研究人员创建了首个用于脊柱裂的胎儿脑图谱
来自生物医学工程与成像科学学院的研究人员已经开发并发布了第一个开放获取的脑图集,该图集描述了妊娠21周至34周期间患有先天性脊柱裂(SBA)的胎儿发育中的大脑。这是第一次地图集,发表于欧洲开放研究这将使研究人员能够测量大脑的解剖结构,并研究大量患有SBA的未出生婴儿的大脑发育。
脑地图集用于研究人口大脑解剖结构的共同趋势和变化。他们提供了一个大脑核磁共振成像人群的模型,代表了一个人群的平均大脑解剖结构,并允许在测量的比较队列研究.
这项研究为如此罕见的人群收集了前所未有的大量数据,在使团队能够创建这种特定条件的胎儿图谱方面发挥了关键作用。
收集、分析和处理子宫内患有SBA的胎儿的共90张高分辨率3D磁共振图像(MRI)扫描以开发图谱。由卢卡斯·菲登博士开发的地图集可以让研究人员进行更多的研究准确的测量在患有SBA的胎儿中
SBA对胎儿大脑发育的影响是复杂的,尚未完全了解。了解SBA对于改善患有这种疾病的婴儿的诊断和管理是至关重要的。
然而,目前的胎儿大脑图谱只对应正常的胎儿大脑发育。
研究人员选择了SBA胎儿大脑发育的21-34周,因为手术是在婴儿仍在子宫内时进行的,目前在妊娠26周之前完成。
因此,所提出的图谱可以支持手术对胎儿大脑解剖结构影响的研究。
“我们预计,未来将为其他发育性疾病创建特定条件地图集。由于我们的地图集是开源的,它将使我们小组以外的研究人员能够扩展我们数据集的范围,”首席研究员、生物医学工程与成像科学学院的Lucas Fidon博士说。
SBA是最常见的先天性畸形之一。在欧洲出生的婴儿中,每10,000人中大约有5人患有SBA。
SBA是出生缺陷当胎儿的脊柱在怀孕的第一个月未能闭合时,就会发生这种情况。
它会影响胎儿大脑的发育,导致终身残疾,比如认知障碍行动不便,预期寿命缩短。
在出生后和以后的生活中,患有SBA的儿童和成人的海马体(大脑中负责学习和记忆的部分)也会有异常的皮质厚度和旋转,深灰质体积和总脑容量也会更小。后者可能与认知和运动功能呈负相关。
在一项小型试点研究中,已经观察到脊柱裂修复后胎儿脑容量和形状与对照组不同。
在他们的后续工作中,研究人员正在开发一种用于胎儿大脑MRI自动分割的深度学习算法。
图像分割是图像处理中最重要的任务之一医学图像分析通常是获得解剖生物标记的第一步。
研究人员可以使用胎儿大脑图谱来创建自动分割算法。一旦获得胎儿的自动分割大脑磁共振成像,我们可以根据分割组织的形状和体积得出生物标志物。此外,这些解剖生物标记物可以与地图集中测量的生物标记物进行比较(用作参考)。
这是结合自动分割算法使用地图集的另一种方式。