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

Авторы выражают благодарность финансовую поддержку из следующих источников. Разработка и тестирование различных анализов нейровизуализации при поддержке нескольких грантов, в первую очередь из Канадского института исследований в области здравоохранения (СС # 13129), в Альцгеймера общества Канады и Альцгеймера ассоциации (США), сердца и инсульта Фонд Канады Партнерство ради инсульта Восстановление (HSFCPSR) и ЖК Кэмпбелл Фонд. JR получает поддержку зарплаты от Альцгеймера общества Канады; SEB из научно-исследовательского института Sunnybrook и департаментов медицины в Sunnybrook и U Т, в том числе Brill кафедры в неврологии. Авторы также получают поддержку зарплаты от 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>

Авторы не имеют ничего раскрывать.

LE сегментации и выделения земельных участков процедура была разработана специально для получения региональных Volumetrics от МРТ АД и нормальной пожилых людей. В то время как существует множество полностью автоматические трубопроводов, которые применяются сложные вычислительные алгоритмы для выполнения этих операций, эти средства, как правило, не хватает индивидуального аккуратность и точность, которая производит полуавтоматическое трубопровода компании LE. Компромисс с полуавтоматических процессов являются ресурсы, необходимые для правильной обучения операторов с анатомических знаний и вычислительных навыков, необходимых для применения такого всеобъемлющего трубопровода. Тем не менее, одним из основных преимуществ индивидуального трубопровода изображений является возможность получения количественных Volumetrics от средних и тяжелых случаях нейродегенерации, когда автоматические трубопроводов из строя. Как трубопровод LE ранее оценены и применены к различным пожилых и сумасшедших населения 1,2,13,14,19,22,23, основных вопросов, которые аре правило сталкиваются обученных операторов были хорошо документированы и представлены ниже. Руководство проверка и редактирование требуется с компонентом Мозг-Sizer включает в себя процедуру извлечения маскирования TIV, vCSF переназначение и ручное удаление ствола мозга, мозжечка и других субтенториальных структур. Для извлечения мозга, автоматический вывод TIV, как правило, приличный маска при условии, что первоначальные PD/T2 изображения хорошего качества. Однако в связи с относительной стоимости интенсивности сосудистой и нервной ткани медиальной до нижневисочной полюсов, приближенную к сонных артерий, этот регион, как правило, требуется некоторое редактирование. Кроме того, слизистая в полости носа, как правило, влияет на региональные гистограммы интенсивности, наклон интенсивности отключений значения в передних отделах лобных, которые имеют тенденцию требуют дополнительного ручного редактирования автоматической маски TIVauto. Наконец, дополнительное ручное редактирование обычно требуется в самых высших регионах, где GLатрофия Obal имеет тенденцию приводить к увеличению объема субарахноидального CSF прямо под твердой мозговой оболочки. Кроме того, атрофия, связанная с расширением желудочков имеет тенденцию к минимизации вмешательства оператора, необходимые с vCSF переназначения. Еще одно преимущество наличия три-художественный Корегистрация подход является способность идентифицировать кистозные заполненные жидкостью инфарктов проксимальнее желудочков, потенциально из-за перивентрикулярном венозной васкулопатия 5,24-26, которые являются идентифицировать из-за их относительной интенсивности от ПД и T1 ( гиперинтенсивным на PD, hypointense на T1). Эти hypointensities можно выделяется из всей vCSF использованием ручных пределы нарисованных в ИТК-SNAP_sb до floodfilling операции. С vCSF переназначение выполняется в пространстве T1-приобретения, в случаях, когда выравнивание отклоняется далеко от ACPC плоскости, предел может потребоваться для 3-го желудочка и quadrigeminal бачком, если ПК не полностью видно. Хотя Тенториум является относительно простой структурой для получения измененийerentiate, несколько правил анатомии на основе оказания помощи в руководстве ручное удаление ствола головного мозга и субтенториальных структур, в частности, при размещении разделение ножек мозга от медиальной височной доле. SABRE межевание это процедура стереотаксическая на основе осуществляется в стандартных ACPC выровненных изображений, что позволяет умеренно предсказуемой локализации конкретных анатомических ориентиров. Исключение составляют случаи с чрезвычайной атрофии и нормальной изменчивости из-за индивидуальных различий в нейроанатомии. Результаты атрофии мозга в общей утрате паренхимы, увеличение CSF вдоль средней линии, окружающей Falx Cerebri, что увеличивает сложность выбора соответствующих точек разместить ориентиры. Протоколы на основе правил необходимы, выявления случаев, когда исключения из общего правила, необходимые. Нормальные вариации в анатомии, в частности, в относительном расположении центральной борозды и теменно-затылочной борозды, также увеличивают трудностейти ручного разграничения этих структур. Тем не менее, графический пользовательский интерфейс, используемый SABRE позволяет вращения в режиме реального времени поверхностных оказана изображений, что значительно помогает в процессе принятия решений для визуализации этих конкретных ориентиров. Наконец, некоторые протокол на основе правил были интегрированы программно в программное обеспечение, чтобы предотвратить нарушение оператор например центральной борозды разграничения вынужден переехать кзади (трассировка линии предотвращается возвращаясь на себя). Ручная процедура проверки компонента Поражение-SEG требует знаний в визуальной идентификации соответствующего hyperintensities, визуальный восприятие навык, который приобретается только после воздействия сканирования с разной степенью SH. Алгоритмы минимизации ложноположительных помочь с удалением большинства ошибок в исходном сегментации. Тем не менее, различия между расширенными периваскулярных пространств (Вирхов-Robin пространства: VRS) в чечевицевидные ядра и повторноЛевант SH во внешней капсулы, Claustrum, крайней капсулы, и subinsular регионах может быть затруднено. Это особенно трудно в случаях с VRS в базальных ганглиях. Недавний документ с изложением норм представления отчетности Сосудистые изменения на нейровизуализации (STRIVE), рекомендуется критерий размер дифференцироваться VRS из лакуны, и описать VRS быть более линейным и интенсивность CSF на МРТ. Для решения этих проблем с идентификацией VRS, Л. принял: а) правило анатомии основе, который предотвращает операторов от выбрав любую гиперинтенсивности, которая падает в чечевицевидные ядра, б) критерий размер исключить hyperintensities менее 5 мм в диаметре, и в) относительная правило интенсивности для дополнительной изоляции в связи с относительной интенсивности CSF на PD, T2 и T1 27. Кроме того, нормальный сигнал гиперинтенсивным можно найти вдоль средней линии и серп Cerebri, особенно на визуализации чутье, которое может быть трудно провести различие между соответствующей SH вдоль мозолистого тела. В случаяхтакое перекрытие, правила анатомия основе реализуются, где только SH которые простираются в перивентрикулярных регионах принимаются. В заключение, важно понимать, что это написано компонент предназначен для дополнения в стандартизированную публикацию протокола видео наведением в Юпитер ( <a href="http://www.jove.com">http://www.jove.com</a> ). В то время как традиционные статические фигуры помочь в объяснении некоторых концепций, видео-руководств являются более эффективными в общении сложные методологические процессы, связанные с комплексной нейровизуализации трубопровода, таких как поражений Explorer.

