Framework for the analysis of the corpus callosum microstructure along its extension

Autor(es)

André Luis da Costa

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Campinas, SP.
• Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação
• Data de defesa: 2018-12-06

Membros da banca

Roberto de Alencar Lotufo; Hélio Pedrini; Shin Ting Wu; Ricardo José Ferrari; Carlos Ernesto Garrido Salmon

• Orientador: Roberto de Alencar Lotufo

Resumo

O corpo caloso é de grande interesse para a comunidade médica e de pesquisa, e suas características têm sido associadas a muitos distúrbios psicológicos e doenças cerebrais. A análise localizada de suas características é um procedimento usual, particularmente para o diagnóstico de esclerose múltipla e outras doenças inflamatórias. Neste trabalho, propomos um framework para extrair características da microestrutura ao longo da extensão do corpo caloso em uma função de assinatura, permitindo que análises globais e localizadas sejam realizadas no domínio 1--D da assinatura, em vez do domínio 3--D de a imagem original. Nossa solução é uma sucessão de vários métodos especializados, que foram projetados para resolver partes específicas do pipeline de geração de assinatura, incluindo a definição de um plano de simetria local para as fibras internas do corpo caloso, realizar a segmentação do corpo caloso, traçar o eixo médio da estrutura e extrair as características ao longo do eixo médio. Um dataset com imagens de 80 aquisições distintas de indivíduos saudáveis foi usado para avaliar tanto o plano de simetria da fibra quanto as assinaturas geradas. Os resultados mostram que o plano predito pelo nosso método é significativamente distinto dos planos preditos pelos métodos tradicionais de estimativa do plano sagital médio, com uma diferença maior na inclinação em relação ao plano axial, de cerca de 2 graus em média. As assinaturas apresentam um padrão similar na maioria dos casos, mas retêm características individuais. Em uma análise de agrupamento, verificamos que existe um único aglomerado maior que tem seu tamanho reduzido drasticamente apenas quando todas as arestas são removidas, exceto aquelas com pelo menos 90% de similaridade. As assinaturas geradas pelo nosso framework proposto fornecem uma maneira inédita de realizar a análise das características da microestrutura do corpo caloso, que é inerentemente localizada e independente da morfologia da estrutura. Nossa solução abre novas possibilidades no campo para pesquisa e desenvolvimento futuros relacionados (AU)

• Processo FAPESP: 12/23059-8 - Caracterização do corpo caloso a partir de imagens de ressonância magnética
• Beneficiário: André Luis da Costa
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado