Volumetria de estruturas cerebrais profundas com imagem RM

A Ressonância Magnética é uma técnica de diagnóstico por imagem frequentemente presente na prática clínica e em constante desenvolvimento. É um método moderno e sofisticado de aquisição de imagem e sinal, com elevada qualidade de imagem, relevante para a volumetria cerebral. A volumetria associada a RM facilita a comparação de dados volumétricos por possibilitar a obtenção de dados mais concretos a nível dos volumes das estruturas cerebrais. Atualmente, o interesse no desenvolvimento de metodologias para a análise de estruturas e medição volumétrica tem vindo a aumentar, sendo que, é desejável que seja um método mais automático, rápido e eficaz e que realize a segmentação de imagem com pouca intervenção do operador. Este estudo experimental tem como objetivo a comparação do volume das estruturas subcorticais entre 2 softwares diferentes a fim de testar a robustez de ambos. Os softwares utilizados, o FreeSurfer e o VolBrain, implementam estratégias de segmentação (semi-)automáticas, seguindo paradigmas algorítmicos diferentes. Ambos os softwares são de distribuição livre e utilizados para estudos de anatomia cerebral, incluindo a segmentação de anatomia cortical e subcortical, fornecendo os respetivos volumes. Inicialmente fez-se um estudo sobre os conceitos de aquisição de imagem cerebral por RM e sobre as estratégias de segmentação deformáveis existentes. A segmentação por modelos deformáveis revelou-se produtiva com resultados prometedores, devido ao facto de ser um método flexível e capaz de segmentar casos mais complexos. Antes de realizar a segmentação da nossa base de dados, efetuou-se IV uma análise sobre os softwares utilizados, as estratégias de segmentação e as propriedades de ambos, onde foi possível observar o modus operandi de cada um, assim como as diferenças entre estes. De seguida realizou-se o processamento das imagens da amostra, composta por 35 casos com diferentes estados de saúde (saudável, presença de tumor ou quisto, epilepsia, autismo), de ambos os sexos e com idades entre os 5 e os 50 anos. No fim da segmentação, ambos forneceram dados volumétricos das estruturas subcorticais, que foram devidamente tabelados a fim de serem analisados e comparados. Para uma melhor visualização comparativa da diferença dos volumes obtidos realizou-se uma rede no MeVisLab que permitiu a sobreposição de ambos os resultados. Os resultados demonstram que o FreeSurfer fornece valores, no geral, significativamente superiores aos do VolBrain, em alguns casos mais relevantes que outros. Tais diferenças são possíveis devido a questões algorítmicas e de pipeline. O VolBrain foi considerado mais fiável a nível de resultados que o FreeSurfer, pois este último tem tendência a superestimar as estruturas subcorticais.Magnetic resonance imaging (MRI) is a diagnostic imaging technique frequently present in the clinical practice and in constant development. It is a modern and sophisticated method of image and signal acquisition, with high image quality, relevant to cerebral volumetry. Volumetry associated with MRI facilitates the comparison of volumetric data allowing to obtain more solid data on the volumes of cerebral structures. Currently, the interest in the development of methodologies for the analyses of structures and volumetric measurement has been increasing, so it is desirable that it becomes a more automated, fast and efficient method and able to perform image segmentation with reduced operator intervention. This experimental study aims to compare the volume of subcortical structures between two different softwares to test the robustness of both. The softwares used, FreeSurfer and VolBrain, implements (semi) automatic segmentation strategies, following different algorithmic paradigms. Both softwares are freely available and are used for cerebral anatomy studies, including the segmentation of cortical and subcortical anatomy, providing the respective volumes. Initially, a study was made focusing on the concepts of MR imaging and on the existing deformable segmentation strategies. The segmentation by deformable models proved to be productive with promising results, due to the fact that it is a flexible method capable of segmenting more complex cases. Before segmenting our data, we analyzed the characteristics of the softwares used, the segmentation strategies and the properties of both, being possible to observe the modus operandi of each one, as well as the differences between them. Next, the images of the sample, composed of VI 35 cases with different health states (healthy, presence of tumor or cyst, epilepsy, autism), of both genders and aged between 5 and 50 years, were processed. At the end of segmentation, both provided volumetric data from subcortical structures, which were tabulated for analysis and comparisons. For a better comparative visualization of the difference of the obtained volumes, a network in MeVisLab was performed to inspect the overlap of both results. The results showed that FreeSurfer provides values that are generally significantly higher than those of VolBrain, in some cases more relevant than others. Such differences are possible due to algorithmic and pipeline issues. VolBrain was considered more reliable in terms of results than FreeSurfer, since the latter tends to overestimate the subcortical structures.Mestrado em Tecnologias da Imagem Médic

