Otimização de sequências e ferramentas de processamento para quantificação do ferro (QSM)

Abstract

As doenças neurodegenerativas, como o caso das doenças de Parkinson, Huntington e Tremor Essencial não possuem, atualmente, terapias de cura, mas sim tratamentos que prolongam a vida e melhoram a qualidade de vida dos pacientes. Todavia, têm vindo a ser feitos esforços por parte de investigadores para descobrir os mecanismos da génese destas patologias de modo a tornar possível o seu diagnóstico precoce e com isso estudar estratégias de implementação de novas soluções. Assim, esta dissertação surge no seguimento de uma serie de trabalhos que se focaram particularmente na caracterização destas doenças. Especificamente, este estudo utilizou dados de pacientes do Hospital Santa Maria (Lisboa) submetidos a protocolos de sequências de aquisição de imagens multi-eco de ressonância magnética de 3T em 2D e 3D ponderadas em T2 e T2* para diagnóstico da doença de Parkinson tendo-se concentrado na otimização destes, na otimização de ferramentas e mecanismos para o seu pós-processamento. Focou-se também na quantificação do ferro como um biomarcador relevante nas regiões normalmente afetadas, como é o caso dos núcleos da base (globo pálido, putamen, núcleo caudado, substantia nigra e núcleo rubro). Nestes núcleos ocorre acumulação anómala de ferro ligada à progressão da neurodegeneração, segundo estudos recentes. Nesta tese foi utilizada uma técnica conhecida como mapeamento quantitativo de suscetibilidade magnética (QSM – Quantitative Susceptibility Mapping), que avalia a diferença de suscetibilidades magnéticas entre tecidos, que por sua vez indicam o balanço entre paramagnetismo e diamagnetismo das espécies moleculares presentes. Utilizando software designado para este fim, criado por investigadores de Cornell MRI Research Lab, que se baseia no algoritmo MEDI (Morphology Enabled Dipole Inversion) geraram-se, depois de algumas adaptações ao código original, os mapas das suscetibilidades, cujos volumes de interesse foram em seguida segmentados de forma automática e manual, de modo a se estimarem os valores de suscetibilidade (médias e desvios padrão) das estruturas segmentadas. Compararam-se os resultados obtidos das suscetibilidades entre os vários ecos, as várias estruturas, entre as aquisições 2D e 3D e entre pacientes considerados como controlo e aqueles com sinais de neurodegeneração, tendo sido demonstrada a viabilidade dos parâmetros de aquisição, métodos de processamento e ferramentas de mapeamento e segmentação utilizadas e comprovada a acumulação de ferro nos volumes de interesse, proporcional aos valores de suscetibilidade obtidos.