Name: quantification of optic nerve cross sectional area on mri: a novel protocol using fiji software
Uploaded: 2021-09-04T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Quantification of Optic Nerve Cross Sectional Area on MRI: A Novel Protocol using Fiji Software at JoVE.com

Gostaríamos de agradecer a Faris Haddad e Hasan El-Isa por sua importante contribuição em filmagens e desenvolvimento de vídeo.

O estudo seguinte foi aprovado pelo comitê de pesquisa e pelo conselho de revisão institucional do Hospital da Universidade da Jordânia. O protocolo a seguir descreverá a técnica de imagem usada para adquirir imagens de ressonância magnética, seguida de processamento de imagem e quantificação do nervo óptico usando o software Fiji.
1. Aquisição de imagem de ressonância magnética
NOTA: A aquisição de imagem mr foi feita utilizando uma ressonância magn?...

<ol>
	<li>Quigley, H. A., Broman, A. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+number+of+people+with+glaucoma+worldwide+in+2010+and+2020.">The number of people with glaucoma worldwide in 2010 and 2020.</a> The British Journal of Ophthalmology. 90 (3), 262-267 (2006).</li><li>Weinreb, R. N., Aung, T., Medeiros, F. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+pathophysiology+and+treatment+of+glaucoma:+a+review.">The pathophysiology and treatment of glaucoma: a review.</a> JAMA. 311 (18), 1901-1911 (2014).</li><li>. 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J., Shi, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Non-spatial+sounds+regulate+eye+movements+and+enhance+visual+search.">Non-spatial sounds regulate eye movements and enhance visual search.</a> Journal of Vision. 12 (5), 2 (2012).</li><li>Yang, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Connective+Tissue+Components+of+Optic+Nerve+Head+Cupping+in+Monkey+Experimental+Glaucoma+Part+1:+Global+Change.">The Connective Tissue Components of Optic Nerve Head Cupping in Monkey Experimental Glaucoma Part 1: Global Change.</a> Investigative Ophthalmology &amp; Visual Science. 56 (13), 7661-7678 (2015).</li><li>Mwanza, J. -. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Retinal+nerve+fibre+layer+thickness+floor+and+corresponding+functional+loss+in+glaucoma.">Retinal nerve fibre layer thickness floor and corresponding functional loss in glaucoma.</a> The British Journal of Ophthalmology. 99 (6), 732-737 (2015).</li></ol>

Descrevemos um protocolo para avaliar e quantificar a matéria branca do nervo óptico que poderia ser usada para avaliação do paciente com glaucoma. O protocolo usa sequências de imagem amplamente disponíveis para aquisição de imagens, e usa o software Fiji de código aberto para análise de imagens. Padronizamos os parâmetros de imagem que antes eram considerados mais precisos e altamente reprodutíveis na aquisição de imagens de nervo óptico, incluindo pedir ao paciente para se fixar em frente, usando T2 com...

Glaucoma é uma neuropatia óptica que é considerada a causa mais comum de cegueira irreversível1. Apesar disso, ainda é pouco compreendido em termos de sua fisiopatologia e diagnóstico, sem referência única para estabelecer o diagnóstico2. De acordo com o Instituto Nacional de Excelência em Saúde e Cuidado (NICE), o diagnóstico de glaucoma de ângulo aberto primário (POAG) requer a avaliação de múltiplos domínios, incluindo avaliação de disco óptico em exame de fundus ou tomografia de coerência óptica (OCT), avaliação de campo visual e medição de pressão intraocular 3. A ideia por trás do diagnóstico de glaucoma é estabelecer a presença de neuropatia óptica progressiva, que pode ser feita de forma quantitativa em4de outubro . Nesse sentido, a ressonância magnética também pode ser utilizada para avaliação do nervo óptico e quantificação da sua área de matéria branca5,mas para isso ser clinicamente significativo, o protocolo utilizado na quantificação da matéria branca do nervo óptico precisa ser padronizado. Além disso, um protocolo também deve acomodar a variação inter-individual, fator que pode afetar a precisão em diferentes doenças6.
A avaliação do nervo óptico no glaucoma é avaliada de forma ideal através de imagens oftálmicas, incluindo a OCT, onde a parte mais anterior do nervo óptico (por exemplo, disco óptico) é avaliada. Por outro lado, o uso de ressonância magnética para avaliação do nervo óptico geralmente avalia a parte retrobulbar do nervo óptico a várias distâncias do globo. Vários estudos encontraram uma forte correlação entre a avaliação do disco óptico utilizando OCT e MRI7,8. No entanto, ainda não há um protocolo unificado para avaliação e quantificação do nervo óptico na ressonância magnética. Delinear a borda do nervo óptico na ressonância magnética tem sido usado para quantificar sua área transversal5. No entanto, este método tem uma considerável variabilidade inter-rater, pois precisa ser feito por um rater experiente e requer um tempo considerável para delinear. O objetivo do projeto atual foi fornecer um protocolo para uma metodologia unificada de avaliação transversal do nervo óptico e quantificação usando 3 T MRI para aquisição de imagens e software Fiji da ImageJ para processamento e quantificação de imagens.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Magnetic resonance imaging (MRI) machine</td>
			<td>Siemens Magnetom Verio</td>
			<td>N/A</td>
			<td>3T MRI scanner</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

quantification of optic nerve cross sectional area on mri: a novel protocol using fiji software

