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Ressonância Magnética funcional - mapeamento do córtex ...¢ncia... · Figura 3 - Representação dos lobos cerebrais 9 Figura ... Área motora suplementar Arterial Spin Labeling

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  • INSTITUTO POLITCNICO DE LISBOA

    ESCOLA SUPERIOR DE TECNOLOGIA DA SADE DE LISBOA

    Ressonncia Magntica funcional -

    mapeamento do crtex motor atravs da

    tcnica BOLD

    Patrcia Ribeiro Nunes

    Doutora Sandra Tecelo, Faculdade de Cincias da Universidade de Lisboa

    Doutora Rita Nunes, Faculdade de Cincias da Universidade de Lisboa

    Mestrado em Radiaes Aplicadas s Tecnologias da Sade

    Lisboa, 2012

  • Ressonncia Magntica funcional -

    Mapeamento do crtex motor atravs da tcnica BOLD

    II

    INSTITUTO POLITCNICO DE LISBOA

    ESCOLA SUPERIOR DE TECNOLOGIA DA SADE DE LISBOA

    Ressonncia Magntica funcional -

    mapeamento do crtex motor atravs da

    tcnica BOLD

    Patrcia Ribeiro Nunes

    Doutora Sandra Tecelo, Faculdade de Cincias da Universidade de Lisboa

    Doutora Rita Nunes, Faculdade de Cincias da Universidade de Lisboa

    Jri:

    Mestre Margarida Ribeiro, Prof. Adjunta - Escola Superior de Tecnologia da Sade de

    Lisboa ESTeSL;

    Doutora Snia Isabel Gonalves Prof. Auxiliar Convidada Faculdade de Medicina

    da Universidade de Coimbra;

    Doutor Lus Freire Prof. Adjunto Escola Superior de Tecnologia da Sade de

    Lisboa ESTeSL.

    Mestrado em Radiaes Aplicadas s Tecnologias da Sade

    Lisboa, 2012

  • Ressonncia Magntica funcional -

    Mapeamento do crtex motor atravs da tcnica BOLD

    III

    Esta dissertao no est de acordo com o Acordo Ortogrfico.

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    Mapeamento do crtex motor atravs da tcnica BOLD

    IV

    Agradecimentos

    A realizao deste Projecto est longe de ser um trabalho solitrio. Gostaria de

    expressar o meu agradecimento a todos aqueles que me acompanharam e

    contriburam para que este estudo fosse hoje uma realidade.

    Em primeiro lugar quero agradecer Professora Sandra Tecelo e Professora Rita

    Nunes, por todo o saber, ajuda, conselhos, o modo como sempre me apoiaram e

    incentivaram, e acima de tudo pela pacincia e simpatia com que sempre me

    receberam.

    Gostaria de agradecer Dra. Ana Braz, Mdica Neurorradiologista, ao Dr. Herculano

    Carvalho, Mdico Neurocirurgio, e Tcnica Coordenadora Carla S, da Clnica

    Quadrantes, pelo apoio dado durante a realizao deste Projecto.

    Gostaria tambm de agradecer a todos os voluntrios, famlia, amigos e colegas de

    trabalho, que de forma simptica colaboraram para a realizao deste Projecto.

    No poderia esquecer das colegas de Mestrado, com quem partilhei muitas dvidas e

    angustias durante a elaborao deste Projecto.

    O meu agradecimento final para a minha Famlia, que apesar de longe, foi sempre a

    primeira a me apoiar e incentivar, esteve sempre presente nos momentos de maior

    desalento.

    A todos, muito Obrigado!

  • Ressonncia Magntica funcional -

    Mapeamento do crtex motor atravs da tcnica BOLD

    V

    RESUMO A Ressonncia Magntica funcional (RMf) hoje uma ferramenta fundamental na

    investigao funcional do crebro humano, quer em indivduos saudveis quer em

    pacientes com patologias diversas. uma tcnica complexa que necessita de uma

    aplicao cuidada e rigorosa, e uma compreenso dos mecanismos biofsicos a ela

    subjacentes, de modo a serem obtidos resultados fiveis e com melhor aceitao

    clnica.

    O efeito BOLD (Blood Oxygenation Level Dependent) o mtodo mais utilizado para

    medir e estudar a actividade cerebral e baseia-se nas alteraes das propriedades

    magnticas da molcula hemoglobina.

    Com este Projecto propomo-nos optimizar um protocolo de RMf realizada com o efeito

    BOLD, em voluntrios saudveis, de modo a que este possa ser aplicado em futuros

    estudos de pacientes com patologias. Pretende-se identificar o crtex motor atravs de

    um determinado paradigma experimental. A optimizao do protocolo foi feita

    manipulando diferentes parmetros (TE e paradigma). Foram estudados 34 voluntrios

    saudveis divididos em 2 grupos de estudo, dos quais 15 realizaram o protocolo BOLD

    1 e 19 realizaram o protocolo BOLD 2, com a variao dos parmetros respectivos.

    Para as vrias condies, foram comparados os volumes da regio activada e os

    nveis de activao obtidos.

    O objectivo foi atingido, tendo sido observada activao no crtex motor em todos os

    voluntrios estudados. Quanto optimizao do protocolo, no foram detectadas

    diferenas estatisticamente significativas quando comparados os resultados obtidos

    com diferentes parmetros de aquisio.

    Perante estes resultados, o protocolo foi optimizado tendo em conta o nvel de

    conforto reportado pelos voluntrios. Uma vez que se pretende aplicar este mesmo

    protocolo no estudo de pacientes, este factor torna-se particularmente relevante.

    PALAVRAS-CHAVE

    BOLD, Crtex motor, paradigma, Ressonncia Magntica funcional (RMf), TE (tempo

    de eco).

  • Ressonncia Magntica funcional -

    Mapeamento do crtex motor atravs da tcnica BOLD

    VI

    ABSTRACT

    Nowadays functional magnetic resonance imaging (fMRI) is a fundamental tool for the

    research of human brain function of healthy subjects or patients with several

    pathologies. It is a complex technique that requires a careful and rigorous application,

    and an understanding of its biophysical mechanisms, so that reliable results can be

    obtained with better clinical acceptance.

    The BOLD effect (Blood oxygenation Level Dependent) is the most widely used

    method to measure and study the brain activity and is based on changes in magnetic

    properties of the hemoglobin molecule.

    The aim of this project was to optimize a BOLD fMRI protocol on healthy subjects, so it

    can be applied in future studies of patients with pathologies. We want to be able to

    identify the motor cortex using a specific task. To optimize the protocol several

    parameters (TE and activation paradigm) were manipulated. We studied 34 healthy

    volunteers divided into two study groups, of which 15 underwent protocol BOLD 1 and

    19 underwent protocol BOLD 2, varying either the TE or the structure of the paradigm.

    For different set of tested conditions, we compared the volumes of the active region

    and the activation levels obtained.

    The first goal was achieved, with motor cortex activation observed for all studied

    volunteers. Regarding the optimization of the protocol, no statistically significant

    differences were detected when comparing the results obtained with different

    acquisition parameters.

    Given these results, the protocol has been optimized taking into account the level of

    comfort reported by the volunteers. As we want to apply this same protocol for the

    study of patients, this factor becomes particularly relevant.

    KEYWORDS

    BOLD, motor cortex, paradigm, functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI), TE

    (echo time)

  • Ressonncia Magntica funcional -

    Mapeamento do crtex motor atravs da tcnica BOLD

    VII

    NDICE

    II-INDICE DE FIGURAS IX

    III-INDICE DE TABELAS X

    IV-LISTA DE SIGLAS XI

    Captulo 1 Introduo 1

    1.1 Efeito de contraste BOLD 1

    1.2 Organizao 2

    Captulo 2 - RM funcional e o efeito contraste BOLD 4

    2.1 Conceitos 4

    2.1.1- RM funcional 4

    2.1.2 Efeito de contraste BOLD 5

    2.1.3 - Sequncia de Aquisio 7

    2.1.4 Paradigma 7

    2.1.5 Neuroanatomia 9

    Captulo 3 - Metodologia 12

    3.1- Recolha de dados 12

    3.1.1 Equipamento utilizado 12

    3.1.2 - Caracterizao da amostra 12

    3.1.3 - Procedimento exame 13

    3.2 Optimizao do efeito de contraste BOLD 15

    3.2.1 Protocolo 15

    3.3 - Processamento de imagem 18

    3.3.1 Processamento dos dados funcionais no FSL 19

    3.3.2 Processamento dos dados funcionais na Workstation

    Leonardo 21

    3.4 - Ferramenta de anlise estatstica 22

    Captulo 4 Resultados 24

    4.1 Resultados do paradigma 25

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    VIII

    4.2 Resultados do TE 30

    4.3 Resultados do paciente 35

    4.4 Resultados dos dados complementares 36

    Captulo 5 - Discusso/Concluso 38

    5.1 Variao tipo de paradigma 38

    5.2 Variao TE 41

    Captulo 6 - Pesquisa Futura 44

    Captulo 7 - Referencias Bibliogrficas 46

    Anexo I 49

    Anexo II 50

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    IX

    III-INDICE DE TABELAS

    Tabela 1 Parmetros tcnicos utilizados para a aquisio dos protocolos 16

    Tabela 2 Parmetros dos paradigmas 17

    Tabela 3 - Resultados estatsticos obtidos da variao do paradigma 29

    Tabela 4 - Resultados estatsticos obtidos da variao do TE 34

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    X

    II-INDICE DE FIGURAS

    Figura 1 Principio do efeito BOLD 6

    Figura 2 Diagrama do paradigma em blocos (A activo, R - repouso) 8

    Figura 3 - Representao dos lobos cerebrais 9

    Figura 4 Representao anatmica crtex motor 10

    Figura 5 Localizao das referncias anatmicas 11

    Figura 6 Esquema representativo dos vrios paradigmas 18

    Figura 7 Sala de RM 15

    Figura 8 Imagens RM ponderadas em T1 de alta resoluo 24

    Figura 9 Imagens de RM eco de gradiente 2 tempos de eco diferentes 24

    Figura 10 Mapa de activao obtidos no FSL 26

    Figura 11 Mapa de activao obtidos na workstation Leonardo 27

    Figura 12 Mapa de activao obtidos no FSL 31

    Figura 13 Mapa de activao obtidos na workstation Leonardo 32

    Figura 14 Mapa de activao obtido na workstation Leonardo

    mapeamento crtex do crtex motor do paciente com MAV 35

    Figura 15 Mapa de activao obtido no FSL

    mapeamento do crtex motor do paciente com MAV 35

    Figura 16 Mapa de activao obtido na workstation Leonardo

    Mapeamento do crtex motor da lngua 36

    Figura 17 Mapa de activao obtido no FSL

    Mapeamento do crtex motor da lngua 36

    Figura 18 Mapa de activao obtido na workstation Leonardo

    Mapeamento do crtex motor do p 37

    Figura 19 Mapa de activao obtido no FSL

    Mapeamento do crtex motor do p 37

    Figura 20 - Diagrama do paradigma em blocos 40

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    Mapeamento do crtex motor atravs da tcnica BOLD

