Morfometrie pe bază de Voxel

Morfometria bazată pe Voxel (abrevierea VBM , din engleză voxel based morphometry ) este o tehnică de analiză neuroimagistică care constă în investigarea diferențelor focale din anatomia creierului , utilizând abordarea statistică cunoscută sub numele de cartografie parametrică statistică . În morfometria tradițională, volumul întregului creier sau a unor zone cerebrale este măsurat prin evidențierea regiunilor de interes (ROI) pe imaginile furnizate de scanarea creierului și calcularea volumului rezidual. Cu toate acestea, această procedură, care înainte de 2000 a fost efectuată manual pe computer (încă astăzi cu programe precum MRIcro și ImageJ ) necesită mult timp și poate oferi măsurători ale zonelor destul de grosiere, dar are probleme cu zonele ramificate sau distribuite diferit. Este posibil ca diferențele mici de volum să nu fie apreciate și unele leziuni nedetectate. VBM ( înregistrarea imaginilor) urmărește fiecare creier înapoi la un atlas anatomic electronic precum cel al Institutului Neurologic din Montreal , neglijând majoritatea diferențelor majore în anatomia creierului între oameni. Imaginile creierului sunt apoi supuse unei proceduri matematice cunoscute sub denumirea de „ netezire ”, astfel încât fiecare voxel să reprezinte media sa și a celor 26 de voxeli vecini (într-un cub cu 3 x 3 x 3 voxeli). În cele din urmă, volumul imaginii este comparat între diferitele creiere examinate pentru fiecare voxel unic.

Istoria VBM

Studiu de volum al hipocampului la șoferii de taxi din Londra

Unul dintre primele studii de VBM, care a primit o atenție deosebită din partea mass-media populare, a fost un studiu (realizat în 1998-2000) privind structura hipocampului la șoferii de taxi din orașul Londra ^[1] .

Analiza VBM a arătat că partea posterioară a lobului hipocampic a fost în medie mai mare la șoferii de taxi decât la subiecții de control sănătoși, în timp ce porțiunea anterioară a hipocampului a fost mai mică decât la subiecții de control. Șoferii de taxi din Londra au nevoie de abilități bune de navigație spațială, iar unii neurologi au asociat adesea hipocampul cu această abilitate specială.

Prima descriere a metodei

O descriere cheie a metodologiei morfometriei bazate pe voxel a fost furnizată de lucrarea științifică Voxel-based Morphometry - The Methods ^[2] - unul dintre cele mai citate articole din revista NeuroImage . ^[3] Abordarea obișnuită pentru analiza statistică este cea univariantă a masei (analiza fiecărui voxel separat), dar „ recunoașterea tiparului ” poate fi de asemenea utilizată, de exemplu, pentru a distinge pacienții de oamenii sănătoși. ^[4]

VBM pentru a determina asimetria creierului

VBM se face de obicei pentru a examina diferențele dintre subiecți, dar ar trebui să fie, de asemenea, utilizat pentru a examina diferențele neuro-anatomice dintre emisfere, detectând asimetria creierului . ^[5] ^[6]

O procedură tehnică pentru acest tip de investigație ar putea urma următorii pași: ^[7]

Procedura construiește în mod specific un model („șablon”) al imaginii unui creier specific pentru studiul unei patologii specifice cu un set echilibrat de drepți și stângaci , precum și de femei și bărbați.
Construirea unui șablon de materie albă și gri pe baza procesului de segmentare a imaginii .
Construcția șabloanelor simetrice de substanță gri și albă grație medierii volumelor („ medierea ”) emisferelor cerebrale .
Segmentarea și extragerea unei imagini a creierului, separând-o de oase și de restul capului, de exemplu, îndepărtarea scalpului din imaginea finală care urmează a fi analizată.
Normalizarea spațială în ceea ce privește șabloanele simetrice
Corecție pentru schimbarea volumului (aplicarea unei matrice iacobiene )
Înmuiere spațială („ netezire ”).
Analiza statistică datorită modelului liniar general , de ex. cu cartografiere statistică parametrică .

