（ライントレースがそれ自体の上に戻ることを防止することができる）が中心溝の描写など 、オペレータの違反を防止するためのソフトウエアにプログラム的に後方に移動することを余儀なくされている統合されています。 病変ワンセグコンポーネントのマニュアルチェックの手順、関連する高信号を視覚的に識別の専門知識だけSHの様々な程度でスキャンにさらされた後に取得された視覚認知のスキルが必要です。偽陽性の最小化アルゴリズムは、最初のセグメント化で最もエラーの除去を助ける。しかし、拡張型心筋血管周囲空間の間の差別化：レンズ核再IN（ウィルヒョウ - ロビン·スペースVRS）外部カプセル、CLAUSTRUM、極端なカプセル、およびsubinsular地域におけるレヴァントSHが困難な場合があります。これは大脳基底核内のVRSとの例では特に困難である。神経画像（STRIVE）に血管の変化を報告するための基準をまとめた最近の論文では、ラクナからVRSを区別し、MRIでより線形およびCSF強度であると、VRSを記述するためのサイズ基準を勧告した。 VRSの識別と、これらの問題に対処するために、LEは採用しています。レンズ核内にある任意の高信号を選択するからオペレータを防ぐA）解剖学ベースのルールを、B）サイズは直径5ミリメートルより高信号未満を排除するための基準、及びc）原因PD、T2およびT1 27上の相対CSFの強度に対する追加の除外の相対強度ルール。さらに、通常の高強度信号は脳梁に沿って、関連のSHを区別することは困難であることができる、特にFLAIR画像化で、正中線および大脳鎌に沿って記載されています。例中脳室周囲の地域に出て拡張するだけSHが受け入れられる場所なオーバーラップは、解剖学に基づくルールが実装されています。 結論として、この書面コンポーネントはJoveのビデオガイド下、標準化されたプロトコルの出版物（補完することを意図されていることを理解することは重要である<a href="http://www.jove.com">http://www.jove.comを</a> ）。従来の静的数字はいくつかの概念を説明するのに役立つ一方で、ビデオベースのチュートリアルでは、病変Explorerなどの総合的な神経画像パイプラインに関わる複雑な方法論のプロセスを通信で、より効率的である。

脳画像解析は、計算および神経解剖学的能力の高い熟練したオペレータを必要とする神経科学の新たな分野である。磁気共鳴イメージング（MRI）からの定量的情報を得るために、訓練を受けたオペレータは、しばしば実装するために必要とされる、監視、および編集、生のMRIから生成されたコンピュータによって生成された撮像出力する。一方で多くの「完全自動」のイメージングツールは、インターネットを経由して、精度を自由に利用でき、ダウンロードしたツールを使用して、知識、訓練や親しみやすさを欠いている初心者のオペレータが適用された場合、信頼性は疑問である。オンサイトトレーニングが最も好ましい指導のアプローチですが、ビデオガイド下、標準化されたプロトコルのプレゼンテーションは、画像のトレーニングセットを伴う場合は特に、実行可能な代替手段です。さらに、画像のトレーニングセットは、オフサイトの評価者間信頼性試験として品質管理対策のために使用することができる。 CH、老化およびアルツハイマー病（AD）を研究する場合は特に、画像処理パイプラインを開発するallengesは、技術的および生物学的な問題の広い範囲を含む。いくつかの技術的な問題が後処理補正アルゴリズム3で対処されていますが、個体差や病理学的プロセスに起因するばらつきがより複雑な障害物をご紹介します。脳萎縮および心室肥大は、登録反りやテンプレートマッチングアプローチの実行可能性を低減することができる。加齢に伴う白質の存在は、4を変更し、皮質下高信号（SH）7,8、嚢胞液で満たされたラクナ様梗塞9,10、および拡張型心筋血管周囲のスペース11,12として観察小血管疾患、5,6、、さらにセグメント化アルゴリズムを複雑にする。有意な白質疾患の症例では、単一のT1セグメンテーションは、唯一の追加それに補正することができる灰白質（GM）13の過大評価につながる可能性プロトン密度（PD）、T2強調（T2）、または流体の弱毒反転回復（FLAIR）画像を使用してgmentation。これらの課題を踏まえて、病変エクスプローラ（LE）、画像処理パイプラインは、人間の介入が1,2望ましいときに、特定の段階で訓練を受けた事業者を利用して、半自動トライ機能（T1、PD、T2）の手法を実装しています。 脳の抽出（または頭蓋骨ストリッピング）は、通常、神経画像で行われる第業務の一つです。この与えられた、総頭蓋円蓋（TIV）抽出プロセスの精度が大幅にさらにパイプラインダウン、その後の操作に影響を与えます。オーバー著しい浸食は、脳の損失をもたらす、過剰推定の脳萎縮をもたらす可能性がある。代わりに、アンダー浸食重要な、硬膜、その他nonbrain事項を含めることで、その結果、脳の容積の膨張につながる可能性があります。生成する三機能（T1、T2、およびPD）アプローチを用いて、これらの問題の多くLEの脳サイザー成分アドレス単一機能の方法1と比較して優れた結果をもたらすTIVマスク。さらに、自動的に生成されたTIVマスクを手動でチェックし、頭蓋骨ストリッピングの誤差の影響を受けやすい地域を特定する標準化されたプロトコルを使用して編集されている。 