    XI

    IV-LISTA DE SIGLAS

    Sigla Significado

    AMS

    ASL

    rea motora suplementar

    Arterial Spin Labeling

    B0 Campo Magntico

    BOLD Blood Oxygen Level Dependent

    d-Hb

    DICOM

    Desoxihemoglobina

    Digital Imaging and Communication in Medicine

    DTI Tensor Difuso

    EPI Echo Planar Imaging

    FEAT

    FLAIR

    FMRIs Expert Analysis Too

    Fluid Attenuation Inversion Recovery

    FSL FMRIs Software library

    GE-EPI Gradient-echo EPI

    GRE Eco de Gradiente

    HbO2 Oxihemoglobina

    IR-EPI Inversion-Recovery EPI

    M1

    MAV

    Crtex motor primrio

    Mal formao Artrio-Venosa

    RM Ressonncia Magntica

    RMf Ressonncia Magntica funcional

    RSR Relao sinal-rudo

    SE-EPI Spin-echo EPI

    SNC Sistema Nervoso Central

    T1 Tempo de relaxao longitudinal

    T2 Tempo de relaxao transversal

    TE Tempo de eco

    TR Tempo de repetio

  • Ressonncia Magntica funcional -

    Mapeamento do crtex motor atravs da tcnica BOLD

    1

    Captulo 1

    Introduo

    1.1 Efeito de contraste BOLD

    A evoluo da tcnica de Ressonncia Magntica (RM) nos ltimos anos levou a que

    esta seja uma das tcnicas de imagem mais requeridas a nvel clnico. A sua elevada

    resoluo espacial e de contraste, associada ao facto de no utilizar radiao

    ionizante, faz com que esta tcnica seja actualmente a escolha de eleio no auxlio

    do planeamento neurocirrgico de tumores cerebrais e em outras patologias1,2.

    A Ressonncia Magntica funcional (RMf) reflecte o nvel de actividade das clulas

    nervosas em cada regio. O princpio fisiolgico fundamental subjacente a relao

    existente entre a actividade destas clulas e a dinmica dos vasos sanguneos na sua

    proximidade, sendo que esta foi originalmente postulada por Roy e Sherrington no

    sculo XIX.3

    Existem vrios efeitos para realizar a RMf, nomeadamente o efeito de contraste BOLD

    (blood-oxygen-level-dependent), a mais frequentemente utilizada2, e ASL (arterial spin

    labeling). Esta ltima permite o estudo de perfuso cerebral utilizando as molculas de

    gua como traador endgeno4. O efeito de contraste BOLD obtm informao da

    actividade hemodinmica, detectando variaes da oxigenao sangunea ao tirar

    partido das propriedades magnticas da hemoglobina1.

    A RMf hoje uma ferramenta fundamental na investigao funcional do crebro

    humano, tendo j revolucionado o conhecimento em reas das Neurocincias at h

    pouco difceis de abordar1.

    Este Projecto tem como objectivo a optimizao do efeito BOLD no mapeamento do

    crtex motor, em voluntrios saudveis, e a sua aplicao em pacientes com

    patologia.

    A possibilidade de estudar esta tcnica de forma mais detalhada, ainda pouco

    desenvolvida no nosso pas, mostra a importncia da RMf usando o efeito BOLD na

    avaliao de pacientes com patologia.

  • Ressonncia Magntica funcional -

    Mapeamento do crtex motor atravs da tcnica BOLD

    2

    Os estudos funcionais tm grande utilidade para o mapeamento cortical do crebro em

    voluntrios saudveis e em pacientes com patologia diversa. Em pacientes com

    doena oncolgica, a RMf usando o efeito BOLD na avaliao pr-operatria no

    estudo do crtex motor, tem demonstrado ser uma mais-valia.

    Em pacientes com Malformao Artrio-Venosa (MAV), a RMf tambm til na

    avaliao pr-operatria. A MAV um conjunto de artrias e veias que esto

    interligadas de forma diferente, formando uma rede de pequenos vasos, e

    considerada uma leso congnita. O estudo destes casos tem demonstrado alguns

    problemas se estas forem tratadas, pois a possibilidade de surgirem artefactos de

    susceptibilidade aumenta, quando so utilizadas sequncias eco planares4.

    Esta avaliao pode ser utilizada como um mtodo auxiliar no planeamento pr-

    operatrio, mapeando as funes das zonas adjacentes ao tumor ou MAV. Desta

    forma pretende-se poupar as regies funcionalmente activas, de forma a minimizar o

    impacto da cirurgia1.

    1.2 Organizao

    O presente trabalho encontra-se dividido em seis captulos e anexos, sendo que o

    material nele apresentado abrange aspectos relacionados com a tcnica e aplicao

    da RMf por efeito BOLD.

    Aps uma breve introduo, onde apresentada a motivao subjacente realizao

    deste trabalho, tambm definido o objectivo a atingir. No segundo captulo so

    apresentados conceitos relacionados com a RMf, focando os aspectos considerados

    fundamentais para este trabalho.

    No terceiro captulo descrita toda a metodologia utilizada para a aquisio de dados

    funcionais. A amostra caracterizada, e so referidos os programas computacionais

    utilizados e explicado o protocolo seguido para a obteno de imagens funcionais.

    tambm apresentado o design do paradigma e os parmetros utilizados para a

    optimizao do protocolo experimental.

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    Mapeamento do crtex motor atravs da tcnica BOLD

    3

    No quarto captulo, so apresentados os resultados obtidos aps a anlise dos dados

    funcionais correspondentes a cada protocolo utilizado.

    No quinto captulo so discutidos os resultados obtidos no estudo da funo motora

    por RMf em voluntrios saudveis, com as principais concluses deste estudo.

    Tambm as limitaes deste estudo so aqui apresentadas.

    Finalmente no captulo seis so apresentadas as sugestes para estudos futuros.

    Para completar este projecto apresentam-se dois anexos. O Anexo I constitudo pela

    minuta do consentimento informado, pelo questionrio utilizado na clnica para a

    realizao da RM bem como informao complementar relativa aos dados adquiridos

    no estudo. No Anexo II apresentada a autorizao dada pelo Conselho de

    Administrao da Clnica Quadrantes para a realizao deste Projecto.

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    Mapeamento do crtex motor atravs da tcnica BOLD

    4

    Captulo 2

    RM funcional e o efeito de contraste BOLD

    Nos ltimos anos a RM, tcnica no invasiva e sem a utilizao de radiao ionizante,

    tornou-se rigorosa e sofisticada2. Tal deve-se fundamentalmente sua elevada

    resoluo espacial e de contraste, e possibilidade de obteno de imagens

    funcionais, espectroscpicas e de tensor de difuso (DTI), revolucionando assim o

    estudo do crebro humano2,3.

    A vertente funcional da RM, um dos mais recentes desenvolvimentos ocorridos,

    permite medir indirectamente a actividade cerebral, pois sensvel s alteraes na

    oxigenao e no fluxo sanguneo que ocorrem em resposta actividade neuronal,

    atravs do efeito de contraste BOLD (blood-oxygen-level-dependent)1.

    A RMf pode ser integrada nas imagens de rotina de RM desde que os protocolos

    estejam padronizados e optimizados 1.

    2.1 Conceitos

    2.1.1 RM funcional

    A RMf permite medir e localizar funes especficas do crebro humano5, tendo um

    papel importante no planeamento cirrgico com delimitao de reas cerebrais

    circundantes a patologias2, nomeadamente em oncologia6. O mapeamento das reas

    cerebrais atravs da RMf cada vez mais utilizado na avaliao pr-operatria em

    pacientes oncolgicos. Esta tcnica auxilia o planeamento pr-operatrio de modo ser

    feita uma avaliao do risco-benefcio. Pretende-se avaliar a posio relativa dos

    limites da leso e as zonas funcionais para que a interveno possa ser planeada de

    forma a que se evite induzir qualquer dfice funcional no paciente1.

  • Ressonncia Magntica funcional -

    Mapeamento do crtex motor atravs da tcnica BOLD

    5

    At 1990 no existia uma tcnica no invasiva que possibilitasse a avaliao do fluxo

    sanguneo nas reas corticais1. Nesse ano, Ogawa realizou estudos em ratos

    demonstrando que os nveis de oxignio no sangue actuam como agente de contraste

    endgeno nas imagens de RM, podendo substituir a utilizao de agentes de contraste

    paramagnticos7. Em 1999 esta tcnica foi adaptada prtica clnica1.

