Mapas de resonancia magnética functional obtenidos con PC

Objetivos:

El estudio de resonancia magnética funcional (RMf) tiene una especial relevancia en el análisis de diversas activaciones cerebrales. En este trabajo se describe el desarrollo de un programa informático para PC que analiza estas imágenes para obtener mapas de activación funcional de una forma sencilla.

Material y Métodos:

Los mapas de activación se basan en las diferencias temporales de oxihemoglobina en un plano tomográfico. Para detectar estas diferencias se comparan las intensidades registradas repetidamente durante dos estados distintos del cerebro, control y activación. Los experimentos se han realizado en un equipo de RM de 1,5 Teslas. Para comprobar el correcto funcionamiento del programa se han realizado estudios de RMf en cuatro sujetos sanos (12 cortes contiguos, 80 imágenes por corte cada 3,1 segundos, 960 imágenes totales). Todas las imágenes se transfirieron a un PC. El procesamiento de las imágenes se hizo píxel a píxel dentro de cada secuencia, obteniéndose una curva de intensidad/tiempo. El análisis mediante métodos estadísticos (t de Student y correlación cruzada) permite decidir la activación de cada píxel. En la preparación de las imágenes se usó filtrado espacial, filtrado temporal, corrección de la línea base, normalización y segmentación del parénquima. En el posprocesado del resultado se usó la eliminación de píxeles aislados, superposición de una imagen anatómica de mayor resolución espacial y el filtrado anti-aliasing.

Resultados:

La aplicación (Xfun 1.0, Valencia) se ha desarrollado en el entorno Microsoft Visual C++ 5.0 Developer Studio para Windows NT Workstation. En un ejemplo representativo el programa tardó 8,2 segundos para calcular y presentar los resultados de un studio completo (12 mapas funcionales). En los experimentos de activación motora y visual se observó la activación correspondiente a regions próximas al surco central del hemisferio contralateral a la mano que ejercía la acción y en la corteza occipital.

Discusión:

Si bien existen programas que calculan mapas de activación, el desarrollo de un programa para PC en entorno Windows tiene unas características clave para su utilización rutinaria: facilidad de manejo y alta capacidad de cómputo. La aplicación desarrollada es capaz de discriminar cuáles son las zonas del cerebro que se activan como respuesta a un estímulo de las que no se modifican.

Objectives:

Functional magnetic resonance (fMR) is of special relevance in the analysis of certain types of brain activation. The present report describes the development of a simple software program for use with personal computers (PCs) that analyzes these images and provides functional activation maps.

Material and methods:

Activation maps are based on the temporal differences in oxyhemoglobin in tomographic images. To detect these differences, intensities registered repeatedly during brain control and activation are compared. The experiments were performed with a 1.5- Tesla MR unit. To verify the reliability of the program, fMR studies were carried out in 4 healthy individuals (12 contiguous slices, 80 images per slice every 3.1 seconds for a total of 960 images). All the images were transferred to a PC and were processed pixel by pixel within each sequence to obtain an intensity/time curve. The statistical study of the results (Student’s test and cross correlation analysis) made it possible to establish the activation of each pixel. The images were prepared using spatial filtering, temporal filtering, baseline correction, normalization and segmentation of the parenchyma. The postprocessing of the results involved the elimination of single pixels, superposition of an anatomical image of greater spatial resolution and anti-aliasing.

Results:

The application (Xfun 1.0, Valencia, Spain) was developed in Microsoft Visual C++ 5.0 Developer Studio for Windows NT Workstation. As a representative example, the program took 8.2 seconds to calculate and present the results of the entire study (12 functional maps). In the motor and visual activation experiments, the activation corresponding to regions proximal to the central sulcus of the hemisphere contralateral to the hand that moved and in the occipital cortex were observed.

Discussion:

While programs that calculate activation maps are available, the development of software for PCs running Microsoft Windows ensures several key features for its use on a daily basis: it is easy to employ and has powerful computing capabilities. The program described here is capable of differentiating between the regions of the brain that are activated in response to a stimulus and those that remain unaltered.