Etude de groupes ROI ROI Facile Connaissance priori

Etude de groupes

ROI • ROI : – – – Facile Connaissance à priori des faisceaux opérateur dépendant DTI normalisées ou non Variabilité des anomalies le long du faisceau : la détection depend donc de la topographie de la ROI ! – Snook à faire neuroimage

ROI • Pb de la technique : • Variabilité interindividuelle de FA en fonction de la ROI : Fx corticospinal – Faire étude sur ROI de moindre variation (1 et 2) – Schimrigk AJNR 2007

Quelles mesures et quels parametres? • Comparaisons : – Droit vs gauche – Droit/gauche – FA, MD…autres

Concha : epilepsie analyse CC apres callosotomie, neuroimage 2006 • Mesure : – Vecteur principal : diffusivité parallèle – Diffusivité perpendiculaire : k = (k 2+ k 3 )/2. – 33 3 Résultats : Diminution FA à partir de S 1. – S 1 : diminution de diffusivité parallele : cassure des axones en différentes parties – M 2 et M 4 : diminution de la diffusivité perpendiculaire : dégradation de la myéline conséquence de l’atteinte axonale

Modèle de la dégénerescence wallérienne • Dans les premiers jours : désintégration axonale et myéline intacte – diminution diffusivité parallele • A J 5 : dégradation de la myéline – diffusivité perpendiculaire augmente • Phase chronique : – augmentation de la diffusivité perpendiculaire • La myéline module la diffusivité perpendiculaire

Etudes sur l’ensemble du cerveau

Methode : VBDTI • VBDTI (SPM 5) : – images b 0 normalisées sur le template T 2 – (meilleure avec la matrice du T 1) – Cartes de FA normalisées et lissées : – Seuil de FA>0, 2 (voxels avec une valeur de FA inférieure non pris en compte dans les analyses)

MCI : diminution FA postérieure Medina Neurobiol Aging 2005

Limites de la VBDTI • Normalisation : – Analyse différent entre la méthode en ROI et en Voxel based : • corps calleux splénium et genou: normalisation trop variable en voxel based • Noyau caudé : interface avec le ventricule (ventricule dilaté+) • Fx pyramidal • Les anomalies détectées sont des pb d’interface SB/SG plutôt que des anomalies en elles memes

Limites de la VBDTI • Normalisation : Simon neuroimage 2005 Augmentation de la FA chez les témoins se superposent aux ventricules des patients

Limites de la VBDTI • Lissage : – Améliore les variations – Améliore la sensibilité de la détection – Augmente le volume partiel

Limites de la VBDTI • FWHM is set to dat least twice the voxel dimension. Jones Neuroimage 2005 (Etude schizophrénie) : résultat à 4 x la taille du voxel

DTI et études cliniques • TBSS : Smith Nature Protocol 2007 – Alignement des cartes de FA – Création de la FA moyenne

DTI et études cliniques • TBSS : Smith Nature Protocol 2007 – Création d’un squelette représentant le centre des principaux faisceaux – Projection des cartes de FA sur le squelette

DTI et études cliniques • TBSS : Smith Nature Protocol 2007 – Comparaison voxel based – Timing : 1– 5 h + 10 min par sujet; 20– 500 h temps d’analyse – PB : coregistration en cas de lésion

Corrélation nouveau né prématuré (troubles visuels fréquents): FA et score visuel Bassi Brain

• VBDTI+TBSS • Shu HBM 2007 Trouble de la vision VBDTI : Diminution FA fx geniculo calcarin

Etude de faisceaux • Tractographie : – Valeurs moyennes FA et ADC – Valeur le long du faisceau : comment normaliser? – Qualité : tractographie dépendant (de l’acquisition à la reconstruction du fx) Wakana Neuroimage 2007 (optimisation reconstruction des fx) • Comparaisons deux méthodes : fx>Roi (Takoa neuroimage 2007)

Analyse du template • -moyenne sur le fx : • Kim neuroreport 2008 Etude schizophrenie : template crée entre thalamus et 4 regions corticales

Statistique sur le faisceau?

