Building an imaging-based research platform for experiments with brain connectivity data

Abstract

Within the past decade, not only societies in general but also medicine and healthcare, in particular, have changed tremendously. In large part because of the rapid dissemination of computers and digital communications which lead to the appearance of new medical disciplines, such as Medical Informatics. Nowadays, one of the most prominent field in Medical Informatics is Medical Imaging, as it is implied, it is a collection of methodologies and techniques used in order to visually and spatially represent parts of the brain for diagnostic and research purposes. In the research ecosystem, Neuroimaging is an increasing popular field, with applications in neurology and psychiatry. However, due to the difficulties to handle Neuroimaging data, since data has its own specificities, researchers have encountered problems to correctly handling this data. This can be a crucial issue specially with large volumes of Neuroimaging data and all the research materials associated. This work aims to architect and build a research platform to correctly archive Medical Imaging data and all the associated research materials, where researchers can exchange imaging data and collaborate in Neuroimaging research projects. The platform offers a correct way to collect and store all imaging data, archiving all of patient exams with the correspondent information, making available the correspondent information to researchers in a confidential, secure and efficient way. The two main outcomes of this work are an architecture of a platform that manages all imaging data and associated research materials, plus an open-source Python package to easily interact with that platform.

Na última década as sociedades em geral, mas a medicina e os cuidados de saúde em particular mudaram significativamente. Em grande parte, devido à rápida disseminação dos computadores e das comunicações digitais, o que permitiu o aparecimento de novas disciplinas médicas como é o caso da Informática Médica. Hoje em dia, um dos campos mais proeminentes na Informática Médica é a Imagem Médica, a coleção de metodologias e técnicas usadas para visualmente e espacialmente representar partes do cérebro para diagnóstico e investigação. Em investigação, a Neuroimagem é cada vez mais popular, com aplicações que vão desde a neurologia até à psiquiatria. Contudo, os investigadores têm encontrado um problema em como gerir estes dados já que estes têm as suas próprias especificidades e são, normalmente, armazenados em grandes quantidades. Este trabalho pretende arquitetar e construir uma plataforma para armazenar e gerir dados de imagem médica e todos os materiais de investigação associados onde os investigadores possam arquivar corretamente e partilhar com outros interessados. Assim como, construir ferramentas para interagir programaticamente com a plataforma, tendo como objetivo a sua integração no fluxo de trabalho atual.