Atlas do cérebro favorece o uso de MRI na prática clínica

Pesquisadores norte-americanos desenvolveram um atlas anatômico de mapeamento cerebral de alta resolução e interativo que pode superar as limitações da RM funcional e ampliar o valor da modalidade para imagens e aplicações convencionais de ressonância magnética.

O atlas Gibby-Cvetko foi projetado para segmentar o cérebro em regiões anatômicas finitas com uma resolução de 3mm ou menos para corrigir as variações no tamanho do cérebro dos pacientes e melhor delinear a localização das estruturas corticais e da morfologia do crânio.

"Ter um atlas cerebral de alta resolução, interativo e quantitativo, melhora a precisão e a velocidade de leitura dos estudos de MRI. É um grande passo rumo à utilização de rotina da ressonância na prática clínica", disse o co-desenvolvedor dr. Wendell Gibby, professor adjunto de radiologia na Universidade da Califórnia, San Diego, em matéria divulgada pelo portal AuntMinnie.com.

Milhares de pesquisas foram realizadas usando fMRI, a imagem por ressonância magnética funcional, para explorar o cérebro vivo e como diferentes regiões afetam o comportamento humano, doenças, vícios e disfunção. No entanto, Gibby e colegas reconhecem que a fMRI tem suas limitações e tem sido difícil de adotar na prática clínica de rotina.

"A fim de quantificar a ativação de um paciente, o cérebro deve ser segmentado em áreas anatômicas para que a mesma área possa ser comparada em pacientes de controle. Você deve comparar as maçãs com as maçãs, cada cérebro humano é um pouco diferente, para isso precisamos registrar os dados 3D do cérebro do paciente e correlacioná-lo com um padrão conhecido".

O conceito de mapeamento do cérebro data de 1967, quando dois neurocirurgiões franceses, os drs. Jean Talairach e Gabor Szikla, criaram um sistema de coordenadas a partir de uma grade padronizada de slides de anatomia usando marcos internos do cérebro.

"O conceito por trás do sistema de coordenadas foi baseado em cérebros individuais que eram internamente proporcionais para que pudessem ser mapeados apesar das variações de tamanho, e o sistema de coordenadas poderia levar em conta essas diferenças de tamanho", explicou o co-desenvolvedor do atlas, dr. W. Andrew Gibby, residente-chefe em radiologia na Universidade George Washington, em Washington, DC, que detalhou a tecnologia na RSNA 2016.

O atlas de Gibby-Cvetko segmenta o giro fusiforme (verde) dentro do hipocampo (roxo).

Crédito/imagem: AuntMinnie.com - Dr. Wendell Gibby

ADAPTAÇÃO

Em 1992, o Instituto Neurológico de Montreal (MNI) avançou na tecnologia de mapeamento cerebral através da realização de exames de ressonância magnética de 2 mm de espessura em 240 indivíduos saudáveis. Pesquisadores do MNI adaptaram os dados para combinar seus resultados com o atlas 3D de Talairach. A nova configuração, conhecida como modelo MNI 152, foi então utilizada para mapear 305 sujeitos normais com fatias de MRI de 1 mm. Um algoritmo linear também ajudou a reduzir os efeitos adversos de erros manuais e outras variáveis ​​para criar imagens 3D mais nítidas. "A desvantagem foi a falta de detalhes no cerebelo", apontou W. Gibby.

Ainda assim, o modelo MNI 152 desempenhou um papel instrumental na criação do atlas Gibby-Cvetko, que também traz o nome de co-desenvolvedor Steve Cvetko, vice-presidente da RIS/PACS Novarad. Os pesquisadores analisaram imagens de alta resolução de 152 pessoas com cérebros normais e modificaram o modelo MNI 152 para mapear regiões corticais normais do cérebro com resolução de 1 mm.

"Tentamos pegar o conjunto de dados do MNI 152 e identificar a necessidade de mapear de volta as coordenadas de Talairach, criando um novo atlas baseado nesse conjunto de dados. Para fazer isso, subdividimos o cérebro idealizado do modelo MNI 152 e usamos a demarcação manual das regiões corticais, que foram segmentadas usando algoritmos prescritos para subtrair a substância branca, eliminar a sobreposição e garantir que toda a matéria cinzenta fosse coberta", resumiu W. Gibby.

Com a adição de decapagem automática do couro cabeludo e autoregistração deformável, os pesquisadores segmentam tanto os dados de controle como as imagens dos pacientes para comparar as áreas anatômicas do cérebro. A interação em tempo real com o atlas cerebral também permite que os médicos localizem a atividade a qualquer momento.