A avaliação do nervo óptico é um aspecto importante do diagnóstico e acompanhamento do glaucoma. Este projeto descreve um protocolo para uma metodologia unificada de avaliação transversal do nervo óptico e quantificação usando 3 T MRI para aquisição de imagens e software Fiji da ImageJ para quantificação de processamento de imagens. A aquisição de imagem foi realizada utilizando-se ressonância magnética 3 T, com instruções adequadas para o paciente garantir a fixação direta durante a imagem. Foi utilizada uma sequência suprimida de gordura t2. Um corte coronal levado 3 mm atrás do globo e perpendicular ao eixo nervoso óptico deve ser carregado para o software. Utilizando a função limiar, a área de matéria branca do nervo óptico é selecionada e quantificada, eliminando assim o viés de medição inter-individual. Também descrevemos os limites normais para a área transversal do nervo óptico de acordo com a idade, com base na literatura publicada anteriormente. Utilizamos o protocolo descrito para avaliar o nervo óptico de um paciente com glaucoma suspeito. A área transversal do nervo óptico foi encontrada dentro dos limites normais, um achado ainda confirmado através de tomografia de coerência óptica do nervo óptico.

A razão copo/disco para um paciente do sexo masculino de 30 anos que se apresentou para um exame de oftalmologia de checkup foi de 0,8 (Figura 1A), o que é suspeito e pode ser sugestivo de glaucoma. Ao realizar uma tomografia de coerência óptica para espessura da camada de fibra nervosa, descobrimos que a espessura do nervo estava dentro dos limites normais para a idade(Figura 1B). O paciente foi agendado para uma ressonância magnética em órbita, onde um ...

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Quantification of Optic Nerve Cross Sectional Area on MRI: A Novel Protocol using Fiji Software

Fornecemos um protocolo detalhado para um método padronizado de avaliação e quantificação do nervo óptico usando ressonância magnética, utilizando uma sequência de imagens amplamente disponível e software de acesso aberto para análise de imagens. Seguir este protocolo padronizado forneceria dados significativos para comparação entre diferentes pacientes e diferentes estudos.

Quantificação da Área Transversal do Nervo Óptico na Ressonância Magnética: Um novo protocolo usando o software Fiji

Optic nerve assessment is an important aspect of glaucoma diagnosis and follow-up. This project describes a protocol for a unified methodology of optic ...