GM、白質（WM）、または脳脊髄液（CSF）、脳抽出後、セグメンテーションは各脳ボクセルが1〜3のラベルに割り当てられている頭蓋骨ストリッピングT1上で実行される。区分は、グローバルとローカルの強度ヒストグラムに適用される堅牢なカーブフィッティングアルゴリズムを使用して自動的に達成されている。輝度むらアーチファクトおよびAD症例14におけるGMとWM強度振幅の減少との間の分離に対処するために開発された技術。 脳サイザー成分も心室およびテント下の構造物の除去を手動で指定するための手順が含まれています。心室の大きさが一般的に使用されるbiomarそのまま心室CSF（vCSF）のセグメント化は、特に重要であるADの認知症15キブロン。さらに、脳室と脈絡叢の描写は、静脈膠原5,16,17が特徴小血管疾患の形を反映すると考えられている脳室周囲高信号（pvSH）の適切な識別のために不可欠です。参考のために、T1を使用して、vCSFへのCSFボクセルの手動再ラベル付けは、分割された画像での手動塗りつぶし操作で達成される。一般的には、側脳室の脳溝、CSFと区別しやすくなります。このような理由のために、優れたスライスから始まり、下方に移動し、軸方向の図でfloodfilling始めることをお勧めします。脳室系、特に、 第3脳室の内側部を画定することがより困難であり、マニュアルに概説されている特殊な解剖学的構造ベースのルールが与えられる。脳サイザーの最後のステップは、追加セットoをマニュアルトレースに記載の手順を用いて、脳幹を除去し、小脳、および他のテント下の構造を含むF解剖学ベースの標準化されたプロトコル。 半自動化された脳領域抽出（SABRE）コンポーネントは、パイプラインのparcellationプロシージャです。この段階は、次の解剖学的識別するために訓練されたオペレーターが必要になります。前方および後方交連（AC、PC）を;脳の端を後方;中心管;半ば矢状面;後頭前切痕;後頭頭頂間溝;中心溝、および;シルビウス裂。これらの画期的な座標に基づいて、タライラッハ様18グリッドが自動的に生成され、地域のparcellationが19を達成している。ランドマークを簡単に自動的に生成され、手動で前のSABRE landmarking手続きにチェックされACPC整列画像上で識別されます。 病変ワンセグコンポーネントは、SHの同定および定量が達成されているパイプラインの最終段階である。初期の自動SHセグメンテーションはPD/T2-based SH segmeを含む複雑なアルゴリズムを実装ntation、ファジーマスキングc-平均、および心室拡張。これらの操作は、手動でチェックし、偽陽性やその他のエラーのために編集されて自動的に生成された病変セグメンテーションマスクになる。 MRIで高信号信号は非病理源（ 例えばモーションアーチファクト、正常な生物学）に起因するように、適切な訓練、関連SHの正確な同定に必要とされている。 LEパイプラインの最終結果は26 SABREの脳領域にparcellatedされる8種類の組織や病変volumetricsを含む総合的な体積プロファイルです。オフサイトの個々の事業者の評価者間の信頼性試験を得るためには、ソフトウェア（http://sabre.brainlab.ca）を備えたトレーニングセットの完全なLEのパイプラインを実行することをお勧めします。容積測定結果を用いて、クラス間の相関係数（ICC）20統計が各SABRE領域における各組織クラス（GM / WM / CSF）について計算することができる。 segmentatioを使用したn個の画像は、類似度指数（SI）21統計情報は、空間の合同の程度を評価するために計算することができる。短時間オペレータの1 番目及び2 番目の分割編集の間に通過した後さらに、イントラ評価者の信頼性は、同一のオペレータの結果を評価することができる。オフサイトオペレータは、LEのマニュアルで概説されたファイルの命名規則に従っていることを提供し、信頼性の統計は、最も基本的な統計ソフトウェアパッケージを使用してオフサイトに計算することができます。これらの品質管理とビデオガイド付き標準化されたプロトコルを考えると、オフサイトの事業者は、LEのパイプラインを正確かつ確実に適用することを大きな自信を持つことができます。

<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

MRIから生体ヒト脳組織volumetrics に取得は、多くの場合、様々な技術的、生物学的な問題によって複雑になる。有意な脳萎縮および加齢性白質変化（ 例えば Leukoaraiosis）が存在する場合、これらの課題は悪化する。病変エクスプローラ（LE）は、特に、一般的に、アルツハイマー病および正常高齢者のMRIで観察され、このような問題に対処するために開発された正確で信頼性の高い神経画像処理パイプラインである。パイプラインは、以前に、内部および外部の信頼性試験1,2のシリーズで検証されています半自動手順の複雑なセットです。しかし、LEの精度と信頼性は、コマンドを実行する明確な解剖学的ランドマークを識別し、手動で編集/様々なコンピュータによって生成されたセグメンテーションの出力を確認するために、適切な訓練を受けた手動のオペレーターに大きく依存している。 