Name: brain infarct segmentation and registration on mri or ct for lesion-symptom mapping
Uploaded: 2019-09-25T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Brain Infarct Segmentation and Registration on MRI or CT for Lesion-symptom Mapping at JoVE.com

ويدعم عمل الدكتور بيسبروك من قبل زمالة المواهب الشابة من مركز الدماغ رودولف ماغنوس من المركز الطبي الجامعي أوتريخت. ويدعم هذا العمل واتحاد خرائط ميتا VCI من قبل فيتشي غرانت 918.16.616 من ZonMw، هولندا، منظمة البحث والتطوير في مجال الصحة، إلى جيرت يان Biessels. ويود المؤلفان أن يشكرا الدكتورة تانيا ك. و. نيجبور على مشاركتها عمليات المسح التي استخدمت في أحد الأرقام.

يتبع هذا البروتوكول المبادئ التوجيهية للجنة أخلاقيات البحوث البشرية في مؤسساتنا.
1. جمع المسح الضوئي والبيانات السريرية
<ol><li>جمع التصوير المقطعي المحوسب للدماغ أو التصوير بالرنين المغناطيسي للمرضى الذين يعانون من السكتة الدماغية الإقفارية. تقوم معظم الماسحات الضوئية بح?...

LSM هو أداة قوية لدراسة الهندسة المعمارية الوظيفية للدماغ البشري. خطوة حاسمة في أي دراسة رسم خرائط أعراض الآفات هو المعالجة المسبقة لبيانات التصوير، وتقسيم الآفة والتسجيل إلى قالب الدماغ. هنا، نقوم بالإبلاغ عن خط أنابيب موحد لتقسيم الآفات والتسجيل لغرض رسم خرائط أعراض الآفات. ويمكن تنفيذ ?...