Este protocolo visa descrever métodos padronizados para avaliação da área transversal do nervo óptico utilizando ressonância magnética. Descreveremos a aquisição de imagens usando uma sequência de imagens amplamente disponível. Também descreveremos a análise de imagens usando o software de recurso de código aberto.Um dos usos importantes desse protocolo é na avaliação do paciente de glaucoma, onde fornecerá dados valiosos sobre a integridade do nervo óptico. O protocolo de aquisição de imagens começará explicando totalmente o exame ao paciente, e que as seguintes instruções precisam ser seguidas. Você vai precisar se transformar em um vestido especial para imagem.Você precisa ter certeza de não carregar ou usar qualquer material metálico, isso pode incluir alguns tipos de máscaras faciais. Alguns dispositivos implantáveis podem não ser compatíveis com imagens de ressonância magnética, isso pode incluir marcapassos e bombas de insulina. Você deve informar o médico de qualquer objeto metálico deixado dentro de seu corpo.Devido ao espaço confinado da máquina de ressonância magnética, o exame pode não ser adequado para pacientes com claustrofobia. Espera-se que o exame leve 15 minutos onde o paciente seja obrigado a ficar parado. Um termo de consentimento adequado precisa ser assinado pelo paciente.Antes da imagem, o médico explicará as etapas para o paciente e instrui-os a se concentrar em um alvo direto dentro da máquina de ressonância magnética, a fim de obter uma imagem devidamente orientada. Outras precauções são explicadas e aparelhos de segurança, como fones de ouvido e um botão de pânico são fornecidos ao paciente para garantir um exame adequado e confortável. Um corte coronal do nervo óptico será tomado ortogonal, ou seja.perpendicular ao nervo três milímetros posterior ao globo. Imagens de reconhecimento na serra de transferência e aviões sagiais oblíquos serão usados para garantir a direção ideal do nervo óptico e o posicionamento de junção do globo nervoso óptico. A qualidade da fixação do olhar pode ser acessada pela distribuição CSF em torno do nervo óptico, onde deve ser uniformemente distribuída ao redor do nervo com espessura quase igual em todos os lados.Insira os seguintes parâmetros para aquisição de imagens. Na sequência de supressão de gordura ponderada T2, TR, 3000 milissegundos. Te, 90 milissegundos.Campo de visão, 16 por 16 centímetros. Matrix, 296 por 384. Espessura da fatia, três milímetros.Lacuna de fatias, 0,3 milímetros. A imagem final analisada foi uma imagem coronal oblíqua, três milímetros atrás do globo. Para o protocolo de análise de imagens, começaremos baixando o pacote de processamento de imagens fiji a partir de imagej.net.Começaremos indo ao site deles, selecionando Downloads, Fiji e, em seguida, escolhendo a versão apropriada para o seu dispositivo. Após a instalação, inicie o programa Fiji. Carregue a imagem coronal do nervo óptico para o programa selecionando Arquivo, Abra e, em seguida, selecione a imagem coronal desejada.Observe que você precisa manter a qualidade da imagem durante a transferência, pois não fazer isso resultará em resultados de análise de imagem não confiáveis. Padronize a escala especificando o número de pixels por unidade de comprimento. Isso pode ser feito desenhando uma linha reta na escala do mapa.Em seguida, escolha definir escala na barra de menu Analisar. Especifique o comprimento da linha conforme aparece na escala do mapa com a unidade adequada de comprimento. Converta a imagem em escala cinza usando o menu Imagem e escolha Digitar e, em seguida, 8 bits.Quantificando a gama de intensidade de pixels de matéria branca, escolha a ferramenta Seleção de Laço indo ao menu Plugin, Segmentação e, em seguida, seleção de laços e, em seguida, selecione uma área suficiente de matéria branca. Para expandir a área, mantenha shift e expanda a matéria branca. Certifique-se de não cobrir nenhuma matéria cinzenta durante o processo.Uma área total selecionada de 1000 pixels é suficiente. Você pode ter certeza de que tem 1000 pixels selecionados indo para Analisar e, em seguida, Medir, para quantificar a área selecionada. Abra a ferramenta Histograma do menu Analisar, que mostra a distribuição da intensidade do pixel na área de matéria branca selecionada.Clique na caixa Ao Vivo para ter certeza de que o histograma avalia a área selecionada. O gráfico no histograma deve mostrar uma distribuição normal de intensidade. Calcule a faixa de intensidade da matéria branca da seguinte forma, o limite baixo é a intensidade média, menos três vezes o desvio padrão.Para o nosso caso, são 94.372, menos três, multiplicados por 7.085. O limite superior é a intensidade média, mais três vezes o desvio padrão. Para o nosso caso, é 94.372, mais três vezes 7.085.Para abrir a ferramenta Limiar, vá para o menu Imagem, seguido de Ajustar e selecione Limiar. Especifique o intervalo calculado a partir da etapa anterior selecionando o conjunto e, em seguida, digitando no limite superior e inferior. No nosso caso, são 73 e 115.Marque apenas a função Fundo Escuro e especifique anotações em preto e branco, B&W, da lista suspensa, em seguida, clique em Aplicar. A máscara para matéria branca presente dentro do disco óptico aparecerá. Usando a ferramenta de seleção Lasso, que pode ser escolhida no menu Plugin, conforme explicado acima, ou no menu Seleção Rápida, selecione a área preta, representando o disco óptico.Use a função de medida da barra de menu Analisar para calcular a área do disco óptico medida em centímetros. No nosso caso, é 0,069. A proporção de copo para disco para um paciente do sexo masculino de 30 anos que se apresentou para um exame de oftalmologia foi de 0,8, o que é suspeito e pode ser sugestivo de glaucoma.Ao realizar a tomografia óptica de coerência para espessura da camada de fibra nervosa, descobrimos que a espessura do nervo estava dentro do limite normal para a idade. O paciente foi planejado para uma ressonância magnética da cabeça, onde foi ordenado um corte coronal para avaliação do nervo óptico, conforme detalhado no protocolo anteriormente mencionado. Obtivemos o corte de ressonância magnética coronal três milímetros atrás do disco óptico.A intensidade média da matéria branca foi de 94.372, desvio padrão 7.085, o que resultou em uma faixa de intensidade de matéria branca de menor limite, 94.372 menos 21.255, equivalente a 73.117. Limite superior, 94.372, mais 21.255, é igual a 115.627. A figura 2A mostra a imagem coronal.A Figura 2B mostra a imagem coronal após a aplicação do limiar de matéria branca usando os limites superiores e inferiores calculados. Enquanto a figura 2C mostra a questão branca do nervo óptico para quantificação. A área transversal da matéria branca do nervo óptico esquerdo foi de 6,9 milímetros ao quadrado, o que está dentro dos limites normais para sua idade.Fornecemos um protocolo detalhado para um método padronizado de avaliação e quantificação do nervo óptico usando máquinas de ressonância magnética, que médicos não especializados podem executar com alta confiabilidade. Recomendamos a adoção deste protocolo para estudos sobre avaliação do nervo óptico, o que permitirá a comparação entre os achados do estudo. Além disso, recomendamos o uso deste protocolo quando as imagens de ressonância magnética são ordenadas a excluir causas secundárias de neuropatia do nervo óptico e glaucoma.

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