Desenvolvimento de uma interface de visualização de conectividade cerebral usando realidade virtual e controlo por gestos

A presente dissertação foi desenvolvida em colaboração com o Instituto de Biofísica e Engenharia Biomédica(IBEB/FCUL)

Imagem por curtose de difusão em doenças neurodegenerativas

A presente dissertação foi desenvolvida em colaboração com o Instituto de Biofísica e Engenharia Biomédica (IBEB/FCUL) e com o serviço de Neurologia do Hospital de Santa Maria (HSM).

Conectividade efectiva em epilepsia

A epilepsia é uma das mais comuns patologias que afectam o cérebro humano e caracteriza-se por uma actividade cerebral oscilatória desordenada e excessiva que prejudica gravemente a qualidade de vida do doente. Com o objectivo de detectar o percurso da actividade cerebral anormal a ressonância magnética, em conjunto com a técnica de electroencefalografia (EEG) têm evoluído no sentido de tornar a identificação do foco epiléptico e respectivas vias de propagação mais clara e fácil para o neurocirurgião. Esta detecção pode recorrer ao efeito BOLD (do inglês “Blood Oxygenation Level Dependent”) para, de forma indirecta, obter um mapa de activação neuronal da zona em estudo contribuindo para uma possível intervenção cirúrgica à área epiléptica. No entanto, para chegar a uma conclusão definitiva sobre este mapa neuronal é necessário ter em conta que diferentes regiões podem apresentar HRFs (do inglês “Hemodynamic Response Functions”) diferentes, influenciando o resultado de qualquer análise se este facto não for tido em conta. Na presente dissertação foi aplicado um método de cálculo de influência causal entre regiões do cérebro humano a dados de epilepsia obtidos através da técnica EEG+fMRI. Foram utilizadas técnicas de conectividade efectiva (causalidade de Granger) usando um pacote de software (PyHRF) para estimar com precisão a HRF da região em estudo e permitir a desconvolução do sinal antes do cálculo de conectividade. Foi demonstrada a utilidade desta contribuição metodológica para a caracterização topográfica e dinâmica de uma crise epiléptica.

Estudo da evolução da concentração de ferro na doença de Parkinson

A presente dissertação foi desenvolvida em colaboração com o Instituto de Biofísica e Engenharia Biomédica (IBEB/FCUL) e com o serviço de Neurologia do Hospital de Santa Maria (HSM)

Alinhamento e continuação de volumes de imagem de tensor de difusão da perna

A imagem por tensor difusão (DTI) é uma extensão da imagem por ressonância magnética que permite a caraterização microestrutural dos tecidos, sendo um destes, os músculos esqueléticos. No entanto, dadas as grandes dimensões dos mesmos, a aquisição de volumes DTI deste tipo de tecidos é comumente realizada em mais que uma sessão. A não linearidade dos gradientes de codificação espacial e a presença de magnetizações parasitas levam a que ocorram distorções que impossibilitam, quando unidos, a continuação de volumes na sua transição. No mercado já existem sotwares que permitem estas correções, no entanto, o seu objetivo tem como fim estudos populacionais aplicados na neurologia, não estando preparados para o alinhamento e união de volumes contíguos. Ao recorrer a algoritmos aplicados nestes softwares, com a devida preparação, é possível garantir a continuidade de volumes. Um desses algoritmos, demons, foi aplicado em pontos de sobreposição de imagens de volumes contíguos. A transformada resultante deste algoritmo foi aplicado ao volume considerado a transformar e unido ao volume de referência. Mostra-se ser possível a aplicação destes algoritmos para a continuação de volumes, sendo observada a preservação da coerência anatómica das fibras quando comparadas aos grupos de controlo. Numa versão futura, recomenda-se a utilização de algoritmos mais robustos, que tomam partido da informação direcional que a imagem por tensor de difusão fornece.

Estudo do volume cerebeloso de doentes com síndrome de Down com diferentes graus de demência

O principal objectivo deste trabalho é determinar as diferenças existentes entre os volumes cerebelosos de pacientes com síndrome de Down e de uma população controlo. Adicionalmente, pretende-se verificar se os resultados obtidos a partir de uma segmentação automática coincidem com os resultados obtidos da segmentação manual. A população com síndrome de Down é composta por 7 sujeitos, 3 do sexo masculino e 4 do sexo feminino, e idades compreendidas entre os 25 e os 36 anos. A população controlo é constituída por 7 sujeitos, 6 do sexo masculino e 1 do sexo feminino, com idades compreendidas entre os 22 e os 46 anos. Os volumes do cerebelo e do volume total intracraniano foram calculados a partir de imagens de ressonância magnética, de forma manual e automática. Os softwares MRIcron e Freesurfer/FSL foram utilizados para a segmentação manual e automática dos volumes, respectivamente. Após a obtenção dos dados foi realizada uma análise correlativa de forma a identificar a semelhança existente entre os dados obtidos de forna manual e automática, e também, verificar a relação existente entre o volume cerebeloso e a idade dos sujeitos. Com o objectivo de avaliar a concordância entre resultados, foi ainda aplicado o método de Bland-Altman, de forma a visualizar graficamente a dispersão existente entre os valores obtidos. Os resultados obtidos neste estudo permitem afirmar que existe uma maior correlação entre os volumes obtidos do Freesurfer, e os volumes calculados manualmente. Os resultados ainda mostram que os pacientes com síndrome de Down têm volumes cerebelosos reduzidos em comparação com os resultados da população controlo. Da análise da relação do volume cerebeloso com a idade não foi possível obter resultados satisfatórios.