Pós-processamento dos dados

Extração de ROI 6.1.3.1

Para que seja possivel que os resultados de RMf e de DTI sejam analisados em conjunto, é necessário que as ativações provenientes da análise ICA sejam convertidas em ROIs, podendo assim serem utilizadas na seleção de feixes. Esta conversão é realizada em três passos: seleção da componente de interesse, definição do limite de significância estatística e conversão das ativações em ROIs individuais. Como nem todas as componentes geradas através da análise ICA correspondem às redes neuronais de interesse, é necessário verificar qual a componente de interesse

para a análise e separar essa componente das restantes. Esta análise é feita com o visualizador da biblioteca FSL, o fslview. Desta forma é possível verificar qual o índice do volume correspondente e extrair esse volume utilizando o programa fslroi. De seguida, é necessário proceder à separação das ativações que se pretendem incluir na análise da tractografia, sendo utilizado o programa clusters. O resultado é um volume com os clusters de vóxeis cujo o valor de significância (z-score) ultrapassa o limite estabelecido. Neste volume, cada cluster independente apresenta um valor de intensidade diferente, como se pode ver na Figura 28.

Por último, através do programa fslview são identificadas as intensidades que correspondem aos clusters das ativações que se pretendem incluir na análise de tractografia, por inspeção visual. O resultado será uma ROI individual para cada ativação, para isso o fslmaths filtra os clusters por intensidade e para binarizar a imagem resultante (81).

Figura 28 – Pós-processamento da análise ICA: A) A aplicação do programa clusters a um mapa da DMN obtido pela análise ICA; B) separação das diferentes regiões que compõem a DMN por atribuição de diferentes intensidades; C) e D) As regiões como o Posterior Cingulate Cortex (PCC) e a região Medial PreFrontal Cortex (MPFC)

podem ser convertidas em ROIs filtrando o mapa de clusters por intensidades. [Retirado de (81)]

Como as ativações cerebrais se encontram maioritariamente na substância cinzenta e os feixes neuronais na substância branca, é possível que os feixes não intersetem com as ROIs extraídas. Assim, é possível pelo fslmaths expandir as ROIs geradas, para isso é necessário especificar o valor da extensão, em mm (81).

A

C

D B

Conversão de ROIs para o espaço nativo 6.1.3.2

Ao invés das análises funcionais, os estudos de DTI são maioritariamente realizadas no espaço nativo, isto deve-se ao facto de que a informação da modalidade de DTI em cada vóxel ser multidireccional e o processo de interpolação necessário à normalização não permitir preservar esta informação.

Para contornar este obstáculo, as ROIs extraidas através da análise funcional terão de ser convertidas do espaço normalizado para o espaço nativo da aquisição de difusão. Assim, é aplicada às ROIs a transformação inversa da normalização da aquisição de difusão.

É utilizado um procedimento semelhante ao cálculo da transformação de normalização das imagens funcional para calcular os parâmetros de normalização de DTI. Contudo, difere a imagem que é usada no alinhamento que no DTI é o volume

e nas funcionais é a média.

Através da matriz de normalização é calculada a matriz inversa que permite transformar as imagens no espaço padrão para o espaço nativo. Esta transformação é aplicada às ROIs pelo programa FLIRT e a imagem de referência é a imagem (81).

Selecção de feixes de fibras 6.1.3.3

Após as ROIs se encontrarem no espaço nativo é possível combinar o resultado das duas análises. Para isso será usado o programa TrackVis, que é um visualizador para os resultados da tractografia. Após ser importado o ficheiro com os resultados da tractografia e as ROIs, será filtrado as fibras que intersectam com as ROIs. Assim, são obtidas apenas o conjunto de fibras que intersectam com as regiões de interesse. É de salientar que, por cada indivíduo de um estudo, será calculada uma tractografia e, como tal, o processo anterior deverá ser repetido para cada indivíduo que faça parte do estudo.

No final desta etapa, deverão ter sido filtrados feixes de fibras, em que designa o número de indivíduos do estudo e o número de combinações de ROIs analisadas (81).

Computação de estatísticas 6.1.3.4

Como os tensores e os mapas de índices escalares resultantes não devem ser normalizados para que não exista perda de informação localizada e multidireccional. Assim, a forma para que a extração de estatísticas relativas aos valores MD e FA no espaço nativo de cada caso. Para isso, é necessário o visualizador TrackVis, que sobrepõe automaticamente os feixes aos mapas importados, permitindo que seja extraído o valor médio de FA e ADC ao longo dos vóxeis que são intersectados pelas fibras do feixe em análise. Este procedimento é repetido para todos os casos e no final o utilizador pode calcular a média e o desvio padrão dos valores de FA e ADC do total de fibras obtidas para o estudo.

Atualmente não existe uma metodologia que permite analisar a consistência estatística dos resultados de grupo da tractografia. Desta forma, é comum conjugar os resultados individuais dos casos que compõem o estudo (63) (45). Por cada combinação de ROIs os feixes de fibras dos indivíduos são somados, resultando num único feixe composto pelo somatório dos feixes individuais. Estes feixes têm o propósito de servir de referência à extração de métrica para o grupo do estudo.

Os feixes extraídos encontram-se no espaço nativo de cada caso e, por isso, têm que ser transformados no espaço padrão para que possam ser combinados. Este passo é realizado através da aplicação de matrizes de normalização calculadas anteriormente aos feixes de cada caso. Esta matriz é aplicada pelo programa track_transform.

O track_merge, que também pertence ao Diffusion Toolkit, é responsável pela conjugação dos feixes de todos os sujeitos. Após este processo, o resultado é feixes, um por cada combinação de ROIs, que representam os resultados do grupo. Posteriormente, através do fslview é possível extrair estatísticas como o comprimento médio das fibras ou o número total de fibras que interligam cada par de ROIs, permitindo assim obter métricas do grau de conectividade estrutural subjacente às ativações em questão (81).