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Tecniche di diffusione e Voxel-based morphometry: rilievo dello scompenso metabolico cellulare cerebrale

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2 <Indice Indice Indice ............................................................................................................................ 2 Introduzione ................................................................................................................. 6 Capitolo 1 Imaging di Risonanza Magnetica pesata in diffusione e fiber tracking ...... 9 1.1 Basi fisiche della Risonanza Magnetica pesata in diffusione ........................ 9 1.2 L’imaging pesato in diffusione e l’imaging del tensore di diffusione ......... 10 1.3 Indici della DTI: coefficiente di diffusione apparente e anisotropia frazionaria .............................................................................................................. 13 1.4 Dalla DTI al Fiber Tracking ........................................................................... 14 1.5 Algoritmi di fiber tracking ........................................................................... 14 1.6 Limiti del fiber tracking ............................................................................... 16 1.7 Evoluzione nelle tecniche di imaging .......................................................... 17 1.8 Applicazioni cliniche della DWI e della DTI ................................................. 18 1.9 Applicazioni cliniche del fiber tracking ........................................................ 20 Capitolo 2 La Voxel-Based Morphometry .................................................................. 22 2.1 Normalizzazione spaziale e modulazione ................................................... 23 2.2 Segmentazione ............................................................................................ 25 2.3 Smoothing ................................................................................................... 26 2.4 Analisi statistica ........................................................................................... 27 2.5 VBM standard e VBM ottimizzata ............................................................... 28 Capitolo 3 DARTEL...................................................................................................... 30 3.1 Registrazione d’immagini ............................................................................ 30 3.1.1 Modello a piccola deformazione ......................................................... 30 3.1.2. Modello a grande deformazione ......................................................... 31 3 <Indice 3.2 Algoritmo DARTEL ....................................................................................... 31 3.3 Ottimizzazione ............................................................................................. 33 3.4 DARTEL in SPM5 .......................................................................................... 35 3.4.1 Segmentazione..................................................................................... 37 3.4.2 Importazione delle immagini in DARTEL .............................................. 37 3.4.3 Creazione del template ........................................................................ 39 3.4.4. Creazione delle immagini..................................................................... 42 3.4.5 Normalizzazione spaziale allo spazio MNI ........................................... 44 3.4.6 Smoothing ............................................................................................ 45 Capitolo 4 Software di fiber tracking ......................................................................... 47 4.1 BioImage Suite............................................................................................. 47 4.1.1 Funzionalità di Bioimage Suite ............................................................. 47 4.1.2 Menu principale di BioImage Suite ...................................................... 49 4.1.3 Analisi di immagini di diffusione .......................................................... 50 4.2 3DSlicer........................................................................................................ 53 4.2.1 Caratteristiche di 3DSlicer ................................................................... 54 4.3 TrackVis ....................................................................................................... 56 4.3.1 Caratteristiche di TrackVis ................................................................... 56 4.4 Diffusion Toolkit .......................................................................................... 59 4.4.1 Interfaccia di Diffusion Toolkit ............................................................. 60 4.4.2 Modello d’imaging ............................................................................... 61 4.4.3 Ricostruzione del tensore di diffusione ............................................... 61 4.4.4 Ricostruzione dei fasci di fibre ............................................................. 62 4.5 Requisiti del software di fiber tracking ....................................................... 63 4.6 Scelta del software di fiber tracking ........................................................... 64 4.7 DTI Gradient Table Creator ......................................................................... 66 Capitolo 5 Le patologie del movimento: malattia di Parkinson, paralisi sopranucleare progressiva e atrofia multisistemica .......................................................................... 68 4 <Indice 5.1 La malattia di Parkinson .............................................................................. 68 5.2 Epidemiologia della malattia di Parkinson .................................................. 70 5.3 I parkinsonismi atipici: paralisi sopranucleare progressiva e atrofia multisistemica ........................................................................................................ 71 5.4 Epidemiologia dei parkinsonismi atipici ...................................................... 74 5.4.1 Epidemiologia della paralisi sopranucleare progressiva ..................... 75 5.4.2 Epidemiologia dell’atrofia multisistemica ........................................... 76 Capitolo 6 Analisi delle mappe dei coefficienti di diffusione apparente e anisotropia frazionaria .................................................................................................................. 78 6.1 Soggetti ....................................................................................................... 78 6.2 Parametri di acquisizione ............................................................................ 78 6.3 Elaborazione delle immagini ....................................................................... 80 6.4 Tracciatura delle Regioni d’Interesse .......................................................... 81 6.5 Analisi statistica di differenza delle medie.................................................. 84 6.5.1 Regione prefrontale – mappe ADC ...................................................... 84 6.5.2 Regione prefrontale – mappe FA ......................................................... 85 6.5.3 Regione precentrale – mappe ADC ...................................................... 86 6.5.4 Regione precentrale – mappe FA ........................................................ 87 6.5.5 Regione putaminale – mappe ADC ...................................................... 88 6.5.6 Regione putaminale – mappe FA ......................................................... 89 6.5.7 Regione sostanza nera – mappe ADC .................................................. 90 6.5.8 Regione sostanza nera – mappe FA ..................................................... 91 6.5.9 Regione PCM – mappe ADC ................................................................. 92 6.5.10 Regione PCM – mappe FA ................................................................ 93 6.6 Analisi dei risultati ....................................................................................... 94 6.7 Coefficienti di correlazione ADC-FA, ADC-età e FA-età .............................. 96 6.8 Analisi della varianza ................................................................................... 98 6.9 Analisi delle componenti principali ........................................................... 100 5 <Indice 6.9.1 Analisi PCA dei valori ADC ed FA ........................................................ 102 Capitolo 7 Casi clinici ............................................................................................... 109 7.9 Voxel-based morphometry ....................................................................... 109 7.9.1 Parametri di acquisizione ................................................................... 109 7.9.2 Pre-processing delle immagini ........................................................... 110 7.9.3 Caso 1: C.M. ....................................................................................... 113 7.9.4 Caso 2: N. A. ....................................................................................... 114 7.10 Fiber tracking ......................................................................................... 116 7.10.1 Caso 1: B. G..................................................................................... 116 7.10.2 Caso 2: B. J. ..................................................................................... 118 Conclusioni ............................................................................................................... 119 Bibliografia ............................................................................................................... 124
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Tecniche di diffusione e Voxel-based morphometry: rilievo dello scompenso metabolico cellulare cerebrale

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Informazioni tesi

  Autore: Daniele Rimini
  Tipo: Laurea liv.II (specialistica)
  Anno: 2009-10
  Università: Politecnico di Torino
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria biomedica
  Relatore: Filippo Molinari
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 130

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Parole chiave

principal component analysis
diffusion tensor imaging
voxel-based morphometry
parkinsonism
progressive supranuclear palsy

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