LEは、それぞれが一連のコマンド及び手動オペラを必要とする、3つの主要構成要素に分けることができるtions：1）脳サイザー、2）SABRE、および3）病変ワンセグ。脳サイザーの手動操作は、自動頭蓋骨ストリッピング総頭蓋円蓋（TIV）抽出マスク、心室脳脊髄液（vCSF）の指定、およびテント下の構造物の除去の編集を伴う。 SABREコンポーネントは、前方および後方交連（ACPC）面に沿った画像の位置合わせのチェック、および地域parcellationに必要ないくつかの解剖学的ランドマークの識別を必要とします。最後に、病変ワンセグコンポーネントは、偽陽性エラーの皮質下高信号（SH）の自動病変セグメンテーションを手動でチェックを伴います。 LEパイプラインのオンサイトトレーニングが好ましいが、対話型トレーニングのイメージで容易に利用可能な視覚的な教育ツールは、実行可能な代替案である。精度と信頼性の高い確実にするために開発された、次はLEのマニュアルの手順についてステップバイステップ、ビデオガイド下、標準化されたプロトコルである。

評価者間信頼性は、いくつかの測定基準を用いて評価することができる。 （オンラインで提供トレーニングセット使用<a href="http://sabre.brainlab.ca">http://sabre.brainlab.ca</a> ）を、以下のステップが、LEの完了後の処理段階のそれぞれについて、評価者間の信頼性を評価することをお勧めします。 脳サイザー： 脳の抽出手順の評価者間の信頼性を評価するために、&lt;img_count&gt;コマンドを使用して、各TIV-Eのマスク、&lt;name&gt;の_TIVedit、ためvolumetricsを生成します。トレーニングセットごとに設けられTIVeditのvolumetricsとともに、統計ソフトウェアパッケージ（ 例：SPSS）にこれらのvolumetricsを入力してください（オンラインで提供エクセル/ CSVファイルを参照してください）と評価者間の相関係数（ICC）を計算します。社内訓練された評価者のための全脳volumetricsは、ICC = 0.99、P &lt;0.0001 1,2を報告し得る。さらに、TIVマスキングの空間協定の評価が使用して評価することができるSI 21。 MATLABコードは、2つの評価者間のSI値を計算するためにオンラインで提供される。 心室の再割り当てを評価するために、再割り当てvCSFボクセル、 すなわちとセグメンテーションファイルごとに&lt;img_count&gt;コマンドを使用してvCSFボリュームを生成する。 &lt;name&gt;は_ seg_vcsf。 vCSFボリュームは、ボリューム &#39;というタイトルの列の下に「行&#39;7横の値です。 TIV評価者間信頼性を評価するために同じ手順を使用して、vCSFのICCとSIを計算します。 脳幹、小脳およびテント下の構造物の除去が&lt;name&gt;の_seg_vcsf_stに&lt;img_count&gt;のコマンドを実行して、同様に評価することができる。 「ボリューム」の下（右側の最後の列）：このセグメンテーションマスクに使用するボリュームは、 &#39;非ゼロのボクセルの合計数」というタイトルの第二の最後の行で示されている。 TIVとvCSFを評価するために、同じ手順を使用して、このマスキング用のICCとSIを計算procedu提供されたExcelファイル内のvolumetricsとの&lt;name&gt; _seg_vcsf_stファイルを使用して再。 SABRE： 脳サイザーマニュアルの手順は、簡単に標準的な指標を用いて評価することができる一方で、ACPCの位置合わせが少し難しくなります。このため、マトリックス·ファイルは、オフサイトオペレータのトレーニングのために視覚的に比較するために設けられている。 ACPCアライメントが完了した後、新たなITK-SNAP_sbウィンドウを開き、T1のイメージをロードし、オンラインで提供訓練場合の行列をロードし、&lt;name&gt;を_T1_IHCpre_toACPC.mat、視覚ピッチ、ロール、ヨー、及びACPCスライスを比較二つの画像の間である。 各トレーニングケースの_SABREparcel_inACPCの&lt;name&gt; parcellatedマスクに&lt;img_count&gt;実行SABREのlandmarking手順を、評価すること。各地域（3月28日）のためのvolumetricsを入力してください。 SABRE地域コードがオンラインで提供されています。 TIVとvCSFを評価するために、同じ手順を使用して、各SABREの脳領域のICCを計算する。SABREは、社内訓練された評価者のための地域volumetricsは0.91-0.99 1,2に至るまでのICC値が報告された平均のICC = 0.98、P &lt;0.01を入手parcellated。 病変ワンセグ： このコンポーネントは、LEパイプラインの最終段階であるため、信頼性と精度は前のステージに依存します。 SHセグメンテーションの評価者間の信頼性は、SHボリュームの地域ICCおよびSHマスクの空間的な合意を使用して達成される。 