Rilevazione automatizzata quantitativa della lesione cerebrale traumatica (QALD)

A causa della loro natura non focale, le lesioni cerebrali correlate al trauma cranico sono difficili da rilevare e quantificare con la risonanza magnetica tradizionale. Nell'attuale programma di ricerca gli investigatori propongono di sviluppare procedure di rilevamento automatico quantitativo delle lesioni (QALD) per (1) chiarire la natura e la distribuzione del danno tissutale a seguito di trauma cranico lieve, moderato e grave (2) migliorare la capacità di rilevare, quantificare e localizzare Danni cerebrali da trauma cranico nei singoli pazienti e (3) correlare le misure quantitative del danno cerebrale nei singoli pazienti con trauma cranico con deficit neuropsicologici nell'attenzione, nella memoria e nella funzione esecutiva.

QALD rileva parametri tissutali anomali nel cervello malato attraverso confronti statistici con un database normativo. I risultati preliminari mostrano che QALD è in grado di rilevare anomalie altamente significative nel cervello di pazienti con trauma cranico con normali scansioni MRI cliniche. QALD sarà ulteriormente migliorato e testato con un database più ampio e comprendente immagini cerebrali acquisite con quattro diverse sequenze di imaging (T1, T2, DTI e FLAIR) da 100 soggetti di controllo. L'analisi dei dati incorporerà tecniche avanzate di mappatura della superficie corticale per quantificare i parametri e lo spessore del tessuto della materia grigia in 34 distinte regioni corticali in ciascun emisfero. Inoltre, le proiezioni delle fibre corticali saranno quantificate con l'analisi DTI e FLAIR della sostanza bianca che giace al di sotto della superficie corticale. I tratti di fibre sottocorticali critici per operazioni cognitive complesse saranno analizzati con morfometria basata su voxel e con algoritmi migliorati della regione di interesse per definire i confini del tratto di fibre. Le proprietà tissutali nelle strutture subcorticali critiche (ad es. l'ippocampo) saranno quantificate dopo la parcellizzazione automatica di queste regioni cerebrali. Gli investigatori testeranno anche i soggetti di controllo su una batteria di test neuropsicologici (NPT) e correleranno le variazioni delle dimensioni, della mielinizzazione e delle proprietà tissutali delle normali strutture corticali e subcorticali con le prestazioni cognitive. Quindi, gli investigatori raccoglieranno dati di imaging identici in 99 pazienti con TBI divisi in tre gruppi (TBI lieve, moderato e grave) al fine di caratterizzare il modello medio di danno causato da TBI di diversa gravità. Successivamente, gli investigatori quantificheranno le lesioni nei singoli pazienti con trauma cranico e descriveranno la variabilità dei modelli di lesione nei diversi gruppi di gravità. Parallelamente, i ricercatori svilupperanno ulteriori tecniche di analisi multimodale per combinare informazioni statistiche da diverse sequenze di imaging per migliorare la sensibilità di rilevamento delle lesioni alle anomalie co-localizzate evidenti con diversi protocolli di imaging. Inoltre, i ricercatori testeranno i pazienti con NPT e analizzeranno la relazione tra danno cerebrale, prestazioni cognitive e autovalutazioni dell'esito al fine di migliorare il valore prognostico degli studi neuroradiologici sul trauma cranico.