رسم خرائط أعراض الآفات (LSM)، وتسمى أيضا رسم خرائط سلوك الآفة، هو أداة هامة لدراسة الهندسة الوظيفية للدماغ البشري1. في دراسات الآفات، يتم الاستدلال على وظيفة الدماغ وتوطينها من خلال دراسة المرضى الذين يعانون من آفات الدماغ المكتسبة. دراسات الحالة الأولى التي تربط الأعراض العصبية إلى مواقع الدماغ محددة أجريت في القرن التاسع عشر قدمت بالفعل رؤى أساسية في الروابط التشريحية للغة والعديد من العمليات المعرفية الأخرى2. ومع ذلك، فإن الروابط العصبية النيوروبية للعديد من جوانب الإدراك وغيرها من وظائف الدماغ ظلت بعيدة المنال. في العقود الماضية، مكّن تحسين أساليب التصوير الهيكلي للدماغ والتقدم التقني من إجراء دراسات واسعة النطاق في الجسم الحي لـ LSM ذات استبانة مكانية عالية (أي على مستوى voxels الفردية أو مناطق محددة ذات أهمية القشرية/تحت القشرية)1 ،2. مع هذه التطورات المنهجية، أصبح LSM طريقة شعبية متزايدة في علم الأعصاب المعرفي ويستمر في تقديم رؤى جديدة في تشريح الأعصاب من الإدراك والأعراض العصبية3. خطوة حاسمة في أي دراسة LSM هو تجزئة دقيقة من الآفات والتسجيل إلى قالب الدماغ. ومع ذلك، لا يوجد برنامج تعليمي شامل للمعالجة المسبقة لبيانات تصوير الدماغ لغرض LSM.
تقدم هنا هو البرنامج التعليمي الكامل لتجزئة الآفات موحدة وطريقة التسجيل. توفر هذه الطريقة للباحثين خط أنابيب لمعالجة صور الدماغ الموحدة ونظرة عامة على المزالق المحتملة التي يجب تجنبها. تم تطوير خط أنابيب معالجة الصور المعروضة من خلال التعاون الدولي4 وهو جزء من إطار اتحاد خرائط Meta VCI الذي تم تأسيسه مؤخرًا، والذي يهدف إلى إجراء دراسات متعددة المراكز لرسم خرائط أعراض الآفات في ضعف إدراكي وعائي <www.metavcimap.org>5. تم تصميم هذه الطريقة لمعالجة كل من التصوير المقطعي المحوسب والتصوير بالرنين المغناطيسي من موردين متعددين وبروتوكولات المسح الضوئي غير المتجانسة للسماح بالمعالجة المشتركة لمجموعات بيانات التصوير من مصادر مختلفة. برنامج RegLSM المطلوب وجميع البرامج الأخرى اللازمة لهذا البروتوكول متاحة بحرية باستثناء MATLAB، الذي يتطلب ترخيصًا. يركز هذا البرنامج التعليمي على تجزئة وتسجيل احتشاء الدماغ، ولكن هذا خط أنابيب معالجة الصور يمكن أيضا أن تستخدم لآفات أخرى، مثل فرط كثافة الحرارة المادة البيضاء6.
قبل الشروع في دراسة LSM، يلزم فهم أساسي للمفاهيم العامة والمزالق. العديد من المبادئ التوجيهية التفصيلية ودليل المتجول متاحة1،3،6. ومع ذلك، لا توفر هذه الاستعراضات البرنامج التعليمي التدريب العملي مفصلة للخطوات العملية التي تنطوي عليها جمع وتحويل مسح الدماغ إلى شكل صحيح، وتقسيم احتشاء الدماغ، وتسجيل عمليات المسح الضوئي إلى قالب الدماغ. وتقدم هذه الورقة مثل هذا البرنامج التعليمي. وترد المفاهيم العامة لـ LSM في المقدمة مع إشارات لمزيد من القراءة حول هذا الموضوع.
الهدف العام لدراسات رسم خرائط أعراض الآفات
من منظور علم النفس العصبي المعرفي، يمكن استخدام إصابة الدماغ كشرط نموذجي لفهم أفضل للأسس العصبية لبعض العمليات المعرفية والحصول على صورة أكثر اكتمالا للبنية المعرفية للدماغ1 . هذا هو النهج الكلاسيكي في علم النفس العصبي الذي تم تطبيقه لأول مرة في دراسات ما بعد الوفاة في القرن التاسع عشر من قبل الرواد مثل بروكا وWernicke2. في عصر التصوير الوظيفي للدماغ، ظل نهج الآفة أداة حاسمة في علم الأعصاب لأنه يوفر دليلا على أن الآفات في منطقة الدماغ محددة تعطل أداء المهمة، في حين أن دراسات التصوير الوظيفي تبين مناطق الدماغ التي هي أثناء أداء المهمة. وعلى هذا النحو، توفر هذه النهجمعلوماتتكميلية