    A RM possibilita a visualizao anatmica e funcional do crebro humano. O exame

    realizado num scanner em forma de tubo cilndrico que produz um campo magntico

    homogneo (B0) que, para a realizao da RMf tem que ter uma intensidade mnima

    de 1.5 T 7.

    2.1.2- Efeito de contraste BOLD

    A resposta hemodinmica visualizada nas imagens de RMf resulta das propriedades

    magnticas da hemoglobina. Quando esta transporta oxignio designada por

    oxihemoglobina (HbO2) e quando no transporta oxignio toma a designao de

    desoxihemoglobina (dHb). Enquanto a rede arterial contm sobretudo oxihemoglobina,

    a rede capilar e a rede venosa contm uma mistura de oxihemoglobina e

    desoxihemoglobina1,7,8,9,10.

    Quando o indivduo realiza uma tarefa, a sua actividade neuronal aumenta produzindo

    uma resposta hemodinmica. Em resposta ao aumento local do consumo de oxignio

    ocorre um aumento do fluxo e do volume sanguneos no crebro. Como o aumento da

    concentrao de HbO2 ultrapassa o aumento do consumo de O2, o resultado final

    uma reduo da concentrao de dHb1,10.

    O efeito de contraste BOLD explora o facto de a HbO2 ser mais diamagntica

    enquanto a dHb paramagntica. Assim a presena de dHb causa uma distoro do

    campo magntico B0, levando a um aumento local da heterogeneidade deste e a uma

    reduo do T2*. A constante de relaxao T2* para alm das caractersticas

    intrnsecas aos tecidos depende tambm de factores externos, nomeadamente das

    heterogeneidades do campo magntico que podem estar relacionadas com a

    proximidade a vasos sanguneos. A taxa de decaimento T2* substancialmente

  • Ressonncia Magntica funcional -

    Mapeamento do crtex motor atravs da tcnica BOLD

    6

    inferior a T2, sendo que a RMf explora as alteraes produzidas como resultado da

    variao da concentrao relativa de dHb e HbO210,11,12.

    Quando aplicado um paradigma de activao, podemos detectar indirectamente o

    aumento da actividade cerebral, comparativamente com o perodo de repouso.

    Durante a actividade cerebral ocorre um aumento do fluxo sanguneo. Esta resposta,

    que ocorre alguns segundos aps o incio da actividade, supera rapidamente o ligeiro

    aumento da extraco de oxignio da rede capilar, resultando no seu fornecimento

    excessivo. Um aumento de actividade cerebral est por isso associado a um aumento

    da concentrao local de HbO2, a uma diminuio da concentrao de dHb e

    consequentemente a um aumento do sinal de RM. Utilizando sequncias com

    ponderao em T2* possvel a deteco deste aumento do sinal, que por sua vez

    pode ser correlacionado com a tarefa efectuada pelo sujeito10,11,12.

    O princpio do efeito BOLD encontra-se resumido na Figura 1.

    Com o fim da actividade neuronal, a perfuso volta ao seu valor de repouso.

    Consequentemente a relao de oxigenao do sangue volta ao normal assim como o

    sinal de RM8.

    Figura 1 Principio do efeito BOLD. Adaptado de www.fmrib.ox.ac.uk 10

    Repouso Activao

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    Mapeamento do crtex motor atravs da tcnica BOLD

    7

    2.1.3- Sequncia de Aquisio

    Para obter uma resoluo temporal elevada, o efeito BOLD utiliza sequncias ultra-

    rpidas. A mais utilizada a sequncia de imagem eco planar, conhecida por EPI

    (Echo Planar Imaging). Esta tcnica utiliza um esquema de leitura que rapidamente

    preenche o espao-K (espao recproco), e permite obter imagens SE-EPI (Spin-echo

    EPI), GE-EPI (Gradient-echo EPI) e IR-EPI (Inversion-Recovery EPI) adicionando o

    respectivo mdulo sequncia11. A sequncia GE-EPI (a utilizada neste projecto)

    permite normalmente captar um sinal mais elevado e principalmente de origem

    venosa, enquanto as sequncias SE-EPI medem um sinal mais baixo que provm

    tambm da rede vascular no parnquima cerebral7.

    As principais vantagens da utilizao da sequncia EPI incluem uma rpida aquisio,

    o que permite alcanar uma boa resoluo temporal, uma alta sensibilidade a T2* e

    uma baixa sensibilidade a artefactos de movimento e fluxo. Algumas das

    desvantagens so: a distoro geomtrica devido a diferenas de susceptibilidade

    magntica entre os tecidos (interfaces crebro/ar)9, e, uma vez que o espao-K

    preenchido de uma s vez, a baixa resoluo espacial alcanada. Infelizmente a

    activao cerebral traduz-se numa pequena alterao do sinal de RM sendo crucial

    realizar mltiplas e repetidas estimulaes durante uma avaliao atravs da RMf, de

    modo a obter um bom mapa de activao BOLD 8,10.

    A intensidade do sinal e a resoluo espacial variam com a intensidade do campo

    magntico. Os equipamentos de RM com 1.5 T, os mais frequentes nos Servios de

    Imagiologia, possibilitam uma avaliao credvel da actividade cortical. No entanto,

    novos equipamentos com campos magnticos de 3 T ou mais elevados, permitem a

    aquisio de imagens funcionais de estruturas subcorticais e do tronco cerebral 1.

    2.1.4 Paradigma

    A escolha de um paradigma determinado pela interaco entre as propriedades

    fisiolgicas medidas e as limitaes metodolgicas13. A aquisio da imagem funcional

    em RMf efectuada continuamente enquanto o sujeito realiza uma determinada

    tarefa, sendo esta designada por paradigma. O seu planeamento fundamental para a

    obteno de bons resultados, de modo a reflectir a actividade da regio de interesse10.

  • Ressonncia Magntica funcional -

    Mapeamento do crtex motor atravs da tcnica BOLD

    8

    Existem vrios tipos de paradigmas, nomeadamente, paradigmas em bloco,

    explicados mais adiante, so os mais usados de acordo com a literatura13e

    paradigmas contnuos, que envolvem a apresentao contnua dos estmulos e

    paradigmas evento-relacionados nos quais os estmulos so intercalados com

    perodos de repouso, sendo a durao dos estmulos muito mais curta do que os

    perodos de repouso11.

    Os paradigmas em bloco, ilustrados na Figura 2, so constitudos por perodos de

    actividade (on) alternados com perodos de repouso (off), que podem tambm

    corresponder a perodos em que o tipo de tarefa executada diferente. A funo da

    resposta hemodinmica, tambm representada na Figura 2, tida em conta para

    modelar o tempo de transio entre os perodos de actividade e os perodos de

    repouso ou vice-versa. Os estmulos so apresentados em blocos, alterando entre o

    bloco de activao e o de repouso, sendo o objectivo dar origem actividade neuronal

    que se pretende estudar. Os perodos de actividade so o intervalo de tempo durante

    o qual o paciente realiza uma tarefa, ou lhe apresentado um determinado tipo de

    estmulo11,12.

    A durao dos perodos de activao deve ser suficientemente longa, de modo a ter

    em conta o atraso no aumento de sinal de RMf, aps o incio da execuo da tarefa.

    Este atraso temporal do sinal relativamente actividade neuronal corresponde

    resposta hemodinmica e implica que, de forma a detectar o sinal de RMf mximo, o

    perodo de activao deva ter uma durao mnima de 8 segundos, sendo 16

    segundos a durao mais usada. Para obter o contraste suficiente e de modo a

    comparar o sinal de RMf durante a activao e o perodo de repouso, o conjunto dos

    dois perodos repetido diversas vezes10,11,12.

    Figura 2 Diagrama do paradigma em blocos (A activo, R - repouso). Fonte: Siemens15

  • Ressonncia Magntica funcional -

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    9

    O objectivo da utilizao do paradigma em bloco, em que a tarefa continuamente

    executada durante um perodo de activao relativamente longo, manter a funo

    BOLD no mximo, por um perodo de tempo considervel, de modo a que o sinal de

    activao possa ser comparado de forma mais fidedigna com o sinal medido durante a

    linha de base1,10,11,12.

    Para este trabalho foram desenvolvidos paradigmas em bloco, com o intuito de criar o

    mapeamento do crtex motor da mo dominante12.

    2.1.5 - Neuroanatomia

    O crebro o principal rgo do Sistema Nervoso Central (SNC) e o centro de

    controlo de inmeras actividades

    voluntrias e involuntrias do nosso

    corpo. Este tambm o centro onde

    se integram e elaboram as grandes

    funes motoras, sensitivas e

    associativas do Sistema Nervoso10.

    O crebro dividido em dois

    hemisfrios cerebrais, direito e

    esquerdo, separados pela fissura

    longitudinal do crebro1,10.

    Cada hemisfrio constitudo por 5 lobos ver figura 3 - lobo frontal, lobo parietal, lobo

    temporal, lobo occipital e o lobo insular, este ltimo situado na face interna do lobo

    temporal. Os hemisfrios cerebrais apresentam depresses, os sulcos, que

    delimitam os giros ou circunvolues, o que permite que uma grande quantidade de

    substncia cinzenta ocupe uma pequena rea10.

    procura do entendimento da organizao funcional do crebro humano, o

    mapeamento detalhado deste tem sido conseguido atravs da RMf e da

    neurofisiologia.

    Figura 3 Representao dos lobos cerebrais. Fonte:

    www.fmrib.ox.ac.uk10

  • Ressonncia Magntica funcional -

    Mapeamento do crtex motor atravs da tcnica BOLD

    10

    O crtex cerebral pode ser dividido segundo as reas correspondentes a cada funo

    especfica - reas de projeco e reas de associao1. As reas de projeco so as

    que recebem ou do origem a fibras relacionadas com a sensibilidade e a motricidade.