Анализ мозга изображение является развивающейся области неврологии требует квалифицированного операторов с высокой степенью вычислительной и нейроанатомической компетенции. Для того чтобы получить количественную информацию от магнитно-резонансной томографии (МРТ), квалифицированный оператор часто требуется для реализации, мониторинга и редактировать, машинно-генерируемые выходы изображений, полученные от сырьевых магнитно-резонансную томографию. В то время как многие «полностью автоматические« инструменты визуализации находятся в свободном доступе через интернет, точность и надежность сомнительна при применении оператором начинающего хватает знаний, обучение и знакомство с загруженного инструмента. Хотя обучение на месте является наиболее предпочтительным подход к обучению, презентация видео наведением, стандартизованного протокола является хорошей альтернативой, особенно если они сопровождаются обучающего множества изображений. Кроме того, обучение набор изображений могут быть использованы для мер по контролю качества, таких как тест надежности между оценщик пределы участка. Чallenges из разработки трубопровода обработки изображений, в частности, при изучении старения и болезни Альцгеймера (AD), включают в себя широкий спектр технических и биологических проблем. Хотя некоторые технические вопросы решаются с пост-обработки алгоритмов коррекции 3, изменчивости из-за индивидуальных различий и патологических процессов ввести более сложные препятствия. Атрофия мозга и расширение желудочков может уменьшить жизнеспособность регистрации деформации и шаблон сопоставления подходов. Наличие возрастного белого вещества изменения 4 и малых болезнь судна 5,6, наблюдается как подкорковых hyperintensities (SH) 7,8, кистозные заполненных жидкостью лакунарными, как инфаркты 9,10 и расширенными периваскулярных пространств 11,12, далее осложнить алгоритмы сегментации. В случаях значительного белого вещества болезни, один сегментация T1 может привести к завышению серого вещества (ГМ) 13, который может быть устранен только с дополнительным себеgmentation использованием плотности протонов (PD), T2-взвешенных (T2), или жидкости ослабленный инверсии восстановления (FLAIR) изображения. В свете этих проблем, поражений Explorer (LE) обработки изображений трубопровода реализует полуавтоматический три-функцию (Т1, PD, Т2) подход, используя обученных операторов на определенных этапах, когда вмешательство человека предпочтительнее 1,2. Извлечение мозга (или череп зачистки), как правило, одним из первых операций, выполняемых в нейровизуализации. Учитывая это, точность общего внутричерепного хранилище (TIV) процесса экстракции существенно влияет последующие операции дальше по трубопроводу. Значительное над-эрозии, что приводит к потере мозга, может привести к переоценке атрофии мозга. Кроме того, значительная под-эрозии, в результате включения твердой мозговой оболочки и других nonbrain вещества, может привести к инфляции объемов головного мозга. Мозг-Sizer компонента адреса компании LE многие из этих вопросов с помощью три-функцию (T1, T2, и PD) подход к генерациимаска TIV, что дает превосходные результаты по сравнению с методами одной возможности 1. Кроме того, автоматически генерируется ТИВ маска вручную проверены и редактировать с помощью стандартного протокола, который идентифицирует регионы, восприимчивых к черепа зачистки ошибок. После экстракции мозга, сегментация выполняется на череп-лишен T1, где каждый воксела мозг, назначенного 1 из 3 этикетки: GM, белого вещества (WM), или спинномозговой жидкости (CSF). Сегментация осуществляется автоматически с помощью надежной построения кривых алгоритм применяется к глобальным и местным гистограмм интенсивности; Техника, разработанная для решения интенсивности неоднородности артефакт и пониженную расстояние между ГМ и WM амплитуды интенсивности в тех случаях, AD 14. Компонент Мозг-Сайзер также включает процедуры для