Notă

^ Eleanor A. Maguire , David G. Gadian, Ingrid S. Johnsrude, Catriona D. Good, John Ashburner , Richard SJ Frackowiak și Christopher D. Frith , Schimbarea structurală legată de navigație în hipocampii șoferilor de taxi , în Proceedings of the Academia Națională de Științe , vol. 97, nr. 8, 2000, pp. 4398-4403, DOI : 10.1073 / pnas.070039597 , PMC 18253 , PMID 10716738 . Comentariu la articolul original din același număr:
- Alejandro Terrazas și Bruce L. McNaughton, Creșterea creierului și harta cognitivă , în Proceedings of the National Academy of Sciences , vol. 97, nr. 9, 2000, pp. 4414–4416, DOI : 10.1073 / pnas.97.9.4414 .
Articol pe tema VBM cu interviu cu cercetătorul:
- BBC ,„Creierul șoferilor de taxi„ crește ”la locul de muncă , BBC News , 14 martie 2000. Accesat la 6 martie 2007 .
^ John Ashburner și Karl J. Friston , Voxel-Based Morphometry - The Methods ( PDF ), în NeuroImage , vol. 11, n. 6, iunie 2000, pp. 805–821, DOI : 10.1006 / nimg . 2000.0582 , PMID 10860804 .
^ Numărul de citate a fost furnizat de o căutare Google Scholar din 12-07-2007-12-07 [1] .
^ Yasuhiro Kawasaki, Michio Suzuki, Ferath Kherif, Tsutomu Takahashi, Shi-Yu Zhou, Kazue Nakamura, Mie Matsui, Tomiki Sumiyoshi, Hikaru Seto și Masayoshi Kurachi, morphometry pe bază de voxel multivariată diferentiaza cu succes pacientii cu schizofrenie de la martori sănătoși , în NeuroImage , voi . 34, nr. 1, ianuarie 2007, pp. 235–242, DOI : 10.1016 / j.neuroimage.2006.08.018 , PMID 17045492 .
^ KE Watkins, T. Paus, JP Lerch, A. Zijdenbos, DL Collins, P. Neelin, J. Taylor, Keith J. Worsley și Alan C. Evans , Asimetrii structurale în creierul uman: o analiză statistică bazată pe Voxel 142 scanări RMN , în cortexul cerebral , vol. 11, n. 9, septembrie 2001, pp. 868–877, DOI : 10.1093 / cercor / 11.9.868 .
^ E. Luders, C. Gaser, L. Jancke și G. Schlaug, O abordare bazată pe voxel a asimetriilor substanței gri , în NeuroImage , vol. 22, n. 2, iunie 2004, pp. 656–664, DOI : 10.1016 / j.neuroimage.2004.01.032 , PMID 15193594 .
^ Catriona D. Good, Ingrid Johnsrude, John Ashburner , Richard NA Henson, Karl J. Friston și Richard SJ Frackowiak , Asimetria cerebrală și efectele sexului și a mâinilor asupra structurii creierului: o analiză morfometrică bazată pe Voxel a 465 creiere umane normale pentru adulți NeuroImage , în NeuroImage , vol. 14, n. 3, septembrie 2001, pp. 685–700, DOI : 10.1006 / nimg . 2001.0857 , PMID 11506541 .

Elemente conexe

Alte proiecte

Wikționarul conține dicționarul lema « morfometrie »
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre morfometrie

linkuri externe

( EN ) Tutorial: O analiză critică a morfometriei bazate pe Voxel (VBM) ( PDF ), pe tina-vision.net .
( RO ) Morfometria bazată pe Voxel nu trebuie utilizată cu imagini înregistrate imperfect ( PDF ), pe pni.med.jhu.edu . Adus la 15 iunie 2010 (arhivat din original la 1 septembrie 2006) .
( RO ) De ce ar trebui utilizată morfometria bazată pe Voxel ( PDF ), pe fil.ion.ucl.ac.uk.
( EN ) Morfometrie bazată pe Voxel la BIC , pe bic.mni.mcgill.ca .
( EN ) Morfometrie bazată pe Voxel la Universitatea Johns Hopkins , pe pni.med.jhu.edu . Accesat la 15 iunie 2010. Arhivat din original la 8 august 2009 .
(EN) Morfometrie bazată pe Voxel la Wikibooks , pe en.wikibooks.org.