Tradução neuroimagiológica dos ritmos de maturação pubertária em adolescentes do sexo feminino

Tese de mestrado, Saúde do Adolescente, Faculdade de Medicina, Universidade de Lisboa, 2013A adolescência tem sido encarada desde sempre como um período de vulnerabilidade, muitas vezes associada à impulsividade, à dificuldade na avaliação do risco-benefício e à busca de sensações. Há evidência que adolescentes com a mesma idade cronológica mas com estádios pubertários distintos têm comportamentos psicossociais diferentes. Na última década, estudos no âmbito das Neurociências têm demonstrado que muitos desses comportamentos parecem ser não só explicados por processos psicossociais, mas também por uma base orgânica, relacionada com o facto de a maturação do sistema límbico e do córtex pré-frontal (CPF) ocorrerem em fases distintas, sendo este responsável pela avaliação do risco/benefício, o último centro a maturar. Desconhece-se, no entanto, se existe alguma relação entre o ritmo de maturação pubertária (precoce e tardia) e o desenvolvimento do CPF e sistema límbico. Pretendeu-se com este trabalho avaliar o desenvolvimento cerebral de adolescentes do sexo feminino com a mesma idade cronológica mas com distintos ritmos de maturação pubertária. Foram incluídas nove adolescentes (cinco maturadoras precoces e quatro maturadoras médias) de 14 anos de idade. Avaliaram-se parâmetros hormonais e imagiológicos (idade óssea, ultrassonografia pélvica e ressonância magnética cerebral estrutural e funcional (RMf) em resting-state). Apesar de não se encontrar significado estatístico verificou-se que as maturadoras precoces, com exceção do núcleo accumbens, apresentavam volumes de todas as estruturas subcorticais estudadas superiores às maturadoras médias. Foram identificadas as diferentes redes neuronais em repouso nomeadamente a Default-mode network, no entanto, não nos foi possível encontrar diferenças entre os dois grupos. Com base na pesquisa bibliográfica efetuada, desconhecemos à data a existência de outra investigação que tenha analisado a relação entre o ritmo de maturação pubertária e o desenvolvimento cerebral através da RMf. Consideramos que poderá constituir o ponto de partida para investigações futuras de forma a compreender melhor o desenvolvimento adolescente e assim, encontrar-se formas mais eficazes de intervenção.Adolescence has been regarded as a period of high susceptibility to risk behaviors, often associated with impulsivity, difficulty in assessing the risk-benefit and sensation seeking. There is evidence that adolescents at the same chronological age but at different pubertal stages have distinct psychosocial behaviors. In the last decades, research in the field of Neurosciences has shown that many of these behaviors are apparently not only explained by psychosocial processes, but also by biological causes. This is related to the fact that the maturation of the limbic and prefrontal cortex occur in distinct phases. The prefrontal cortex, being responsible for assessing the risk / benefit of one’s behavior, is the last cerebral area to mature. However, it is unknown, whether there is any relationship between pubertal maturation timing and specific patterns of development of the both prefrontal cortex and limbic system. The aim of this study was to evaluate the brain development of teenagers with the same chronological age but with different timings of pubertal maturation. We compared two groups of 14 year old adolescents (early and average maturers). Hormonal parameters, bone age, pelvic ultrasound and magnetic resonance brain structural and functional magnetic resonance imaging (fMRI) at resting-state were assessed. In this study we found that early maturers had higher (although not statistically significant) volumes of all the subcortical structures studied, compared to the average maturers. It was identified different neuronal networks at rest, including the Default-mode network, however, we were unable to find differences between the two groups. To our knowledge, this research is among the first seeking to assess potential associations between the timing of pubertal maturation and Central Nervous System development, through fMRI. It may be the starting point for further research directed to better understand adolescent’s behavior and, thus, intervene more effectively