من منظور علم الأعصاب السريرية، يمكن أن توضح دراسات LSM العلاقة بين موقع الآفة والأداء المعرفي في المرضى الذين يعانون من احتشاء الأعراض الحادة، وفرط كثافة المادة البيضاء، والثغرات، أو أنواع الآفات الأخرى (على سبيل المثال، الأورام ). وقد أظهرت الدراسات الحديثة أن مثل هذه الآفات في مناطق الدماغ الاستراتيجية هي أكثر أهمية في شرح الأداء المعرفي من عبء الآفة العالمية2،5،7،8. هذا النهج لديه القدرة على تحسين فهم الفيزيولوجيا المرضية للاضطرابات المعقدة (في هذا المثال، ضعف الإدراك الوعائي) ويمكن أن توفر فرصا لتطوير أدوات التشخيص والتكهن الجديدة أو دعم العلاج الاستراتيجيات2.
LSM لديها أيضا تطبيقات خارج مجال الإدراك. في الواقع، يمكن أن يكون أي متغير ذات صلة بموقع الآفة، بما في ذلك الأعراض السريرية، والمؤشرات الحيوية، والنتيجة الوظيفية. على سبيل المثال، حددت دراسة حديثة مواقع الاحتشاء التي كانت تنبؤية للنتائج الوظيفية بعد السكتة الدماغية الإقفارية10.
[فوكسل-بسد] ضدّ منطقة من فائدة يؤسّس آفة أعراض تعيين
لإجراء رسم خرائط أعراض الآفات، تحتاج الآفات إلى تقسيموتسجيلها في قالب الدماغ. أثناء إجراء التسجيل، يتم محاذاة دماغ كل مريض مكانياً (أي تطبيعه أو تسجيله في قالب مشترك) لتصحيح الاختلافات في حجم الدماغ وشكله واتجاهه بحيث يمثل كل voxel في خريطة الآفة نفس الأنتومية هيكل لجميع المرضى7. وفي الحيز القياسي، يمكن إجراء عدة أنواع من التحليلات، التي تُلخَّص بإيجاز هنا.
ويمكن إجراء تحليل الطرح الآفات الخام لإظهار الفرق في توزيع الآفات في المرضى الذين يعانون من العجز مقارنة مع المرضى الذين يعانون من العجز. تظهر خريطة الطرح الناتجة المناطق التي غالبا ً ما تكون متضررة في المرضى الذين يعانون من عجز وتجنيب في المرضى دون عجز1. على الرغم من أن تحليل الطرح الآفات يمكن أن توفر بعض الأفكار في الارتباطات من وظيفة محددة، فإنه لا يوفر أي دليل إحصائي ويستخدم الآن في الغالب عندما يكون حجم العينة منخفضة جدا لتوفير ما يكفي من الطاقة الإحصائية لأعراض الآفة المستندة إلى voxel تعيين.
في رسم خرائط أعراض الآفات المستندة إلى voxel ، يتم تحديد الارتباط بين وجود آفة والأداء المعرفي على مستوى كل voxel الفردية في الدماغ (الشكل 1). والميزة الرئيسية لهذه الطريقة هي الاستبانة المكانية العالية. تقليديا، وقد أجريت هذه التحليلات في نهج كتلة أحادية المتغيرات، والتي تبرر تصحيح لاختبار متعددة ويدخل التحيز المكاني الناجم عن الارتباطات بين voxel التي لا تؤخذ في الاعتبار1،10 , 11.وضعت مؤخرا النهج التي تأخذ الارتباطات بين voxel في الاعتبار (يشار إليها عادة باسم طرق رسم الخرائط متعددة المتغيرات أعراض الآفات, مثل تحليل بايزي13,دعم الانحدار ناقلات4, 14، أو غيرها من خوارزميات التعلم الآلي15) تظهر نتائج واعدة ويبدو أن تحسين حساسية وخصوصية النتائج من تحليلات LSM voxel الحكمة بالمقارنة مع الأساليب التقليدية. مزيد من التحسين والتحقق من صحة الأساليب متعددة المتغيرات لVOXel-الحكمة LSM هي عملية مستمرة. يعتمد أفضل اختيار طريقة لرسم خرائط أعراض الآفات على العديد من العوامل، بما في ذلك توزيع الآفات، متغير النتائج، والافتراضات الإحصائية الأساسية للأساليب.
في منطقة الاهتمام (ROI) القائمة على رسم خرائط أعراض الآفات، يتم تحديد ارتباط بين عبء الآفة داخل منطقة الدماغ محددة والأداء المعرفي (انظر الشكل 1 في Biesbroek وآخرون2 للاطلاع على توضيح). الميزة الرئيسية لهذه الطريقة هي أنه يأخذ في الاعتبار عبء الآفة التراكمية داخل بنية تشريحية، والتي في بعض الحالات قد تكون أكثر إفادة من آفة في voxel واحد. من ناحية أخرى، التحليلات القائمة على عائد الاستثمار لديها قوة محدودة للكشف عن الأنماط التي هي موجودة فقط في مجموعة فرعية من voxels في المنطقة16. تقليدياً، يتم تنفيذ تعيين أعراض الآفات المستندة إلى عائد الاستثمار باستخدام الانحدار اللوجستي أو الخطي. في الآونة الأخيرة، تم إدخال أساليب متعددة المتغيرات التي تتعامل بشكل أفضل مع العلاقة الخطية المتداخلة (على سبيل المثال، تحليل شبكة بايزي17،دعم الانحدار المتجه4،18،أو خوارزميات التعلم الآلي الأخرى19)،والتي قد تحسين خصوصية النتائج من دراسات رسم الخرائط أعراض الآفات.
