Generación volumétrica de estructuras encefálicas implicadas en trastornos neuropsicológicos a partir de técnicas de neuroimagen multimodales

Palomera Ruisoto, Pablo

Description

Colecciones : TD. Ciencias socialesDPBPMCC. Tesis del Departamento de Psicología Básica, Psicobiología y Metodología de las Ciencias del Comportamiento
Fecha de publicación : 2011
[ES] Los objetivos de esta Tesis Doctoral fueron la generación volumétrica de estructuras encefálicas implicadas en enfermedades neurológicas y trastronos psiquiátricos, según la literatura, y el estudio empírico de la eficacia de la visualización volumétrica sobre el rendimiento en tareas de identificación y localización de dichas estructuras en la interpretación de neuroimágenes.[EN] The objectives of this PhD Thesis were the volumetric generation of brain structures implicated in neurological diseases and psychiactric disorders, according to the literature, and the empirical study of the volumetric visualization efficacy over the performance in indentification and localization tasks of such structures in the neuroimaging interpretation.

Sujets

• Sociologie, société et politique

Informations

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• Langue: Español
• Poids de l'ouvrage: 22 Mo

Extrait

Facultad de Psicología

Departamento de Psicología Básica, Psicobiología y Metodología de las
Ciencias del Comportamiento


GENERACIÓN VOLUMÉTRICA DE ESTRUCTURAS
ENCEFÁLICAS IMPLICADAS EN TRASTORNOS
NEUROPSICOLÓGICOS A PARTIR DE TÉCNICAS DE
NEUROIMAGEN MULTIMODALES

Pablo Ruisoto Palomera


Tesis Doctoral dirigida por:
Dr. Juan Antonio Juanes Méndez
Dra. Paula Mayoral Babiano

Salamanca, 2011


































Certificado

D. JUAN ANTONIO JUANES MÉNDEZ Y Dª. PAULA MAYORAL BABIANO,
DOCTORES POR LA UNIVERSIDAD DE SALAMANCA, PERTENECIENTES A LOS
DEPARTAMENTOS DE ANATOMÍA E HISTOLOGÍA HUMANAS, Y PSICOLOGÍA
BÁSICA, PSICOBIOLOGÍA Y METODOLOGÍA DE LAS CIENCIAS DEL
COMPORTAMIENTO DE LA UNIVERSIDAD DE SALAMANCA, RESPECTIVAMENTE,

CERTIFICAMOS:
Que el trabajo titulado “GENERACIÓN VOLUMÉTRICA DE ESTRUCTURAS
ENCEFÁLICAS IMPLICADAS EN TRASTORNOS NEUROPSICOLÓGICOS A PARTIR
DE TÉCNICAS DE NEUROIMAGEN MULTIMODALES“ ha sido realizado por D. PABLO
RUISOTO PALOMERA bajo nuestra dirección; reuniendo, a nuestro juicio, los requisitos y
méritos suficientes para que el autor pueda optar al Grado de Doctor por la Universidad de
Salamanca.


Y para que así conste, firmamos el presente certificado en Salamanca a fecha, miércoles,
13 de julio de 2011.