Relation between clinical evaluation of deglutition and the computed tomography in acute ischemic stroke patients

Stroke is one of the main causes of permanent lesions in adults and can provoke global motor sequels, speech and language alterations, and swallowing. During the acute phase, the detection of aspiration risks is essential to prevent lung complications and to allow appropriate therapeutic interventions, making possible precocious oral feeding. In the literature, the correlations between the disturbance of the deglutition and the location of the lesion in patients with stroke are not specific. This way, the objective of the present study was to determine if correlation exists between the location of the vascular lesion and dysphagia in acute ischemic stroke patients. Bedside clinical evaluation of deglutition was made in 27 patients with acute ischemic stroke and the results were compared with the computed tomography findings. In the clinical evaluation, 48% patients were dysphagic and 52% had functional deglutition. In dysphagic patients, 84% had lesion in carotid territory, with 76% in the middle cerebral artery. In patients with functional deglutition, 57% had lesion in the middle cerebral artery and 22% in the posterior cerebral artery. In 50% of the patients with functional deglutition and in 46% of the dysphagics the lesion was in the left hemisphere. In conclusion, the hemispherical location is not associated with the presence or not of dysphagia, however most of the dysphagic patients presented alterations in the carotid territory, especially in the middle cerebral artery.O acidente vascular cerebral (AVC) é uma das principais causas de lesões permanentes em adultos, podendo provocar seqüelas motoras globais, alterações de fala, linguagem e deglutição. Durante a fase aguda, a detecção do risco de aspiração é fundamental para prevenir complicações pulmonares e permitir apropriadas intervenções terapêuticas, possibilitando alimentação por via oral precoce e segura. Na literatura, as correlações entre o distúrbio da deglutição e a localização da lesão em pacientes com AVC são inespecíficas. Desta forma, o objetivo do presente estudo foi determinar se existe correlação entre a localização das lesão vascular encefálica e a dificuldade de deglutição em pacientes com AVC isquêmico (AVCI). Foram incluídos 27 pacientes com AVCI que foram submetidos à avaliação clínica da deglutição no leito. Os resultados foram confrontados com resultados obtidos pela tomografia computadorizada do crânio, relacionados à localização das lesões. Na avaliação clínica, 48% dos pacientes apresentaram disfagia orofaríngea e 52% deglutição funcional. Em 84% dos pacientes disfágicos foram observadas alterações no território carotídeo, sendo 76% na artéria cerebral média (ACM). Nos pacientes com deglutição funcional 57% apresentaram alterações em ACM e 22% em artéria cerebral posterior. O hemisfério esquerdo foi afetado em 50% dos pacientes com deglutição funcional e em 46% dos disfágicos. Em conclusão, a localização hemisférica não está associada com a presença ou não de disfagia, porém a maioria dos pacientes disfágicos apresentou alterações no território carotídeo, notadamente na ACM.CEFACUSP FMRPUSP FMRP HCUNIFESP-EPM Instituto de Gerenciamento em Fonoaudiologia e DeglutiçãoUNIFESP, EPM, Instituto de Gerenciamento em Fonoaudiologia e DeglutiçãoSciEL