اختيار المريض
في دراسات LSM، يتم اختيار المرضى عادة على أساس نوع آفة محددة (على سبيل المثال، احتشاء الدماغ أو ارتفاع ضغط المادة البيضاء) والفاصل الزمني بين التشخيص والتقييم العصبي النفسي (على سبيل المثال، السكتة الدماغية الحادة مقابل المزمنة). تصميم الدراسة الأمثل يعتمد على مسألة البحث. على سبيل المثال، عند دراسة البنية الوظيفية للدماغ البشري، يتم تضمين مرضى السكتة الدماغية الحادة بشكل مثالي لأن إعادة التنظيم الوظيفي لم تحدث بعد في هذه المرحلة، في حين ينبغي إدراج مرضى السكتة الدماغية المزمنة عند دراسة الآثار الطويلة الأجل للسكتة الدماغية على الإدراك. ويرد وصف مفصل للاعتبارات والمزالق في اختيار المرضى في مكان آخر7.
المعالجة المسبقة لصورة الدماغ لغرض رسم خرائط أعراض الآفات
تجزئة الآفات دقيقة والتسجيل إلى قالب الدماغ المشترك هي خطوات حاسمة في رسم خرائط أعراض الآفات. التقسيم اليدوي للآفات لا يزال المعيار الذهبي للعديد من أنواع الآفات، بما في ذلك احتشاء7. تقدم هو البرنامج التعليمي التفصيلي على معايير التجزئة اليدوية على التصوير المقطعي المحوسب، ونشر التصوير المرجح (DWI)، واسترداد انعكاس السوائل المخففة (FLAIR) تسلسل التصوير بالرنين المغناطيسي في كل من المراحل الحادة والمزمنة. يجب تسجيل الاحتشاءات المجزأة (أي خرائط الآفات الثنائية ثلاثية الأبعاد) قبل إجراء أي تحليلات متعددة المجالات. يستخدم هذا البروتوكول أسلوب التسجيل RegLSM الذي تم تطويره في إعداد متعدد المراكز4. يطبق RegLSM خوارزميات التسجيل الخطية وغير الخطية على أساس elastix20 لكل من التصوير المقطعي المحوسب والتصوير بالرنين المغناطيسي، مع خطوة معالجة مقطعية إضافية مصممة خصيصًا لتعزيز جودة تسجيل الأشعة المقطعية21. وعلاوة على ذلك، يسمح RegLSM باستخدام قوالب الدماغ المستهدفة المختلفة وخطوة تسجيل وسيطة (اختيارية) إلى قالب CT/MRI محدد العمر22. إمكانية معالجة كل من التصوير المقطعي المحوسب والتصوير بالرنين المغناطيسي وقابليتهللتخصيص فيما يتعلق قوالب الدماغ المتوسطة والمستهدفة يجعل RegLSM أداة معالجة صورة مناسبة للغاية لLSM. يتم وصف كامل عملية إعداد وتجزئة التصوير المقطعي المحوسب/التصوير بالرنين المغناطيسي، والتسجيل إلى قالب الدماغ، والتصحيحات اليدوية (إذا لزم الأمر) في القسم التالي.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59653/59653fig1.jpg"> الشكل 1: توضيح تخطيطي لمفهوم رسم خرائط أعراض الآفات المستندة إلى voxel. الجزء العلوي يظهر صورة الدماغ خطوات المعالجة المسبقة التي تتكون من تقسيم الآفة (احتشاء حاد في هذه الحالة) تليها التسجيل إلى قالب الدماغ (قالب MNI-152 في هذه الحالة). أدناه، يتم عرض جزء من خريطة الآفات الثنائية المسجلة لنفس المريض كشبكة ثلاثية الأبعاد، حيث يمثل كل مكعب voxel. تؤخذ جنبا إلى جنب مع خرائط الآفات من 99 المرضى الآخرين، يتم إنشاء خريطة تراكب آفة. لكل voxel، يتم إجراء اختبار إحصائي لتحديد الارتباط بين حالة الآفة والأداء المعرفي. اختبار تشي تربيع هو على ما يبدو مجرد مثال، يمكن استخدام أي اختبار إحصائي. عادة، يتم اختبار مئات الآلاف من voxels في جميع أنحاء الدماغ، تليها تصحيح لمقارنات متعددة. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59653/59653fig1large.jpg" target="_blank">الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a>