lobmask T1の取得空間内のファイル、の&lt;name&gt; _SABREparcel、最終的な編集された病変のセグメント化ファイルの&lt;name&gt; _LEedit両方を入力し、&lt;SH_volumetrics&gt;ランリージョナルSHボリュームを、評価すること。 SABREのvolumetricsを評価するために、同じ手順を使用して、各SABRE脳領域内の病変ボリューム用のICCを計算する。 TIVのマスク処理の空間的な合意を評価するために、同じ手順を使用して、最終的な編集された病変マスク、&lt;name&gt;の_LEedit（またはFLEXeditのためのSIを計算する）。同じ信頼性試験はPD/T2-basedセグメンテーションとセンスベースのセグメントの両方で実行することができます。 <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0"><tbody><tr><td></td><td> 3DのT1 </td><td> PD/T2 </td></tr><tr><td> 撮像パラメータ </td><td>軸方向ボリューム土（S 1）SPGR </td><td>アキシャルスピンエコーFC VEMP VB（インターリーブ） </td></tr><tr><td> パルスタイミング </td><td></td><td></td></tr><tr><td> TE（ミリ秒） </td><td> 5 </td><td> 80分の30 </td></tr><tr><td> TR（ミリ秒） </td><td> 35 </td><td> 3000 </td></tr><tr><td>フリップ角（°） </td><td> 35 </td><td> 90 </td></tr><tr><td> TI（ミリ秒） </td><td> N / A </td><td> N / A </td></tr><tr><td> 走査範囲 </td><td></td><td></td></tr><tr><td> FOV（センチメートル） </td><td> 22 </td><td> 20 </td></tr><tr><td>スライス厚さ（mm） </td><td> 10.2 / 0 </td><td> 3/0 </td></tr><tr><td>いいえスライス</td><td> 124 </td><td> 62 </td></tr><tr><td> 買収 </td><td></td><td></td></tr><tr><td>行列のサイズ</td><td> 256×192 </td><td> 256×192 </td></tr><tr><td>ボクセルサイズ（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> 合計時間（分） </td><td> 11時00分</td><td>午前12時</td></tr></tbody></table> 表1。ゼネラル·エレクトリック1.5T構造のMRI取得パラメータ。 <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0"><tbody><tr><td></td><td> 3DのT1 </td><td> PD/T2 </td><td> FLAIR </td></tr><tr><td> 撮像パラメータ </td><td>アキシャル3D FSPGR EDR IRプレップ</td><td>アキシャル2D FSE-XL、EDR、速い、脂肪土</td> &lt;TD&gt;軸T2Flair、EDR、FAST </td></tr><tr><td> パルスタイミング </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td><h2> TE（ミリ秒） </h2></td><td> 3.2 </td><td> 11.1 / 90 </td><td> 140 </td></tr><tr><td> TR（ミリ秒） </td><td> 8.1 </td><td> 2500 </td><td> 9,700 </td></tr><tr><td>フリップ角（°） </td><td> 8° </td><td> 90° </td><td> 90° </td></tr><tr><td> TI（ミリ秒） </td><td> 650 </td><td> N / A </td><td> 2200 </td></tr><tr><td> 走査範囲 </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> FOV（センチメートル） </td><td> 22 </td><td> 22 </td><td> 22 </td></tr><tr><td>スライス厚さ（mm） </td><td> 1 </td><td> 3 </td><td> 3 </td></tr><tr><td>いいえスライス</td><td> 186 </td><td> 48 </td><td> 48 </td></tr><tr><td> 買収 </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>行列のサイズ</tD&gt; <td> 256×192 </td><td> 256×192 </td><td> 256×192 </td></tr><tr><td>ボクセルサイズ（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> 合計時間（分） </td><td> 7時20 </td><td>午前6時10 </td><td> 7時20 </td></tr></tbody></table> 表2。