Consistência e fiabilidade de aplicações informáticas em Neuroimagem

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia BiomédicaCom os avanços tecnológicos atuais foram sendo desenvolvidas ferramentas informáticas capazes de efetuar uma análise estrutural ou funcional dos dados neuroimagiológicos de ressonância magnética. As aplicações atuais fornecem aos seus utilizadores uma oportunidade única de análise e visualização sem precedentes. No entanto estas carecem de padronização, daí que muitos dos resultados obtidos numa aplicação não possam ser reproduzidos noutra. Esta falta de interoperabilidade nos resultados obtidos surge então como um problema de difícil resolução. Com o objetivo de facilitar a seleção do software de análise ideal, foi feito um estudo comparativo entre ferramentas informáticas aplicadas a diversos casos de estudo tendo por base a segmentação cerebral e a análise funcional de neuroimagens. Além dos casos práticos analisados foi feito um levantamento bibliográfico relacionado com a ressonância magnética estrutural e funcional, assim como com as aplicações que lhes estão relacionadas. Os resultados obtidos no estudo estrutural foram analisados segundo os parâmetros das médias, desvio-padrão e dispersão dos dados. Relativamente aos resultados da análise funcional, estes foram avaliados em termos de número de clusters ativos detetados, a localização dos mesmos na anatomia cerebral e a significância estatística dessas ativações, verificando-se que a aplicação mais indicada para segmentação cerebral é o FreeSurfer e para a análise funcional de neuroimagens o SPM. A conclusão deste trabalho salienta a necessidade de padronizar as diferentes ferramentas e técnicas utlizadas em estudos funcionais e estruturais de neuroimagens de forma a aproveitar todas as potencialidades da técnica de ressonância magnética.With the current technological advances, tools capable of performing a structural or functional analysis of neuroimagiological data from MRI have been developed. Current applications provide its users a unique opportunity of unprecedented visualization and analysis. However, there is a lack of standardization, so many of the results obtained in an application may not be reproduced in another. This lack of interoperability of obtained results then arises as a problem of difficult resolution. Aiming to facilitate the selection of the ideal analysis software, a comparative study between tools applied to several case studies based on brain segmentation and analysis of functional neuroimaging was made. In addition to the case studies analyzed, a bibliographical survey related to structural and functional magnetic resonance imaging was made, as well as with the applications that are related to them. Regarding the results obtained in the study, these were analyzed according to the structural parameters of the averages, standard deviation and dispersion of the data. Relatively to the results of the functional analysis, these have been assessed in terms of the number of active clusters detected, their location in the brain anatomy and the statistical significance of these activations, verifying that the application best suited to brain segmentation is the FreeSurfer and to the analysis of functional neuroimaging is the SPM. The conclusion of this work emphasizes the need to standardize the different tools and techniques used in functional and structural neuroimaging studies in order to take advantage of the full potential of MRI modalities

Breve história da estereotaxia

Este é um artigo ilustrativo sobre o desenvolvimento dos aparelhos estereotáxicos desde os modelos aplicados a pesquisa anatômicas em animais até os dias de hoje. Houveuma evolução extraordinária com simplificação dos aparelhos para aumentar a praticidade dos procedimentos, no entanto manteve-se o conceito inicial da localização milimétricatridimensional no encéfalo. Os referenciais deixaram de ser as proeminências ósseas cranianas e passaram a ser estruturas encefálicas que podiam ser correlacionadas aos atlas encefálicos, aumentando a precisão dos procedimentos. Atualmente técnicas de neuroimagem como a tomografia computadorizada ou a ressonância magnética trazem características tridimensionais do encéfalo de cada indivíduo e podem ser fundidas aos atlas conformacionais com auxílio da computação gráfica, aumentando a segurança e a melhoria dos resultados de forma menos invasiva.This article illustrates the development of the stereotactic apparatus since the early prototypes used in anatomical studies. There have been many changes since the first apparatus towards the functionality and simplicity; however the core concept of milimetric spatial localization on three dimension basis has been kept. Currently the development of brain atlases and their fusion to neuroimage techniques have improved the accuracy of spatial localization for the surgical approach making the proceduresreliable and the functional results, constant with less invasive techniques

[language Evaluation In Children With Bilateral Cerebrovascular Disease: Study Of Two Cases].

