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

עבודתו של ד ר Biesbroek נתמכת על ידי מלגת כשרונות צעירים ממרכז המוח רודולף מאגנוס מהמרכז הרפואי של האוניברסיטה אוטרכט. עבודה זו והקונסורציום של Meta VCI למפה נתמכים על ידי ה918.16.616 הענק מחברת ZonMw, הולנד, הארגון לחקר בריאות ופיתוח, לגירט ג'אן ביאסלס. המחברים רוצים להודות ד ר Tanja-סי-וו ניבורים לשיתוף סריקות ששימשו באחת הדמויות.

פרוטוקול זה מלווה את ההנחיות של ועדת האתיקה למחקר אנושי של המוסדות שלנו.
1. אוסף סריקות ונתונים קליניים
<ol><li>לאסוף CT המוח או סריקות MRI של חולים עם שבץ האיסכמי. רוב הסורקים שומרים את הסריקות כקבצי DICOM (הדמיה דיגיטלית ותקשורת ברפואה) שניתן להעתיק לדיסק קשיח או לשרת. הערה:</s...

LSM הוא כלי רב עוצמה כדי ללמוד את הארכיטקטורה הפונקציונלית של המוח האנושי. צעד מכריע במחקר מיפוי הנגע כל הנגעים הוא עיבוד מקדים של נתוני הדמיה, פילוח של הנגע ורישום לתבנית המוח. כאן, אנו מדווחים על צינור מתוקננת עבור מקטעי נגעים ורישום למטרת נגעים-סימפטום מיפוי. שיטה זו יכולה להתבצע עם כלים ז...