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:611px;" width="609">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:223px;">dcm2niix</td>
			<td style="width:94px;">N/A</td>
			<td style="width:123px;">N/A</td>
			<td style="width:172px;">free download https://github.com/rordenlab/dcm2niix</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:223px;">ITK-SNAP</td>
			<td style="width:94px;">N/A</td>
			<td style="width:123px;">N/A</td>
			<td>free download www.itksnap.org</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:22px;width:223px;">MATLAB</td>
			<td style="width:94px;">MathWorks</td>
			<td style="width:123px;">N/A</td>
			<td>Version 2015a or higher</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:223px;">MRIcron</td>
			<td style="width:94px;">N/A</td>
			<td style="width:123px;">N/A</td>
			<td>free download https://www.nitrc.org/projects/mricron</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:223px;">RegLSM</td>
			<td style="width:94px;">N/A</td>
			<td style="width:123px;">N/A</td>
			<td>free download www.metavcimap.org/support/software-tools</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:223px;">SPM12b</td>
			<td style="width:94px;">N/A</td>
			<td style="width:123px;">N/A</td>
			<td>free download https://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

brain infarct segmentation and registration on mri or ct for lesion-symptom mapping

في رسم خرائط أعراض الآفات (LSM)، يتم الاستدلال على وظيفة الدماغ من خلال ربط موقع آفات الدماغ المكتسبة بالأعراض السلوكية أو المعرفية في مجموعة من المرضى. مع التقدم الأخير في تصوير الدماغ ومعالجة الصور، أصبح LSM أداة شعبية في علم الأعصاب المعرفي. LSM يمكن أن توفر رؤى أساسية في البنية الوظيفية للدماغ البشري لمجموعة متنوعة من الوظائف المعرفية وغير المعرفية. خطوة حاسمة في إجراء دراسات LSM هو تجزئة الآفات على مسح العقول لمجموعة كبيرة من المرضى وتسجيل كل مسح إلى مساحة مجسمة مشتركة (وتسمى أيضا الفضاء القياسية أو قالب الدماغ موحدة). يرد موضح هنا طريقة موحدة للوصول المفتوح للتجزئة والتسجيل لغرض LSM، بالإضافة إلى معاينة مفصلة وعملية تستند إلى حالات نموذجية. يتم توفير برنامج تعليمي شامل للتجزئة اليدوية من احتشاء الدماغ على الأشعة المقطعية وDWI أو الذوق تسلسل التصوير بالرنين المغناطيسي، بما في ذلك معايير لتحديد احتشاء والمزالق لأنواع المسح الضوئي المختلفة. يوفر برنامج التسجيل مخططات تسجيل متعددة يمكن استخدامها لمعالجة بيانات التصوير المقطعي المحوسب والتصوير بالرنين المغناطيسي مع معلمات اكتساب غير متجانسة. يتم توفير برنامج تعليمي حول استخدام برنامج التسجيل هذا وإجراء فحوصات الجودة البصرية والتصحيحات اليدوية (التي تحتاج إليها في بعض الحالات). يوفر هذا النهج للباحثين إطاراً لكامل عملية معالجة صور الدماغ المطلوبة لإجراء دراسة LSM، من جمع البيانات إلى التحقق من جودة النتائج النهائية.

يتم توفير الحالات المثالية لتجزئة احتشاء الدماغ على CT (الشكل 3)، DWI (الشكل 5)، وFLAIR (الشكل 6) الصور ، والتسجيل اللاحق ة لقالب MNI-152 هنا. ولم تكن نتائج التسجيل المبينة في الشكل 3باء والشكل 5 جيم ناجح...

Watch this Scientific Journal Video about Brain Infarct Segmentation and Registration on MRI or CT for Lesion-symptom Mapping at JoVE.com

Brain Infarct Segmentation and Registration on MRI or CT for Lesion-symptom Mapping

تقدم هنا هو البرنامج التعليمي العملي لمفتوحة الوصول، خط أنابيب معالجة الصور الموحدة لغرض رسم خرائط أعراض الآفات. يتم توفير الإرشادات التفصيلية خطوة بخطوة لكل خطوة معالجة، من التناقل اليدوي على CT/MRI إلى التسجيل اللاحق إلى المساحة القياسية، إلى جانب التوصيات العملية والرسوم التوضيحية مع الحالات النموذجية.

تجزئة احتشاء الدماغ والتسجيل على التصوير بالرنين المغناطيسي أو التصوير المقطعي المحوسب لرسم خرائط أعراض الآفات

In lesion-symptom mapping (LSM), brain function is inferred by relating the location of acquired brain lesions to behavioral or cognitive symptoms in a ...

