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Validação clínica do uso da entropia de Tsallis no co-registro de neuroimagens

Henrique Tomaz do Amaral Silva Paulo Mazzoncini de Azevedo Marques

2014

Localização: FMRP - Fac. Medicina de Ribeirão Preto    (Silva, Henrique Tomaz do Amaral )(Acessar)

  • Título:
    Validação clínica do uso da entropia de Tsallis no co-registro de neuroimagens
  • Autor: Henrique Tomaz do Amaral Silva
  • Paulo Mazzoncini de Azevedo Marques
  • Assuntos: IMAGEM POR RESSONÂNCIA MAGNÉTICA; NEUROLOGIA; MECÂNICA ESTATÍSTICA
  • Notas: Tese (Doutorado)
  • Descrição: O co-registro, nome dado ao processo de reposicionamento e sobreposição de imagens, pode ser aplicado em diversos procedimentos médicos, tal como o planejamento pré-cirúrgico em pacientes com epilepsia refratária na qual combinam-se informações obtidas de diferentes modalidades de neuroimagens para a localização da Zona Epileptogênica (ZE). Para neuroimagens, ainda são utilizados algoritmos validados há aproximadamente duas décadas, os quais eventualmente falham, produzindo resultados não satisfatórios ou duvidosos. A maximização da Informação Mútua através da entropia de Shannon é a técnica tradicionalmente utilizada neste contexto, porém, um estudo prévio utilizando a entropia de Tsallis no co-registro de imagens de simuladores anatômicos encontrou evidências de uma possível contribuição clínica. No presente estudo implementamos o algoritmo de co-registro utilizando a entropia de Tsallis e o aplicamos no co-registro clínico de imagens de Magnetic Resonance Imaging (MRI) e Single Photon Emission Computed Tomography (SPECT) de 15 pacientes com epilepsia refratária. Analisamos a contribuição da técnica proposta quantitativamente: taxa de sucesso/confiabilidade (conf.), erros do co-registro (acurácia) e tempo de processamento; e qualitativamente (avaliação do especialista), comparando seus resultados com os resultados obtidos pelas medidas de similaridade já tradicionalmente utilizadas (Entropy of Correlation Coefficient – ECC, Normalized Cross Correlation – NCC, Mutual Information using Shannon entropy – MI and Normalized Mutual Information using Shannon entropy – NMI). Foram implementadas duas versões da técnica proposta: a Mutual Information using Tsallis entropy – MIT e a Normalized Mutual Information using Tsallis entropy – NMIT, ambas variando seu índice de não-aditividade q no intervalo [0,1:0,1:2,0]. A aplicação do co-registro utilizando as técnicas
    propostas e tradicionais evidenciou os seguintes resultados: (1) MIT obteve baixa confiabilidade para os co-registros inter-modalidades (conf. < 46,66%) e resultados relevantes para o co-registro intra-modalidades (conf. > 80% para q [0,3:0,1:0,6]). (2) NMIT obteve resultados relevantes apenas para q → 1,0 (conf. = 100% para os co-registros inter-modalidades e conf. = 100% para o co-registro intra-modalidades). As técnicas tradicionais, ECC, MI e NMI obtiveram 100% de confiabilidade para ambas as modalidades (exceto MI nos co-registros inter-modalidades de SPECT ictal para MRI T1, conf. = 93,33% e de SPECT interictal para MRI T1, conf. = 86,66%). Dentre as técnicas com maior confiabilidade (ECC, MI, NMI e NMIT→1,0), NMI foi o método mais estável e obteve os menores erros. Diante dos resultados apresentados, concluímos que a entropia de Tsallis é capaz de realizar co-registros satisfatórios e acurados para valores de q→1,0, entretanto não oferece contribuição superior aos métodos tradicionais, principalmente ao NMI.
  • Data de criação/publicação: 2014
  • Formato: 134 p anexos.
  • Idioma: Português
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