ручного назначения желудочков и удаления субтенториальных структур. Сегментация желудочка CSF (vCSF) особенно важно, поскольку размер желудочка является широко используемым Biomarкег для AD слабоумия 15. Кроме того, разграничение желудочков и сосудистого сплетения важно для правильной идентификации перивентрикулярном hyperintensities (pvSH), который, как полагают, отражают форму болезни мелких сосудов, характеризующееся венозной коллагеноза 5,16,17. Использование T1 для справки, руководство переобозначением CSF вокселей в vCSF осуществляется с ручных операций FloodFill на сегментированной изображения. Как правило, боковые желудочки легче отличить от sulcal CSF. По этой причине, рекомендуется начать floodfilling в осевом зрения, начиная с высших ломтиками и перемещение книзу. Медиальные части системы желудочка, в частности, 3-го желудочка, труднее очертить и дается специальные правила анатомии на основе которых, изложенные в руководстве. Последним шагом мозга грохот включает удаление ствола мозга, мозжечка и других субтенториальных структуры, с использованием ручных процедур трассировки, описанные в дополнительном множество Ое анатомии на основе стандартных протоколов. Компонент полуавтоматических Мозг Регион Добыча (SABRE) является процедура выделения земельных участков нефтепровода. Этот этап требует обученных операторов выделить следующие анатомические ориентиры: передний и задний спайки (AC, ПК); заднего края головного мозга; Центральный канал; середине сагиттальной плоскости; предзатылочный вырезка; затылочно-теменной борозды; Центральная борозда, и; Sylvian трещина. На основе этих координатах знаковых, Talairach, как 18 сетка генерируется автоматически и региональных выделения земельных участков осуществляется 19. Ориентиры легко идентифицируются на ACPC выровненных изображений, которые генерируются автоматически и вручную проверить перед процедур межевание SABRE. Компонент Поражение-Seg является завершающим этапом трубопровода, где идентификация SH и количественное осуществляется. Первоначальная автоматическая сегментация SH реализует сложный алгоритм, который включает PD/T2-based SH segmentation, нечеткие с-средства маскировки, и желудочковая дилатация. Эти операции приводят к автоматически генерируемым поражения сегментации маски, что вручную проверить и редакцией для ложных срабатываний и других ошибок. Как гиперинтенсивным сигнал на МРТ может быть результатом непатологических источников (например артефактов движения, нормальная биологии), надлежащее обучение требуется для точной идентификации соответствующего SH. Конечным результатом трубопровода LE является всеобъемлющим объемный профиль, содержащий 8 различных тканей и пораженной Volumetrics которые parcellated на 26 SABRE областях головного мозга. Для получения между оценщик критерий надежности отдельного оператора за пределы участка, рекомендуется выполнить полное LE газопровода по обучающей предоставленный с программным обеспечением (http://sabre.brainlab.ca). Используя объемные результаты, среди класса коэффициент корреляции (ICC) 20 Статистика может быть рассчитана для каждого класса ткани (GM / WM / CSF) в каждом SABRE регионе. Использование segmentatioн изображения, Индекс Сходство (СИ) 21 Статистика может быть рассчитана, чтобы оценить степень пространственной сравнения. Кроме того, надежность внутри оценщик может быть оценена по результатам того же оператора, после краткого периода времени прошло между 1-й оператора и 2-й сегментации правок. При условии, что оператор пределы участка придерживается именования файлов, изложенных в руководстве LE, статистика надежности можно рассчитать за пределы участка с использованием самых основных пакетов статистического программного обеспечения. Учитывая это контроль качества и видео наведением стандартизированный протокол, операторы вне площадки могут иметь большую уверенность, что трубопровод LE применяется точно и надежно.

<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

Получение в естественных условиях Volumetrics человеческого мозга от МРТ часто осложняется различными техническими и биологических проблем. Эти проблемы усугубляются, когда значительная атрофия мозга и возрастные белые изменения веществ (например, Leukoaraiosis) присутствуют. Поражение Explorer (LE) является точной и надежной нейровизуализации трубопровод специально разработаны для решения таких вопросов обычно наблюдаемые на МРТ болезни Альцгеймера и нормальной пожилых людей. Трубопровод представляет собой сложный комплекс полуавтоматических процедур, которые ранее проверенных в серии внутренними и внешними испытаниями надежности 1,2. Тем не менее, точность и надежность компании LE сильно зависит от должным образом подготовленных ручных операторов для выполнения команд, определить четкие анатомические ориентиры, и вручную редактировать / проверить различные выходы сегментации машинно-генерируемые. LE можно разделить на 3 основных компонентов, каждый из которых требует набор команд и ручной оперузаказчиком: 1) Мозг-Sizer, 2) SABRE, и 3) Поражение-Seg. Ручные операции мозга грохот относятся непосредственно редактирование автоматического черепа-лишен общего внутричерепного хранилище (TIV) экстракции маски, назначение желудочка цереброспинальной жидкости (vCSF), и удаления субтенториальных структур. Компонент SABRE требуется проверку выравнивания изображения по передней и задней спайки (ACPC) плоскости, и идентификацию нескольких анатомических ориентиров, необходимых для регионального выделения земельных участков. Наконец, компонент Поражение-Seg предполагает ручной проверки автоматического сегментации поражением подкорковых hyperintensities (SH) для ложноположительных ошибок. В то время как обучение на месте трубопровода LE предпочтительнее, легко доступные инструменты визуального обучения с интерактивными учебными изображений являются жизнеспособной альтернативой. Разработано для обеспечения высокой степени точности и надежности, следующий шаг за шагом, видео наведением, стандартизированный протокол для ручных процедур компании LE.

Надежность Интер-оценщик можно оценить, используя несколько показателей. С помощью набора обучения, предоставляемого онлайн ( <a href="http://sabre.brainlab.ca">http://sabre.brainlab.ca</a> ), следующие шаги рекомендуется оценивать надежность между оценщик для каждого из этапов обработки после завершения LE. Мозг-Сайзер: Для оценки между оценщик надежность процедур извлечения мозга, генерировать Volumetrics для каждого TIV-E масок, &lt;name&gt; _TIVedit, с помощью команды &lt;img_count&gt;. Введите эти Volumetrics в статистической программного пакета (например, SPSS), наряду с TIVedit Volumetrics предусмотренных для каждого из обучающего множества (см. Excel / CSV-файл, предоставляемый онлайн) и рассчитать между оценщик коэффициент корреляции (ICC). Целые Volumetrics мозга для внутренних подготовленных рейтинговых агентств получим сообщили ICC = 0,99, р &lt;0,0001 1,2. Кроме того, оценка пространственного соглашения о маскировке ТИВ можно оценить, используяС.И. 21. MATLAB код предоставляется онлайн для вычисления значений СИ между двумя рейтинговыми агентствами. Для оценки желудочка переназначение, генерировать объемы vCSF с помощью команды &lt;img_count&gt; для каждого из сегментации файлов с vCSF вокселов изменено, то есть. &lt;name&gt; _ seg_vcsf. Объем vCSF это значение у ряда &#39;7 &#39;в колонке под названием &quot;объем&quot;. Используя те же процедуры для оценки TIV надежность между оценщик, рассчитать МУС и SI для vCSF. Удаление ствола мозга, мозжечка и субтенториальных структур можно оценить так же, выполнив команду &lt;img_count&gt; на &lt;name&gt; _seg_vcsf_st. Объемы, используемые для этой сегментации маски показаны на втором последнем ряду под названием «общее количество ненулевых вокселей: &#39;под&#39; объема &#39;(последняя колонка справа). Используя те же процедуры для оценки ТИВ и vCSF, рассчитать МУС и SI для этого маскировки процедуры, применяемыеповторно используя Volumetrics в файле первенствовать, предусмотренные и &lt;name&gt; файлы _seg_vcsf_st. SABRE: В то время как ручные процедуры мозга грохот можно легко оценить с использованием стандартных показателей, выравнивание ACPC несколько сложнее. По этой причине, матричные файлы предоставляются сравнить визуально для подготовки операторов за пределами площадки. После завершения выравнивания ACPC, открыть новое окно ИТК-SNAP_sb, загрузить изображение T1, а затем загрузить матрицу для случая подготовки предоставленной на сайте, &lt;name&gt; _T1_IHCpre_toACPC.mat, и визуально сравнить килевой и бортовой качки рыскания и ACPC ломтик между двумя изображениями. Для оценки процедуры SABRE межевание, запускать &lt;img_count&gt; на parcellated маски, &lt;name&gt; _SABREparcel_inACPC для каждого учебного случае. Введите Volumetrics для каждого региона (3-28). SABRE коды регионов предусмотрены в Интернете. Используя те же процедуры для оценки ТИВ и vCSF, рассчитать МУС для каждого региона мозга SABRE.SABRE parcellated региональных Volumetrics для внутренних подготовленных рейтинговых агентств получить данные о средних МКК = 0,98, р &lt;0,01, со значениями ICC, начиная от 0.91-0.99 1,2. Поражение-Seg: Как этот компонент является завершающим этапом трубопровода LE, надежность и точность будет зависеть от предшествующих этапов. Интер-оценщик надежность SH сегментации осуществляется с использованием региональной МУС Ш. объемов и пространственное согласие SH масок. Для оценки региональных томов SH, запускать &lt;SH_volumetrics&gt;, ввод и файл lobmask в пространстве T1-приобретения, &lt;name&gt; _SABREparcel и окончательный отредактированный поражения сегментации файл, &lt;name&gt; _LEedit. Используя те же процедуры для оценки SABRE Volumetrics, рассчитать МУС для объемов поражения в каждом регионе мозга SABRE. Используя те же процедуры для оценки пространственного согласие процесса маскирования ТИВ, рассчитать SI для заключительных редакцией поражения масок, &lt;name&gt; _LEedit (или FLEXedit). Те же самые тесты надежности может быть выполнена на обоих PD/T2-based сегментации и FLAIR основе сегментации. <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0"><tbody><tr><td></td><td> 3D T1 </td><td> PD/T2 </td></tr><tr><td> Параметры обработки изображений </td><td> Осевая Объем СБ (S 1) SPGR </td><td> Осевая спин-эхо ФК ВЭМЗ В.