ゼネラル·エレクトリック3T構造のMRI取得パラメータ。 <img alt="図1" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50887/50887fig1highres.jpg" width="500" /> 図1。未編集の総頭蓋円蓋（TIV）マスク·オーバーレイ（緑）との軸T1は 、 これは脳の手動編集手順の一部としてnonbrain組織を除去するためにITK-SNAP_sbでの閉じた多角形ツールの使用例です。サイザーのTIV抽出法。 <pキープtogether.withinページ= &quot;常に&quot;&gt;：FOクラス= &quot;jove_content&quot; <img alt="図2" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50887/50887fig2highres.jpg" width="500" /> 図2。軸のT1組織のセグメンテーションオーバーレイでは、ラベルの色は任意であり、ラベルツールを使って変更することができることに注意してください。左の画像は、デフォルトの色を示しています。中央の画像は、CSF（5 =紫）がvCSF（7 =マゼンタ）に再割り当てする方法を示しています。右の画像は、 すなわち 、WMの色は組織クラスラベルを変更することなく変更することができる方法を示しています。ラベル3 = WMが残りますが、色が青に変更することができます。 <img alt="図3" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50887/50887fig3highres.jpg" width="500" /> 図3。軸T1の組織セグメンテーションオーバーレイ（左画像、GM =黄色、WM =オレンジ、CSF =紫）（左）と。描か ITKインクローズpolygo n のツールを使用して、テント下の構造物の手動削除の例です。SNAP_sb（中央）および除去後の最終的な組織のセグメンテーション（右）。 図2のように、右画像は、WMの色は、組織クラスラベル、 すなわち変化させることなく変更することができる方法を示している。ラベル3 = WMが残りますが、色が青に変更することができます。 <img alt="図4" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50887/50887fig4highres.jpg" width="500" /> 図4アキシャルT1捕捉空間における（左）、および前後（右）AC-PCアライメントが行われる。 <img alt="図5" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50887/50887fig5highres.jpg" width="500" /> AC（黄色）と図5。SABREのlandmarking手順を示す2つの例を示します。軸のAC-PC整列T1は、PC（青）、および後縁（ピンク）ランドマークの配置（左）。 3DサーフェスレンダリングT1（右）シルビウス裂（紫）とセントでRAL溝（ピンク）描写。 <img alt="図6" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50887/50887fig6highres.jpg" width="500" /> 自動的に生成された病変のオーバーレイ（中央）、および手動で編集病変（赤）、オーバーレイ（右）図6。軸PD（左）。 <img alt="図7" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50887/50887fig7highres.jpg" width="500" /> 自動的に生成された病変のオーバーレイ（中央）、および手動で編集病変（赤）、オーバーレイ（右）図7。軸FLAIR（左）、。

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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

病変エクスプローラ：アルツハイマー病における正確で信頼性のMRI誘導Volumetrics用ビデオガイド下、標準化されたプロトコルおよび標準高齢者

病変エクスプローラ（LE）は、アルツハイマー病および正常高齢者の構造的MRIから局所脳組織及び皮質下高信号病変volumetricsを得るために開発された半自動、画像処理パイプラインである。精度と信頼性の高いレベルを確保するには、次のLEの手作業用ビデオガイド下、標準化されたプロトコルである。

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