رسم خرائط الأعراض الآفة هو أداة قوية لتوطين وظائف الدماغ من خلال دراسة المرضى الذين يعانون من آفات الدماغ. تتضمن الخطوة المهمة معالجة الصور، بما في ذلك تجزئة الآفة والتسجيل إلى مساحة قياسية. يصف هذا البروتوكول إطارًا موحدًا يعمل مع جميع طرائق التصوير الهيكلي ، مما يوفر مخرجًا ثابتًا من الآفات في المساحة القياسية للاستخدام في دراسات رسم خرائط الأعراض.يجب تحويل الآفات إلى مساحة قياسية للسماح بإجراء مقارنات عبر الموضوعات. يجب أن يكون دماغ كل مريض متوائمًا مكانًا لتصحيح الاختلافات في حجم الدماغ وشكله. أثناء استخدام هذه الطريقة، فإنه يساعد على معرفة كيف يجب أن يتم تنفيذ كل خطوة بدلاً من اتباع التعليمات المكتوبة وحدها.كما أنه يتطلب فهمًا جيدًا لصور الدماغ ، مما يجعل العرض التوضيحي المرئي مفيدًا. يصف هذا البروتوكول كيفية تنفيذ خطوات المعالجة المطلوبة لتعيين أعراض الآفة. بمجرد تسجيل خرائط الآفة إلى الفضاء القياسي ، يمكن إجراء رسم خرائط أعراض الآفة على مجموعات كبيرة من المرضى.عندما يتم تحويل جميع خرائط الآفة إلى مساحة قياسية ، يمثل كل voxel نفس منطقة الدماغ عبر الموضوعات. وهذا يسمح بإجراء التحليلات الإحصائية، على سبيل المثال، لاختبار ما إذا كان وجود آفة في فوكسل معين يرتبط بعجز معرفي. تبدأ بجمع الدماغ التصوير المقطعي أو التصوير بالرنين المغناطيسي من المرضى الذين يعانون من السكتة الدماغية.معظم الماسحات الضوئية يكون لها عمليات المسح الضوئي كملفات DICOM التي يمكن نسخها إلى قرص ثابت أو ملقم. جمع المتغيرات السريرية في ملف البيانات عن طريق جعل الصفوف منفصلة لكل حالة والأعمدة لكل متغير السريرية. بالنسبة لتجزئة التحويلات، قم بتضمين على الأقل تاريخ السكتة الدماغية وتاريخ التصوير أو متغير يشير إلى الفاصل الزمني بين الحد والتصوير.لتحويل الصور DICOM إلى ملفات NIfTI غير مضغوط باستخدام الأداة DICOM-إلى-NIfTI اكتب الأمر مشاهدة على الشاشة هنا في موجه الأوامر باستخدام مسار المجلد إلى ملفات DICOM. يمكن رؤية مثال للأمر مع مسارات المجلد إدراجها هنا. سيقوم هذا الأمر بتشغيل الملف التنفيذي وتحويل الصور DICOM في المجلد المحدد وحفظ الملفات NIfTI في هذا المجلد.وأخيراً، قم بتنظيم ملفات NIfTI في بنية مجلد ملائمة، مع مجلد فرعي لكل حالة، قبل البدء في تجزئة اإلفحار. أولاً، تأكد من أن الفحص قد تم إجراؤه بعد 24 ساعة على الأقل من ظهور أعراض السكتة الدماغية. وإلا، لن يكون التحويل الحاد مرئياً على CT أو سيكون مرئياً جزئياً فقط، ولا يمكن استخدام المسح الضوئي للتجزئة.افتح CT الأصلي باستخدام ITK-SNAP البرنامج عن طريق تحديد ملف، ثم فتح الصورة الرئيسية من القائمة المنسدلة. ثم انقر فوق استعراض، وحدد الملف لفتح الفحص. الآن تحديد فيلكت على أساس خصائص التصوير.أولاً، لاحظ أن لدى الفاركت إشارة منخفضة مقارنة بأنسجة الدماغ العادية. في المرحلة الحادة، يمكن أن يسبب الحفارات الكبيرة تأثير الكتلة، مما يؤدي إلى إزاحة الأنسجة المحيطة، وضغط البطينين، وتحول خط الوسط، وطمس sulci. يمكن أن يكون هناك تحول نزفي ، والذي هو واضح كالمناطق مع إشارة عالية داخل infarct.في المرحلة المزمنة ، سوف تتكون الحفارة من هابو ، مركز تجويف ، مع كثافة مماثلة للسوائل النخاعية ، وحافة أقل hypodense ، والتي تمثل أنسجة الدماغ التالفة. في حالة من المزارع الكبيرة، يمكن أن يكون هناك توسيع vacuo السابقين من الكبريتي المجاورة أو البطينين. تجزئة أنسجة الدماغ المُهدَّد باستخدام وضع الرسام من شريط الأدوات الرئيسي، باستخدام النقر الأيسر للسحب والنقر بزر الماوس الأيمن لمحوه.بدلا من ذلك ، استخدم وضع المضلع لوضع نقاط المرساة على حدود الآفة ، وعقد زر الماوس الأيسر في حين تحريك الماوس فوق حدود الآفة. بمجرد توصيل جميع النقاط، انقر فوق قبول لملء المنطقة المبينة. بعد الانتهاء من تجزئة، حفظه كملف NIfTI ثنائي في نفس المجلد مثل المسح الضوئي بالنقر على تجزئة وحفظ صورة التجزئة من القائمة المنسدلة، ثم حفظ التجزئة بإعطائها نفس الاسم تماما كما المسح المقطعة، مع تمديد الآفة.أولاً، تأكد من أن المسح الضوئي DWI تم إجراؤه في غضون سبعة أيام من بداية السكتة الدماغية. تظهر في الفرجات على DWI في غضون عدة ساعات بعد ظهور السكتة الدماغية ، وتقل رؤيتها على DWI تدريجيًا بعد سبعة أيام تقريبًا. بعد ذلك، تحديد و تعليق على أنسجة الدماغ المُهَدَّجة بناءً على الإشارة العالية على DWI وإشارة منخفضة على خريطة ADC.