Hippocampus er en mye studert medial temporallapps struktur som er knyttet til episodisk hukommelse, romlig navigering, og andre kognitive funksjoner ^10,31. Dens rolle i neurodegenerative og nevropsykiatriske lidelser slik som Alzheimers sykdom, schizofreni, bipolar lidelse og er veldokumentert ^{4,5,18,24,30.} Målet med dette manuskriptet er å gi ytterligere detaljer til den manuelle segmenter protokollen tidligere ³⁴ utgitt for menneske hippocampus subfields på høyoppløselige magnetisk resonans (MR) bilder ervervet på 3T. I tillegg vil videokomponenten som følger dette manuskriptet gi ytterligere støtte til forskere som ønsker å implementere protokollen på sine egne datasett.

Hippocampus kan deles inn i underfelter basert på cytoarchitectonic forskjeller observert i histologisk fremstilte post-mortem prøvestykker ^12,22. Slike obduksjons prøver definere Ground sannhet for identifisering og studier av hippocampus subfields; Men forberedelsene av denne art krever spesialisert kompetanse og utstyr for flekker, og er begrenset av tilgjengeligheten av fast vev, spesielt i syke populasjoner. In vivo avbildning har fordelen av et mye større utvalg av fag, og presenterer også muligheten for føl- opp studier og observere endringer i populasjoner. Selv om det er blitt vist at signalintensitetene i T2-vektede MR-bilder ex vivo gjenspeiler cellulær tetthet ^13, er det fremdeles vanskelig å identifisere udiskutable grensene mellom delfeltene utelukkende ved hjelp av MR signalintensitet. Som sådan, er det utviklet en rekke ulike tilnærminger for å identifisere histologi-nivå detalj på MR-bilder.

Noen grupper har gjort forsøk på å rekonstruere og digitalisere histologiske datasett og deretter bruker disse rekonstruksjoner sammen med bilderegistrerings teknikker for å lokalisere hippocampus delfelt neuroanatmien på in vivo MR ^{1,2,8,9,14,15,17,32.} Selv om dette er en effektiv teknikk for å tilordne en versjon av histologiske undersøkelser på bakken direkte til MR-bilder, rekonstruksjoner av denne art er vanskelige å fullføre. Prosjekter som disse er begrenset av tilgjengeligheten av intakte mediale tinninglappen prøver, histologiske teknikker, tap av data under histologisk behandling, og de ​​grunnleggende morfologiske uoverensstemmelser mellom faste og in vivo hjerner. Andre grupper har brukt high-felt skannere (7T eller 9.4T) i et forsøk på å skaffe seg in vivo eller ex vivo bilder med en liten nok (0,20-0,35 mm isotrop) voxel størrelse for å visualisere romlig lokalisert forskjeller i bildekontrast som brukes til å antyde grenser mellom subfields ^35,37. Selv på 7T-9.4T og med en så liten voxel størrelse, cytoarchitectonic karakteristikk av hippocampus subfields ikke er synlige. Som sådan, har manuelle segmentering protokoller blitt utviklet som enpproximate de kjente histologiske grenser på MR-bilder. Disse protokollene avgjøre delfelt grenser ved å tolke forskjeller lokale bildekontrast og definere geometriske regler (som rette linjer og vinkler) i forhold til synlige strukturer. Selv bilder tatt med høy feltstyrke er i stand til å tilby detaljert innsikt i hippocampus subfields høy felt skannere er ennå ikke vanlig i kliniske eller forskningsmiljøer, så 7T og 9.4T protokoller for tiden har begrenset anvendelse. Lignende protokoller har blitt utviklet for bilder samlet på 3T og 4T skannere ^{11,20,21,23,24,25,28,33.} Mange av disse protokollene er basert på bilder med sub-1mm lydelementer vokselver dimensjoner i den koronale flyet, men har store slice tykkelser (0,8-3 mm) ^{11,20,21,23,25,28,33} eller store inter-slice avstander ^20,28, som begge resultere i en betydelig måling skjevhet i beregningen av volumet av de enkelte delfeltene. I tillegg er mange av de eksisterende 3T protokolleneutelukke delfeltene i hele eller deler av hippocampus hode eller hale ^20,23,25,33 eller ikke gi detaljerte segmentations av viktige understell (dvs. kombinere DG med CA2 / CA3 eller inkluderer ikke strata radiatum / lacunosum / moleculare av CA) ^{11,20,21,23,24,25,28,33.} Det er derfor et behov i feltet for en detaljert beskrivelse av en protokoll som kan sikkert identifisere relevante subfields hele hode, kropp og hale av hippocampus som er basert på en skanner vanlig tilgjengelig i kliniske og forsknings innstillinger. Det arbeides for tiden i gang med hippocampus subfields Group (www.hippocampalsubfields.com) for å harmonisere hippocampus delfelt segmentering prosessen mellom laboratorier, ligner en eksisterende harmonisering innsats for hele hippocampus segmentering ^6, og en innledende papir sammenligne 21 eksisterende protokoller ble nylig publisert ³⁸ . Arbeidet fra denne gruppen vil ytterligere belyse optimal segmentering procedyrer.

Dette manuskriptet gir detaljerte skriftlige og video instruksjoner for pålitelig gjennomføring av hippocampus delfelt segmentering protokollen beskrevet tidligere av Winterburn og kolleger ³⁴ på høyoppløselige 3T MR-bilder. Protokollen er implementert på fem bilder av friske kontroller for hele hippocampus og fem hippocampus subfields (CA1, CA2 / CA3, CA4 / dentate gyrus, strata radiatum / lacunosum / moleculare, og subiculum). Disse segmenterte bilder er tilgjengelig for publikum på nettet (cobralab.ca/atlases/Hippocampus). Protokollen og segmenterte bildene vil være nyttig for grupper som ønsker å studere nærmere hippocampus nevroanatomi i MR-bilder.