We describe two children, aging 5 years and 6 months and 5 years and 10 months respectively, when the phonoaudiological assessment was conducted. Both children presented bilateral cerebrovascular disease (CVD), confirmed in the acute phase by means of clinical and image neurological test. During this phase, the two patients were examined by a pediatric neurologist of the Pediatric Neurology Discipline of FCM/UNICAMP, pediatric CVD ambulatory. Audiologic Assessment, Protocol for Infant Language Assessment, and Peabody Picture Vocabulary Test were used in the evaluations. The qualitative analysis of the two subjects from a phonoaudiological and neurological point of view has shown the recovery of adquired language disturbance with no influence whatsoever in the development of the first subject and subtle language and/or learning process alterations for the second subject. The cases study has revealed that the predominant aspects should be analyzed in an individual, quantitative, and qualitative basis to lead to conclusive findings.62911-

Alterações cognitivas e demência na doença de Parkinson

Na Doença de Parkinson (DP), mesmo nos seus estádios iniciais, vários domínios cognitivos estão alterados, incluindo funções executivas, funções visuo-espaciais, memória e linguagem. O risco de um doente de Parkinson desenvolver demência é cerca de seis vezes superior ao da população em geral, e esse risco aumenta com a progressão da doença. Clinicamente, a demência na doença Parkinson (DDP) caracteriza-se por um declínio cognitivo lento e progressivo, dominado por um síndrome disexecutivo frequentemente acompanhado de alterações comportamentais, depressão, ansiedade e alucinações visuais. Os mecanismos fisiopatológicos subjacentes à DDP ainda não estão completamente esclarecidos. Pensa-se que o envolvimento das estruturas subcorticais e corticais por Corpos de Lewy, tranças neurofibrilares e placas senis típicas da Doença de Alzheimer (DA), bem como a degenerescência de diversos sistemas de neurotransmissores, incluindo o dopaminérgico e o colinérgico, estejam implicados no seu desenvolvimento. O tratamento das alterações cognitivas e da demência associada à DP continua a ser sintomático. Evidências recentes sugerem que os inibidores da acetilcolinesterase são fármacos de primeira linha, com relativa ausência de efeitos colaterais

Epilepsia do lobo frontal na infância: aspectos psicológicos e neuropsicológicos = Frontal lobe epilepsy in childhood: Psychological and neuropsychological aspects

Objetivos: Revisar os aspectos psicológicos e neuropsicológicos da epilepsia do lobo frontal na infância. Fonte de dados: Revisão da literatura, utilizando, principalmente, artigos de jornais indexados no SciELO e Medline. Síntese dos dados: Crises epilépticas do lobo frontal na infância, aspectos neuropsicológicos e psicológicos da epilepsia do lobo frontal e suas repercussões são abordados e discutidos. Conclusões: Na criança, a epilepsia do lobo frontal pode gerar distúrbios psicológicos e neuropsicológicos, como déficits em funções executivas (cognição, planejamento, linguagem, memória e atenção), alterações comportamentais (controle de impulsos e agressividade), manifestações de crises epilépticas comportamentais e piora da qualidade de vida. Suas alterações podem ser confundidas com doenças psiquiátricas, reforçando a importância do diagnóstico diferencial e da avaliação neuropsicológic