    Estas reas podem ser divididas em reas motoras e reas sensitivas1.

    Existem assim reas primrias, que recebem e produzem informaes sensoriais

    (visuais, auditivas, frio, calor, dor) e motoras (ordens para os msculos efectuarem

    os movimentos). As reas secundrias, interpretam as informaes recebidas pelas

    reas primrias coordenando os dados sensoriais, funes motoras e ainda

    relacionando-as com informaes da memria1.

    A rea motora est localizada sobre o lobo frontal, ocupando uma poro adjacente ao

    sulco central, regio essa responsvel

    por movimentos de regies colaterais

    do corpo, como a mo e o p.

    A rea motora assume uma

    representao distinta das diferentes

    partes do corpo humano e em

    diferentes locais no giro -

    mapeamento somatotpico. Este

    termo refere-se organizao

    topogrfica da funo ao longo do

    crtex1.

    De acordo com a funcionalidade de cada rea, podem identificar-se quatro regies no

    crtex cerebral relacionadas com a funo motora: o crtex motor primrio (M1), o

    crtex pr-motor, a rea motora suplementar (AMS) e a rea motora cingulada (ver

    Figura 4) 1,10.

    O M1 est situado no giro pr-central, anterior ao sulco central e controla os

    movimentos contra laterais voluntrios, em particular os movimentos finos da mo e da

    face1,16. O crtex pr-motor e a rea motora suplementar encontram-se localizados

    anteriormente a M1, no lobo frontal e ocupam toda a circunvalao pr-central17,18 -

    Figura 4a. O crtex pr-motor responsvel pela escolha, preparao, aprendizagem

    Figura 4 Representao anatmica crtex motor.

    Fonte: Stippich,2007 1

  • Ressonncia Magntica funcional -

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    11

    Figura 5 Localizao das

    referncias anatmicas.

    a Sulco central, circunvalao

    pr-central e circunvalao ps-

    central.

    b- Imagem de RM evidenciando a

    localizao do hand knob.

    Fonte: Sunaert, 2006 18

    de movimento e manuteno do movimento rpido e a AMS pelo mecanismo de

    inicializao do movimento. Ambas as regies existem nos dois hemisfrios cerebrais,

    em localizaes inter-hemisfricas equivalentes1,10.

    Est descrito na literatura que mesmo num crebro normal existem variaes

    considerveis entre a funo e a anatomia. Nos casos de tumores cerebrais pode

    existir distoro anatmica, e consequentemente as reas funcionais podem ser

    desempenhadas por outras reas do crebro4,17. Assim as reas anatmicas so

    identificadas atravs de referncias morfolgicas4

    A referncia morfolgica mais acentuada da rea motora, onde visvel, no plano

    axial, a estrutura hand knob ou mega invertido1,18 - Figura 5b.

    A correcta identificao das reas corticais eloquentes, tem um papel fundamental no

    planeamento cirrgico do tumor de modo a evitar danos permanentes na funo

    neurolgica 1,7.

  • Ressonncia Magntica funcional -

    Mapeamento do crtex motor atravs da tcnica BOLD

    12

    Captulo 3

    Metodologia

    Neste captulo descrito todo o procedimento efectuado para a aquisio das imagens

    funcionais, nomeadamente os dois protocolos, BOLD 1 e BOLD 2, que foram

    utilizados.

    3.1 Recolha de dados

    3.1.1 Equipamento utilizado

    A clnica onde o projecto foi

    desenvolvido, possui um equipamento

    de RM 1,5 T, MAGNETOM Symphony

    a Tim System Siemens , com uma

    bobine de transmisso/recepo de

    crnio com 8 canais.

    3.1.2 - Caracterizao da amostra

    Neste projecto foram estudados 34 voluntrios saudveis (sem queixas cognitivas), 23

    mulheres e 11 homens, com idades entre os 18 e 63 anos. O estudo teve um perodo

    de durao de 3 meses, entre Junho e Setembro de 2011, e foi realizado na Clnica

    Quadrantes Grupo Joaquim Chaves.

    Antes da realizao do exame, os voluntrios foram esclarecidos sobre todos os

    detalhes do exame e tambm responderam a um questionrio especfico para a

    realizao da RM (em anexo). Este estudo foi autorizado pelo Conselho de

    Administrao da Clnica Quadrantes e aprovado em comisso de tica. O

    consentimento informado foi dado a todos os voluntrios do estudo (em anexo).

    Critrios de incluso: Homens e mulheres saudveis.

    Figura 7 Sala de RM

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    13

    Critrios de excluso: homens ou mulheres com doenas neurolgicas, com

    tratamentos que pudessem interferir com a funo cognitiva, com pacemaker ou com

    material metlico.

    Critrios de eliminao: homens ou mulheres que fossem claustrofbicos ou que

    tivessem dificuldade em colaborar na correcta realizao do exame.

    3.1.3 - Procedimento exame

    3.1.3.1 - Preparao do voluntrio

    Cada voluntrio foi preparado para a realizao de exame, sendo devidamente

    instrudo relativamente metodologia do paradigma movimentar o dedo indicador da

    mo dominante para cima e para baixo.

    J com o voluntrio dentro da sala de exame, foi simulada novamente a tarefa a

    realizar e esclarecidas quaisquer dvidas ainda existentes. A fim de evitar a

    ansiedade, o movimento da cabea, possveis erros na execuo do protocolo e

    consequentemente artefactos nas imagens, houve um cuidado especial em posicionar

    os voluntrios de forma confortvel.

    3.1.3.2 Aquisio dos dados em voluntrios

    Para cada voluntrio foi realizado o protocolo estabelecido, sendo realizadas 3 sries

    de paradigmas de acordo com o protocolo BOLD 1 ou BOLD 2, de modo a adquirir as

    imagens funcionais.

    Durante a aquisio das imagens, e antes de cada bloco, foram dadas as seguintes

    instrues ao voluntrio: mexer para o perodo de actividade e parar para o perodo

    de repouso. Estas ordens eram dadas pelo Tcnico atravs do intercomunicador da

    RM.

    As aquisies das imagens, com os vrios valores de TE e vrios paradigmas foram

    adquiridas de forma alternada de modo a que no existisse qualquer tipo de influncia

  • Ressonncia Magntica funcional -

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    14

    nos resultados. Por exemplo, para o voluntrio 1 foram adquiridas as imagens com a

    seguinte ordem de valores de TE (45,50,55) enquanto para o voluntrio 2 foi utilizada

    outra ordem de valores de TE (50,55,45).

    3.1.3.3 Aquisio dos dados em pacientes

    O estudo inicialmente tinha como objectivo a aplicao do efeito BOLD j optimizada

    em pacientes oncolgicos. Infelizmente, no espao temporal em que este projecto foi

    realizado (apenas 3 meses) no foi possvel ter acesso a nenhum paciente com

    patologia oncolgica, mas foi possvel obter imagens num paciente com uma MAV

    (malformao arteriovenosa).

    Paciente do sexo masculino, com 15 anos de idade, com MAV fronto Rolndia

    esquerda residual. O doente havia sido submetido a uma embolizao e a

    radiocirurgia 3 anos antes, tendo efectuado posteriormente uma angiografia cerebral.

    O procedimento do exame realizado foi igual ao dos voluntrios.

    Neste paciente realizmos uma sequncia de alta resoluo anatmica ponderada em

    T1, para ser sobreposta s imagens funcionais, uma sequncia eco de gradiente para

    medio do campo esttico B0 e finalmente a sequncia EPI funcional, em que foi

    utilizado TE = 50 ms e um paradigma de 3 repeties.

    3.1.3.4 Aquisio de dados complementares

    Neste projecto foi realizado o mapeamento do crtex motor responsvel pelo

    movimento da mo dominante atravs do efeito BOLD. Como estudo adicional, foi

    recrutado um voluntrio para avaliar se o protocolo em desenvolvimento seria o

    adequado para realizar o mapeamento do crtex da lngua e do p.

    Foi pedido ao voluntrio, com o objectivo do mapeamento do crtex da lngua, com a

    cavidade bocal fechada, fazer movimentos ascendentes e descendentes com a lngua.

    Para o mapeamento do crtex do p, foi pedido para movimentar os dedos dos ps de

    forma ascendente e descendente.

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    15

    Neste estudo foi adquirida a RM anatmica, com os parmetros j referidos, e a RM

    funcional com um TE de 50 ms e um paradigma de 3 repeties.

    3.2- Optimizao do efeito de contaste BOLD

    3.2.1 Protocolo

    Foi realizado um protocolo standard para os voluntrios saudveis, sendo este

    composto por uma RM anatmica e RM funcional. A RM anatmica necessria para

    avaliar a anatomia cerebral, enquanto a RM funcional foi utilizada para obter os mapas

    funcionais dos crtex motor da mo dominante, tendo o exame uma durao total

    mdia de 20 minutos.

    Localizador 0:10 min.

    FLAIR axial 3:38 min.

    T1 3D alta resoluo 3:16 min.

    GRE-Field-mapping axial 1:10 min.

    EPI-GRE_ TE = 45,50,55 ou 2, 3 e 5 repeties 4.18 x 3 = 12.54 min.

    Total exame RMf

    20:28 min.

    A RM anatmica foi realizada com o seguinte protocolo: para excluso de doenas

    neurolgicas foram adquiridas imagens com ponderao FLAIR (Fluid Attenuation

    Inversion Recovery) utilizando cortes axiais. Foi tambm utilizada uma sequncia de

    alta resoluo anatmica ponderada em T1, para permitir a sobreposio das regies

    funcionais no espao anatmico.

