Atlanti Stereotassici (o Stereotattici)
• Fanno uso di un sistema di coordinate 3D (x,
y, z) entro cui sono definite con precisione le
strutture anatomiche (e.g., pratica
chirurgica)
– Stabilire punti di repere (riferimento)
semplicemente individuabili e aventi
localizzazione relativamente stabile tra soggetti
(e.g., commissura anteriore)
– Creazione di una griglia di suddivisione dello
spazio (e.g., battaglia navale!) centrata sui punti
di repere
– Definire le strutture cerebrali in base alla
posizione nella griglia
Atlanti Stereotassici (o Stereotattici)
Atlanti Stereotassici (o Stereotattici)
• Perché sono utili nelle neuroimmagini?
– Buon riferimento per la ‘navigazione’ e
identificazione automatizzata delle strutture
anatomiche
– Normalizzazione della variabilità anatomica dei
soggetti entro uno spazio comune (e.g., simile al
concetto di media)
– Rendono semplici analisi di gruppo attraverso
cui identificare regioni cerebrali coinvolte in
specifici processi cognitivi/psichici
– Meta-analisi!
Atlanti Stereotassici (o Stereotattici):
Talairach
Atlanti Stereotassici (o Stereotattici):
Talairach
Coregistrazione, Normalizzazione, Trasformazione, Allineamento, e molti
altri…
Atlanti Stereotassici (o Stereotattici):
i limiti
• Quali sono i limiti all’utilizzo degli
atlanti?
– Accurati ma non perfetti anche su individui
sani (e.g., variabilità di genere, tra soggetti)
– L’accuratezza diminuisce nel caso di pazienti
con lesioni marcate (e.g., emorragia cerebrale,
trauma cranico)
– Necessità di specifici atlanti per momenti
diversi dello sviluppo (e.g., atlanti pediatrici,
patologia-specifici)
L’importanza di un template
adeguato…
Tecniche di morfometria
• Volumetria delle strutture sottocorticali
• Morfometria basata sul voxel (Voxel-Based
Morphometry o VBM)
• Analisi dello spessore corticale (Cortical
Thickness analysis)
• Mappatura lesione-sintomo basata sul
voxel (Voxel-based Lesion-Symptom
Mapping o VLSM)
Tecniche di morfometria
Volumetria delle Strutture Sottocorticali
Volumetria delle Strutture Sottocorticali
Volumetria delle Strutture Sottocorticali
• Tecnica basata su specifiche regioni d’interesse
(ROI) e (generalmente) su un’ipotesi a priori
“forte” (hypothesis-driven)
• Può essere condotta manualmente (importante
rispettare l’analisi “in cieco”) oppure in maniera
automatica (attraverso specifici software), dopo
aver allineato le MR nello spazio standard
• Fornisce una stima reale e assoluta
dell’atrofia/ipertrofia della struttura in esame e
permette di quantificare l’associazione con
particolari condizioni cliniche/sperimentali
Volumetria delle Strutture Sottocorticali
Bates et al., 2003
Voxel-Based Morphometry (VBM)
• Misurare la densità di sostanza grigia (ma anche
bianca) in ciascun voxel
Voxel-Based Morphometry (VBM)
• Tecnica basata generalmente su un approccio
whole-brain e data-driven. Per questo è
svolta soltanto in maniera automatizzata,
usando specifici software
• Controversa da un punto di vista del
significato “biologico”, sebbene spesso si
evidenzino correlazioni con parametri
comportamentali
• Uno dei metodi di morfometria più utilizzati
(~1500 lavori pubblicati)
Cortical Thickness Analysis
Cortical Thickness Analysis
Cortical Thickness Analysis
• Basata sui vertici (vertex) e non sui voxel: da
uno spazio volumetrico a uno di superficie
• Tecnica molto dispendiosa da un punto di
vista computazionale e svolta soltanto in
maniera automatizzata
• Fornisce informazioni quantitative sulla
struttura della corteccia e possono essere
derivate ulteriori misure (e.g., girificazione)
Cortical Thickness Analysis
Voxel-Based Lesion Symptom Mapping
Voxel-Based Lesion Symptom Mapping
• Utile ad investigare la correlazione tra
sintomatologia e lesione cerebrale (e.g.,
differenze tra gruppi di pazienti)
• Metodo semi-automatico (mapping della
lesione manuale e analisi dei dati
computerizzata)
• Si possono fornire evidenze sia per la
sostanza bianca che per la grigia
Voxel-Based Lesion Symptom Mapping
Verdon et al., 2010
Voxel-Based Lesion Symptom Mapping
Bates et al., 2003