Kwantitatieve geautomatiseerde laesiedetectie van traumatisch hersenletsel (QALD)

Vanwege hun niet-focale aard zijn TBI-gerelateerde hersenlaesies moeilijk te detecteren en te kwantificeren met traditionele MRI. In het huidige onderzoeksprogramma stellen de onderzoekers voor om kwantitatieve procedures voor geautomatiseerde laesiedetectie (QALD) te ontwikkelen om (1) de aard en verdeling van weefselschade na milde, matige en ernstige TBI te verduidelijken (2) het vermogen van het detecteren, kwantificeren en lokaliseren te verbeteren. TBI-hersenbeschadiging bij individuele patiënten en (3) correleren kwantitatieve metingen van hersenbeschadiging bij individuele TBI-patiënten met neuropsychologische tekorten in aandacht, geheugen en executieve functie.

QALD detecteert abnormale weefselparameters in de zieke hersenen door middel van statistische vergelijkingen met een normatieve database. Voorlopige resultaten tonen aan dat QALD in staat is om zeer significante afwijkingen in de hersenen van TBI-patiënten te detecteren met normale klinische MRI-scans. QALD zal verder worden verbeterd en getest met een grotere database en inclusief hersenbeelden die zijn verkregen met vier verschillende beeldvormende sequenties (T1, T2, DTI en fluid-attenuated inversion recovery of FLAIR) van 100 controlepersonen. Gegevensanalyse zal geavanceerde corticale oppervlaktemappingtechnieken bevatten om de weefselparameters en dikte van grijze stof te kwantificeren in 34 verschillende corticale gebieden in elk halfrond. Daarnaast zullen corticale vezelprojecties worden gekwantificeerd met DTI- en FLAIR-analyse van witte stof die onder het corticale oppervlak ligt. Subcorticale vezelbanen die cruciaal zijn voor complexe cognitieve operaties zullen worden geanalyseerd met voxel-gebaseerde morfometrie en met verbeterde algoritmen voor interessegebieden om de grenzen van de vezelbaan te definiëren. Weefseleigenschappen in kritieke subcorticale structuren (bv. de hippocampus) zullen gekwantificeerd worden na automatische verkaveling van deze hersengebieden. De onderzoekers zullen de controlepersonen ook testen op een reeks neuropsychologische tests (NPT's) en variaties in de grootte, myelinisatie en weefseleigenschappen van normale corticale en subcorticale structuren correleren met cognitieve prestaties. Vervolgens zullen de onderzoekers identieke beeldvormingsgegevens verzamelen bij 99 TBI-patiënten verdeeld in drie groepen (mild, matig en ernstig TBI) om het gemiddelde patroon van schade veroorzaakt door TBI's van verschillende ernst te karakteriseren. Vervolgens zullen de onderzoekers laesies bij individuele TBI-patiënten kwantificeren en de variabiliteit van laesiepatronen in de verschillende ernstgroepen beschrijven. Tegelijkertijd zullen de onderzoekers verdere multimodale analysetechnieken ontwikkelen om statistische informatie van verschillende beeldvormingssequenties te combineren om de gevoeligheid voor laesiedetectie voor co-gelokaliseerde afwijkingen die duidelijk zijn met verschillende beeldvormingsprotocollen te verbeteren. Daarnaast zullen de onderzoekers patiënten met NPT's testen en de relatie tussen hersenbeschadiging, cognitieve prestaties en zelfevaluaties van de uitkomst analyseren om de prognostische waarde van neuroradiologische studies van TBI te verbeteren.