Б. (чередование) </td></tr><tr><td> Пульс Ремень </td><td></td><td></td></tr><tr><td> TE (мс) </td><td> 5 </td><td> 30/80 </td></tr><tr><td> TR (мс) </td><td> 35 </td><td> 3000 </td></tr><tr><td> Флип обзора (°) </td><td> 35 </td><td> 90 </td></tr><tr><td> TI (мс) </td><td> N / A </td><td> N / A </td></tr><tr><td> Сканирование Диапазон </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Поле зрения (см) </td><td> 22 </td><td> 20 </td></tr><tr><td> Толщина среза (мм) </td><td> 10,2 / 0 </td><td> 3/0 </td></tr><tr><td> Кол-фрагменты </td><td> 124 </td><td> 62 </td></tr><tr><td> Приобретение </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Размер матрицы </td><td> 256 х 192 </td><td> 256 х 192 </td></tr><tr><td> Размер Voxel (мм) </td><td> 0,86 х 0,86 х 1,4 </td><td> 0,78 х 0,78 х 3 </td></tr><tr><td> NEX </td><td> 1 </td><td> 0.5 </td></tr><tr><td> Общее время (мин) </td><td> 11:00 </td><td> 12:00 </td></tr></tbody></table> Таблица 1. General Electric 1.5T Структурные МРТ параметры измерения. <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0"><tbody><tr><td></td><td> 3D T1 </td><td> PD/T2 </td><td> FLAIR </td></tr><tr><td> Параметры обработки изображений </td><td> Осевая 3D FSPGR EDR ИК Prep </td><td> Осевая 2D FSE-XL, EDR, БЫСТРО, жир СБ </td> &lt;TD&gt; Осевая T2Flair, EDR, БЫСТРО </td></tr><tr><td> Пульс Ремень </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td><h2> TE (мс) </h2></td><td> 3.2 </td><td> 11.1 / 90 </td><td> 140 </td></tr><tr><td> TR (мс) </td><td> 8.1 </td><td> 2500 </td><td> 9700 </td></tr><tr><td> Флип обзора (°) </td><td> 8 ° </td><td> 90 ° </td><td> 90 ° </td></tr><tr><td> TI (мс) </td><td> 650 </td><td> N / A </td><td> 2200 </td></tr><tr><td> Сканирование Диапазон </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> Поле зрения (см) </td><td> 22 </td><td> 22 </td><td> 22 </td></tr><tr><td> Толщина среза (мм) </td><td> 1 </td><td> 3 </td><td> 3 </td></tr><tr><td> Кол-фрагменты </td><td> 186 </td><td> 48 </td><td> 48 </td></tr><tr><td> Приобретение </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> Размер матрицы </tг&gt; <td> 256 х 192 </td><td> 256 х 192 </td><td> 256 х 192 </td></tr><tr><td> Размер Voxel (мм) </td><td> 0,86 х 0,86 х 1 </td><td> 0,86 х 0,86 х 3 </td><td> 0,86 х 0,86 х 3 </td></tr><tr><td> NEX </td><td> 1 </td><td> 1 </td><td> 1 </td></tr><tr><td> Общее время (мин) </td><td> 7:20 </td><td> 6:10 </td><td> 7:20 </td></tr></tbody></table> Таблица 2. General Electric 3T Структурные МРТ параметры измерения. <img alt="Рисунок 1" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50887/50887fig1highres.jpg" width="500" /> Рисунок 1. Осевая T1 с неотредактированной общего внутричерепного хранилище (TIV) маска наложения (зеленый). Это пример использования закрытого полигона инструмента в ИТК-SNAP_sb удалить nonbrain ткани как часть ручной процедуре редактирования головного мозга- Процедура извлечения грохот в TIV. <pкласс = &quot;jove_content&quot; FO: держать-together.within-страницу = &quot;всегда&quot;&gt; <img alt="Рисунок 2" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50887/50887fig2highres.jpg" width="500" /> Рисунок 2. Осевая T1 с ткани сегментации наложения. Обратите внимание, что цвета этикетки произвольны и могут быть изменены с помощью инструмента Label. Слева изображение показывает цвета по умолчанию. Средние фотографии показано, как CSF (5 = фиолетовый) переназначается vCSF (7 = пурпурный). Правое изображение показывает, как цвет WM могут быть изменены без изменения класса ткани этикетку, то есть. Этикетка 3 = WM остается, но цвет может быть изменен на синий. <img alt="Рисунок 3" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50887/50887fig3highres.jpg" width="500" /> Рисунок 3. Осевая T1 с тканевой сегментации наложения (левое изображение, ГМ = желтый, WM = оранжевый, CSF = фиолетовый) (слева). Изображенные является примером ручного удаления субтенториальных структур с использованием закрытого Polygo н инструмент в ИТК-SNAP_sb (в центре) и последний сегментация тканей после удаления (справа). Как на рисунке 2, правое изображение показывает, как цвет WM могут быть изменены без изменения класса ткани этикетку, то есть. Этикетка 3 = WM остается, но цвет может быть изменен на синий. <img alt="Рисунок 4" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50887/50887fig4highres.jpg" width="500" /> Рисунок 4. Осевой T1 в пространстве сбора до (слева) и после (справа) выравнивание AC-PC выполняется. <img alt="Рисунок 5" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50887/50887fig5highres.jpg" width="500" /> Выровнены Рисунок 5. Два примера, показывающие процедуры межевание SABRE. Осевая AC-PC T1 с переменного тока (желтый), ПК (синий) и заднего края (розовый) ориентир размещения (слева). 3D поверхность оказанные T1 (справа) с сильвиевой щели (фиолетовый) и центRAL борозда (розовый) разграничение. <img alt="Рисунок 6" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50887/50887fig6highres.jpg" width="500" /> Рисунок 6. Осевая PD (слева) с автоматически генерируемым поражения наложения (в центре), и вручную редакцией поражения (красный) наложения (справа). <img alt="Рисунок 7" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50887/50887fig7highres.jpg" width="500" /> Рисунок 7. Осевая FLAIR (слева), с автоматически генерируемым поражения наложения (в центре), и вручную редакцией поражения (красный) наложения (справа).