    Na RM funcional foi primeiro realizada uma sequncia eco de gradiente, com dois

    tempos de eco diferentes (TE = 4.76 ms / TE = 9.52 ms). O objectivo era medir a

    diferena de fase correspondente ao perodo TE (4.76 ms) de forma a medir o campo

    magntico principal (B0). Para a aquisio funcional foi utilizada uma sequncia EPI,

    com 36 cortes, TE (ms) = 45, 50 e 55 (varia de acordo com o protocolo utilizado), TR =

    4000 ms, 63 volumes, campo de viso (Field of View - FOV) 250 x 250 mm2, e a matriz

    de 64 x 64.

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    16

    Foram estudados 2 grupos de voluntrios com protocolos diferentes, BOLD 1 com 15

    voluntrios e BOLD 2 com 19 voluntrios, em que a metodologia variou de acordo com

    o TE ou com o tipo de paradigma. Assim foram utilizados 3 valores de TE e 3 tipos de

    paradigmas.

    Os parmetros da sequncia EPI so apresentadas na Tabela 1, para os diferentes

    paradigmas e com os diferentes valores de TE utilizados.

    Foram efectuados 2 protocolos, como j foi referido. No protocolo BOLD 1 fez-se

    variar o paradigma (repetindo o bloco de activao 2, 3 ou 5 vezes mantendo

    constante o nmero total de volumes adquiridos), enquanto para o protocolo BOLD 2

    se fez variar o valor de TE (45,50 e 55 ms).

    As imagens EPI adquiridas so ponderadas em T2*, de modo a evidenciar a diferena

    de sinal entre os estados de activao e de repouso. A ponderao T2* depende do

    valor de TE utilizado, pelo que a escolha de um valor de TE ptimo permitir

    maximizar o contraste entres os dois sinais medidos.

    Se o TE muito curto, no haver diferena significativa entre as curvas do estado de

    repouso e do estado de activao, logo o contraste BOLD reduzido. Por outro lado

    Protocolo

    TE

    (ms)

    Paradigma

    N volumes

    durante cada

    bloco de activao

    BOLD 1

    50 2 Repeties 15

    50 3 Repeties 10

    50 5 Repeties 6

    BOLD 2

    45

    3 Repeties

    10

    50 3 Repeties 10

    55 3 Repeties 10

    Tabela 1 Parmetros tcnicos utlizados para a aquisio dos protocolos

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    17

    se o TE for demasiado longo, h menos sinal disponvel para qualquer um dos estados

    devido relaxao. De forma a obter o sinal mximo do efeito BOLD para uma

    determinada regio, o valor do TE deve ser aproximadamente igual ao T2* da matria

    cinzenta 19.

    Aps uma pesquisa na literatura para ver que valor de TE normalmente utilizado a

    1.5T e tendo como referncia o protocolo disponibilizado pelo fabricante, foi

    inicialmente escolhido o valor de TE=50 ms, sendo este o valor utilizado no protocolo

    BOLD 1 nos vrios paradigmas. No protocolo BOLD2, fez-se variar o valor de TE de

    forma a maximizar o sinal BOLD. Estudos efectuados10 em equipamentos de 3.0T

    mencionam que para esse valor de campo, o TE ptimo pode ir at aos 40 ms. Sendo

    esperado um valor de T2* mais longo a 1.5T uma vez que a intensidade do campo

    mais baixa, o valor mnimo de TE testado foi de 45 ms. Foi escolhido um valor superior

    de TE de 55 ms, de modo a que os intervalos estudados fossem simtricos.

    Para o estudo do crtex motor, foram seleccionados 36 cortes orientados

    tangencialmente superfcie cerebral. Para cada plano de corte foi obtida uma

    imagem funcional e a aquisio repetida, para se obterem 60 volumes divididos em

    perodos de activao e perodos de repouso. Para permitir que o sinal fosse medido

    aps se ter atingido um estado estacionrio foram adquiridos 3 volumes extra no incio

    de cada paradigma. Estes volumes foram excludos da anlise.

    Neste projecto, os paradigmas em bloco utilizados variaram de acordo com alguns

    parmetros, apresentados na Tabela 2. Os nmeros de blocos de activao utilizados

    foram 2, 3 e 5, representados na Figura 6, em que os perodos de activao e de

    repouso, variaram entre os 24 e 60 segundos.

    Nmero de blocos de

    Activao Durao (segundos) N de volumes

    2 60 15

    3 40 10

    5 24 6

    Tabela 2 Parmetros dos paradigmas

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    18

    O objectivo do protocolo BOLD 2 foi estudar o impacto da variao do valor do TE.

    Para tal foi utilizado o paradigma em bloco de 3 repeties, visto ser este que

    mostrava maior conforto aos voluntrios.

    3.3 - Processamento de imagem

    Aps a aquisio das imagens de RM anatmicas e funcionais, necessrio realizar o

    pr e ps-processamento destes. Foi realizada na Workstation Leonardo - NEURO 3D

    e de forma complementar utilizando a FMRIB Software Library - (FSL) 10.

    O FSL foi utilizado para a confirmao da activao de cada voluntrio, tendo a

    vantagem de permitir um maior controlo do utilizador sobre todos os parmetros

    utilizados na anlise. O programa FSL composto por vrios mdulos para a anlise

    de imagens mdicas e foi utilizado em particular o FEAT (FMRI Expert Analysis Tool),

    verso 5.98, para detectar a activao cerebral baseada nas alteraes do sinal

    BOLD10.

    Figura 6 Esquema representativo dos vrios paradigmas: a 2 repeties; b 3 repeties;

    c 5 repeties.

    A Perodo de activao, B Perodo de repouso

    A A A B B B

    A B B A

    B A B B B A A A A B

    a

    b

    c

    t

    t

    t

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    19

    Para a anlise dos dados de RMf existem 3 etapas fundamentais: pr-processamento,

    anlise estatstica e a apresentao das imagens de activao.

    3.3.1 Processamento dos dados funcionais no FSL

    A etapa do pr-processamento importante de modo a eliminar alguns artefactos nas

    imagens de forma a aumentar a sensibilidade na anlise estatstica, permitindo assim

    obter melhores resultados. A anlise estatstica o processo mais importante na

    anlise dos dados de RMf.

    Assim, antes da anlise estatstica so realizadas algumas etapas de pr-

    processamento, independentes entre si. Estes passos incluem: correco de

    movimentos, correco temporal, filtragem espacial e filtragem temporal1,10.

    Correco do movimento

    O movimento da cabea, durante a aquisio das imagens uma das principais fontes

    de artefactos. Movimentos respiratrios, ou outros movimentos involuntrios podem

    provocar alteraes na intensidade dos pixels das imagens adquiridas. Alm disso,

    uma vez que a anlise estatstica realizada individualmente para cada pixel tendo

    em conta a evoluo temporal do sinal, antes de iniciar esta anlise, necessrio

    assegurar que todos os volumes adquiridos se encontram alinhados. So por isso

    realizadas correces dos movimentos, tendo em conta possveis translaes e

    rotaes da cabea1,10.

    Correco temporal

    De modo a que a anlise dos dados seja o mais correcta possvel tambm

    importante realizar uma correco temporal do sinal. Na RMf so adquiridos volumes

    de imagens. Cada volume contm vrias imagens, mas estas no so todas

    adquiridas ao mesmo tempo. As sries temporais podem por isso ser corrigidas de

    modo a que fiquem alinhadas, em fase. O mtodo mais frequentemente utilizado neste

    tipo de correco a interpolao temporal1,10.

  • Ressonncia Magntica funcional -

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    20

    Filtragem espacial

    A aplicao de um filtro espacial nas imagens, permite aumentar a relao sinal-rudo

    (RSR) das imagens. Contudo, os filtros de suavizao eliminam ou atenuam as altas

    frequncias da imagem, resultando numa reduo da resoluo espacial. Deve

    procurar-se, por isso, um equilbrio entre aumentar a RSR a manter a resoluo

    espacial da imagem funcional1,10.

    Filtragem temporal

    Uma melhoria da RSR pode ser realizada tambm com a filtragem temporal. Este filtro

    tem como objectivo remover as oscilaes de alta frequncia na srie temporal como,

    por exemplo, oscilaes associadas aos ciclos cardaco e respiratrio, ao mesmo

    tempo que preservado o sinal de interesse, nomeadamente as frequncias definidas

    pela estrutura temporal do paradigma utilizado.

    Como todas as imagens adquiridas so exportadas pelo scanner em formato DICOM

    (Digital Imaging and Communication in Medicine), antes de mais necessrio

    convert-las para o formato NIfTI (Neuroimaging Informatics Technology Initiative) de

    modo a que os dados possam se analisados no FSL. Seguidamente foi removido o

    osso do crnio das imagens anatmicas usando o Brain Extraction Tool (BEAT). Para

    a anlise estatstica foi utilizada a ferramenta FEAT. Esta uma ferramenta que

    realiza tambm as fases de pr-processamento, sendo aplicada a correco do

    movimento (MCFLIRT), so tambm inseridos os valores de TE (na opo Data) e o

    tipo e caractersticas do paradigma usado (opo Stats) 10.

    Aps estar concluda a anlise efectuada pelo FEAT, so obtidas as imagens

    resultantes do t-test efectuado, indicando as regies onde o sinal variou de forma

    significativa quando comparados os perodos de activao e repouso. O programa

    calcula, para cada pixel, o coeficiente de activao e o correspondente Z-score.