נגעים מיפוי סימפטום (LSM), המכונה גם מיפוי נגע התנהגות, הוא כלי חשוב ללמוד את הארכיטקטורה הפונקציונלית של המוח האנושי1. במחקרים של נגעים, תפקוד המוח הוא משתמעת ומקומי על ידי לימוד חולים עם נגעים במוח נרכש. במקרה הראשון, מחקרים המקשרים סימפטומים נוירולוגיים למיקומים המוח הספציפיים שבוצעו במאה ה -19 כבר סיפק תובנות בסיסיות לתוך החיבור האנטומי של השפה ומספר תהליכים קוגניטיביים אחרים2. עם זאת, ההיבט הנוירואנטומי של היבטים רבים של קוגניציה ותפקודי מוח אחרים נותרו חמקמקים. בעשורים האחרונים, משופר שיטות דימות המוח מבנית ומקדמות טכניות אפשרו בקנה מידה גדול ב vivo LSM מחקרים עם רזולוציה מרחבית גבוהה (כלומר, ברמה של voxels הפרט או אזורי קליפת המוח/משנה מסוימים של עניין)1 ,2. עם ההתקדמות הזאת מתודולוגיים, LSM הפך לשיטה פופולרית יותר ויותר במדעי המוח הקוגניטיבית וממשיכה להציע תובנות חדשות לנוירואנטומיה של הכרה ותסמינים נוירולוגיים3. צעד מכריע בכל מחקר LSM הוא פילוח מדויק של נגעים ורישום לתבנית המוח. עם זאת, הדרכה מקיפה עבור עיבוד מקדים של נתוני דימות המוח למטרת LSM חסר.
בתנאי כאן הוא הדרכה מלאה עבור פילוח נגעים מתוקננת ושיטת הרישום. שיטה זו מספקת לחוקרים קו צינור עבור עיבוד תמונה מוחית סטנדרטית סקירה של מלכודות פוטנציאליות שיש להימנע. קו העיבוד המוצג של התמונה פותחה באמצעות שיתופי פעולה בינלאומיים4 והוא חלק ממסגרת הקונסורציום האחרון שנוסד Meta vci מפת, אשר מטרתו היא ביצוע רב משתתפים הנגע מחקרים מיפוי לתסמינים ב ליקוי קוגניטיבי בכלי דם < www. מטאמויסימפה. ארגון >5. שיטה זו תוכננה לעבד הן סריקות CT ו-MRI ממספר רב של ספקים ופרוטוקולי סריקה הטרוגנית כדי לאפשר עיבוד משולב של ערכות נתונים להדמיה ממקורות שונים. תוכנת RegLSM הנדרשת וכל התוכנות האחרות הדרושות לפרוטוקול זה זמינות באופן חופשי למעט MATLAB, הדורשות רשיון. ערכת לימוד זו מתמקדת פילוח ורישום של המוח infarcts, אבל זה צינור עיבוד תמונה יכול לשמש גם עבור נגעים אחרים, כגון החומר הלבן עוצמות6.
לפני ייזום מחקר LSM, הבנה בסיסית של המושגים הכלליים ואת המלכודות נדרש. כמה הנחיות מפורטות ומדריך לטרמפיסט זמינים1,3,6. עם זאת, ביקורות אלה לא מספקים מפורט הידיים על הדרכה עבור השלבים המעשיים המעורבים איסוף והמרה של סריקות המוח לפורמט מתאים, הסיכונים המוח, ורישום סריקות לתבנית המוח. הנייר הנוכחי מספק לימוד כזה. מושגים כלליים של LSM מסופקים במבוא עם הפניות לקריאה נוספת בנושא.
מטרה כללית לחקר מיפוי הסימפטומים
מנקודת המבט של נוירופסיכולוגיה קוגניטיבית, פגיעה במוח יכול לשמש כתנאי מודל כדי להבין טוב יותר את התחתון העצבי של תהליכים קוגניטיביים מסוימים וכדי להשיג תמונה מלאה יותר של הארכיטקטורה הקוגניטיבית של המוח1 . זוהי גישה קלאסית בנוירופסיכולוגיה שהחלה לראשונה במחקרים שלאחר המוות במאה ה -19 על ידי חלוצים כמו ברוקה ווורניקה2. בעידן של הדמיה מוחית תפקודית, הגישה הנגע נשארה כלי קריטי במדעי המוח משום שהוא מספק הוכחה כי נגעים באזור המוח מסוים לשבש את ביצועי המשימה, בעוד לימודי הדמיה תפקודית להפגין אזורי המוח כי הם ופעל במהלך ביצועי המשימה. כך, גישות אלה מספקות מידע משלים1.
