Volumetric MRI analysis of thalamic stroke patients

Abstract

Talamus içindeki küçük bir inmenin komplikasyonu sonrası oluşun Talamik inme sendromu, az bilinen bir sendromdur. Bu sendrom farklı fizyolojik problemlerle de sonuçlanacağından, bu problemleri anlamak, hastalığı teşhis etmek ve daha doğru bir şekilde tedavi etmek açısından önemlidir. Dolayısıyla, inme olan bölgeyi daha iyi yorumlamak için lezyon bölgesinin tüm hacmini belirlemek ve bir anatomik atlasa göre etiketlemek oldukça önem taşır. Bu tezde, nöroradyologların inmeyi daha doğru yorumlamasına yardımcı olmak amacıyla, lezyon bölgesinin anatomik etiketini bulan ve lezyon hacmini tahmin eden bir yazılım aracı geliştirildi. Anatomik değişkenliği azaltmak için ilk aşama Matlab üzerinde çalışan SPM5 yazılımı kullanılarak, alınan beyin görüntülerinin uzaysal olarak çakıştırma ve olağanlaştırma aşamasıydı. Talairach Atlasına dayalı ara-yüz vasıtasıyla, beyindeki lezyonlu bölgeyi seçip, lezyonun hacminin hesaplanmasında ve lezyonun tam olarak nerede olduğunun işaretlenmesinde elde edilen normalize edilmiş MR görüntüleri kullanıldı. Mini-Mental Durum Muayenesi (MMSE), Frontal Davranış Envanteri (FBI), Beck Depresyon Envanteri (BDI) olmak üzere üç tip nöropsikometrik test bu çalışmada değerlendirildi. Nöropsikomerik testler ile Talairach atlasına göre seçilmiş lezyon bölgelerinin hacimleri arasında korelasyon analizi yapıldı ve sonuçlar sunuldu. Nöroradyologlar, talamik inme hastalarını teşhis etmek ve tedavilerine yardımcı olmak amacıyla bu yazılımdan yararlanabilir. Ayrıca, böyle bir platform klinisyenlerin hastaları üzerinde nöroanatomik değerlendirmesi hakkında uzaktan birbirleriyle bilgi alışverişine yardımcı olabilir. Buna ek olarak, nöropsikometrik testler ile atlasa göre seçilen bölgelerin hacimleri arasında yapılan korelasyon analizinin sonuçları bu verilerin birlikte yorumlanmasında rol oynayabilir.

The thalamic pain syndrome is a weakly deduced phenomenon that develops as a complication of a small stroke in the thalamus. Because this syndrome results in many different physiological disturbances, it is critical to understand its physiological basis to diagnose and to treat it. It is important to determine the whole volume of the lesion and to label it with reference to an anatomical atlas in order to identify the stroke region more accurately. In this thesis, we develop a software tool to help the neuroradiologists interpret the stroke region more accurately by estimating its volume and identifying its anatomical label. To reduce the anatomical variability, the first step consists of spatial registration and normalization of brain images. This is achieved using the procedure implemented in the Statistical Parametric Mapping (SPM) package in Matlab. Normalized MR images are used to identify the lesions in the brain, to calculate its volume and to label it in a graphical user environment. Three types of neuropsychological tests are Mini-Mental State Examination (MMSE), Frontal Behavioral Inventory (FBI), Beck Depression Inventory (BDI) are evaluated in estimating their correlations with the total volume of selected regions. Neuroradiologists can potentially benefit from the software to diagnose and to treat the thalamic stroke patients. Furthermore, such a platform may help the clinicans to interact with each other distantly by exchanging more objective information about the clinical neuroanatomical assessment of their patients. Additionally, correlation analysis of neuropsychological tests and stroke volume in the Talairach atlas plays a role for the neuropsychological and neuroanatomical data fusion for a better assessment.