Portal IT

Portalul Medicinii

Portalul Neuroștiințe

[1] Eleanor A. Maguire , David G. Gadian, Ingrid S. Johnsrude, Catriona D. Good, John Ashburner , Richard SJ Frackowiak și Christopher D. Frith , Schimbarea structurală legată de navigație în hipocampii șoferilor de taxi , în Proceedings of the Academia Națională de Științe , vol. 97, nr. 8, 2000, pp. 4398-4403, DOI : 10.1073 / pnas.070039597 , PMC 18253 , PMID 10716738 . Comentariu la articolul original din același număr:
Alejandro Terrazas și Bruce L. McNaughton, Creșterea creierului și harta cognitivă , în Proceedings of the National Academy of Sciences , vol. 97, nr. 9, 2000, pp. 4414–4416, DOI : 10.1073 / pnas.97.9.4414 .
Articol pe tema VBM cu interviu cu cercetătorul:
BBC ,„Creierul șoferilor de taxi„ crește ”la locul de muncă , BBC News , 14 martie 2000. Accesat la 6 martie 2007 .

[2] Alejandro Terrazas și Bruce L. McNaughton, Creșterea creierului și harta cognitivă , în Proceedings of the National Academy of Sciences , vol. 97, nr. 9, 2000, pp. 4414–4416, DOI : 10.1073 / pnas.97.9.4414 .

[3] BBC ,„Creierul șoferilor de taxi„ crește ”la locul de muncă , BBC News , 14 martie 2000. Accesat la 6 martie 2007 .

[2] John Ashburner și Karl J. Friston , Voxel-Based Morphometry - The Methods ( PDF ), în NeuroImage , vol. 11, n. 6, iunie 2000, pp. 805–821, DOI : 10.1006 / nimg . 2000.0582 , PMID 10860804 .

[3] Numărul de citate a fost furnizat de o căutare Google Scholar din 12-07-2007-12-07 [1] .

[4] Yasuhiro Kawasaki, Michio Suzuki, Ferath Kherif, Tsutomu Takahashi, Shi-Yu Zhou, Kazue Nakamura, Mie Matsui, Tomiki Sumiyoshi, Hikaru Seto și Masayoshi Kurachi, morphometry pe bază de voxel multivariată diferentiaza cu succes pacientii cu schizofrenie de la martori sănătoși , în NeuroImage , voi . 34, nr. 1, ianuarie 2007, pp. 235–242, DOI : 10.1016 / j.neuroimage.2006.08.018 , PMID 17045492 .

[5] KE Watkins, T. Paus, JP Lerch, A. Zijdenbos, DL Collins, P. Neelin, J. Taylor, Keith J. Worsley și Alan C. Evans , Asimetrii structurale în creierul uman: o analiză statistică bazată pe Voxel 142 scanări RMN , în cortexul cerebral , vol. 11, n. 9, septembrie 2001, pp. 868–877, DOI : 10.1093 / cercor / 11.9.868 .

[6] E. Luders, C. Gaser, L. Jancke și G. Schlaug, O abordare bazată pe voxel a asimetriilor substanței gri , în NeuroImage , vol. 22, n. 2, iunie 2004, pp. 656–664, DOI : 10.1016 / j.neuroimage.2004.01.032 , PMID 15193594 .

[7] Catriona D. Good, Ingrid Johnsrude, John Ashburner , Richard NA Henson, Karl J. Friston și Richard SJ Frackowiak , Asimetria cerebrală și efectele sexului și a mâinilor asupra structurii creierului: o analiză morfometrică bazată pe Voxel a 465 creiere umane normale pentru adulți NeuroImage , în NeuroImage , vol. 14, n. 3, septembrie 2001, pp. 685–700, DOI : 10.1006 / nimg . 2001.0857 , PMID 11506541 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]