Whole-brain Segmentation and Change-point Analysis of Anatomical Brain MRI-Application in Premanifest Huntington's Disease

За допомогою процедур, описаних в розділі 1.1-1.3, весь мозок сегментації карти можуть бути отримані MRICloud. У поточній версії атласу (V9B), 283 посилки розбиваються на кращих гранулярності (рівень 5), які можуть бути згруповані в різні рівні гранулярності, наприклад., Від півкулі часточок і посилки, згідно визначення конкретних онтології. Малюнок 3 показує два види багаторівневої segmentations на п'яти рівнях, в осьовому і корональні переглядів. Наприклад, на рівні грубий тип-я сегментації визначає області класичної мозку кінцевого мозку, таламус, середнього мозку, задній мозок і myelencephalon (рис. 3A), в той час як тип-II визначає клінічно і радіоактивно використовується конвенцій півкуль, мозочка і стовбура мозку (рис. 3B). Тут ми використовуємо тип-II визначення для наступних аналізу, і ми в середньому томів з лівого і правого півкуль, як є без відомих Латеральність в HD патології.

Точка зміни аналіз обсягів мозку здійснюється на основі результатів сегментації, згідно з розділом 2.1-2.2. На малюнку 4 ми приймаємо базальних гангліїв як приклад для вивчення відповідних змін окуляри на рівнях різної зернистості. 3D ієрархічної структурної визначення базальних гангліїв проілюстровані в верхньому ряду. Точкові ділянки точка зміни аналізу в окремих структур відображаються в нижньому рядку, де сині точки позначають z десятки структурних томів з premanifest HD пацієнтів (нормалізоване для елементів управління), після виправлення для віку, статі, і внутрішньочерепних томів; чорний криві є встановлені томи z перетворення, регрес в компонент точка зміни в модель23; і червоні лінії показує позиції виявлених змін точок. На рівні 1, тільки полусферической поділ доступний, і відповідні точкова показує всього півкулі має поступового атрофії як CAP оцінка збільшується, з точкою зміни в CAP 360 і 95% довірчий інтервал [352.8, 367,2] (p = 0,011 після FDR Корекція). На рівні 2, базальних гангліїв є частиною мозку ядер, і мозкового ядер показує точку зміни в CAP 232 [227,7, 236.3] (p

Після того, як окремі зміни окуляри розраховуються для всіх структур мозку, загалом мозок просторових карти зміни окуляри можуть бути отримані відповідно до 2.3. Малюнок 5 показує точку зміни карти на різним ступенем гранулярності рівнях з тип-II онтологічні визначення. Зверніть увагу, що тільки структур значні зміни-окулярів (p

Зміни ставки розраховуються як відсоток від об'ємних змін (нормалізоване здорові елементи управління) в ковпачок оцінка, після зміни точки. Зміна ставок відповідних структур зіставляються в Малюнок 6, де теплі кольори вказують обсяг збільшення шлуночків і борозен ліквору і холодні кольори вказують обсяг зменшується в паренхімі мозку. На рівні 3 глибоких сірих питання структури показують високий показник зміни, потім переднього білої речовини, а потім поступаються білим речовиною. На рівні 5 путам і Глобус блідого демонструють швидкий атрофія (0,1% об'ємної втрати за Кап), слідують хвостатого (0,07% в CAP). Гранулярність йде вище, зміна ставки стають вище в більш локалізованих районах.

Малюнок 1: Ілюстрація сегментації Т1 зважених зображень на MRICloud
Малюнок 1: Ілюстрація сегментації Т1 зважених зображень на MRICloud. (A) використання Dcm2Analyzed.exe для перетворення DICOM-файли в формат проаналізовані і виконувати де ідентифікації. (B) веб-сторінка для обробки «T1-MultiAtlas партії». (C) сторінку статусу «моя робота». (D) веб-сторінку для візуалізації результатів сегментації. Будь ласка, натисніть тут, щоб подивитися велику версію цієї фігури.

Малюнок 2: графічний інтерфейс користувача (GUI) для виконання аналізу обсягу і зміни точки аналізу
Малюнок 2: графічний інтерфейс користувача (GUI) для виконання аналізу обсягу і зміни точки аналізу. (A) Matlab GUI для вилучення пакета об'ємних даних з MRICloud сегментації виходи (Верхня панель) і точка зміни аналізу (Нижня панель). (B) MRICro інтерфейс для візуалізації карти точка зміни. Будь ласка, натисніть тут, щоб подивитися велику версію цієї фігури.

Малюнок 3: Атлас основі весь мозок сегментації на декількох рівнях гранулярності з двома типами онтологічної відносин
Малюнок 3: Атлас основі весь мозок сегментації на декількох рівнях гранулярності з двома типами онтологічної відносин. Осьові і корональні вид багаторівневої сегментації карти накладаються на Т1 зважених анатомічних зображень, згідно типу-I (A) і онтологічні визначення типу-II (B). Будь ласка, натисніть тут, щоб подивитися велику версію цієї фігури.

Малюнок 4: зміна Пойнт аналіз базальное ganglia на декількох рівнях гранулярності
Малюнок 4: зміна Пойнт аналіз базальное ganglia на декількох рівнях гранулярності. Ієрархічні анатомічні відносини між півкулі (рівень 1), мозкового ядер (рівень 2), базальних гангліїв (рівень 3), Смугасте тіло і Глобус блідого (рівень 4) і пут і хвостатого (рівень 5) проілюстровані в верхньому ряду з 3D-рендеринга. Розкид ділянки продемонструвати зміни Пойнт аналіз цих структур, де сині точки позначають z десятки об'ємних даних (нормалізоване для здорового управління) після виправлення для віку, статі та внутрішньочерепних томів; чорний криві є обладнані z перетворення, регрес в компонент точка зміни залежних ковпачок; і червоні лінії показують позиції зміни точок. Будь ласка, натисніть тут, щоб подивитися велику версію цієї фігури.

Малюнок 5: точка зміни весь мозок карт на декількох рівнях гранулярності
Малюнок 5: точка зміни весь мозок карт на декількох рівнях гранулярності. Регіони, які показують значних змін точок (на 5% ФДР) зіставляються на Т1 зважених зображень, і кольору вказують точка зміни значення в одиниці CAP оцінка. Скорочення: WM: white питання; LV: бічного шлуночка; AntWM: передній білої речовини; InfWM: нижній білої речовини; BG: базальних гангліїв; ST: Смугасте тіло; GP: глобус блідого; Аліка: передньої кінцівки внутрішньої капсули; ПЛІС: задня кінцівка внутрішньої капсули; Caud: хвостатого; Покладіть: путам. Будь ласка, натисніть тут, щоб подивитися велику версію цієї фігури.

Малюнок 6: весь мозок зміни вартість карти на декількох рівнях гранулярності
Малюнок 6: весь мозок зміни вартість карти на декількох рівнях гранулярності. Зміни ціни розраховуються як відсоток зміни обсягу за ШАПКУ, після зміни точки (нормалізоване для здорового управління), в регіонах, які показують значних змін окуляри (на 5% ФДР), зіставлені на Т1 зважених зображень. Скорочення: WM: білої речовини; LV: бічного шлуночка; AntWM: передній білої речовини; InfWM: нижній білої речовини; BG: базальних гангліїв; ST: Смугасте тіло; GP: глобус блідого; Аліка: передньої кінцівки внутрішньої капсули; ПЛІС: задня кінцівка внутрішньої капсули; Caud: хвостатого; Покладіть: путам. Будь ласка, натисніть тут, щоб подивитися велику версію цієї фігури.