Herramienta clínica para la búsqueda de biomarcadores de enfermedades neurológicas

Natalia Flórez, David Moratal, Luis Martí-Bonmatí

Resumen


El solapamiento que presentan algunas enfermedades neurológicas en la clínica justifica la necesidad
de establecer biomarcadores que sirvan como apoyo en el diagnóstico y seguimiento de la enfermedad. El análisis de los fluidos intracraneales (sangre y líquido cefalorraquídeo) juega un rol importante en la búsqueda de estos biomarcadores. Las secuencias dinámicas de resonancia magnética en contraste de fase (RM-CF) con sincronismo cardíaco permiten cuantificar el flujo de líquido cefalorraquídeo (LCR) y de la sangre durante un ciclo cardíaco. No obstante, la medición de flujo mediante secuencias de imágenes de RM-CF
(IRM-CF) es precisa y reproducible siempre que se use un protocolo de adquisición y técnicas de posproceso adecuadas que permitan segmentar las regiones de interés (ROI) independientemente del operador y admitan corregir los errores introducidos por diversos artefactos. El presente trabajo describe una herramienta software de fácil manejo
para el procesamiento de IRM-CF. Esta herramienta incluye métodos de segmentación, corrección de artefactos, cálculo de parámetros de flujo y módulos para la gestión de resultados y estudios estadísticos. La herramienta fue empleada por un radiólogo especializado para cuantificar el LCR en el acueducto de Silvio y nivel perimedular C2C3, flujo arterial en las arterias carótidas y vertebrales y flujo venoso en el seno sagital recto y superior en dos pacientes, uno con hidrocefalia normopresiva y el otro con una Malformación de Chiari. Los resultados obtenidos son comparados con parámetros de normalidad de flujo obtenidos previamente en 14 sujetos sanos. La herramienta brinda un gran número de opciones que permiten al usuario segmentar de una manera más práctica la región que se va a analizar, corregir artefactos y cuantificar parámetros, sirviendo como apoyo para el establecimiento de biomarcadores de la enfermedad.


Abstract

The comorbidity of diverse neurological disorders is one of the major problems at the moment to carry out a correct diagnosis. Therefore it is necessary to establish different biomarkers that facilitate the diagnostic and disease monitoring. The analysis of intracranial fluids
(blood and CSF) plays an important role in the search for these biomarkers. The cine sequences of phase contrast magnetic resonance imaging (PC-MRI) with cardiac synchronism allow to quantify the CSF and blood flows during a cardiac cycle. However, flow measurement with PC-MRI is accurate and reproducible if an adequate acquisition protocol is used. The reproducibility and accuracy of the measures also depend on the use of adequate post-processing techniques that allow to segment the regions of interest (ROI), with great consistency and independency of the operator and admit to correct the errors introduced by different artifacts. The current work describes a friendly
image post-processing tool that serves of support to carry out quantitative analysis of the flow dynamics in the main vessels and CSF spaces. This tool integrates different segmentation and correction methods, calculation of flow parameters and modules for the management of results and statistical studies. The tool was used by a radiologist
in two patients (with normal pressure hydrocephalus and Chiari malformation) to quantify the CSF at the aqueduct of Sylvius and C2C3 level, blood flow in the carotid and vertebral arteries and venous flow in the straight and sagittal superior sinus. The results are compared with normal flow parameters obtained previously in 14 healthy subjects. The tool provides a number of options that allow the user
to segment in a quick way the regions to analyze, to correct artifacts and to quantify parameters as aid for the establishment of disease biomarkers.

Palabras clave


Hidrocefalia, líquido cefalorraquídeo posproceso, resonancia magnética, sangre, Hydrocephalus, cerebrospinal fluid, post-processing, magnetic resonance, blood.

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