    Com os dados totais registados da activao, com a mdia () da populao e com o

    desvio padro () da mesma, possvel calcular Z-score atravs da frmula:

    http://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=web&cd=1&ved=0CBwQFjAA&url=http%3A%2F%2Fnifti.nimh.nih.gov%2F&ei=09cKT7fYFJHoOc_IudYC&usg=AFQjCNFmUrbByLjsA15X5jTqxM2tHdAf-g&sig2=m6GCCSlV0toreEC-xzqaqw

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    21

    Este est relacionado com a intensidade da activao obtida nas imagens funcionais,

    e foi por isso utilizado como um indicativo do nvel de activao atingido. O z-score

    mdio foi registado e comparado para cada voluntrio nas regies activadas.

    Foi utilizado um limiar mnimo de 2.3 para definir que voxels foram activados durante a

    realizao da tarefa pelo que pixels com valores de z-score inferiores a 2.3 no

    aparecem nos mapas de activao. Este valor utilizado por defeito mas pode ser

    alterado para o valor que for pretendido.

    Para cada voluntrio foi registado o nmero de pixels com activao, de acordo com o

    TE ou paradigma estudado, e estes foram comparados entre si.

    3.3.2 Processamento dos dados funcionais na Workstation Leonardo

    Para comparao, para alm do FSL, foi tambm utilizado o software da workstation

    Leonardo. Aps adquiridos os dados funcionais, estes foram enviados para a

    workstation para anlise qualitativa.

    Os volumes das imagens foram carregados na aplicao Neuro 3D de modo a que as

    imagens funcionais ficassem sobrepostas s imagens anatmicas. O mapa do campo

    B0 estimado utilizado automaticamente de forma a corrigir as distores geomtricas

    das imagens EPI adquiridas. Os dados funcionais da aquisio BOLD foram

    processados de modo a avaliar-se o nvel de activao atingida. Com as ferramentas

    disponveis possvel visualizar as imagens em 2D e/ou 3D, o que permite uma

    anlise mais detalhada da localizao da activao.

    O limiar de activao utilizado por defeito nesta workstation de 4.0, valor que se

    optou por manter, uma vez que o mais provvel que futuros utilizadores do protocolo

    de aquisio utilizem os valores standard e no explorem o efeito da variao deste

    parmetro.

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    22

    3.4 - Ferramenta de anlise estatstica

    Os resultados obtidos pela anlise de imagens funcionais (volume e nvel de

    activao) processaram-se estatisticamente atravs do programa SPSS (Statistic

    Package for the Social Sciences.

    Neste estudo pretende-se avaliar qual o melhor valor de TE e qual o melhor paradigma

    a ser utilizado para a aquisio de imagens funcionais. Foi realizado o teste da

    normalidade, pois no estudo efectuado as amostras so de 15 e 19 voluntrios, tendo

    sido realizados protocolos diferentes como j foi referido.

    Como o teste de normalidade no foi positivo em qualquer dos casos, foi utilizado um

    teste no paramtrico - o teste de Kruskal-Wallis ou anlise de varincia pelos

    nmeros de ordem, para comparar as medianas entre os grupos20.

    Foram efectuados dois testes diferentes com as seguintes hipteses:

    Nmero de pixels:

    Hiptese nula (H0): o nmero dos pixels activados no varia com o nmero de

    repeties no protocolo BOLD 1 (teste 1) e no varia com o valor de TE para o

    protocolo BOLD 2 (teste 2).

    Hiptese alternativa (H1): o nmero dos pixels activados varia com nmero de

    repeties no protocolo BOLD 1 (teste 1) e varia com o valor de TE para o protocolo

    BOLD 2 (teste 2).

    Z-score mdio:

    Hiptese nula (H0): o z-score mdio no varia com o nmero de repeties no

    protocolo BOLD 1 (teste 1) e no varia com o valor de TE para o protocolo BOLD 2

    (teste2).

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    23

    Hiptese alternativa (H1): o z-score mdio varia com nmero de repeties no

    protocolo BOLD 1 (teste 1) e varia com o valor de TE para o protocolo BOLD 2 (teste

    2).

    O objectivo do teste Kruskal-Wallis verificar se h diferenas significativas, com um

    nvel de significncia de 5%, para o nmero de pixels activos e para o z-score mdio

    em cada sequncia de imagens20.

  • Ressonncia Magntica funcional -

    Mapeamento do crtex motor atravs da tcnica BOLD

    24

    Captulo 4

    Resultados

    Neste captulo so apresentados os resultados obtidos pelos protocolos efectuados

    durante o estudo, BOLD 1 (variao de paradigma) e BOLD 2 (variao valores TE).

    Como se pretendia definir qual o melhor valor de TE e qual o melhor paradigma a

    utilizar para obter imagem funcionais, foi preciso analisar cada conjunto de imagens de

    modo a verificar se existia ou no activao, e de que forma variou a activao de

    acordo com os parmetros em estudo. Foram analisadas a intensidade e extenso da

    activao.

    Da RM anatmica foram obtidas as imagens de alta resoluo ponderadas em T1, ver

    Figura 8, e a partir de uma sequncia eco de gradiente com dois tempos de eco

    diferentes, foi calculado um mapa do campo magntico principal (B0), figura 9.

    Figura 8 Imagens RM ponderadas em T1 de alta resoluo. A plano sagital; B plano coronal; C plano

    axial

    Figura 9 Mapa do campo esttico B0

    obtido a partir de imagens de eco de

    gradiente obtidas com2 tempos de eco

    diferentes

    A B C

  • Ressonncia Magntica funcional -

    Mapeamento do crtex motor atravs da tcnica BOLD

    25

    4.1 Resultados paradigma

    Nos 15 voluntrios estudados, que realizaram o protocolo BOLD 1, foi obtida activao

    em todas as aquisies, com os vrios paradigmas, no crtex motor da mo

    dominante. Como exemplo so apresentadas nas Figuras abaixo (10 e 11), imagens

    obtidas para o mesmo voluntrio, analisadas utilizando o FSL e a Workstation

    Leonardo.

  • Ressonncia Magntica funcional -

    Mapeamento do crtex motor atravs da tcnica BOLD

    26

    Figura 10 Mapas de activao obtidos no FSL, com limiar 2.3. A - 2 Repeties TE 50; B 3

    Repeties TE 50; C 5 Repeties TE 50, para o mesmo voluntrio.

    2.3 10.8

    2.3 9.6

    2.3 9.0

    A

    B

    C

  • Ressonncia Magntica funcional -

    Mapeamento do crtex motor atravs da tcnica BOLD

    27

    Figura 11 Mapas de activao obtidos na workstation

    Leonardo, com limiar 4.0. A - 2 Repeties TE 50; B 3

    Repeties TE 50; C 5 Repeties TE 50, para o mesmo

    voluntrio.

    C

    B

    A

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    Mapeamento do crtex motor atravs da tcnica BOLD

    28

    O resultado do nmero de pixels activados com a variao das repeties com limiar

    2.3 apresentado no grfico 1 e com limiar 4.0 no grfico 2 (valores em anexo). Os

    grficos mostram o nmero mdio de pixels que foram activados, com barras de erro

    correspondentes ao desvio padro associado.

    Nos grficos abaixo apresentado o z-score mdio para os diferentes paradigmas

    com barras de erros correspondentes ao desvio padro (valores em anexo). O limiar

    de z-score utilizado para definir activao foi de 2.3 no grfico 3 e 4.0 no grfico 4.

    Grfico 1 Mdia do nmero de pixels

    activados com limiar de 2.3.

    Grfico 2 Mdia do nmero de pixels

    activados com limiar de 4.0.

    Grfico 3 z-score mdio com limiar de 2.3. Grfico 4 z-score mdio com limiar de 4.0.

  • Ressonncia Magntica funcional -

    Mapeamento do crtex motor atravs da tcnica BOLD

    29

    Na Tabela 3, so apresentados os resultados obtidos com o teste estatstico de

    Kruskal-Wallis.

    Considerando as vrias repeties (2,3,5) e um z-score de 2.3, o valor de p 0,106, o

    que significa que as diferenas entre as vrias repeties no so significativas para

    um nvel de significncia (valor p) de 5%, pelo que no possvel rejeitar a hiptese

    H0. Verificamos a mesma situao para o limiar de 4.0, uma vez que o valor p de

    0,521 e portanto igualmente superior a 0,05 (ver tabela acima).

    O teste de Kruskal-Wallis permite portanto concluir que, para um nvel de confiana de

    95% os valores obtidos com diferentes tipos de paradigmas no so significativamente

    diferentes.

    2.3 TE =50 4.0 TE =50

    BOLD 1 BOLD 1

    Pixel p = 0,106 Pixel p = 0,521

    Z-score p = 0,294 Z-score p = 0,239

    Tabela 3 - Resultados estatsticos obtidos relativamente variao do paradigma

  • Ressonncia Magntica funcional -

    Mapeamento do crtex motor atravs da tcnica BOLD

    30

    4.2 Resultados TE

    Nos 19 voluntrios estudados, que realizaram o protocolo BOLD 2, foi obtida activao

    no crtex motor da mo dominante, em todas as aquisies, como podemos visualizar

    nas imagens abaixo analisadas atravs do FSL e na Workstation Leonardo, do mesmo

    voluntrio.

  • Ressonncia Magntica funcional -

    Mapeamento do crtex motor atravs da tcnica BOLD

    31

    Figura 12 Mapas de activao obtidos no FSL, com limiar 2.3. A - 3 Repeties TE 45; B 3

    Repeties TE 50; C 3 Repeties TE 55, para o mesmo voluntrio.

    2.3 8.9

    2.3 9.3

    2.3 7.8

    A

    B

    C

  • Ressonncia Magntica funcional -

    Mapeamento do crtex motor atravs da tcnica BOLD

    32

    A

    B

    C

    A

    B

    C

    Figura 13 Mapas de activao obtidos na workstation

    Leonardo, com limiar 4.0. A 3 Repeties TE 45; B 3

    Repeties TE 50; C 3 Repeties TE 55, para o mesmo

    voluntrio.