מנקודת המבט של נוירולוגיה קלינית, LSM מחקרים יכולים להבהיר את הקשר בין מיקום הנגע ותפקוד קוגניטיבי בחולים עם infarcts סימפטומטי חריפה, חומר לבן היתר, לקטציה, או סוגים אחרים של נגעים (g., גידולים ). מחקרים שנעשו לאחרונה הראו כי נגעים כאלה באזורי מוח אסטרטגי הם רלוונטיים יותר להסביר ביצועים קוגניטיביים מאשר נטלהנגע העולמי 2,5,7,8. גישה זו יש פוטנציאל לשפר את ההבנה של הפתופסולוגיה של הפרעות מורכבות (בדוגמה זו, ליקוי קוגניטיבי כלי דם) והוא עשוי לספק הזדמנויות לפיתוח כלים אבחון והתחזיות חדשים או טיפול תמיכה אסטרטגיות2.
ל-LSM יש גם יישומים מעבר לתחום הקוגניציה. למעשה, כל משתנה יכול להיות קשור למיקום נגעים, כולל סימפטומים קליניים, סמנים ביואריטים, ותוצאה תפקודית. לדוגמה, מחקר שנערך לאחרונה קבע מיקומים סיכונים שהיו חזוי של תוצאה תפקודית לאחר ששבץ איסכמי10.
Voxel-מבוסס על האזור של מיפוי הנגע מבוסס-על מבוססי-ריבית
כדי לבצע נגעים מיפוי סימפטום, נגעים צריך להיות מחולק ורשום על תבנית המוח. במהלך הליך ההרשמה, המוח של כל מטופל הוא מיושר מבחינה מוחית (כלומר, מנורמל או רשום בתבנית משותפת) כדי לתקן הבדלים בגודל המוח, צורה, וכיוון, כך שכל voxel במפת הנגע מייצג את אותו אנטומי מבנה עבור כל המטופלים7. במרחב סטנדרטי, ניתן לבצע מספר סוגים של ניתוחים, אשר מסוכמים לזמן קצר כאן.
ניתוח גולמי לטיפול בחיסור ניתן לבצע כדי להראות את ההבדל בחלוקת נגעים בחולים עם חסרונות לעומת חולים ללא חסרונות. מפת החיסור הנוצרת מראה אזורים שנפגעו לעתים קרובות יותר בחולים עם חסרונות וחסכו בחולים ללא החסרונות1. למרות ניתוח הנגע בחיסור יכול לספק כמה תובנות לתוך החיבור של פונקציה ספציפית, זה מספק לא הוכחה סטטיסטית והוא כעת בשימוש בעיקר כאשר גודל המדגם נמוך מדי כדי לספק מספיק כוח סטטיסטי עבור הנגע voxel מבוסס-סימפטום מיפוי.
ב-voxel, המבוסס על נגעים מיפוי סימפטום, שיוך בין נוכחות של ביצועים הנגע וקוגניטיבי נקבע ברמה של כל voxel האדם במוח (איור 1). היתרון העיקרי של שיטה זו הוא הרזולוציה המרחבית הגבוהה. באופן מסורתי, ניתוחים אלה בוצעו בגישה המונית המוני, אשר מצווים על תיקון בדיקות מרובות ומציג הטיה מרחבית הנגרמת על ידי יחסי הגומלין בין-voxel שאינם נלקחים בחשבון1,10 , 11. הגישות שפותחו לאחרונה, כי לוקחים את היחסים בין-voxel בחשבון (המכונה בדרך כלל שיטות מיפוי הנגעים מרובת משתנים, כגון ניתוח בייסיאניות13, רגרסיה וקטורית תמיכה4, 14, או אלגוריתמים אחרים למידה של מחשב15) להראות תוצאות מבטיחות ולהופיע כדי לשפר את הרגישות ואת הספציפיות של ממצאים מניתוח lsm החכם ביותר לעומת שיטות מסורתיות. שיפור נוסף ואימות של שיטות מרובת-משתנים עבור LSM-מבחינה מתקדמת הוא תהליך מתמשך. הבחירה הטובה ביותר עבור מיפוי נגע-סימפטום ספציפי תלוי בגורמים רבים, כולל התפלגות נגעים, משתנה התוצאה וההנחות הסטטיסטיות הבסיסיות של השיטות.
באזור העניין (ROI)-מבוסס נגעים מבוססי מיפוי סימפטום, שיוך בין נטל הנגע בתוך אזור מוחי מסוים ביצועים קוגניטיביים נקבע (ראה איור 1 Biesbroek ואח '2 להמחשה). היתרון העיקרי של שיטה זו הוא כי הוא רואה את נטל הנגע המצטבר בתוך מבנה אנטומי, אשר במקרים מסוימים עשוי להיות אינפורמטיבי יותר מאשר הנגע ב voxel יחיד. מצד שני, לניתוחים מבוססי ROI יש כוח מוגבל לזיהוי דפוסים הנמצאים רק בקבוצת משנה של voxels באזור16. באופן מסורתי, מיפוי הנגע מבוסס ROI-סימפטום מבוצע באמצעות רגרסיה לוגיסטית או ליניארית. לאחרונה, שיטות סטטיסטי העוסקות בצורה טובה יותר עם קוליניאריות הוצגו (למשל, ניתוח רשת בייסיאנית17, תמיכה רגרסיה וקטורית4,18או אלגוריתמים אחרים ללמידה מחשב19), אשר עשויים לשפר את הספציפיות של הממצאים ממחקרי נגעים-סימפטום מיפוי.
