Name: quantification of optic nerve cross sectional area on mri: a novel protocol using fiji software
Uploaded: 2021-09-04T15:00:00
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Nos gustaría agradecer a Faris Haddad y Hasan El-Isa por su importante contribución en la filmación y desarrollo de videos.

El siguiente estudio fue aprobado por el comité de investigación y la junta de revisión institucional del Hospital de la Universidad de Jordania. El siguiente protocolo describirá la técnica de imagen utilizada para adquirir imágenes de resonancia magnética, seguida del procesamiento de imágenes y la cuantificación del nervio óptico utilizando el software de Fiji.
1. Adquisición de imágenes por resonancia magnética
NOTA: La adquisición de imágenes por R...

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	<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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N., 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=Ultra-High+Field+Magnetic+Resonance+Imaging+of+the+Retrobulbar+Optic+Nerve,+Subarachnoid+Space,+and+Optic+Nerve+Sheath+in+Emmetropic+and+Myopic+Eyes.">Ultra-High Field Magnetic Resonance Imaging of the Retrobulbar Optic Nerve, Subarachnoid Space, and Optic Nerve Sheath in Emmetropic and Myopic Eyes.</a> Translational Vision Science &amp; Technology. 10 (2), (2021).</li><li>Lagr&#232;ze, W. 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F., Rapoport, M., Karimi, A., Ansari, S. A., Shah, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Orbital+and+ocular+imaging+using+3-+and+1.5-T+MR+imaging+systems.">Orbital and ocular imaging using 3- and 1.5-T MR imaging systems.</a> Neuroimaging Clinics of North America. 15 (1), 1-21 (2005).</li><li>Gala, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Magnetic+resonance+imaging+of+optic+nerve.">Magnetic resonance imaging of optic nerve.</a> The Indian Journal of Radiology &amp; Imaging. 25 (4), 421-438 (2015).</li><li>Gao, K., 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=Optic+Nerve+Cross-Sectional+Area+Measurement+with+High-Resolution,+Isotropic+MRI+in+Optic+Neuritis+(P6.159).">Optic Nerve Cross-Sectional Area Measurement with High-Resolution, Isotropic MRI in Optic Neuritis (P6.159).</a> Neurology. 84 (14), (2015).</li><li>Zou, H., M&#252;ller, H. 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>

Se describió un protocolo para evaluar y cuantificar la materia blanca del nervio óptico que podría utilizarse para la evaluación de pacientes con glaucoma. El protocolo utiliza secuencias de imágenes ampliamente disponibles para la adquisición de imágenes, y utiliza el software de código abierto Fiji para el análisis de imágenes. Estandarizamos los parámetros de imagen que anteriormente se encontró que eran más precisos y altamente reproducibles en la adquisición de imágenes del nervio óptico, incluyendo...

El glaucoma es una neuropatía óptica que se considera la causa más común de ceguera irreversible1. A pesar de ello, todavía es poco conocido en cuanto a su fisiopatología y diagnóstico, sin una única referencia estándar para establecer el diagnóstico2. Según el National Institute for Health and Care Excellence (NICE), el diagnóstico de glaucoma primario de ángulo abierto (POAG) requiere la evaluación de múltiples dominios, incluida la evaluación del disco óptico en el examen del fondo de vista o la tomografía de coherencia óptica (OCT), la evaluación del campo visual y la medición de la presión intraocular 3. La idea detrás del diagnóstico de glaucoma es establecer la presencia de neuropatía óptica progresante, que se puede hacer cuantitativamente en OCT4. En este sentido, la resonancia magnética también se puede utilizar para la evaluación del nervio óptico y la cuantificación de su área de materia blanca5,pero para que esto sea clínicamente significativo, el protocolo utilizado en la cuantificación de la materia blanca del nervio óptico debe estandarizarse. Además, un protocolo también debe acomodar la variación inter-individual, un factor que podría afectar la precisión en diferentes enfermedades6.
La evaluación del nervio óptico en el glaucoma se evalúa de manera óptima a través de imágenes oftálmicas, incluida la OCT, donde se evalúa la parte más anterior del nervio óptico (por ejemplo, el disco óptico). Por otro lado, el uso de la resonancia magnética para la evaluación del nervio óptico generalmente evalúa la parte retrobulbar del nervio óptico a varias distancias del globo. Varios estudios encontraron una fuerte correlación entre la evaluación del disco óptico mediante OCT y la RM7,8. Sin embargo, todavía no existe un protocolo unificado para la evaluación y cuantificación del nervio óptico en la resonancia magnética. El delineamiento del borde del nervio óptico en la resonancia magnética se ha utilizado para cuantificar su área de sección transversal5. Sin embargo, este método tiene una considerable variabilidad entre evaluadores, ya que debe ser realizado por un evaluador experimentado y requiere un tiempo considerable para delinear. El objetivo del proyecto actual era proporcionar un protocolo para una metodología unificada para la evaluación y cuantificación de la sección transversal del nervio óptico utilizando 3 T MRI para la adquisición de imágenes y el software Fiji de ImageJ para el procesamiento y cuantificación de imágenes.

