Studio Morfometrico in Risonanza Magnetica

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1 Studio Morfometrico in Risonanza Magnetica Salvatore Nigro PhD Instituto di Bioimmagini e Fisiologia Molecolare CNR-UOS di Germaneto

2 Sommario: Morfometria cerebrale Risonanza Magnetica (RM) strutturale Tecniche di morfometria applicate alla RM Principali tool utilizzati Applicazioni nella malattie neurodegenerative

3 Morfometria Cerebrale Dimensione Forma Sviluppo Invecchiamento

4 Principi di Risonanza Magnetica (RM) T1-Weighted T2-Weighted PD-Weighted

5 Tecniche di morfometria applicate alla RM Individuazione di regioni di interesse: Segmentazione manuale Segmentazione automatica Surface based morphometry Voxel based morphometry Shape Analysis

6 Individuazione di regioni di interesse Segmentazione manuale Elevato expertise da parte dell operatore che effettua la segmentazione Elevato impiego di tempo Misurazioni fortemente operatore-dipendenti

7 Individuazione di regioni di interesse Segmentazione automatica Tool: Freesurfer1 FSL2 1. Cortical surface-based analysis. I. Segmentation and surface reconstruction. Dale, A.M., Fischl, B., Sereno, M.I., Neuroimage, A Bayesian Model of Shape and Appearance for Subcortical Brain. Patenaude, B., Smith, S.M., Kennedy, D., and Jenkinson M. NeuroImage, 2011.

8 Individuazione di regioni di interesse Segmentazione automatica Estrazione dello scalpo Input: Immagine T1 volumetrica Registrazione su un template di riferimento Segmentazione delle strutture cerebrali attraverso l utilizzo un atlante di riferimento

9 Surface based morphometry Tool: Freesurfer Cortical thickness Surface Area Gyrification Index

10 Applicazione in malattie neurodegenerative Tecniche di segmentazione manuale per la differenziazione la Paralisi Sopranucleare Progressiva dalla Malattia di Parkinson e dall Atrofia Multisistemica: Magnetic Resonance Parkinsonism Index (MRPI) MRPI = P M X PCM PCS MESENCEFALO (M) PONTE (P) PEDUNCOLO CEREBELLARE MEDIO (PCM) PEDUNCOLO CEREBELLARE SUPERIORE (PCS) MR Imaging Index for Differentiation of Progressive Supranuclear Palsy from Parkinson Disease and the Parkinson Variant of Multiple System Atrophy. Quattrone et al., Radiology, 2008.

11 Applicazione in malattie neurodegenerative Tecniche di segmentazione manuale per la differenziazione la Paralisi Sopranucleare Progressiva dalla Malattia di Parkinson e dall Atrofia Multisistemica: Magnetic Resonance Parkinsonism Index (MRPI) MR Imaging Index for Differentiation of Progressive Supranuclear Palsy from Parkinson Disease and the Parkinson Variant of Multiple System Atrophy. Quattrone et al., Radiology, Accuracy of Magnetic Resonance Parkinsonism Index for Differentiation of Progressive Supranuclear Palsy from Probable or Possible Parkinson Disease. Morelli et al., Mov. Disord, 2011.

12 Applicazione in malattie neurodegenerative Metodo automatico per la misurazione automatica del MRPI Studio Multicentrico che ha interessanto 7 centri italiani per un totale di 439 partecipanti Accuratezza nella differenziazione tra PD e PSP usando il metodo automatico superiore al 90%

13 Applicazione in malattie neurodegenerative Calcolo automatico dei subfield dell ippocampo nella malattia di Alzheimer Accuratezza del 81% nella differenziazione tra pazienti affetti da Malattia di Alzheimer e soggetti sani. Accuratezza del 80% nel predire la conversione dei soggetti con deterioramento cognitive lieve (Mild Cognitive Impairment, MCI) in malati di Alzheimer. Automated Hippocampal Subfield Measures as Predictors of Conversion from Mild Cognitive Impairment to Alzheimer s Disease in Two Independent Cohorts. Khan et al., Brain Topogr, 2015.

14 Applicazione in malattie neurodegenerative Surface Analysis nella Malattia di Parkinson Surface Area Gyrification Index Orbitol Frontal Cortex Pazienti con Malattia di Parkinson senza gambling Pazienti con Malattia di Parkinson con gambling Cortical volume and folding abnormalities in Parkinson's disease patients with pathological gambling. Cerasa A., Salsone M., Nigro S. et al., Parkinsonism and Related Disorders, 2014.

15 GRAZIE PER L ATTENZIONE