لا خطأ إشارة انتشار عالية بالقرب من واجهات بين الهواء وإما الأنسجة أو العظام، والتي هي قطعة أثرية لوحظ عادة على DWI. بالنسبة للتصوير بالـ FLAIR، تحقق أولاً من إجراء الفحص بعد 48 ساعة من ظهور أعراض السكتة الدماغية. في مرحلة فرط الحساسية ، عادة ما يكون الحفار غير مرئي ، أو الحدود الدقيقة غير واضحة.بعد ذلك، افتح صورة FLAIR في ITK-SNAP، وكذلك الفحص المرجح T1 في إطار منفصل كمرجع، إذا كان متاحًا. في المرحلة الحادة ، يكون الحفار مرئيًا كآفة فرط ية متجانسة إلى حد ما ، مع أو بدون تورم وتأثير كتلة. إذا كان متوفراً، استخدم DWI للتمييز بين الآفات الحادة والمزمنة، مثل فرط التنهمات المادة البيضاء.لتسجيل الصور، قم أولاً بتنزيل RegLSM، واستخدم هذه الأداة لمعالجة الأشعة المقطعية أو أي نوع من تسلسل التصوير بالرنين المغناطيسي. ويمكن رؤية إجراءات التسجيل في الشكل المبين هنا. بعد ذلك، افتح إصدار MATLAB 2015a أو أعلى، قم بتعيين المجلد الحالي إلى RegLSM، ثم قم بتمكين SPM بكتابة addpath متبوعاً باسم المجلد لـ SPM.بعد ذلك، اكتب RegLSM لفتح واجهة الرسوم. لتنفيذ التسجيل لحالة واحدة، حدد وضع الاختبار في القائمة المنسدلة التسجيل. ثم استخدم الزر فتح صورة لتحديد المسح المقطع والتعليق التوضيحي و T1 اختياريًا، ثم حدد نظام التسجيل المطلوب.بدلاً من ذلك، يمكن استخدام وضع الدفعة لتسجيل كافة الحالات في المجلد المحدد. تأكد من أن RegLSM حفظ معلمات التسجيل الناتجة، والمسح المسجل، وخريطة الآفة المسجلة في المجلدات الفرعية التي تم إنشاؤها تلقائيًا. الآن، قم بمراجعة نتائج التسجيل عن طريق تحديد "التحقق من النتائج" في واجهة RegLSM، ثم استعرض إلى المجلد الرئيسي مع هذه النتائج.قم بالتمرير خلال المسح الضوئي المسجل، واستخدم التقاطع للتحقق من المحاذاة إلى قالب MNI152، مع الانتباه إلى المعالم التشريحية التي يمكن التعرف عليها. تأكد من وضع علامة على كافة التسجيلات الفاشلة في عمود منفصل في ملف البيانات الذي تم إنشاؤه مسبقًا من أجل التصحيح اليدوي اللاحق. لأي خرائط الآفة التي تحتاج إلى تصحيح، افتح قالب MNI152 T1 في ITK-SNAP، ثم حدد فتح التجزئة من قائمة التجزئة، واختر خريطة الآفة المسجلة، والتي سوف تتراكب على القالب.أيضاً، افتح نتائج التسجيل في إطار منفصل كمرجع. قم بتصحيح خريطة الآفة المسجلة في ITK-SNAP لأي نوع من المحاذاة، وذلك باستخدام وظيفة الفرشاة لإضافة voxels مع النقر الأيسر أو إزالة voxels مع النقر بزر الماوس الأيمن. وأخيرا، حفظ خريطة الآفة المصححة كملف NIfTI في نفس المجلد كخريطة الآفة غير المصححة، ثم حفظ التجزئة بإعطائها نفس الاسم بالضبط كخريطة الآفة غير المصححة، مع تمديد تصحيحها.هنا، نرى الأشعة المقطعية لمريض واحد. لا يمكن استخدام المسح الأولي للتجزئة لأن infarct غير مرئي حتى الآن، على الرغم من أن خرائط الضخ المقطعية تظهر نقص التروية. الأشعة المقطعية في اليوم السادس يظهر تورم أنسجة الدماغ في المزارع مع تحول خط الوسط طفيفة والتحول النزفي.يُظهر الفحص بعد أربعة أشهر فقدان أنسجة الدماغ مع توسيع البطينين و sulci القريبة. وينظر إلى نتيجة تسجيل CT في اليوم السادس إلى قالب MNI152 هنا. خوارزمية التسجيل تعويض غير كاف لتحول خط الوسط وضغط البطين الأيسر، الأمر الذي يتطلب تصحيح يدوي.بعد التصحيح ، خريطة الآفة المسجلة هي تمثيل دقيق للفاركت في الفضاء الأصلي ويمكن استخدامها لرسم خرائط أعراض الآفة. هنا، نرى مقارنة تسلسل DWI المسجل وfarct المسجل المقابل مع قالب MNI152. لاحظ خطأ طفيف في رأس النواة caudate الحق.وهذا يتطلب تصحيحاً يدوياً للتجزئة في الفضاء القياسي. وأخيراً، يُظهر هذا الرقم نتائج تسجيل تسلسل التصوير بالرنين المغناطيسي في اليوم الثالث، وهو أمر كافٍ ولا يتطلب أي تصحيح يدوي. يغطي هذا البروتوكول عملية إعداد بيانات التصوير لرسم خرائط أعراض الآفة، بما في ذلك إرشادات عملية حول كيفية إجراء تجزئة دقيقة للفارات والتسجيل في قالب الدماغ.يمكن استخدام خرائط الآفة في دراسات رسم خرائط الأعراض للآفات لتوطين وظيفة إدراكية محددة أو لاستخدام موقع الآفة للتنبؤ بالنتائج المعرفية في مرضى السكتة الدماغية. هذا البروتوكول يسرع وينسق سير العمل لدراسات رسم خرائط أعراض الآفة، مما يمكن الباحثين من إجراء دراسات متعددة المراكز كبيرة بما في ذلك مئات الآلاف من المواضيع.

