Consistência e fiabilidade de aplicações informáticas em Neuroimagem

Abstract

Com 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.