Atlanti Stereotassici (o Stereotattici)

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1 Atlanti Stereotassici (o Stereotattici) Fanno uso di un sistema di coordinate 3D (x, y, z) entro cui sono definite con precisione le stru2ure anatomiche (e.g., pratica chirurgica) Stabilire punti di repere (riferimento) semplicemente individuabili e aventi localizzazione relativamente stabile tra sogge2i (e.g., commissura anteriore) Creazione di una griglia di suddivisione dello spazio (e.g., ba@aglia navale!) centrata sui punti di repere Definire le stru2ure cerebrali in base alla posizione nella griglia

2 Atlanti Stereotassici (o Stereotattici)

3 Atlanti Stereotassici (o Stereotattici) Perché sono utili nelle neuroimmagini? Buon riferimento per la navigazione e identificazione automatizzata delle stru2ure anatomiche Normalizzazione della variabilità anatomica dei sogge@i entro uno spazio comune (e.g., simile al conce@o di media) Rendono semplici analisi di gruppo a@raverso cui identificare regioni cerebrali coinvolte in specifici processi cognitivi/psichici Meta- analisi!

4 Atlanti Stereotassici (o Stereotattici): Talairach

5 Atlanti Stereotassici (o Stereotattici): Talairach Coregistrazione, Normalizzazione, Trasformazione, Allineamento, e molti altri

6 Atlanti Stereotassici (o Stereotattici): i limiti Quali sono i limiti all utilizzo degli atlanti? Accurati ma non perfe2i anche su individui sani (e.g., variabilità di genere, tra sogge@i) L accuratezza diminuisce nel caso di pazienti con lesioni marcate (e.g., emorragia cerebrale, trauma cranico) Necessità di specifici atlanti per momenti diversi dello sviluppo (e.g., atlanti pediatrici, patologia- specifici)

7 L importanza di un template adeguato

8 Tecniche di morfometria Volumetria delle Morfometria basata sul voxel (Voxel- Based Morphometry o VBM) Analisi dello spessore corticale (Cortical Thickness analysis) Mappatura lesione- sintomo basata sul voxel (Voxel- based Lesion- Symptom Mapping o VLSM)

9 Tecniche di morfometria

10 Volumetria delle Strutture Sottocorticali

11 Volumetria delle Strutture Sottocorticali

12 Volumetria delle Strutture Sottocorticali Tecnica basata su specifiche regioni d interesse (ROI) e (generalmente) su un ipotesi a priori forte (hypothesis- driven) Può essere condo2a manualmente (importante rispe@are l analisi in cieco ) oppure in maniera automatica (a@raverso specifici software), dopo aver allineato le MR nello spazio standard Fornisce una stima reale e assoluta dell atrofia/ ipertrofia della stru@ura in esame e perme@e di quantificare l associazione con particolari condizioni cliniche/sperimentali

13 Volumetria delle Strutture Sottocorticali Bates et al., 2003

14 Voxel-Based Morphometry (VBM) Misurare la densità di sostanza grigia (ma anche bianca) in ciascun voxel

15 Voxel-Based Morphometry (VBM) Tecnica basata generalmente su un approccio whole- brain e data- driven. Per questo è svolta soltanto in maniera automatizzata, usando specifici software Controversa da un punto di vista del significato biologico, sebbene spesso si evidenzino correlazioni con parametri comportamentali Uno dei metodi di morfometria più utilizzati (~1500 lavori pubblicati)

16 Cortical Thickness Analysis

17 Cortical Thickness Analysis

18 Cortical Thickness Analysis Basata sui vertici (vertex) e non sui voxel: da uno spazio volumetrico a uno di superficie Tecnica molto dispendiosa da un punto di vista computazionale e svolta soltanto in maniera automatizzata Fornisce informazioni quantitative sulla stru@ura della corteccia e possono essere derivate ulteriori misure (e.g., girificazione)

19 Cortical Thickness Analysis

20 Voxel-Based Lesion Symptom Mapping

21 Voxel-Based Lesion Symptom Mapping Utile ad investigare la correlazione tra sintomatologia e lesione cerebrale (e.g., differenze tra gruppi di pazienti) Metodo semi- automatico (mapping della lesione manuale e analisi dei dati computerizzata) Si possono fornire evidenze sia per la sostanza bianca che per la grigia

22 Voxel-Based Lesion Symptom Mapping Verdon et al., 2010

23 Voxel-Based Lesion Symptom Mapping Bates et al., 2003