בחירת מטופלים
במחקרים LSM, המטופלים נבחרים בדרך כלל מבוסס על סוג מסוים של נגעים (g., המוח infarcts או חומר לבן היתר) ואת מרווח הזמן בין אבחון הערכה נוירופסיכולוגית (g., חריפה לעומת שבץ כרוני). עיצוב המחקר האופטימלי תלוי בשאלת המחקר. לדוגמה, כאשר לימוד הארכיטקטורה הפונקציונלית של המוח האנושי, חולי שבץ חריפה כלולים באופן אידיאלי, מכיוון שארגון מעבר פונקציונלי עדיין לא התרחש בשלב זה, בעוד מטופלים כרוניים שבץ יש לכלול בעת לימוד ה השפעות ארוכות-טווח של שבץ על הכרה. תיאור מפורט של שיקולים ומלכודות בבחירת החולה מסופק במקום אחר7.
תמונת מוח לעיבוד מקדים למטרת נגעים-סימפטום מיפוי
פילוח מדויק של נגעים ורישום לתבנית המוח המשותפת הם צעדים מכריעים במיפוי הנגע בסימפטומים. פילוח ידני של נגעים נשאר תקן זהב עבור סוגי נגעים רבים, כולל infarcts7. בתנאי הוא הדרכה מפורטת על קריטריונים עבור פילוח סיכונים ידני על סריקות CT, הדמיה משוקלל דיפוזיה (DWI), והתאוששות נוזלים מחליש היפוך (פלייר) רצפי MRI בשלבים אקוטי וכרוני. Infarcts מקוטע (כלומר, מפות הנגע בינארי תלת-ממד) צריך להיות רשום לפני ביצוע כל ניתוח מעבר לנושא מתבצעים. פרוטוקול זה משתמש בשיטת הרישום RegLSM, אשר פותחה בתוך מגוון מתוך הגדרה4. RegLSM מחיל אלגוריתמים הרישום ליניארי ולא ליניארי מבוסס על elastix20 עבור שניהם ct ו-MRI, עם צעד נוסף של עיבוד CT שתוכנן במיוחד כדי לשפר את איכות הרישום של סריקות ct21. יתר על כן, RegLSM מאפשר להשתמש בתבניות שונות המוח היעד ו (אופציונלי) הרישום ביניים בשלב הספציפי לגיל CT/MRI התבנית22. האפשרות של עיבוד הן CT ו-MRI סריקות ואת ההתאמה האישית שלה בנוגע ביניים תבניות המוח היעד עושה RegLSM מתאים מאוד לעיבוד תמונה כלי עבור LSM. התהליך כולו של הכנת והגדלת סריקות CT/MRI, רישום לתבנית המוח, ותיקונים ידניים (אם נדרש) מתוארים בסעיף הבא.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59653/59653fig1.jpg"> איור 1: המחשה סכמטית של המושג של voxel מבוססי נגעים מיפוי הסימפטומים. החלק העליון מציג את המוח התמונה מראש עיבוד שלבים המורכב הנגע (סיכונים חריפה במקרה זה) ואחריו רישום לתבנית המוח (MNI-152 תבנית במקרה זה). להלן, חלק ממפת הנגע בינארי רשום של אותו החולה מוצג כרשת תלת-ממד, שבו כל קוביה מייצגת voxel. יחד עם מפות הנגע של 99 חולים אחרים, מפת שכבת-על נגע נוצרת. עבור כל voxel, מבוצעת בדיקה סטטיסטית כדי לקבוע את הקשר בין מצב הנגעים לבין ביצועים קוגניטיביים. מבחן הצ-בריבוע המוצג כאן הוא רק דוגמה, ניתן להשתמש בכל מבחן סטטיסטי. בדרך כלל, מאות אלפי voxels נבדקים ברחבי המוח, ואחריו תיקון עבור השוואות מרובות. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59653/59653fig1large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.</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

