Mestrado em Engenharia Biomédica Proposta de trabalho na área de Aquisição e Processamento de Sinais e Imagem

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Camila Sampaio de Abreu
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1 Mestrado em Engenharia Biomédica Proposta de trabalho na área de Aquisição e Processamento de Sinais e Imagem Aluno: Ricardo Filipe Almeida Oliveira Orientador: Prof. João Paulo Cunha (DETUA/ IEETA) Consultoesr: Mestre José Fernandes (DETUA/IEETA) e Dr. João Ramalheira (Serviço Neurofisiologia H.G.Santo António) Técnicas de subtracção de SPECT e seu co-registo com RMN: Análise e optimização dum protocolo clínico e sua utilidade clínica em doentes epilépticos Enquadramento Uma das mais importantes e complicadas tarefas em Epilepsia consiste na localização da zona epileptogénica 7. Esta tarefa assume-se fundamental para que boas classificações clínicas e consequentemente bons tratamentos farmacológicos possam ser realizados. Em certos casos permite adequar e programar os procedimentos cirúrgicos, diminuindo consequentemente o número de casos com epilepsia resistente, o que permite uma franca melhoria da qualidade de vida do paciente 1, 2, 7. Contudo, a localização da origem da zona epiléptica, a classificação da crise e mesmo a selecção de pacientes para determinada estratégia terapêutica é uma tarefa complicada pois implica a reunião de informações com diferentes origens: clínica, sinal biológico (EEG), imagem morfológica (TAC, RMN), ou de imagem funcional (SPECT /PET). É com base nesta informação multimodal que os médicos tentam obter as respostas às questões que procuram: Onde é o foco? Existe alguma lesão funcional? Existe lesão estrutural? Estarão co-relacionadas com o foco? 7. Com esta combinação das técnicas obtêm-se mais informações do que através da associação de informação tradicional 5, 6, 7. No entanto, apesar deste reconhecimento, em alguns centros de epilepsia todas estas técnicas não são integradas, sendo habitualmente utilizadas de uma forma individual 3, 4. Salienta-se que a concordância das várias modalidades de diagnóstico acima descritas melhoram a localização da zona epileptogénica 3, 4, 5, 8, 10 em 89.7% segundo o estudo de So EL.

2 As imagens obtidas em Single Photon Emission Computed Tomography (SPECT) são usadas frequentemente para, de uma forma não invasiva, visualizar a função cerebral. Estas imagens são muitas vezes de capital importância no diagnóstico précirúrgico e na localização de disfunções neurológicas 2, 3, 5, 8, 9, 10. Para que toda esta panóplia de informação possa ser maximizada, ou seja, para que possamos obter mais e melhor das potencialidades que as diferentes técnicas nos oferecem na localização de zonas epileptogénicas, o registo de imagem é visto como uma tarefa essencial para os clínicos. Vários autores apontam que o foco epiléptico é localizado com mais segurança sempre que são utilizadas técnicas de subtracção de SPECT 2, 3, 5, 6, 8, 9, 10. Esta imagem é criada através da informação proveniente de dois estudos, onde um representa um SPECT interictal (entre as crises epilépticas) e o outro representa um estudo do cérebro durante a crise epiléptica (SPECT ictal) 1, 8. A subtracção acentua as variações no fluxo sanguíneo cerebral (perfusão) entre os dois estados. As regiões cerebrais que toleram maiores variações de perfusão são apresentadas como zonas epileptogénicas prováveis pelos respectivos médicos especialistas 1, 6, 9. O co-registo da RMN é importante para confirmar a localização anatómica destas perfusões 6, 9, 10. A interpretação da subtracção de SPECT depende então do objectivo clínico. Se quisermos encontrar áreas de maior actividade durante as crises (hiperdébitos), deveremos subtrair um SPECT interictal com um SPECT ictal 7, 8, 10. A subtracção de SPECT tem sido referida em diversos estudos como um procedimento bastante útil na localização das zonas epileptogénicas com elevados graus de sucesso 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9,10. Num estudo de O Brien sobre a utilidade clínica da subtracção de SPECT co-registada com RMN na localização de focos epilépticos para cirurgia concluiu que a subtracção de SPECT melhora a sua sensibilidade e especificidade na localização dos focos epilépticos das crises para cirurgia de epilepsia. Neste estudo, com a utilização da técnica de subtracção de SPECT foi possível em 88.2% 8 dos pacientes localizar zonas epileptogénicas, enquanto que sem a técnica de subtracção só foi possível localizar zonas epileptogénicas na mesma amostra em 39.2% 8 dos pacientes. Observou também que a concordância entre a técnica de subtracção utilizada e o local de cirurgia é preditiva de um melhor resultado pós cirúrgico 8.

