Desenvolvimento e implementação de métodos de processamento de imagens por RM para obtenção de parâmetros relacionados à perfusão e à difusão

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Coelho, Breno Spinelli
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Biexponential model; Diffusion; Difusão; Intravoxel incoherent motion; Modelo bi-exponencial; Movimento incoerente intra-voxel; Perfusão; Perfusion; Regressão; Regression
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76132/tde-11012022-113153/

O movimento incoerente intra-voxel (IVIM) é uma técnica baseada em imagens de ressonância magnética (RM), livre do uso de agente de contraste, que surgiu na década de 1980 quando Denis Le Bihan tentou descrever, com modelos mono e biexponenciais, o decaimento do sinal de RM de prótons que transladavam por meio de processos chamados perfusão e difusão. Muitos trabalhos revelaram alterações nos parâmetros dos modelos a depender da enfermidade analisada, o que indicava bom potencial no auxílio a diagnóstico e prognóstico de enfermidades. Apesar disso, a técnica apresentava desvantagens: alta sensibilidade ao ruído, necessidade de métodos matemáticos de regressão e inúmeras aquisições que dependeriam de gradientes magnéticos para separar os efeitos de difusão e de perfusão do sinal. Ainda hoje, estas características e as diferentes combinações de técnicas para aquisição do sinal de difusão são estudadas, pois aumentam enormemente a variabilidade das estimativas de parâmetros que quantificam a difusão e a perfusão. Consequentemente, ainda não há consenso acerca de um protocolo clínico para uso desta técnica, nem disponibilidade de ferramente de auxílio à análise de coeficientes de IVIM para profissionais clínicos. Diante disto, este trabalho procurou analisar os efeitos de métodos de regressão, parâmetros de aquisição e de ruído sobre a acurácia e precisão das estimativas. Para tanto, os sinais de IVIM de um único voxel e de um reticulado de voxels foram simulados e seus coeficientes foram estimados por seis métodos de regressão. Buscou-se avaliar o desempenho da combinação entre valores de gradiente de aquisição, métodos de regressão e regiões de interesse (ROIs) em imagens durante a estimativa de coeficientes. Uma ferramenta foi programada para análise de dados de IVIM provenientes de imagens de cérebro de trinta pacientes com o intuito de analisar a aplicabilidade dos métodos. Foi visto que o desempenho da regressão depende diretamente de condições de ruído, da quantidade de imagens adquiridas e da distribuição de valores de b que se escolhe; diferentes combinações de parâmetros para diferentes tecidos podem oferecer resultados bem discrepantes entre si. A simulação do reticulado revela que a dimensão e o posicionamento de ROIs pode compensar deficiências de relação sinal-ruído. A ferramenta foi capaz de analisar satisfatoriamente dados de RM de cérebro para que os objetivos deste trabalho fossem atingido.