radiologyРадиология — практикаRadiology - Practice2713-0118Центральный научно-исследовательский институт лучевой диагностики10.52560/2713-0118-2022-1-63-76radiology-246Research ArticleМЕДИЦИНСКИЕ ТЕХНОЛОГИИMEDICAL TECHNOLOGIESАвтоматический алгоритм магнитно-резонансной морфометрии в диагностике фокальной кортикальной дисплазииAutomatic Algorithm of Magnetic Resonance Morphometry in the Diagnosis of Focal Cortical Dysplasiahttps://orcid.org/0000-0002-4779-2370ШевченкоА. М.ShevchenkoA. M.

Шевченко Александр Михайлович, аспирант отделения рентгеновских и радиоизотопных методов диагностики 

Адрес: 125047, г. Москва, ул. 4-я Тверская-Ямская, д.16

Shevchenko Alexander Mikhailovich, postgraduate student of Department of X-ray and Radioisotope Diagnostic Methods

Address: 16, ul. 4th Tverskaya-Yamskaya, Moscow, 125047

Alex47828@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4803-6948ПогосбекянЭ. Л.PogosbekyanE. L.

Погосбекян Эдуард Леонидович, медицинский физик отделения рентгеновских и радиоизотопных методов диагностики 

Адрес: 125047, г. Москва, ул. 4-я Тверская-Ямская, д.16

Pogosbekyan Eduard Leonidovich, medical physicist of Department of X-ray and Radioisotope Diagnostic Methods

Address: 16, ul. 4th Tverskaya-Yamskaya, Moscow, 125047

epogosbekyan@nsi.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8924-7346БаталовА. И.BatalovA. I.

Баталов Артем Игоревич, научный сотрудник отделения рентгеновских и радиоизотопных методов диагностики 

Адрес: 125047, г. Москва, ул. 4-я Тверская-Ямская, д.16

Batalov Artem Igorevich, researcher of physicist of Department of X-ray and Radioisotope Diagnostic Methods

Address: 16, ul. 4th Tverskaya-Yamskaya, Moscow, 125047

abatalov@nsi.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5406-944XШульцЕ. И.ShultzE. I.

Шульц Евгений Игоревич, кандидат медицинских наук, врач-рентгенолог отделения рентгеновских и радиоизотопных методов диагностики 

Адрес: 125047, г. Москва, ул. 4-я Тверская-Ямская, д.16

Shults Evgenij Igorevich, Ph. D. Med., Radiologist, Department of X-ray and Radioisotope Diagnostic Methods

Address: 16, ul. 4th Tverskaya-Yamskaya, Moscow, 125047

eshults@nsi.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2333-7867ТюринаА. Н.TyurinaA. N.

Тюрина Анастасия Николаевна, младший научный сотрудник отделения рентгеновских и радиоизотопных методов диагностики

Адрес: 125047, г. Москва, ул. 4-я Тверская-Ямская, д.16

Tyurina Anastasiya Nikolaevna, Junior Researcher of Department of X-ray and Radioisotope Diagnostic Methods

Address: 16, ul. 4th Tverskaya-Yamskaya, Moscow, 125047

aturina@nsi.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3240-5585ФадееваЛ. М.FadeevaL. M.

Фадеева Людмила Михайловна, ведущий инженер отделения рентгеновских и радиоизотопных методов диагностики 

Адрес: 125047, г. Москва, ул. 4-я Тверская-Ямская, д.16

Fadeeva Liudmila Mikhailovna, Leading Engineer of Department of X-ray and Radioisotope Diagnostic Methods

Address: 16, ul. 4th Tverskaya-Yamskaya, Moscow, 125047

lmf@nsi.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6884-4520ШевченкоМ. В.ShevchenkoM. V.

Шевченко Мария Владимировна, ординатор отделения функциональной диагностики 

Адрес: 125047, г. Москва, ул. 4-я Тверская-Ямская, д.16

Shevchenko Maria Vladimirovna, resident of the Department of Functional Diagnostics

Address: 16, ul. 4th Tverskaya-Yamskaya, Moscow, 125047

maria_iii@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2381-8609ВласовП. А.VlasovP. A.

Власов Павел Александрович, доктор второго нейрохирургического отделения 

Адрес: 125047, г. Москва, ул. 4-я Тверская-Ямская, д.16

Vlasov Pavel Alexandrovich, Doctor of the Second Neurosurgical Department

Address: 16, ul. 4th Tverskaya-Yamskaya, Moscow, 125047

pvlasov@nsi.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0516-3613ЗахароваН. Е.ZakharovaN. E.

Захарова Наталья Евгеньевна, доктор медицинских наук, профессор РАН, ведущий научный сотрудник отделения рентгеновских и радиоизотопных методов диагностики

Адрес: 125047, г. Москва, ул. 4-я Тверская-Ямская, д.16

Zakharova Natalia Evgen’evna, M. D. Med., Professor of the Russian Academy of Sciences, Leading Research Fellow, Neurosurgical Department

Address: 16, ul. 4th Tverskaya-Yamskaya, Moscow, 125047

nzakharova@nsi.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0737-5983МеликянА. Г.MelikyanA. G.