ב נגעים מיפוי סימפטום (LSM), תפקוד המוח משתמעת על ידי התייחסות למיקום של נגעים במוח נרכש סימפטומים התנהגותיים או קוגניטיביים בקבוצה של חולים. עם ההתקדמות האחרונה בדימות מוחי עיבוד תמונה, LSM הפך לכלי פופולרי במדעי המוח קוגניטיבי. LSM יכול לספק תובנות בסיסיות לתוך הארכיטקטורה הפונקציונלית של המוח האנושי למגוון פונקציות קוגניטיביות ושאינן קוגניטיביות. צעד מכריע בביצוע מחקרים LSM הוא פילוח של נגעים על סריקות מוחות של קבוצה גדולה של חולים ורישום של כל סריקה לחלל סטריאוטקמית משותפת (המכונה גם חלל רגיל או תבנית המוח סטנדרטית). המתואר כאן היא גישה פתוחה, שיטה סטנדרטית עבור סיכונים פילוח והרשמה לצורך LSM, כמו גם הדרכה מפורטת והידיים על בסיס מקרים למופת. הדרכה מקיפה עבור פילוח ידני של infarcts המוח על סריקות CT ו-DWI או סדרות של ה-MRI מסופק, כולל קריטריונים סיכונים זיהוי ומלכודות עבור סוגי סריקה שונים. תוכנת הרישום מספקת ערכות רישום מרובות שניתן להשתמש בהן לעיבוד נתוני CT ו-MRI עם פרמטרי רכישה הטרוגנית. לימוד על שימוש בתוכנת רישום זו וביצוע בדיקות איכות חזותית ותיקונים ידניים (הנחוצים במקרים מסוימים) מסופקים. גישה זו מספקת לחוקרים מסגרת עבור התהליך כולו של עיבוד תמונה המוח הנדרש לבצע מחקר LSM, מאיסוף הנתונים לבדיקות איכות הסופי של התוצאות.