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

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

Поражение Explorer: Видео наведением, стандартизированный протокол для точной и надежной МРТ-производных Volumetrics при болезни Альцгеймера и Нормальная Пожилые

Поражение Explorer (LE) является полуавтоматический, изображение обработки трубопровода разработан для получения регионального ткани мозга и подкорковые гиперинтенсивности убытока Volumetrics от структурной МРТ болезни Альцгеймера и нормальной пожилых людей. Для обеспечения высокого уровня точности и надежности, следующий видео наведением, стандартизированный протокол для ручных процедур компании LE.

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

Research

JoVE Journal

Medicine

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

Accurate and Simple Measurement of the Pro-inflammatory Cytokine IL-1ÃƒÅ½Ã‚Â² using a Whole Blood Stimulation Assay

Точные и простые измерения провоспалительных цитокинов IL-1β использованием Всего Пробирная стимуляция крови

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

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

Выделение растворимых и нерастворимых олигомеров PrP в нормальном мозга человека

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

Photothrombotic Ischemia: A Minimally Invasive and Reproducible Photochemical Cortical Lesion Model for Mouse Stroke Studies

Фототромботического ишемии: малоинвазивной и воспроизводимые фотохимические Кортикальная Модель Поражение исследований Мышь ход

The photothrombotic stroke model aims to induce an ischemic damage within a given cortical area by means of photo-activation of a previously injected ...

A Standardized Obstacle Course for Assessment of Visual Function in Ultra Low Vision and Artificial Vision

A Стандартный полосу препятствий для оценки зрительной функции в сверхнизким Видение и искусственного зрения

We describe an indoor, portable, standardized course that can be used to evaluate obstacle avoidance in persons who have ultralow vision. Six sighted ...

Fast and Accurate Exhaled Breath Ammonia Measurement

Быстрое и точное измерение выдыхаемого воздуха Аммиак

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

Establishment and Characterization of UTI and CAUTI in a Mouse Model

Создание и характеристика ИМП и CAUTI в мышиной модели

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

Мотор и гиппокампа зависимости пространственное обучение и оценка памяти Reference в трансгенной Rat модели болезни Альцгеймера с инсультом

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

Шаг за шагом для протокола субретинальной хирургии в Кролики

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

Интрамедуллярный Запирание ногтей для стандартизированной Фиксация бедренной остеотомии для анализа Normal и неполноценный заживления костей у мышей

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

Применение анализа причинно-следственных связей Грейнджер режиссер функциональные связи в болезни Альцгеймера и умеренными когнитивными нарушениями

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