0. 7 0. 6 FA 0. 5 0. 4 0. 3 0. 2 0. 1 0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29

0. 7 Analyse quantitative du faisceau : comment homogénéiser les faisceaux? 0. 6 pat 4 D 0. 5 pat 12 D pat 15 D 0. 4 0. 3 pat 18 D 0. 5 pat 24 D 0. 4 pat 26 D 0. 3 pat 28 D 0. 2 0. 6 pat 29 D 0. 1 0. 2 0. 1 0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 0. 624 25 26 27 28 29 30 31 32 33 Profil de FA 0. 5 0. 6 0. 5 0. 4 0. 3 0. 2 0. 1 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10111213141516171819202122232425262728 1 2 3 4 5 6 7 8 910111213141516171819202122232425262728293031

• Normalisation des fx selon repères anatomiques le long du trajet : – Fx cortico spinal segmenté en segment : mésencéphalique, capsulaire, corona radiata. – La longueur entre chaque région a été ajustée (linéaire) avant le calcul des moyenne de chaque groupe

Etude de faisceaux : Méthode du template Création de template : le plus fréquent (pallie le soucis de normalisation) – 1) Conversion binaire des fx reconstruits – 2) Normalisation des fx – 3) Carte probabilistique des fx binaires et normalisés des sujets : chaque pixel contient l’information de probabilité de contenir une fibre du fx (SPM 5 software, p<0. 01, FDR correction).

Methode : Fiber quantification • Carte statistique utilisée pour quantifier la valeur de FA selon l’axe z dans l’espace normalisé – Carte probabilistique de la substance blanche superposée sur la carte de FA normalisée, – FA calculée : • FA : ∑(Pi x FAi)/ ∑Pi – Pi : probilité du i-th voxel occupée par le fx divisé par le nombre total de sujets – FAi : valeur de FA dans le i-th voxel • Differences entre patients et controles le long de l’axe supéro inférieur z : test t indépendant (P < 0. 05)

-SEP -template -normalisation FA -statistique dans le template projeté sur FA normalisée Hua Neuroimage

Etude de faisceaux : Méthode du template – si patients avec lésion : template créé chez les témoins – Etude : • Rapport entre le template témoin et la lésion : ratio fx atteint/fx non atteint • Corrélation avec la clinique

• Recouvrement du fx dans la lésion avec un template • Kanimatsu JMRI 2007

Etude des Faisceaux en cas de lésion? • Chez les patients : – Construire le faisceau : au contact ou à distance de la lésion? – Dégénerescence?

T FA : T vs P

Non négligent Négligent Urbanski JNNP 2007

• Fx supérieur longitudinal; longitudinal inférieur et Urbanski JNNP 2007 occipito frontal inférieur

• Entre gyrus précentral et CI : si CI atteinte roi en mirroir de l’hémisphere sain. • Att ROI doivent etre de taille identique • Ratio fibres D vs G ou sain vs patho

Price brain 2006 : coupler analyse en voxel et tractographie

Etude avec lésions multiples : méthode du template Pagani Neuroimage 2005 • Dans la SEP : faire les mesure en otant les régions d’anomalies de signal segmentées. • Permet de faire des mesures dans le fx dans et hors de la lésion

Etude de connectivité

Atlas probabilistique Connectivité entre Hippocampe et Aires corticales Powell Neuroimage 2004

• Projection de chaque aire corticale sur le striatum • Cohen Nat neurosci 2009

• Connectivité

• Etude de la connectivité : dystonie – 3 T, FSL, 7 sujets et 7 T. Bonhila 2008 P T

Connectivité du Locus niger : Menke Neuroimage 2009

• Attention à la variabilité des faisceaux +++