Tractografia

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Mestrado em Informática Médica - FMUP / FCUP

TRACTOGRAFIA POR RESSONÂNCIA MAGNÉTICA
- Processamento de Sinal e Imagem -

Outline / Sumário:
•Introdução ao Tema; •Breve abordagem anátomo-fisiológica cerebral; •Princípios de formação de imagem por RM; •Conceito de Difusão; •Tensor de Difusão por RM; •Técnicas de Processamento de imagem para visualização do tensor difusão e Tractografia;•Aplicações; •Conclusão.

Introdução:
•O estudo das vias nervosas presentes na substância branca são essenciais para o diagnóstico e o entendimento de patologias como por exemplo: distúrbios da linguagem, da aprendizagem e da fala; •Recentemente surgiu uma técnica de imagem de estudo destas vias (primeiro estudo por Basser, 1994), não invasiva, que tem motivado neurologistas, neurocirurgiões eneurocientistas para um maior entendimento do funcionamento cerebral. Trata-se da imagem por tensão difusional ou DTI; •Esta aplicação também tem sido usada recentemente na avaliação das fibras do miocárdio.

Introdução ao Tema:
• A técnica de tractografia por ressonância magnética avalia as fibras nervosas através dos traços da difusão da água representada por um tensor, com a união de pontos eformando a imagem de uma via nervosa;

• A técnica de tractografia por RM não demonstra fibra a fibra mas sim um conjunto delas, indicando possíveis trajectos nervosas pela substância branca.

Anatomia Cerebral:

Imagens retiradas de Virtual Hospital (www.vh.org)

Cérebro Humano:
• Cérebro humano é imóvel e representa 2% do peso corporal; • Tem 2 hemisférios (corpo caloso a dividi-los);• Composto por milhões de neurónios; • Distinção de substância cinzenta (córtex cerebral - neurónios) de substância branca (esta composta pelas fibras dos axónios); • Dividido em lobos cerebrais.

Neurónio:
• Corpo celular (um único núcleo); • Dendrites (numerosos, curtos, ramificados, não têm bainha de mielina);
• Axónio (extensão citoplasmática alongada); possui mielina.

Camada deMielina:
•Hipótese preferida para explicar a anisotropia da difusão em tecidos cerebrais. •Tem permeabilidade limitada, restringindo a difusão perpendicular à direcção das fibras;

•Aumentou o interesse em estudos relacionados a doenças (desmielinização) e maturação da substância branca;
•Como consequência, mielinizadas devem isotrópicas; fibras ser nãomais

Princípios Físicos da RM:
• Método deimagem que consiste em gerar imagens seccionais do corpo humano; • Tem como base a interacção de um elevado campo magnético com pulsos de radiofrequência e com os núcleos dos átomos que constituem o corpo humano.

Princípios Físicos da RM:
•Os núcleos em IRM, devem possuir um momento angular , ou spin diferente de zero; •Na presença de um campo magnético, o núcleo em causa descreverá ummovimento de acordo com este - precessão;

•O núcleo de hidrogénio é a base da IRM, não só pela sua elevada abundância no corpo humano , mas também porque tem elevada sensibilidade magnética.

http://static.hsw.com.br/gif/mri-top.gif

Princípios Físicos da RM:
• Após a colocação do paciente num campo magnético externo, potente e uniforme, os protões de hidrogénio tendem para se orientar:
–Paralelamente ao campo ( estado de equilíbrio); – Anti-paralelamente ao campo (estado de excitação).
http://static.hsw.com.br/gif/mri-difference.gif

Formação da Imagem:
• O sinal de ressonância magnética, captado pelas antenas, vai ser localizado e codificado através dos gradientes, no espaço K (representação dos dados brutos); • Posteriormente, o sinal é recontruído através da transformada deFourier em imagem.

Difusão:
• Fenómeno de transporte movimentação molecular; ocasionado por

• Esta movimentação é causada pela energia cinética das moléculas; • É influenciada por vários factores: temperatura, peso molecular, meio, presença de barreiras;
• A sua restrição é capaz de fornecer informações estruturais sobre o meio.

Difusão:
• Responsável pelo transporte passivo...
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