<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

La evaluación del nervio óptico es un aspecto importante del diagnóstico y seguimiento del glaucoma. Este proyecto describe un protocolo para una metodología unificada de evaluación y cuantificación transversal del nervio óptico utilizando 3 T MRI para la adquisición de imágenes y el software Fiji de ImageJ para la cuantificación del procesamiento de imágenes. La adquisición de imágenes se realizó mediante resonancia magnética de 3 T, con las instrucciones adecuadas para que el paciente asegurara la fijación recta durante la imagen. Se utilizó una secuencia suprimida de grasa ponderada en T2. Un corte coronal tomado 3 mm detrás del globo y perpendicular al eje del nervio óptico debe cargarse en el software. Utilizando la función umbral, se selecciona y cuantifica el área de materia blanca del nervio óptico, eliminando así el sesgo de medición inter-individual. También describimos los límites normales para el área transversal del nervio óptico según la edad, basándonos en la literatura publicada anteriormente. Se utilizó el protocolo descrito para evaluar el nervio óptico de un paciente con sospecha de glaucoma. Se encontró que el área de la sección transversal del nervio óptico estaba dentro de los límites normales, un hallazgo confirmado aún más a través de la tomografía de coherencia óptica del nervio óptico.

La relación copa-disco para un paciente masculino de 30 años que se presentó para un examen oftalmológico de chequeo fue de 0,8(Figura 1A),lo cual es sospechoso y podría sugerir glaucoma. Al realizar una tomografía de coherencia óptica para el grosor de la capa de fibra nerviosa, encontramos que el grosor del nervio estaba dentro de los límites normales para la edad (Figura 1B). El paciente fue programado para una resonancia magnética de órbita, donde ...

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

Proporcionamos un protocolo detallado para un método estandarizado de evaluación y cuantificación del nervio óptico mediante resonancia magnética, utilizando una secuencia de imágenes ampliamente disponible y software de acceso abierto para el análisis de imágenes. Seguir este protocolo estandarizado proporcionaría datos significativos para la comparación entre diferentes pacientes y diferentes estudios.