Research

JoVE Journal

Behavior

Flat-floored Air-lifted Platform: A New Method for Combining Behavior with Microscopy or Electrophysiology on Awake Freely Moving Rodents

مسطحة طوابق منصة رفع الهواء و: طريقة جديدة للجمع بين السلوك مع الميكروسكوب أو الكهربية على استيقظ تتحرك بحرية القوارض

It is widely acknowledged that the use of general anesthetics can undermine the relevance of electrophysiological or microscopical data obtained from a ...

Combined Shuttle-Box Training with Electrophysiological Cortex Recording and Stimulation as a Tool to Study Perception and Learning

جنبا إلى جنب المكوك بوكس ​​التدريب مع الكهربية اللحاء تسجيل وتحفيز كأداة لدراسة الإدراك والتعلم

Shuttle-box avoidance learning is a well-established method in behavioral neuroscience and experimental setups were traditionally custom-made; the ...

A General Method for Evaluating Deep Brain Stimulation Effects on Intravenous Methamphetamine Self-Administration

طريقة عامة لتقييم الأثر العميق تحفيز الدماغ على الوريد الميثامفيتامين الإدارة الذاتية

Substance use disorders, particularly to methamphetamine, are devastating, relapsing diseases that disproportionally affect young people.  There is a need ...

A Method for Evaluating the Reinforcing Properties of Ethanol in Rats without Water Deprivation, Saccharin Fading or Extended Access Training

وطريقة لتقييم خصائص تعزيز من الايثانول في الفئران بدون ماء الحرمان، السكرين يتلاشى أو الوصول إلى تدريب موسع

Operant oral self-administration methods are commonly used to study the reinforcing properties of ethanol in animals. However, the standard methods ...

Visualization Method for Proprioceptive Drift on a 2D Plane Using Support Vector Machine

طريقة التصور للالانجراف التحفيز على 2D الطائرة عن طريق آلة دعم المتجهات

Proprioceptive drift, which is a perceptual shift in body-part position from the unseen real body to a visible body-like image, has been measured as the ...

fMRI Mapping of Brain Activity Associated with the Vocal Production of Consonant and Dissonant Intervals

تصوير الرنين المغناطيسي الوظيفي من نشاط الدماغ المرتبطة إنتاج صوتي من الفواصل الساكنة ومتناقضة

The neural correlates of consonance and dissonance perception have been widely studied, but not the neural correlates of consonance and dissonance ...

Key Elements of Photo Attraction Bioassay for Insect Studies or Monitoring Programs

العناصر الرئيسية لصور الجذب الحشري لدراسات الحشرات أو رصد البرامج

Optimized visual attractants will increase insect trapping efficiency by using the target insect&#39;s innate behaviors (positive photo-taxis) as a means ...

The Unpredictable Chronic Mild Stress Protocol for Inducing Anhedonia in Mice

البروتوكول لا يمكن التنبؤ بها من الإجهاد المزمن المعتدل لحمل أنهيدونيا في الفئران

Depression is a highly prevalent and debilitating condition, only partially addressed by current pharmacotherapies. The lack of response to treatment by ...

A Conditioned Place Preference Protocol for Measuring Incubation of Craving in Rats

بروتوكول تفضيل مكان مكيفة لقياس الحضانة للرغبة في الفئران

A major cause of repeated relapses is a craving for the drug. Drug craving increases progressively during the abstinence period, a phenomenon termed ...