Dissertação

{en_GB=Investigation of physiologic fluctuations in resting-state fMRI as biomarkers of cerebral small vessel disease} {} EVALUATED

{pt=A doença dos pequenos vasos cerebrais (SVD) refere-se a processos patológicos que afectam os pequenos vasos do cérebro, conduzindo a declínio cognitivo e a perda de funções nos idosos. A investigação das flutuações espontâneas do cérebro usando ressonância magnética funcional de repouso é cada vez mais usada de modo a avaliar alterações na actividade cerebral relacionadas com patologias cerebrovasculares. Neste trabalho, foi realizada uma caracterização de diferentes medidas das flutuações espontâneas no sinal BOLD ('blood oxygenation level-dependent') e foi avaliada a relação destas com avaliações neuropsicológicas de doentes com SVD. Foram pré-processados os dados funcionais de cada sujeito e calculadas as seguintes métricas das flutuações espontâneas do sinal BOLD: coeficiente de variação, flutuações fisiológicas, 'amplitude of low-frequency fluctuations' (ALFF) e 'fractional' ALFF (fALFF). Seguidamente, quatro métricas derivadas de ALFF e fALFF e baseadas em diferentes frequências foram seleccionadas: ALFF (0.01-0.1Hz), fALFF1 (0.01-0.023Hz), fALFF2 (0.023-0.073Hz) e fALFF3 (0.073-0.2Hz). Nos doentes foram encontrados valores de ALFF significativamente inferiores nas lesões da substância branca comparativamente à substância branca de aparência normal (NAWM). Através de regressões lineares múltiplas foram encontradas correlações significativas entre a velocidade de processamento nos doentes e as seguintes métricas: fALFF2 e fALFF3 na NAWM e ALFF na substância cinzenta e NAWM. Em relação à função executiva e à atenção e memória de trabalho, foram encontradas correlações significativas com um conjunto de métricas e com algumas covariáveis. Os resultados sugerem que informação contida nas flutuações espontâneas cerebrais pode ajudar na detecção de alterações precoces da função cognitiva de doentes com SVD., en=Cerebral small vessel disease (SVD) refers to pathological processes affecting brain’s small vessels, leading to cognitive decline and functional loss in the elderly. The investigation of brain’s spontaneous fluctuations using resting-state functional magnetic resonance imaging is increasingly being used to assess alterations in brain activity related with cerebrovascular pathologies. In this work, a characterization of different measures of spontaneous oscillations in blood oxygenation level-dependent (BOLD) signal was conducted and their relationship with SVD patients’ neuropsychological evaluations was assessed. Functional data from each subject was pre-processed and metrics of spontaneous BOLD signal fluctuations were computed: coefficient of variation, physiological fluctuations, amplitude of low frequency fluctuations (ALFF) and fractional ALFF (fALFF). A comparison between metrics was performed in a group of healthy controls. Based on the results of this comparison, the following metrics were selected for the subsequent analyses: ALFF (0.01-0.1Hz), fALFF1 (0.01-0.023Hz), fALFF2 (0.023-0.073Hz) and fALFF3 (0.073-0.2Hz). In SVD patients, ALFF was found to be significantly lower in white matter hyperintensities compared to normal appearing white matter (NAWM). Multiple linear regression analyses demonstrated significant correlations between processing speed in SVD patients and the following metrics: fALFF2 and fALFF3 in NAWM and ALFF in grey matter and NAWM. Regarding executive function, and attention and working memory, significant correlations were found with a group of metrics and also with certain covariates. The results suggest that measures of spontaneous BOLD fluctuations might aid in the detection of early changes in the cognitive function of SVD patients and therefore support imaging biomarkers of the disease.}
{pt=doença dos pequenos vasos, RMF de respouso, 'amplitude of low-frequency fluctuations', flutuações fisiológicas, oscilações espontâneas do cérebro, en=small vessel disease, resting-state fMRI, amplitude of low-frequency fluctuations, physiologic fluctuations, spontaneous brain oscillations}

Novembro 21, 2018, 11:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Patrícia Margarida Piedade Figueiredo

Departamento de Bioengenharia (DBE)

Professor Auxiliar

ORIENTADOR

Pedro Ferro Vilela

Hospital da Luz

Especialista