o o Fd : Prof. Dr. Juan Antonio Juanes Méndez Fd : Dra. Paula Mayoral Babiano



Resumen
Uno de los objetivos de la investigación en neuroimagen es la creación de mapas morfológicos y
funcionales del encéfalo en condiciones normales y patológicas. Los avances en las técnicas de
diagnóstico por imagen han incrementado el número de estructuras que pueden ser valoradas y
han permitido correlacionar alteraciones morfológicas y funcionales. Sin embargo, la integración
de información de diferentes modalidades y la evaluación empírica de diferentes estrategias de
visualización para la interpretación de neuroimágenes sigue siendo un desafío. Los objetivos de
esta Tesis Doctoral fueron la generación volumétrica de estructuras encefálicas implicadas en
enfermedades neurológicas y trastornos psiquiátricos, según la literatura, y el estudio empírico de
la eficacia de la visualización volumétrica sobre el rendimiento en tareas de identificación y
localización de dichas estructuras en la interpretación de neuroimágenes. Se realizó un estudio
bibliométrico de las publicaciones en neuroimagen, neurociencia y conducta, y una revisión
bibliográfica detallada de los trabajos publicados en la última década, sobre la base
neuroanatómica macroscópica de los trastornos considerados a partir de técnicas de diagnóstico
por imagen morfológicas y funcionales. Para la generación volumétrica se adquirieron imágenes
anatómicas del VHP, radiológicas RM y funcionales con PET y SPECT en sujetos sin patología.
La reconstrucción requirió segmentación manual de los ROIs y renderizado en malla mediante
Amira®. Finalmente, se diseñó un cuasiexperimento intersujetos dirigido a evaluar la eficacia de
la visualización volumétrica en la interpretación de neuroimágenes. Se generaron
reconstrucciones volumétricas de estructuras encefálicas profundas: telencefálicas, diencefálicas,
el sistema ventricular y sustancia blanca, embebidas en secciones morfológicas y funcionales.
Se encontró evidencia a favor de la mayor efectividad de la visualización volumétrica frente a la
visualización convencional 2D en tareas de identificación y localización de dichas estructuras.
Se analizan la importancia y las aplicaciones de la generación y visualización volumétrica de
estructuras encefálicas profundas en el ámbito formativo y el estado actual de conocimiento sobre
la implicación de estructuras encefálicas profundas en los trastornos neuropsicológicos,
destacando la inespecificidad e inconsistencia de los resultados obtenidos en la literatura
revisada. Se concluye que la generación volumétrica de estructuras encéfalicas macroscópicas
profundas, clínicamente relevantes, y su posterior visualización embebidas en secciones
multimodales, mejora el rendimiento en la interpretación de neuroimágenes frente la
visualización convencional 2D.
Palabras clave
Neuroimagen multimodal; visualización 3D; estructuras encefálicas profundas; trastornos
neuropsicológicos; estudio empírico.

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Abstract
One of the objectives in neuroimaging investigation is the creation of morphological and
functional brain maps in normal and pathological conditions. The progress in the diagnostic
techniques per image has increased the number of structures that can be valued and correlate
morphological and functional alterations. Nevertheless, the information integration of different
modalities and the empirical evaluation of different visualization strategies continue to be a
challenge. The objectives of this PhD Thesis were the volumetric generation of brain structures
implicated in neurological diseases and psychiatric disorders, according to the literature, and the
empirical study of the volumetric visualization efficacy over the performance in identification
and localization tasks of such structures in the neuroimaging interpretation. A bibliometric study
of neuroimaging, neuroscience and behavior publications was made, and a detailed literature
review of published studies in the last decade on the neuroanatomical macroscopic basis of
disorders, considered through different diagnostic morphological and functional imaging
techniques. For the volumetric generation, anatomical VHP, radiological RM and functional
PET and SPECT images were acquired in subjects without pathology. The reconstruction
required manual segmentation of the ROIs and mesh rendering by means of Amira®. Finally, an
intersubject cuasiexperimental design was made to evaluate the efficacy of volumetric
visualization in neuroimaging interpretation. Volumetric reconstructions of deep brain structures
were generated: telencephalic, diencephalic, ventricular system and white matter, embedded in
morphological and functional sections. Evidence was found favoring the greater effectiveness of
volumetric visualization versus conventional 2D visualization in identification and localization
tasks of such structures. The importance of applications in the generation and volumetric
visualization of deep brain structures is discussed within the training environment, and the
current state of knowledge on the implication of deep brain structures in neuropsychological
disorders, highlighting the slight specificity and inconsistency of the results obtained in the
reviewed literature. It is concluded that the volumetric generation of macroscopic deep brain
structures, clinically relevant, and its posterior visualization embedded in multimodal sections,
improve the performance in neuroimaging interpretation versus the conventional 2D
visualization.
Key words
Multimodal neuroimaging; 3D visualization; deep brain structures; neuropsychological disorders;
empirical study

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Página iv

Índice
Resumen..........................................................................................................................................................i
Abstract.........................iii
Índice .............................................................................................................................................................v
Lista de Figuras...............................................................................................................................................i
Lista de Tablas..............iii
Lista de Abreviaturas ....................................................................................................................................v
Prólogo ..........................................................ix
Agradecimientos...........................................................................................................................................xi
1 I. INTRODUCCIÓN 13
1.1 Organización del encéfalo ................................................................................................................15
1.2 Técnicas de diagnóstico por imagen ................................................................................................31
1.2.1 Técnicas de valoración morfológica.......