De hippocampus is een uitgebreid bestudeerd mediale temporale kwab structuur die wordt geassocieerd met het episodisch geheugen, ruimtelijke navigatie en andere cognitieve functies ^10,31. Haar rol in neurodegeneratieve en neuropsychiatrische aandoeningen zoals de ziekte van Alzheimer, schizofrenie en bipolaire stoornis is goed gedocumenteerd ^{4,5,18,24,30.} Het doel van dit manuscript is om extra details te verstrekken aan de handmatige segmentatie-protocol eerder ³⁴ gepubliceerd voor menselijke hippocampus op hoge-resolutie magnetische resonantie (MR) beelden verworven 3T. Daarnaast zal de video-component bij dit manuscript verdere ondersteuning voor onderzoekers die willen het protocol op hun eigen datasets implementeren bieden.

De hippocampus kan worden onderverdeeld in deelgebieden gebaseerd op cytoarchitectonic verschillen waargenomen bij histologisch bereide autopsie specimens ^12,22. Dergelijke post-mortem monsters bepalen de ground de waarheid voor de identificatie en studie van de hippocampus; maar de bereidingen van deze aard vereisen gespecialiseerde vaardigheden en apparatuur voor kleuring, en zijn beperkt door de beschikbaarheid van bepaalde weefsels, met name bij zieke populaties. In vivo beeldvorming heeft het voordeel van een veel grotere verzameling van onderwerpen, en biedt tevens de mogelijkheid voor volgende up studies en het observeren van veranderingen in de populaties. Hoewel is aangetoond dat signaalsterkten in T2-gewogen ex vivo MR-beelden tijdens celdichtheid ^13, is nog steeds moeilijk om onbetwiste grenzen te identificeren tussen subvelden gebruik uitsluitend MR signaalintensiteiten. Als zodanig is een aantal verschillende benaderingen voor het identificeren histologie niveau detail op MR beelden ontwikkeld.

Sommige groepen hebben inspanningen te reconstrueren en te digitaliseren histologische datasets en vervolgens gebruik maken van deze reconstructies samen met beeldregistratie technieken om de hippocampus deelgebied neuroanat lokaliseren gemaaktnomie op in vivo MR ^{1,2,8,9,14,15,17,32.} Hoewel dit een effectieve techniek voor het toewijzen van een versie van de histologische grondwaarheid direct op MR beelden, reconstructies van deze aard moeilijk te voltooien. Dergelijke projecten beperkt door de beschikbaarheid van intacte mediale temporale kwab specimens, histologische technieken, gegevensverlies tijdens histologische verwerking en de fundamentele morfologische inconsistenties tussen vaste en in vivo hersenen. Andere groepen hebben high-field scanners (7T of 9.4T) gebruikt in een poging te verwerven in vivo of ex vivo beelden met een klein genoeg (0,20-0,35 mm isotrope) voxelafmeting ruimtelijk te visualiseren gelokaliseerde verschillen in beeldcontrast die worden gebruikt om afleiden grenzen tussen subvelden ^35,37. Zelfs bij 7T-9.4T en met zo'n klein voxelgrootte, de cytoarchitectonic kenmerken hippocampus niet zichtbaar. Als zodanig hebben handmatige segmentatie protocollen ontwikkeld die eenpproximate de bekende histologische grenzen op MR-beelden. Deze protocollen bepalen deelgebied grenzen door het interpreteren van de lokale beeldcontrast verschillen en het definiëren van geometrische regels (zoals de rechte lijnen en hoeken) ten opzichte van zichtbare structuren. Hoewel de beelden die bij een hoge veldsterkte in staat zijn om gedetailleerd inzicht bieden in de hippocampus, high-field scanners zijn nog niet gebruikelijk in klinische of research instellingen, zodat 7T en 9.4T protocollen momenteel beperkte toepasbaarheid. Soortgelijke protocollen ontwikkeld voor afbeeldingen verzameld 3T en 4T scanners ^{11,20,21,23,24,25,28,33.} Veel van deze protocollen zijn gebaseerd op beelden met sub-1mm voxels voxel dimensies in het frontale vlak, maar hebben grote slice diktes (0,8-3 mm) ^{11,20,21,23,25,28,33} of grote inter-slice afstanden ^20,28, die beide resulteren in een aanzienlijke meetfout in de schatting van de volumes van de verschillende deelgebieden. Bovendien zijn veel van de bestaande protocollen 3Tsluiten deelgebieden in alle of een deel van de hippocampus kop of staart ^20,23,25,33 of geen gedetailleerde segmentaties belangrijke onderbouw (dwz, combineren de DG met CA2 / CA3 of niet onder de strata radiatum / lacunosum / moleculare van geen de CA) ^{11,20,21,23,24,25,28,33.} Er is derhalve een behoefte in het veld voor een gedetailleerde beschrijving van een protocol dat betrouwbaar gehele kop, lichaam en staart van de hippocampus die is gebaseerd op een scanner algemeen verkrijgbaar in onderzoek en klinische instellingen kunnen identificeren relevant subvelden. De inspanningen zijn momenteel aan de gang door de hippocampus Group (www.hippocampalsubfields.com) naar de hippocampus deelgebied segmentatieproces tussen laboratoria te harmoniseren, vergelijkbaar met een bestaande harmonisatie inspanning voor de hele hippocampus segmentatie ^6, en een eerste papier te vergelijken 21 bestaande protocollen werd onlangs gepubliceerd ³⁸ . Het werk van deze groep verder te ontrafelen optimale segmentering proceres.

Dit manuscript bevat gedetailleerde schriftelijke en video-instructies voor een betrouwbare uitvoering van de hippocampus deelgebied segmentatie protocol eerder beschreven door Winterburn en collega's ³⁴ op hoge-resolutie 3T MR beelden. Het protocol is geïmplementeerd op vijf afbeeldingen van gezonde controles voor het hele hippocampus en vijf hippocampus (CA1, CA2 / CA3, CA4 / dentate gyrus, lagen radiatum / lacunosum / moleculare en subiculum). Deze gesegmenteerde beelden zijn beschikbaar voor het publiek online (cobralab.ca/atlases/Hippocampus). Het protocol en de gesegmenteerde afbeeldingen zal nuttig zijn voor groepen die willen gedetailleerde hippocampus neuroanatomy studeren in MR-beelden zijn.