Меликян Арменак Григорьевич, доктор медицинских наук, профессор, заведующий вторым нейрохирургическим отделением ФГАУ «НМИЦ нейрохирургии им. академика

Адрес: 125047, г. Москва, ул. 4-я Тверская-Ямская, д.16

Melikyan Armenak Grigorievich, M. D. Med., Professor, Head of the Second Neurosurgical Department

Address: 16, ul. 4th Tverskaya-Yamskaya, Moscow, 125047

Melikian@nsi.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4480-0275ПронинИ. Н.ProninI. N.

Пронин Игорь Николаевич, доктор медицинских наук, профессор, академик РАН, заведующий отделением рентгеновских и радиоизотопных методов диагностики 

Адрес: 125047, г. Москва, ул. 4-я Тверская-Ямская, д.16

Pronin Igor` Nikolaevich, M. D. Med., Professor, Academician of the Russian Academy of Sciences, Head of Department of X-ray and Radioisotope Diagnostic Methods

Address: 16, ul. 4th Tverskaya-Yamskaya, Moscow, 125047

Pronin@nsi.ruФГАУ «НМИЦ нейрохирургии им. академика Н. Н. Бурденко» Минздрава РоссииРоссияN. N. Burdenko National Medical Research Center of Neurosurgery, Ministry of Healthcare of RussiaRussian Federation202223122021016376Copyright © Шевченко А.М., Погосбекян Э.Л., Баталов А.И., Шульц Е.И., Тюрина А.Н., Фадеева Л.М., Шевченко М.В., Власов П.А., Захарова Н.Е., Меликян А.Г., Пронин И.Н., 20222022Шевченко А.М., Погосбекян Э.Л., Баталов А.И., Шульц Е.И., Тюрина А.Н., Фадеева Л.М., Шевченко М.В., Власов П.А., Захарова Н.Е., Меликян А.Г., Пронин И.Н.Shevchenko A.M., Pogosbekyan E.L., Batalov A.I., Shultz E.I., Tyurina A.N., Fadeeva L.M., Shevchenko M.V., Vlasov P.A., Zakharova N.E., Melikyan A.G., Pronin I.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.radp.ru/jour/article/view/246

Целью исследования было создание оригинального алгоритма МР-морфометрии для выявления зон фокальной кортикальной дисплазии, для улучшения дооперационной диагностики и оптимизации тактики хирургического лечения.

На основании использования программ ANTs и FSL был разработан алгоритм МР-морфометрии. С его помощью были сгенерированы карты z-показателя размытия перехода серого и белого вещества и толщины коры (Junction and thickness maps).

Создан алгоритм автоматического обнаружения зон фокальной кортикальной дисплазии, на котором яркие участки мозга на z-картах являются признаками ФКД (утолщение коры и нарушение перехода серого и белого вещества). Таким образом, метод МР-морфометрии является перспективной методикой для дополнительной оценки патологических изменений при фокальной кортикальной дисплазии.

The purpose of the study — to create an original algorithm of MR-morphometry for identifying FCD zones. Based on the use of the ANTs and FSL programs, an algorithm for MR morphometry was developed. It was used to generate maps of the z-index of the blur of the transition of gray and white matter and the thickness of the crust (Junction and thickness maps).

An algorithm for automatic detection of focal cortical dysplasia zones has been developed. The MRI morphometry method is a promising technique for additional assessment of pathological changes in focal cortical dysplasia.