במקרים של המוח סיכונים segmentations על CT (איור 3), dwi (איור 5), ו פלייר (איור 6) תמונות, וההרשמה הבאה לתבנית mni-152 מסופקים כאן. תוצאות הרישום המוצגות באיור 3B ובאיור 5c לא היו מוצלחות לחלוטין, מכיוון שהיתה ...

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

בתנאי כאן הוא הדרכה מעשית עבור גישה פתוחה, מתוקננת עיבוד תמונה צינור למטרה של נגעים-סימפטום מיפוי. הדרכה צעד אחר צעד מסופק עבור כל שלב עיבוד, מ סיכונים פילוח ידני ב-CT/MRI כדי ההרשמה הבאה לחלל רגיל, יחד עם המלצות ואיורים מעשיים עם מקרים למופת.

סיכונים המוח פילוח ורישום ב-MRI או CT עבור נגעים-מיפוי סימפטום

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

מיפוי סימפטום נגע הוא כלי רב עוצמה כדי לוקליזציה תפקודי המוח על ידי לימוד חולים עם נגעים במוח. שלב חשוב כולל עיבוד תמונה, כולל פילוח נגע ורישום לחלל סטנדרטי. פרוטוקול זה מתאר מסגרת מאוחדת הפועלת עם כל שיטות ההדמיה המבנית, ומספקת תפוקה עקבית של נגעים במרחב סטנדרטי לשימוש במחקרי מיפוי סימפטום נגע.הנגעים חייבים להפוך למרחב סטנדרטי כדי לאפשר השוואות בין נושאים. המוח של כל מטופל חייב להיות מיושר באופן מרחבי כדי לתקן הבדלים בגודל ובצורת המוח. בעת שימוש בשיטה זו, היא מסייעת לראות כיצד יש לבצע כל שלב, במקום לעקוב אחר הוראות בכתב בלבד.זה גם דורש הבנה טובה של תמונות המוח, מה שהופך הדגמה חזותית שימושית. פרוטוקול זה מתאר כיצד לבצע את שלבי העיבוד הדרושים למיפוי סימפטום נגע. לאחר שמפות ההנעה נרשמות למרחב סטנדרטי, מיפוי סימפטום נגע יכול להתבצע על קבוצות גדולות של חולים.כאשר כל מפות הנגעים הופכות לחלל סטנדרטי, כל voxel מייצג את אותו אזור במוח על פני נושאים. זה מאפשר ניתוחים סטטיסטיים להתבצע, למשל, כדי לבדוק אם נוכחות של נגע voxel מסוים קשורה עם גירעון קוגניטיבי. התחל על ידי איסוף CT המוח או סריקות MRI של חולים עם שבץ איסכמי.רוב הסורקים כוללים את הסריקות כקבצי DICOM שניתן להעתיק לדיסק קשיח או לשרת. אסוף את המשתנים הקליניים בקובץ נתונים על-ידי יצירת שורות נפרדות עבור כל מקרה ועמודה עבור כל משתנה קליני. עבור פילוח אוטם, כלול לפחות את תאריך הקו ואת תאריך ההדמיה או משתנה המציין את מרווח הזמן בין קו להדמיה.כדי להמיר את תמונות DICOM לקבצי NIfTI לא דחוסים, באמצעות הכלי DICOM-to-NIfTI, הקלד את הפקודה שנראתה על המסך כאן בשורת הפקודה, תוך שימוש בנתיב התיקיה לקבצי DICOM. דוגמה לפקודה עם נתיבי התיקיות שנוספו ניתן לראות כאן. פקודה זו תפעיל את קובץ ההפעלה, תמיר את תמונות ה- DICOM בתיקיה שנבחרה ותשמור את קבצי NIfTI בתיקיה זו.לבסוף, ארגן את קבצי NIfTI במבנה תיקיות נוח, עם תיקיית משנה עבור כל אירוע, לפני תחילת פילוח אוטם. ראשית, להבטיח כי הסריקה בוצעה לפחות 24 שעות לאחר הופעת סימפטום שבץ. אחרת, האוטם החריף לא יהיה גלוי ב- CT או יהיה גלוי רק באופן חלקי, ולא ניתן להשתמש בסריקה לפילוח.פתח את ה- CT המקורי באמצעות תוכנת ITK-SNAP על-ידי בחירת קובץ ולאחר מכן פתח תמונה ראשית מהתפריט הנפתח. לאחר מכן לחץ על עיון ובחר את הקובץ כדי לפתוח את הסריקה. עכשיו לזהות את האוטם מבוסס על מאפייני הדמיה.ראשית, שים לב כי אוטמים יש אות נמוך לעומת רקמת המוח נורמלי. בשלב החריף, אוטמים גדולים יכולים לגרום לאפקט מסה, וכתוצאה מכך עקירה של רקמות שמסביב, דחיסה של חדרים, משמרת קו האמצע, והשמדה של sulci. יכול להיות טרנספורמציה מדמם, אשר גלוי כאזורים עם אות גבוה בתוך אוטם.בשלב הכרוני, האוטם יכלול היפודנס, מרכז cavitated, עם צפיפות דומה כמו הנוזל השדרתי, ושוליים hypodense פחות, המייצג רקמת מוח פגומה. במקרה של אוטמים גדולים, יכולה להיות הגדלת vacuo לשעבר של סולצי או חדרים סמוכים. פלח את רקמת המוח האוטמת באמצעות מצב מברשת צבע מסרגל הכלים הראשי, תוך שימוש בלחיצה שמאלית כדי לצייר ולחץ באמצעות לחצן העכבר הימני כדי למחוק.לחלופין, השתמש במצב מצולע כדי למקם נקודות עיגון בגבולות ההנעה, והחזק את לחצן העכבר השמאלי תוך כדי הזזת העכבר מעל גבולות ההנעה. לאחר שכל הנקודות מחוברות, לחץ על קבל כדי למלא את האזור עם הקווים. לאחר סיום הפילוח, שמור אותו כקובץ NIfTI בינארי באותה תיקיה שבה נמצא הסריקה על-ידי לחיצה על פילוח ושמור תמונת פילוח מהתפריט הנפתח ולאחר מכן שמור את הפילוח על-ידי מתן שם זהה בדיוק לשם הסריקה המפולגת, עם סיומת הנגע.