Cuantificación del área de la sección transversal del nervio óptico en la resonancia magnética: un protocolo novedoso utilizando el software de 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 tiene como objetivo describir métodos estandarizados para la evaluación del área de la sección transversal del nervio óptico mediante resonancia magnética. Describiremos la adquisición de imágenes utilizando una secuencia de imágenes ampliamente disponible. También describiremos el análisis de imágenes utilizando el software de características de código abierto.Uno de los usos importantes de dicho protocolo es en la evaluación de pacientes con glaucoma, donde proporcionará datos valiosos sobre la integridad del nervio óptico. El protocolo de adquisición de imágenes comenzará explicando completamente el examen al paciente y que se deben seguir las siguientes instrucciones. Deberá cambiarse a una bata especial para la obtención de imágenes.Debe asegurarse de no llevar ni usar ningún material metálico, esto puede incluir algunos tipos de máscaras faciales. Algunos dispositivos implantables pueden no ser compatibles con las imágenes de resonancia magnética, esto puede incluir marcapasos y bombas de insulina. Debe informar al médico de cualquier objeto metálico que quede dentro de su cuerpo.Debido al espacio confinado de la máquina de resonancia magnética, el examen podría no ser adecuado para pacientes con claustrofobia. Se espera que el examen tome 15 minutos donde se requiere que el paciente permanezca quieto. Un formulario de consentimiento adecuado debe ser firmado por el paciente.Antes de la obtención de imágenes, el médico explicará los pasos al paciente y le indicará que se centre en un objetivo recto dentro de la máquina de resonancia magnética, con el fin de obtener una imagen correctamente orientada. Se explican más precauciones y se proporcionan al paciente aparatos de seguridad, como auriculares y un botón de pánico para garantizar un examen adecuado y cómodo. Se tomará un corte coronal del nervio óptico ortogonal, es decir,perpendicular al nervio tres milímetros posterior al globo. Se utilizarán imágenes de exploración en la sierra de transferencia y planos sagitales oblicuos para garantizar la dirección óptima del nervio óptico y el posicionamiento de la unión del globo del nervio óptico. Se puede acceder a la calidad de la fijación de la mirada mediante la distribución del CSF alrededor del nervio óptico, donde debe distribuirse uniformemente alrededor del nervio con un grosor casi igual en todos los lados.Introduzca los siguientes parámetros para la adquisición de imágenes. En la secuencia de supresión de grasa ponderada T2, TR, 3000 milisegundos. TE, 90 milisegundos.Campo de visión, 16 por 16 centímetros. Matriz, 296 por 384. Grosor de la rebanada, tres milímetros.Espacio en rodajas, 0,3 milímetros. La imagen final analizada fue una imagen coronal oblicua, tres milímetros detrás del globo. Para el protocolo de análisis de imágenes, comenzaremos descargando el paquete de procesamiento de imágenes de Fiji desde imagej.net.Comenzaremos yendo a su sitio web, seleccionando Descargas, Fiji, y luego eligiendo la versión adecuada para su dispositivo. Después de la instalación, inicie el programa Fiji. Cargue la imagen coronal del nervio óptico en el programa seleccionando Archivo, Abrir y, a continuación, seleccionando la imagen coronal que desee.Tenga en cuenta que debe mantener la calidad de la imagen durante la transferencia, ya que no hacerlo dará como resultado resultados de análisis de imagen poco confiables. Estandarice la escala especificando el número de píxeles por unidad de longitud. Esto se puede hacer dibujando una línea recta en la escala del mapa.A continuación, elija Establecer escala en la barra de menús Analizar. Especifique la longitud de la línea tal como aparece en la escala del mapa con la unidad de longitud adecuada. Convierte la imagen en escala de grises mediante el menú Imagen y, a continuación, selecciona Tipo y, a continuación, 8 bits.Cuantificando el rango de intensidad de los píxeles de materia blanca, elija la herramienta Selección de lazo yendo al menú Complemento, Segmentación, luego Selección de lazo, luego seleccione un área suficiente de materia blanca. Para expandir el área, mantenga presionada la tecla Mayús y expanda la materia blanca. Asegúrese de no cubrir ninguna materia gris durante el proceso.Un área total seleccionada de 1000 píxeles es suficiente. Puede asegurarse de que tiene 1000 píxeles seleccionados yendo a Analizar y, a continuación, a Medir, para cuantificar el área seleccionada. Abra la herramienta Histograma desde el menú Analizar, que muestra la distribución de la intensidad de píxeles en el área de materia blanca seleccionada.Haga clic en el cuadro En vivo para asegurarse de que el histograma evalúa el área seleccionada. El gráfico en el histograma debe mostrar una distribución normal de la intensidad. Calcule el rango de intensidad de la materia blanca de la siguiente manera, el límite bajo es la intensidad media, menos tres veces la desviación estándar.Para nuestro caso, eso es 94.372, menos tres, multiplicado por 7.085. El límite superior es la intensidad media, más tres veces la desviación estándar. Para nuestro caso, es 94.372, más tres veces 7.085.Para abrir la herramienta Umbral, vaya al menú Imagen, seguido de Ajustar y, a continuación, seleccione Umbral. Especifique el rango calculado a partir del paso anterior seleccionando conjunto y, a continuación, escribiendo el límite superior e inferior. En nuestro caso, es 73 y 115.Marque solo la función Fondo oscuro y especifique anotaciones en blanco y negro, B&W, en la lista desplegable y, a continuación, haga clic en Aplicar. Aparecerá la máscara para la materia blanca presente dentro del disco óptico. Usando la herramienta de selección lasso, que se puede elegir desde el menú Plugin, como se explicó anteriormente, o desde el menú Selección rápida, seleccione el área negra, que representa el disco óptico.Utilice la función de medición de la barra de menús Analizar para calcular el área del disco óptico medida en centímetros. En nuestro caso, es 0.069. La relación copa-disco para un paciente masculino de 30 años que se presentó a un examen de chequeo oftalmológico fue de 0,8, lo cual es sospechoso y podría sugerir glaucoma.Al realizar la tomografía de coherencia óptica para el grosor de la capa de fibra nerviosa, encontramos que el grosor del nervio estaba dentro del límite normal para la edad. El paciente fue planeado para una resonancia magnética de cabeza, donde se ordenó un corte coronal para la evaluación del nervio óptico, como se detalla en el protocolo mencionado anteriormente. Obtuvimos la resonancia magnética coronal cortada tres milímetros detrás del disco óptico.La intensidad media de la materia blanca fue de 94,372, la desviación estándar de 7,085, que resultó en un rango de intensidad de la materia blanca del límite inferior, 94,372 menos 21,255, es igual a 73,117. El límite superior, 94.372, más 21.255, es igual a 115.627. La Figura 2A muestra la imagen coronal.La Figura 2B muestra la imagen coronal después de aplicar el umbral de materia blanca utilizando los límites superior e inferior calculados. Mientras que la figura 2C muestra la materia blanca del nervio óptico para su cuantificación. El área de sección transversal de la materia blanca del nervio óptico izquierdo fue de 6,9 milímetros al cuadrado, que está dentro de los límites normales para su edad.Proporcionamos un protocolo detallado para un método estandarizado para la evaluación y cuantificación del nervio óptico utilizando máquinas de resonancia magnética, que los médicos no especializados pueden ejecutar con alta confiabilidad. Recomendamos adoptar este protocolo para los estudios sobre la evaluación del nervio óptico, lo que permitirá la comparación entre los hallazgos del estudio. Además, recomendamos el uso de este protocolo cuando se ordenan imágenes de resonancia magnética para excluir causas secundarias de neuropatía del nervio óptico y glaucoma.

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