магнитно-резонансная томографиямагнитно-резонансная морфометрияфокальная кортикальная дисплазиятолщина корыразмытие серого-белого веществаMagnetic Resonance ImagingMagnetic Resonance MorphometryFocal Cortical DysplasiaCortical ThicknessGray-White Matter BlurReferencesAnanth H, Popescu I, Critchley HD, Good CD, Frackowiak RS, Dolan RJ. Cortical and subcortical gray matter abnormalities in schizophrenia determined through structural magnetic resonance imaging with optimized volumetric voxel-based morphometry // Am. j. psychiatry. 2002. V. 159. P. 1497–1505.Ananth H, Popescu I, Critchley HD, Good CD, Frackowiak RS, Dolan RJ. Cortical and subcortical gray matter abnormalities in schizophrenia determined through structural magnetic resonance imaging with optimized volumetric voxel-based morphometry // Am. j. psychiatry. 2002. V. 159. P. 1497–1505.Bo Jin, Balu Krishnan, Sophie Adler, Konrad Wagstyl, Wenhan Hu, Stephen Jones, Imad Najm, Andreas Alexopoulos, Kai Zhang, Jianguo Zhang, Meiping Ding, Shuang Wang. Automated detection of focal cortical dysplasia type II with surface-based magnetic resonance imaging postprocessing and machine learning // Epilepsia. 2018. V. 59, № 5. P. 982-992.Bo Jin, Balu Krishnan, Sophie Adler, Konrad Wagstyl, Wenhan Hu, Stephen Jones, Imad Najm, Andreas Alexopoulos, Kai Zhang, Jianguo Zhang, Meiping Ding, Shuang Wang. Automated detection of focal cortical dysplasia type II with surface-based magnetic resonance imaging postprocessing and machine learning // Epilepsia. 2018. V. 59, No. 5. P. 982-992.Bruce Fischl. FreeSurfer // Neuroimage. 2012. V. 62. № 2. P. 774-81.Bruce Fischl. FreeSurfer // Neuroimage. 2012. V. 62. No. 2. P. 774-81.Cuixia Feng, Hulin Zhao, Yueer Li, Junhai Wen J. Automatic localization and segmentation of focal cortical dysplasia in FLAIR-negative patients using a convolutional neural network // Appl Clin Med Phys. 2020. V. 21. № 9. P. 215-226.Cuixia Feng, Hulin Zhao, Yueer Li, Junhai Wen J. Automatic localization and segmentation of focal cortical dysplasia in FLAIR-negative patients using a convolutional neural network // Appl Clin Med Phys. 2020. V. 21. No. 9. P. 215-226.Haacke E.M., Mittal S., Neelavalli Z. Wu. Susceptibility-Weighted Imaging: Technical Aspects and Clinical Applications // AJNR Am J Neuroradiol. 2009. V. 30. № 1. P. 19–30.Haacke E.M., Mittal S., Neelavalli Z. Wu. Susceptibility-Weighted Imaging: Technical Aspects and Clinical Applications // AJNR Am J Neuroradiol. 2009. V. 30. No. 1. P. 19–30.Mark Jenkinson, Christian F. Beckmann, Timothy E.J. Behrens, Mark W. Woolrich, Stephen M. Smith. FSL // NeuroImage. 2012. V. 62. № 2. P. 782-790Mark Jenkinson, Christian F. Beckmann, Timothy E.J. Behrens, Mark W. Woolrich, Stephen M. Smith. FSL // NeuroImage. 2012. V. 62. No. 2. P. 782-790Matsuda H. MRI morphometry in Alzheimer's disease // Ageing Res Rev. 2016. V. 30. P. 17-24.Matsuda H. MRI morphometry in Alzheimer's disease // Ageing Res Rev. 2016. V. 30. P. 17-24.Nicholas J. Tustison, Andrew J. Holbrook, Brian B. Avants, Jared M. Roberts, Philip A. Cook, Zachariah M. Reagh, Jeffrey T. Duda, James R. Stone, Daniel L. Gillen, Michael A. Yassa. The ANTs Longitudinal Cortical Thickness Pipeline View for the Alzheimer’s Disease // J Alzheimers Dis. 2019. V. 71. № 1. P. 165-183.Nicholas J. Tustison, Andrew J. Holbrook, Brian B. Avants, Jared M. Roberts, Philip A. Cook, Zachariah M. Reagh, Jeffrey T. Duda, James R. Stone, Daniel L. Gillen, Michael A. Yassa. The ANTs Longitudinal Cortical Thickness Pipeline View for the Alzheimer’s Disease // J Alzheimers Dis. 2019. V. 71. No. 1. P. 165-183.Seok-Jun Hong, Hosung Kim, Dewi Schrader, Neda Bernasconi, Boris C Bernhardt, Andrea Bernasconi. Automated detection of cortical dysplasia type II in MRI-negative epilepsy // Neurology. 2014. V. 83. № 1. P. 48-55.Seok-Jun Hong, Hosung Kim, Dewi Schrader, Neda Bernasconi, Boris C Bernhardt, Andrea Bernasconi. Automated detection of cortical dysplasia type II in MRI-negative epilepsy // Neurology. 2014. V. 83. No. 1. P. 48-55.Xin Chen, Tianyi Qian, Bénédicte Maréchal, Guojun Zhang, Tao Yu, Zhiwei Ren, Duanyu Ni, Chang Liu, Yongjuan Fu, Nan Chen, Kuncheng Li, Quantitative volume-based morphometry in focal cortical dysplasia: A pilot study for lesion localization at the individual level // European Journal of Radiology. 2018. V. 105, P. 240-245.Xin Chen, Tianyi Qian, Bénédicte Maréchal, Guojun Zhang, Tao Yu, Zhiwei Ren, Duanyu Ni, Chang Liu, Yongjuan Fu, Nan Chen, Kuncheng Li, Quantitative volume-based morphometry in focal cortical dysplasia: A pilot study for lesion localization at the individual level // European Journal of Radiology. 2018. V. 105, P. 240-245.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.