ראשית, להבטיח כי סריקת DWI בוצעה בתוך שבעה ימים של הופעת שבץ. אוטמים גלויים ב- DWI תוך מספר שעות לאחר תחילת השבץ, והראות שלהם ב- DWI פוחתת בהדרגה לאחר כשבעה ימים. לאחר מכן, לזהות ולבאר את רקמת המוח אוטם מבוסס על האות הגבוה על DWI ואות נמוך על מפת ADC.אל תטעו אות דיפוזיה גבוהה ליד ממשקים בין אוויר או רקמה או עצם, שהם חפץ נפוץ שנצפה על DWI. עבור הדמיית FLAIR, בדוק תחילה כי הסריקה בוצעה 48 שעות לאחר הופעת סימפטום שבץ. בשלב ההיפראקוט, האוטם בדרך כלל אינו נראה לעין, או שהגבולות המדויקים אינם ברורים.לאחר מכן, פתח את תמונת FLAIR ב- ITK-SNAP, כמו גם את הסריקה משוקלל T1 בחלון נפרד לעיון, אם זמין. בשלב החריף, האוטם נראה כמו הנגע היפרינטנס הומוגני במקצת, עם או בלי נפיחות ואפקט מסה. אם זמין, השתמש ב- DWI כדי להבדיל בין אוטם חריף נגעים כרוניים, כגון רגישות יתר של חומר לבן.כדי לרשום תמונות, הורד תחילה RegLSM ולהשתמש בכלי זה כדי לעבד סריקות CT או כל סוג של רצף MRI. ניתן לראות את הליך הרישום בנתון המוצג כאן. לאחר מכן, פתח את MATLAB גירסה 2015a או גירסה גבוהה יותר, הגדר את התיקיה הנוכחית כ- RegLSM ולאחר מכן הפוך את SPM לזמין על-ידי הקלדת addpath ואחריו שם התיקיה עבור SPM.לאחר מכן, הקלד RegLSM כדי לפתוח את הממשק הגרפי. כדי לבצע את הרישום עבור אירוע בודד, בחר במצב בדיקה בתפריט הנפתח רישום. לאחר מכן השתמש בלחצן פתח תמונה כדי לבחור את הסריקה עם המקטעים, את הביאור ובאופן אופציונלי את T1, ובחר את ערכת הרישום הרצויה.לחלופין, ניתן להשתמש במצב אצווה כדי לרשום את כל המקרים בתיקיה שנבחרה. ודא ש- RegLSM שמר את פרמטרי הרישום המתקבלים, את הסריקות הרשומות ואת מפת הנגע הרשומה בתיקיות המשנה שנוצרו באופן אוטומטי. כעת, סקור את תוצאות הרישום על-ידי בחירה באפשרות בדוק תוצאות בממשק RegLSM ודפדף לתיקיה הראשית עם תוצאות אלה.גלול לאורך הסריקה הרשומה, ולהשתמש crosshair כדי לבדוק את היישור לתבנית MNI152, לשים לב ציוני דרך אנטומיים לזיהוי. הקפד לסמן את כל הרישומים שנכשלו בעמודה נפרדת בקובץ הנתונים שנוצר בעבר לתיקון ידני עוקב. עבור מפות נגע הזקוקות לתיקון, פתח את התבנית MNI152 T1 ב- ITK-SNAP ולאחר מכן בחר פתח פילוח מתפריט פילוח ובחר את מפת ההנעה הרשומה, שתסתעף לתבנית.כמו כן, פתח את תוצאות הרישום בחלון נפרד לעיון. תקן את מפת הנגעים הרשומה ב- ITK-SNAP עבור כל סוג של חוסר התאמה, באמצעות פונקציית המברשת כדי להוסיף voxels בלחיצה שמאלית או להסיר voxels בלחיצה ימנית. לבסוף, שמור את מפת הנגעים מתוקנת כקובץ NIfTI באותה תיקיה כמו מפת הנגע הלא מתוקנת, ולאחר מכן שמור את הפילוח על-ידי מתן שם זהה בדיוק למפה הנגע הלא מתוקנת, עם סיומת של תיקון.כאן, אנו רואים סריקות CT לחולה אחד. אין אפשרות להשתמש בסריקה הראשונית לפילוח מכיוון שהאוטם עדיין אינו גלוי, למרות שמפות תווי ה- CT מראות הערכה. CT ביום השישי מראה נפיחות של רקמת המוח אוטם עם משמרת קו האמצע קלה טרנספורמציה מדממת.הסריקה לאחר ארבעה חודשים מראה אובדן רקמת המוח עם הגדלת vacuo לשעבר של החדרים sulci הסמוך. התוצאה של רישום CT ביום השישי לתבנית MNI152 נראית כאן. אלגוריתם הרישום לא פיצה מספיק על הסטת קו האמצע ודחיסה של החדר השמאלי, אשר דרש תיקון ידני.לאחר התיקון, מפת ההיתוך הרשומה היא ייצוג מדויק של האוטם במרחב המקומי ובאפשרותך להשתמש בה למיפוי סימפטום נגע. כאן, אנו רואים השוואה של רצף DWI רשום ואת אוטם רשום המתאים עם התבנית MNI152. שים לב לשגיאה הקלה בראש גרעין ה Caudate הימני.פעולה זו דרשה תיקון ידני של הפילוח בשטח סטנדרטי. לבסוף, נתון זה מציג את תוצאות הרישום של רצף MRI FLAIR ביום השלישי, שהוא מספיק ולא דורש תיקון ידני. פרוטוקול זה מכסה את תהליך הכנת נתוני ההדמיה למיפוי סימפטום נגע, כולל הנחיות מעשיות כיצד לבצע פילוח אוטם מדויק ורישום לתבנית המוח.ניתן להשתמש במפות ההנעה במחקרי מיפוי סימפטום-נגע כדי לאתר תפקוד קוגניטיבי ספציפי או להשתמש במיקום ההיתוך כדי לחזות תוצאה קוגניטיבית בחולים בשבץ. פרוטוקול זה מאיץ ומחולל הרמוניה בתהליך העבודה למחקרי מיפוי סימפטום-פגיעה, ומאפשר לחוקרים לבצע מחקרים רב-מרכזיים גדולים, כולל מאות עד אלפי נבדקים.