  • Ressonncia Magntica funcional -

    Mapeamento do crtex motor atravs da tcnica BOLD

    33

    O resultado para o nmero de pixels activados com a variao do TE com limiar 2.3

    apresentado no grfico 5 e com limiar 4.0 no grfico 6 (valores em anexo). Os grficos

    mostram o nmero mdio de pixels que foram activados e o respectivo desvio padro.

    Resultados para o Z-score com a variao do TE, com limiar 2.3 mostrado no grfico

    7 e com limiar 4.0 no grfico 8 (valores em anexo). Os grficos mostram a mdia do Z-

    score e o respectivo desvio padro.

    Grfico 7 z-score mdio com limiar de 2.3. Grfico 8 z-score mdio com limiar de 4.0.

    Grfico 5 Mdia do nmero de pixels

    activados com limiar de 2.3.

    Grfico 6 Mdia do nmero de pixels

    activados com limiar de 4.0.

  • Ressonncia Magntica funcional -

    Mapeamento do crtex motor atravs da tcnica BOLD

    34

    De acordo com o teste estatstico de Kruskal-Wallis, se for aceite a hiptese nula (H0)

    possvel concluir que o nmero de pixels activados durante a realizao do

    paradigma no varia com os diferentes valores de TE.

    Se a hiptese alternativa (H1) for aceite, significa que o nmero de pixels activados

    varia com os diferentes valores de TE. Na Tabela 4 so apresentados os resultados

    obtidos para este teste.

    Para um nvel de significncia (P-value) de 5%, para os 3 valores de TE (45, 50, 55)

    com limiar de 2.3, o valor de p de 0,524 pelo que verificamos que as diferenas no

    so significativas entre os 3 valores de TE e no podemos por isso rejeitar a hiptese

    H0. O mesmo acontece para o limiar de 4.0, uma vez que P-value superior a 0,05

    (ver tabela acima).

    Assim, o teste de Kruskal-Wallis permite concluir que para um nvel de confiana de

    95%, os valores obtidos com diferentes valores de TE, no so significativamente

    diferentes.

    2.3 Paradigma 3 4.0 Paradigma 3

    BOLD 2 BOLD 2

    pixel p = 0,524 pixel p = 0,401

    Z-score p = 0,228 Z-score p = 0,354

    Tabela 4 - Resultados estatsticos obtidos relativamente variao do TE

  • Ressonncia Magntica funcional -

    Mapeamento do crtex motor atravs da tcnica BOLD

    35

    4.3 Resultados do paciente com MAV

    No paciente estudado, foi obtida activao no crtex motor da mo dominante. A

    aquisio das imagens foi realizada com valor de TE de 50 ms e um paradigma de 3

    repeties, como podemos visualizar nas imagens apresentadas abaixo, analisadas

    atravs do FSL e na Workstation Leonardo.

    Figura 14 Mapa de activao obtido na workstation

    Leonardo mapeamento crtex do crtex motor do paciente

    com MAV, com limiar 4.0.

    Figura 15 Mapa de activao obtido no

    FSL mapeamento crtex do crtex motor

    do paciente com MAV, com limiar 2.3.

    2.3 5.6

  • Ressonncia Magntica funcional -

    Mapeamento do crtex motor atravs da tcnica BOLD

    36

    4.4 Resultados dos dados complementares

    No voluntrio estudado para a aquisio de dados funcionais da lngua e do p, foi

    obtida activao nos dois casos.

    Foram analisadas as imagens funcionais obtidas e verificamos que houve activao na

    zona esperada, de acordo com o mapa somatotpico. Isso mostra que o efeito de

    contraste BOLD, tem resultado no s no crtex motor da mo mas tambm nas

    regies que controlam a lngua e o p, ver figuras 16 e 17.

    Figura 16 Mapa de activao obtido na workstation Leonardo

    mapeamento crtex do crtex motor da lngua, com limiar 4.0.

    Figura 17 Mapa de activao obtido no FSL

    mapeamento crtex do crtex motor da lngua,

    com limiar 2.3.

    2.3 6.0

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    37

    Figura 19 Mapa de activao obtido no FSL mapeamento crtex do crtex motor do p direito, com limiar 2.3.

    Figura 18 Mapa de activao obtido na workstation

    Leonardo mapeamento crtex do crtex motor do p

    direito, com limiar 4.0.

    2.3 4.2

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    38

    Captulo 5

    Discusso / Concluso

    Neste captulo so discutidos todos os resultados obtidos, de modo a apresentar uma

    sntese do trabalho realizado durante os 3 meses. So ainda apresentadas algumas

    das limitaes do estudo e as dificuldades encontradas durante a aquisio dos

    dados.

    5.1 Tipo paradigma

    O que se pretendia era escolher o paradigma que permitisse obter de forma

    reprodutvel activao no crtex motor correspondente mo dominante.

    Os paradigmas utilizados tinham em comum o nmero de volumes adquiridos: 60 + 3.

    Partindo deste valor foram criados os 3 tipos de paradigma (2, 3 e 5 repeties) em

    que o nmero de volumes correspondente a cada bloco de activao variou, de forma

    a perceber qual seria o mais indicado para este estudo. Foi tido em conta a durao

    do bloco de activao, evitando-se que este fosse demasiadamente longo, para que

    os voluntrios no ficassem demasiadamente cansados e por isso no executassem o

    paradigma de forma incorrecta. Por outro lado, procurou-se tambm que a durao de

    cada bloco de activao no fosse demasiadamente curta, havendo tempo para que a

    resposta hemodinmica terminasse antes do incio do bloco de repouso seguinte.

    O paradigma com 2 repeties, como j foi referido, tem perodos de activao e de

    repouso com uma durao de 60 segundos cada. possvel que, apesar do cuidado

    tido, estes perodos sejam ainda assim demasiado longos e que alguns voluntrios

    tenham ficado cansados, levando a que possam no ter executado a tarefa de forma

    adequada durante a sua durao completa. Uma das consequncias poder ter sido

    uma variao da frequncia do movimento, e eventualmente mesmo uma paragem

    completa o que teria um impacto negativo nos resultados.

    O paradigma com 3 repeties, tem perodos de activao e de repouso com 40

    segundos cada, permite que o tempo entre cada tarefa seja distribudo de forma mais

  • Ressonncia Magntica funcional -

    Mapeamento do crtex motor atravs da tcnica BOLD

    39

    razovel e que j no seja to cansativa a sua execuo comparativamente com o

    paradigma anterior.

    O ltimo paradigma, com 5 repeties de perodos de activao e repouso mais curtos

    (24 segundos) levava a que existissem mais momentos de transio. Estes momentos

    podem estar associados a um nvel mais elevado de artefactos de movimento, para

    alm de provocarem mais oscilaes no sinal BOLD.

    Aps a realizao do protocolo BOLD 1, aos 15 voluntrios, foi pedido o seu feedback

    relativamente s tarefas que realizaram. A maioria dos voluntrios referiu que o

    paradigma com 3 repeties o mais confortvel de realizar e que o tempo est bem

    dividido entre estar a realizar a tarefa e estar em repouso. Com esta informao dos

    voluntrios e com a verificao na Workstation Leonardo, que este paradigma tinha

    activao em todos os eles, foi decidido entre os elementos que participam neste

    projecto que este paradigma seria utilizado no protocolo BOLD 2, no qual apenas h

    variao do TE.

    No entanto, de acordo com os resultados obtidos, verificamos que no h diferena

    significativa entre os diferentes paradigmas. Porm, comparando os resultados obtidos

    para os diferentes paradigmas, verificou-se que o desvio padro associado ao

    resultado obtido com o paradigma de 3 repeties bastante mais baixo que os

    restantes, o que significa que a activao adquirida foi a mais constante e coerente

    entre os 15 voluntrios.

    Quando so realizados estudos com voluntrios, necessrio analisar todos os dados

    adquiridos de forma crtica. Esta situao deve-se ao facto de ser possvel que um ou

    mais voluntrios possa(m) realizar a tarefa de forma incorrecta. Se tal tivesse

    acontecido de forma bvia no presente estudo, ter-se-ia optado por excluir os dados

    desse(s) voluntrios para evitar uma reduo no efeito observado21.

    As aquisies foram realizadas alterando a ordem das vrias sequncias, para que

    esta no influenciasse os resultados finais. Se a ordem da realizao das tarefas for

    sempre a mesma pode influenciar os resultados, pois pode levar a que o voluntario

    crie uma habituao ao longo do tempo, por exemplo.

  • Ressonncia Magntica funcional -

    Mapeamento do crtex motor atravs da tcnica BOLD

    40

    de salientar que, antes da aquisio se teve o cuidado de treinar e explicar todo o

    procedimento aos voluntrios, de modo a evitar que este problema surgisse neste

    estudo.

    Como todos os voluntrios cooperaram de forma positiva e os resultados obtidos

    foram os esperados, podemos concluir que a realizao dos paradigmas foi realizada

    com sucesso.

    De facto, encontrar o paradigma mais adequado para os voluntrios e a sua aplicao

    em pacientes com patologia no a mesma coisa. possvel ajustar o paradigma,

    relativamente ao nvel da dificuldade, a cada paciente e de acordo com a sua

    patologia. Para tal, antes da realizao da sesso de RMf fundamental que se

    efectue um treino com o paciente de modo a permitir a avaliao da situao.

