Высокое разрешение<em> В Vivo</em> Руководство Сегментация Протокол по населенным гиппокампа подполей Использование 3Т Магнитно-резонансная томография

Гиппокамп является широко изучены медиальной височной доли структура, которая связана с эпизодической памяти, пространственного навигации и других познавательных функций ^10,31. Его роль в развитии нейродегенеративных и психоневрологических расстройств, таких как болезнь Альцгеймера, шизофрении и биполярного расстройства хорошо документированы ^{4,5,18,24,30.} Цель этой рукописи является предоставление дополнительной детализации в ручной сегментации протокола, опубликованной ранее ³⁴ для гиппокампа подполей человека на высоком разрешении магнитного резонанса (МР) изображений, полученных в 3Т. Кроме того, видео компонент сопровождающих эту рукопись будет оказывать дальнейшую помощь исследователям, которые желают реализовать протокол на собственных данных.

Гиппокамп можно разделить на подполя на основе различий, наблюдаемых cytoarchitectonic в гистологически подготовлены посмертное образцов ^12,22. Такие посмертные образцы определить Гроуй правда для идентификации и изучения гиппокампа подполей; Однако препараты такого рода требуют специальных навыков и оборудования для окрашивания, и ограничивается наличием фиксированной ткани, особенно в пораженных групп населения. В естественных изображений имеет преимущество гораздо более широкий круг субъектов, а также предоставляет возможность для Следуя до исследований и наблюдений изменений в популяциях. Хотя было показано, что интенсивность сигнала в Т2 взвешенных бывших естественных условиях МРТ отражают плотность клеток ^13, он по-прежнему трудно определить неоспоримые границы между подполей, используя исключительно интенсивности сигнала MR. Таким образом, были разработаны ряд различных подходов к идентификации деталей гистологии уровня по МРТ.

Некоторые группы предприняли усилия по восстановлению и оцифровке гистологические наборов данных, а затем использовать эти реконструкции вместе с методами регистрации изображений по локализации гиппокампа подполе neuroanatмики на в естественных условиях MR ^{1,2,8,9,14,15,17,32.} Хотя это эффективный метод для отображения версии гистологического первом истины непосредственно на МРТ, реконструкции такого рода трудно, чтобы закончить. Такие проекты, как они ограничены наличием интактных медиальной височной доли, образцов гистологических методов, потери данных во время обработки, гистологического и основных морфологических несоответствий между фиксированной и в мозгах естественных условиях. Другие группы использовали высокого полевые сканеры (7T или 9.4T), с тем чтобы приобрести в естественных условиях или экс VIVO изображения с достаточно мал (0,20-0,35 мм изотропной) размер воксела визуализировать пространственно локализованы различия в контрасте изображения, которые используются для вывод границы между подполей ^35,37. Даже при 7Т-9.4T и с таким малым размером воксела, что cytoarchitectonic характеристики гиппокампа подполей не видны. Таким образом, ручные протоколы сегментации были разработаны, чтоpproximate известные гистологические границы на МРТ. Эти протоколы определяют границы подполей, интерпретируя местные различия контрастности изображения и определения геометрических правил (например, прямых линий и углов) по отношению к видимой структуры. Хотя изображения, снятые на высоком поля можем предложить детальный анализ в гиппокампе подполей, высокого поле сканеры еще не распространены в клинических или исследовательских установок, так и 7T 9.4T протоколы в настоящее время ограничены применимость. Подобные протоколы были разработаны для изображений, собранных на 3Т и 4T сканеров ^{11,20,21,23,24,25,28,33.} Многие из этих протоколов на основе изображений с суб-1 мм размеры вокселей вексельных в поперечной плоскости, но имеют большой кусок толщиной 0.8-3 мм () ^{11,20,21,23,25,28,33} или большие расстояния между срезами ^20,28, оба из которых приведет к значительному предвзятости измерения в оценке объемов отдельных подполей. Кроме того, многие из существующих протоколов 3Tисключить подполя всего или части гиппокампа головы или хвоста ^20,23,25,33 или не предоставлять подробные сегментации важных подструктур (т.е. объединить DG с СА2 / СА3 или не включать слои radiatum / lacunosum / moleculare из СА) ^{11,20,21,23,24,25,28,33.} Существует Следовательно, существует потребность в области для подробного описания протокола, который может надежно определить соответствующие подполя всей головы, тела, хвоста и гиппокампа, который основан на сканер обычно доступны в клинических и исследовательских установок. Настоящее время предпринимаются усилия по гиппокампа ПОДПОЛЯ группы (www.hippocampalsubfields.com), чтобы согласовать гиппокампа подполе сегментации процесс между лабораториями, похож на существующий усилий по гармонизации для всей гиппокампа сегментации ^{6 и} начальной бумаги по сравнению 21 существующих протоколов были недавно опубликованы ³⁸ , Работа этой группы будет способствовать дальнейшему выяснить оптимальную сегментации процедур.

Эта рукопись содержит подробные письменные инструкции и видео для надежной реализации гиппокампа протокол подполе сегментации описанный ранее Уинтерберн и коллег ³⁴ на с высоким разрешением 3T МРТ. Протокол был реализован на пяти изображений здоровых для всей гиппокампе и пять гиппокампа подполей (СА1, СА3 СА2 /, СА4 / зубчатой ​​извилине, слои radiatum / lacunosum / moleculare, и подлежащая ткань). Эти сегментированные изображения доступны для общественности онлайн (cobralab.ca/atlases/Hippocampus~~HEAD=pobj). Протокол и сегментированные изображения будут полезны для групп, которые хотят учиться подробную гиппокампа нейроанатомии в МРТ.