Research

JoVE Journal

Behavior

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

פלטפורמה הרימה-Air-מרוצף שטוחה: שיטה חדשה לשילוב עם התנהגות מיקרוסקופית או אלקטרופיזיולוגיה על Awake לנוע בחופשיות מכרסמים

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

שילוב הסעות-Box הדרכה עם אלקטרו Cortex הקלטה וגירוי ככלי לחקר תפיסה ולמידה

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

שיטה כללית להערכת השפעות העמוקה גירוי המוח במתאמפטמין תוך ורידים-מנהל עצמי

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

שיטה להערכת מאפייני החיזוק של אתנול בחולדות ללא מצוקת מים, סכרין Fading או הדרכת גישה מורחבת

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

שיטה להדמיה עבור דריפט פרופריוצפטיבי על המטוס 2 ד באמצעות מכונת תמיכה וקטור

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

FMRI מיפוי של פעילות המוח קשורה הייצור ווקאלי של עיצורים ומרווחים דיסוננט

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

המרכיבים העיקריים של צילום Bioassay משיכה עבור מחקרים חרקים או תוכניות ניטור

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

פרוטוקול לא צפוי מתח כרוני מתון להשראת אנהדוניה בעכברים

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

פרוטוקול העדפה המקום ממוזגים למדידת דגירה של השתוקקות אצל חולדות

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