高解像度<em>インビボ</em> 3T磁気共鳴画像を用いたヒト海馬サブフィールドのためのマニュアルセグメンテーションプロトコル

海馬はエピソード記憶、空間ナビゲーション、およびその他の認知機能^10,31と関連している広く研究されている内側側頭葉構造体です。神経変性およびアルツハイマー病、統合失調症、および双極性障害などの精神神経疾患におけるその役割は十分に文書化^4,5,18,24,30です。この原稿の目標は、3Tで取得した高解像度磁気共鳴（MR）画像上のヒト海馬サブフィールドのために、以前に公表された³⁴手動セグメンテーションプロトコルに追加の詳細を提供することを目的とします。また、この原稿を伴うビデオコンポーネントは、独自のデータセットのプロトコルを実装したい研究者へのさらなる支援を提供します。

海馬は、組織学的に調製された死後の試料^12,22において観察cytoarchitectonic差に基づいてサブフィールドに分割することができます。このような死後の標本はgrouを定義しますND海馬サブフィールドの同定と研究のための真実。しかし、この種の製剤は、特に病気の集団で、染色のために専門的なスキルや機器を必要とし、固定された組織の利用可能性によって制限されている。in vivoイメージングは、被験者のはるかに大きなプールの利点があり、また、フォローのための機会を提供します研究アップや集団の変化を観察します。それはT2強調元に、その信号強度を示したが、インビボ MR画像は細胞密度^{13を反映し} 、それは、単にMR信号強度を用いて、サブフィールドの間に明白な境界を識別することは困難です。このように、MR画像に組織学レベルの詳細を特定するための多くの異なるアプローチが開発されています。

いくつかのグループには、組織学的データセットを再構築し、デジタル化する努力をした後、海馬サブフィールドneuroanatをローカライズするために画像レジストレーション技術と一緒に、これらの再構成を使用していますin vivoでのMR ^{1,2,8,9,14,15,17,32}の大丸有。これはMR画像上に直接組織学的グランドトゥルースのバージョンをマッピングするための有効な手法であるが、この種の再構成が完了するのは困難です。このようなプロジェクトは、完全な内側側頭葉標本、組織学的技術、組織学的処理中のデータ損失、および固定されており、in vivoでの脳の間の基本的な形態学的矛盾の利用可能性によって制限されています。他のグループはに ​​使用されている画像のコントラストの空間的に局所的な違いを視覚化するために、生体内で取得するための努力で高磁場スキャナー（7Tまたは9.4T）を使用するか、または十分に小さい（0.20〜0.35ミリメートル等方性）ボクセルサイズとex vivoで画像をしていますサブフィールド^35,37間の境界を推測します。でも7T-9.4Tであり、小ボクセルサイズで、海馬のサブフィールドのcytoarchitectonic特性は表示されません。このように、手動セグメンテーションプロトコルが開発されていますMR画像上の既知の組織学的境界をpproximate。これらのプロトコルは、局所的な画像コントラスト差を解釈し、可視構造に比べて（例えば、直線や角度など）、幾何学的ルールを定義することで、サブフィールドの境界を決定します。高電界強度で撮影された画像は、海馬のサブフィールドに詳細な洞察を提供することができますが、7Tと9.4Tのプロトコルが現在適用が限られているので、高磁場スキャナは、まだ臨床又は研究の設定では一般的ではありません。同様のプロトコルは、3Tと4Tスキャナ^{11,20,21,23,24,25,28,33}に収集した画像のために開発されています。これらのプロトコルの多くは、前頭面におけるサブ1ミリメートルのボクセルのボクセルの大きさの画像に基づいていますが、大きなスライス厚（0.8〜3ミリメートル^{）11,20,21,23,25,28,33}または大スライス間の距離を持っています個々のサブフィールドのボリュームの推定において重要な測定バイアスの結果、どちらも^20,28、。さらに、既存の3Tプロトコルの多く海馬頭や尾^20,23,25,33の全部または一部のサブフィールドを除外したり、重要な部分構造（ すなわち、CA2 / CA3とDGを組み合わせたり、地層radiatum / lacunosum / moleculareのを含んでいないの詳細なセグメンテーションを提供していません^{CA）11,20,21,23,24,25,28,33。}確実に臨床と研究の設定で一般的に利用可能なスキャナに基づいている海馬の頭部、胴体、尾部全体に関連するサブフィールドを識別することができ、プロトコルの詳細な説明のための分野で必要とされています。努力が全体の海馬セグメンテーション⁶のための既存の調和の努力に類似の研究室との間の海馬サブフィールド分割処理を調和させるために、海馬サブフィールドグループ（www.hippocampalsubfields.com）によって現在進行中であり、21既存のプロトコルを比較する最初の論文は、最近^{38を発表し}ました。 。このグループからの作業は、さらに最適なセグメンテーションproceを解明しますジャ。

この原稿は、確実に高解像度3T MR画像上Winterburnや同僚^34で先に説明した海馬サブフィールド分割プロトコルを実装するための詳細なとビデオ手順を説明します。プロトコルは、全体の海馬のための健康な対照の5つの画像と5海馬のサブフィールド（CA1、CA2 / CA3、CA4 /歯状回、地層radiatum / lacunosum / moleculare、および海馬台）の上に実装されています。これらのセグメント化された画像は、一般に公開されているオンライン（cobralab.ca/atlases/Hippocampus）にご利用いただけます。プロトコルおよびセグメント化された画像は、MR画像で詳細な海馬の神経解剖学を勉強したいグループのために有用であろう。