    Quando aplicado o paradigma existe um atraso entre o sinal BOLD mximo e o incio

    da tarefa, sendo esta uma das limitaes neste processo de aquisio de imagens. A

    resposta hemodinmica pode levar at 6 segundos. A resposta hemodinmica (HRF-

    Hemodynamic Response Function) foi modelada de forma a ter em conta o seu efeito

    no sinal BOLD nos perodos de transio, como ilustrado na Figura 20 para tal foi

    utilizada a funo HRF standard no FEAT. Os 3 primeiros volumes foram excludos

    para permitir que a magnetizao longitudinal alcanasse um estado estacionrio.

    Figura 20 - Diagrama do paradigma em blocos. Fonte: Siemens 10

  • Ressonncia Magntica funcional -

    Mapeamento do crtex motor atravs da tcnica BOLD

    41

    Assim verifica-se que a escolha do design do paradigma bastante relevante na

    aquisio das imagens, pois uma escolha cuidada contribui para a obteno de bons

    resultados nas imagens funcionais.

    A aplicao do paradigma motor apresenta alguns problemas, pois depende

    unicamente do voluntrio. Por esse motivo, os paradigmas que foram utilizados neste

    projecto foram pensados para que no s os voluntrios os conseguissem executar

    mas tambm os pacientes com patologia.

    O resultado obtido depende da correcta realizao do paradigma, se este no for

    realizado de forma eficiente, a regio alvo pode no apresentar uma variao de sinal

    estatisticamente significativa.

    5.2 Variao TE

    De acordo com alguns estudos efectuados19,22,23, a forma de aumentar a sensibilidade

    da medio neuronal atravs da utilizao de sequncias ponderadas em T2*e

    escolher o TE adequado, de modo a optimizar a aquisio das imagens em estudo. A

    ponderao T2* adquirida na imagem depende do valor de TE.

    Se o TE muito curto, no haver diferena significativa entre as curvas do estado de

    repouso e do estado de activao de T2*, logo o contraste BOLD reduzido. No

    entanto se o TE for muito longo, no ir haver sinal de qualquer um dos estados. De

    forma a obter o sinal mximo do efeito BOLD para uma determinada regio, o valor do

    TE deve ser aproximadamente igual ao T2* da substncia cinzenta19.

    A homogeneidade do campo magntico tambm importante, pois influencia o valor

    de TE ptimo para a aquisio de dados funcionais10.

    Como j foi referido o efeito BOLD medido em imagens ponderadas em T2* e

    ento influenciado pelos efeitos dos gradientes de B0, ou seja, em regies com uma

    grande diferena de susceptibilidade entre tecidos (por exemplo seios peri nasais), a

    RSR reduzida, existindo reas que perdem mesmo o sinal.

  • Ressonncia Magntica funcional -

    Mapeamento do crtex motor atravs da tcnica BOLD

    42

    Vrios autores referem tambm que TEs curtos reduzem os artefactos de

    susceptibilidade, mas aumenta a relao sinal rudo (RSR) o que permite obter um

    menor sinal BOLD, em regies afectadas pelos artefactos19,22.

    Existem outros parmetros que tambm podem ter um efeito significativo sobre o

    efeito BOLD, tais como o tamanho do voxel, a espessura do corte, e o TR, sendo que

    neste projecto analismos apenas o TE e o paradigma10.

    De acordo com os resultados obtidos, verificmos que para vrios valores de TE

    testados se obteve activao, sendo possvel identificar correctamente o crtex motor.

    Visto que a nossa zona de interesse no afectada directamente pelas regies onde

    os artefactos de susceptibilidade se fazem sentir com mais intensidade, utilizar um

    valor de TE curto no ir afectar o sinal BOLD19.

    Durante a aquisio das imagens funcionais, foi tido em conta o cansao que poderia

    existir aps alguns minutos da realizao da tarefa motora. Visto que cada protocolo

    tem 3 aquisies de imagens e para que estas fossem efectuadas de forma constante

    e sem influncias do voluntrio, as imagens funcionais foram adquiridas com um

    intervalo de segurana de 2 minutos, entre cada sequncia, de modo a que todas as

    aquisies fossem realizadas com um movimento constante e regular.

    Neste projecto, como j foi mencionado, foram utilizados 3 valores de TE. Estes

    valores de TE foram escolhidos de acordo com a pesquisa bibliogrfica realizada

    anteriormente, e tendo como base o valor de TE pr-definido no equipamento de RM

    utilizado.

    Foram utilizados os valores de TE de 45, 50, e 55 ms para a aquisio de imagens

    funcionais. Estes valores foram seleccionados com um intervalo simtrico de modo a

    tentar perceber de que forma que varia a activao do crtex motor em funo do

    valor de TE. Outros estudos foram efectuados com o mesmo objectivo mas o intervalo

    de variao era substancialmente maior 23,24.

    Os resultados obtidos mostram que no h diferenas significativas entre os valores

    de TE utilizados, ou seja, para cada um dos valores de TE aplicados foi possvel obter

    contraste BOLD na imagem.

  • Ressonncia Magntica funcional -

    Mapeamento do crtex motor atravs da tcnica BOLD

    43

    Tal como aconteceu para os resultados dos vrios tipos de paradigma, aqui tambm

    obtivemos resultados interessantes. Como j foi referido, comparando os resultados

    para os diferentes TEs, no foram obtidas diferenas estatisticamente significativas,

    mas o desvio padro obtido para o TE de 50 foi relativamente mais baixo comparado

    com os outros valores, isto significa que a activao adquirida com este tempo de eco

    foi mais persistente e coerente entre os 19 voluntrios.

    Como concluso deste projecto, a RMf uma tcnica fundamental na investigao

    funcional do crebro humano. Esta tcnica complexa, precisa de ser aplicada de

    forma cuidada e planeada de acordo com a situao que estamos a estudar.

    tambm importante a compreenso dos mecanismos fisiolgicos subjacentes ao efeito

    de contraste BOLD.

    Para os 34 voluntrios estudados, a RMf mostrou eficcia na localizao do crtex

    motor para os vrios paradigmas utilizados.

    De acordo com o que foi referido no estado de arte, tambm conclumos que a RMf

    um mtodo sensvel e especifico para o mapeamento do crtex motor, mas ainda no

    est totalmente estabelecida como mtodo de diagnstico.

    Em suma, optimizou-se o protocolo de mapeamento do crtex motor atravs do efeito

    BOLD em voluntrios saudveis, para aplicaes posteriores em pacientes com

    patologia.

    As limitaes inerentes a este estudo prendem-se, nomeadamente, com o tempo til

    para a aquisio de dados, com o tipo e tamanho de amostras, que podem

    comprometer a generalizao dos dados obtidos.

    Outra limitao prende-se com facto de no ter sido possvel ter acesso a pacientes

    oncolgicos com leses prximas ou at mesmo no crtex motor. Esta limitao foi

    crucial, pois no foi possvel aplicar esta tcnica optimizada em pacientes com doena

    e verificar a sua importncia, apenas aplicmos a um paciente com uma MAV.

  • Ressonncia Magntica funcional -

    Mapeamento do crtex motor atravs da tcnica BOLD

    44

    Captulo 6

    Pesquisa Futura

    O presente estudo deixa em aberto algumas reas de pesquisa futura, no que diz

    respeito utilizao e combinao com outras tcnicas.

    Da realizao deste projecto de investigao verifica-se que a RMf tem vindo a ser

    cada vez mais utilizada em estudos para o mapeamento cerebral, quer em indivduos

    saudveis quer em pacientes com patologias diversas, nomeadamente em oncologia.

    A aplicao da RMf nestes pacientes para a realizao da cirurgia importante, pois o

    conhecimento exacto da localizao das reas cerebrais circundantes do tumor

    poder permitir evitar danos permanentes funo neurolgica.

    A RM bastante utilizada para detectar a actividade neuronal atravs do efeito BOLD,

    mas existem diferentes mtodos que seria interessante explorar, como a ASL. Este

    mtodo permite estudar a perfuso cerebral utilizando as molculas de gua como

    traador endgeno. Segundo estudos j efectuados 25, este mtodo mais robusto

    que o efeito BOLD e mais consistente em todas as aquisies efectuadas. Apesar

    das potenciais vantagens, a ASL uma tcnica ainda pouco utilizada para a

    realizao da RMf, pelo facto de ser necessria uma sequncia de aquisio

    especialmente dedicada a esta tcnica que ainda pouco comercializada.

    A combinao da RMf com outras tcnicas (EEG / MEG) tem tambm sido alvo de um

    interesse crescente, uma vez que estas permitem obter informao complementar

    relativamente RMf devido elevada resoluo temporal que permitem atingir. No

    caso da EEG, existe ainda a grande vantagem de ser possvel obter registos de EEG

    durante o exame de RMf.

    Em estudos futuros, seria ainda interessante complementar o protocolo implementado

    utilizando tambm outras tcnicas de RM, tais como a espectroscopia e o tensor de

    difuso (DTI).

  • Ressonncia Magntica funcional -

    Mapeamento do crtex motor atravs da tcnica BOLD

    45

    A tcnica de RMf BOLD no depende apenas dos parmetros aqui estudados,

    existindo outros que tambm podem ter um efeito significativo sobre o contraste obtido

    e que deveriam ser motivo de estudo, como por exemplo: o tempo de repetio (TR),

    espessura de corte e tamanho do voxel.

    Para completar o estudo aqui apresentado, seria interessante fazer uma anlise de

    mais valores de TE com intervalos curtos e tambm minimizar o tempo de aquisio,

    pois pode ter importncia na prtica clnica.

    Finalmente, um desafio persistente em RMf a aplicao em campos magnticos

    cada vez mais elevados, com o objectivo de melhorar a RSR e obter melhores

    resolues espacial e temporal.

  • Ressonncia Magntica funcional -

    Mapeamento do crtex motor atravs da tcnica BOLD

    46

    Captulo 7

    Referncias bibliogrficas

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    Anexo II