3 Motivação: A evolução biomédica tem permitido constantes melhorias no diagnóstico e tratamento de doentes. Por isso é de vital importância o surgimento de métodos não invasivos capazes de dar informações idênticas àquelas que se observam in vivo por métodos invasivos. O processo actual não é perfeito, por isso precisa de novos passos algo complexos que o torna efectivamente difícil de transferir para a prática clínica. Um dos objectivos consiste em melhorar o procedimento técnico existente para que esta utilização passe a constar da rotina clínica, podendo assim, trabalhar com maiores potencialidades e obter melhores resultados. A principal motivação deste trabalho reside então na expectativa de podermos melhorar e optimizar o processo actualmente usado num protocolo clínico dum centro de epilepsia contribuindo para uma melhor prestação de serviços clínicos nesta área e contribuir para um melhor atendimento dos doentes. Objectivos: o Análise e optimização da componente computacional dum protocolo clínico de subtracção de exames de SPECT cerebral em doentes epilépticos. o Avaliação da sua utilidade clínica no âmbito da prática clínica dum centro de epilepsia

4 Cronograma/ Plano de trabalhos Apresentação Proposta Dissertação Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Recolha Bibliográfica Redacção Apresentação Trab. Preliminar Análise do procedimento actual Optimização procedimento Implementação dum novo procedimento Avaliação do impacto do novo procedimento Avaliação da sua utilidade clínica Revisão Bibliográfica Apresentação/ Discussão Local: IEETA/Universidade de Aveiro, em cooperação com o serviço de Neurofisiologia do Hospital de S. António, Porto. Material Necessário: Componentes de software usados para análise de imagens médicas. Imagens SPECT, RMN, traçados de EEG e computadores (já disponíveis no local de trabalho). Conhecimentos prévios exigidos: Alguns conhecimentos de Neurofisiologia e de processamento de sinal e imagem. Conhecimentos da linguagem de Scripting como TCL/TK e alguns conhecimentos de MatLab (a adquirir pelo candidato)

5 Referências Bibliográficas 1. Brinkman B, et. Al. Subtraction ictal SPECT coregistered to MRI for seizure focus localization in partial epilepsy. Mayo Clin Proc; 2000, 75 (6), Diehl B, Luders HO. Temporal lobe epilepsy: when are invasive recordings needed?. Epilepsia. 2000;41 Suppl 3:S61-74; 3. Kuzniecky R, Mountz JM, Thomas F. Ictal 99mTc HM-PAO brain singlephoton emission computed tomography in electroencephalographic nonlocalizable partial seizures. J Neuroimaging Apr; 3(2): 100-2; 4. Rosenow F, Luders H. Presurgical evaluation of epilepsy. Brain Sep;124(Pt 9): ; 5. So EL. Integration of EEG, MRI, and SPECT in localizing the seizure focus for epilepsy surgery. Epilepsia. 2000; 41 Suppl 3: S48-54; 6. Stern E, Silbersweig DA. Advances in functional neuroimaging methodology for the study of brain systems underlying human neuropsychological function and dysfunction. J Clin Exp Neuropsychol Feb; 23(1): 3-18; 7. Cunha, J., et al. Functional and Morfologic Data Fusion for Epileptogenic Foci Localization. Revista do DETUA. Julho de Vol. 2, Nº6, (5-7); 8. O'Brien TJ, So EL, et al. Subtraction ictal SPECT co-registered to MRI improves clinical usefulness of SPECT in localizing the surgical seizure focus. Neurology, 1998,Vol 50, Issue ; 9. O'Brien TJ, So EL, et al. Subtraction SPECT co-registed to MRI improves postictal SPECT localization of seizure foci.. Neurology, 1999,Vol 52, ; 10. Vera P., et al. Use of subtraction ictal SPECT co-registed to MRI for optimising the localization of seizure foci in children.. Journal of Nuclear Medicine, 1999,Vol 40, ;

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