Segmentação de infarct cerebral e registro em RM ou TC para lesão-mapeamento de sintomas

J.  Matthijs Biesbroek; Hugo  J. Kuijf; Nick  A. Weaver; Lei Zhao; Marco Duering; Geert Jan Biessels

doi:10.3791/59653

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Artigo de método

Segmentação de infarct cerebral e registro em RM ou TC para lesão-mapeamento de sintomas

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DOI:

10.3791/59653

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25 de setembro de 2019

J. Matthijs Biesbroek¹ , Hugo J. Kuijf² , Nick A. Weaver¹ , Lei Zhao³ , Marco Duering⁴ , Meta VCI Map Consortium, Geert Jan Biessels¹

¹Department of Neurology and Neurosurgery, UMC Utrecht Brain Center, University Medical Center Utrecht, Utrecht University, ²Image Sciences Institute, University Medical Center Utrecht, ³BrainNow Research Institute, ⁴Institute for Stroke and Dementia Research, University Hospital, LMU Munich

Neste artigo

Resumo

Fornecido aqui é um tutorial prático para um pipeline de processamento de imagem de acesso aberto e padronizado para fins de mapeamento de lesão-sintoma. Uma explicação passo a passo é fornecida para cada etapa de processamento, desde a segmentação manual do infarto na TC/RM até o registro subseqüente ao espaço padrão, juntamente com recomendações práticas e ilustrações com casos exemplares.

Resumo

No mapeamento lesão-sintoma (LSM), a função cerebral é inferida relacionando a localização de lesões cerebrais adquiridas a sintomas comportamentais ou cognitivos em um grupo de pacientes. Com recentes avanços na imagem cerebral e processamento de imagens, o LSM tornou-se uma ferramenta popular na neurociência cognitiva. O LSM pode fornecer insights fundamentais sobre a arquitetura funcional do cérebro humano para uma variedade de funções cognitivas e não-cognitivas. Uma etapa crucial em executar estudos de LSM é a segmentação das lesões em varreduras do cérebro de um grande grupo de pacientes e o registo de cada varredura a um espaço Stereotaxic comum (igualmente chamado espaço padrão ou um molde padronizado do cérebro). Descrito aqui é um método de acesso aberto, padronizado para segmentação de infarte e registro para fins de LSM, bem como uma explicação detalhada e hands-on com base em casos exemplares. Um tutorial detalhado para a segmentação manual de enfarte do cérebro em varreduras do CT e em seqüências de DWI ou de Flair MRI é fornecido, incluindo critérios para a identificação e as armadilhas do enfarte para tipos diferentes da varredura. O software de registro fornece vários esquemas de registro que podem ser usados para processamento de dados de TC e RM com parâmetros de aquisição heterogêneos. Um tutorial sobre como usar este software de registro e realizar verificações de qualidade visual e correções manuais (que são necessários em alguns casos) é fornecido. Essa abordagem fornece aos pesquisadores uma estrutura para todo o processo de processamento de imagem cerebral necessário para realizar um estudo de LSM, desde a coleta dos dados até a verificação de qualidade final dos resultados.

Introdução

O mapeamento lesão-sintoma (LSM), também denominado mapeamento lesão-comportamento, é uma importante ferramenta para o estudo da arquitetura funcional do cérebro humano¹. Em estudos de lesão, a função cerebral é inferida e localizada estudando pacientes com lesões cerebrais adquiridas. Os primeiros estudos de caso que ligam sintomas neurológicos a locais específicos do cérebro realizados no século XIX já forneceram insights fundamentais sobre os correlatos anatômicos da linguagem e vários outros processos cognitivos². No entanto, os correlatos neuroanatômicos de muitos aspectos da cognição e outras funções cerebrais perm....