Brain effects of cannabis: neuroimaging findings

Cannabis is the most widely used illicit drug. Despite this, only a small number of studies have investigated the long-term neurotoxic consequences of cannabis use. Structural and functional neuroimaging techniques are powerful research tools to investigate possible cannabis-induced pathophysiological changes. A computer literature review was conducted in the MEDLINE and PsycLIT databases between 1966 and November of 2004 with the search terms 'cannabis', 'marijuana', 'neuroimaging', 'magnetic resonance', 'computed tomography', 'positron emission tomography', 'single photon emission computed tomography, 'SPET', 'MRI' and 'CT'. Structural neuroimaging studies have yielded conflicting results. Most studies report no evidence of cerebral atrophy or regional changes in tissue volumes, and one study suggested that long-term users who started regular use on early adolescence have cerebral atrophy as well as reduction in gray matter. However, several methodological shortcomings limit the interpretation of these results.Functional neuroimaging studies have reported increases in neural activity in regions that may be related with cannabis intoxication or mood-change effects (orbital and mesial frontal lobes, insula, and anterior cingulate) and decreases in activity of regions related with cognitive functions impaired during acute intoxication.The important question whether residual neurotoxic effects occur after prolonged and regular use of cannabis remains unclear, with no study addressing this question directly. Better designed neuroimaging studies, combined with cognitive evaluation, may be elucidative on this issue.A maconha é a droga ilícita mais utilizada. Apesar disto, apenas um pequeno número de estudos investigaram as conseqüências neurotóxicas de longo prazo do uso de cannabis. As técnicas de neuroimagem se constituem em poderosos instrumentos para investigar alterações neuroanatômicas e neurofuncionais e suas correlações clínicas e neuropsicológicas. Uma revisão computadorizada da literatura foi conduzida nos indexadores MEDLINE e PsycLIT entre 1966 e novembro de 2004 com os termos 'cannabis', 'marijuana', 'neuroimaging', 'magnetic resonance', 'computed tomography', 'positron emission tomography', 'single photon emission computed tomography, 'SPET', 'MRI' e 'CT'. Estudos de neuroimagem estrutural apresentam resultados conflitantes, com a maioria dos estudos não relatando atrofia cerebral ou alterações volumétricas regionais. Contudo, há uma pequena evidência de que usuários de longo prazo que iniciaram um uso regular no início da adolescência apresentam atrofia cerebral assim como redução na substância cinzenta. Estudos de neuroimagem funcional relatam aumento na atividade neural em regiões que podem estar relacionadas com intoxicação por cannabis e alteração do humor (lobos frontais mesial e orbital) e redução na atividade de regiões relacionadas com funções cognitivas prejudicadas durante a intoxicação aguda. A questão crucial se efeitos neurotóxicos residuais ocorrem após o uso prolongado e regular de maconha permanece obscura, não existindo até então estudo endereçando esta questão diretamente. Estudos de neuroimagem com melhores desenhos, combinados com avaliação cognitiva, podem ser elucidativos neste aspecto.Universidade de São Paulo Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto Departamento de Neurologia, Psiquiatria e Psicologia MédicaUniversidade Federal de São Paulo (UNIFESP) Faculdade de Medicina Departamento de PsiquiatriaUniversidade de São Paulo Faculdade de Medicina Departamento de RadiologiaUniversidade de São Paulo Faculdade de Medicina Departamento de PsiquiatriaUNIFESP, Faculdade de Medicina Depto. de PsiquiatriaSciEL

Cerebrovascular disease: language acquisition in preschool children

We describe ten children, aging 5 years and 1 month until 5 years and 11 months, when the phonoaudiological assessment was conducted. They are divided according to cerebrovascular disease, in CVD group (CVD-G) and control group (cG). Children were seen and CVD was confirmed in the acute phase at UNICAMP hospital. Audiologic assessment, protocol for Infant language assessment, and Peabody picture vocabulary test were used in the evaluations. The qualitative analysis of the subjects from a phonoaudiological and neurological point of view has shown the recovery of acquired language desorder (ALD) with no influence whatsoever in the development of 2 subjects and subtle language and/or learning process alterations for 3 subjects. The cases study has revealed that all aspects of language development in preschool children should be analyzed in an individual, quantitative, and qualitative basis to lead to conclusive findings.633B80781