Development of a reade-in routine to aid quantitative analysis of cardiac 1H-MRS Data

Resumo

A Espectroscopia por Ressonância Magnética (ERM) é a única técnica não-invasiva e não radioactiva que permite investigar o metabolismo dos tecidos vivos. A ERM do protão 1H, que proporciona a maior sensibilidade de todos os núcleos visíveis por RM, é um método capaz de detectar e quantificar biomoléculas cardíacas específicas. No entanto, os metabolitos estudados com ERM estão presentes em concentrações que são várias ordens de grandeza inferiores às dos protões da água, o que faz com que a 1H-ERM não seja ainda utilizada na prática clínica devido a desafios metodológicos. Muitos estudos têm vindo a ser realizados a fim de melhorar os meios de quantificação e o BMRU tem estado na vanguarda do desenvolvimento de uma plataforma de análise de dados de ERM. Portanto, este projecto tem como objectivo desenvolver uma rotina capaz de ler dados de ERM da Siemens no formato específico TWIX e realizar uma análise piloto sobre dados 1H-ERM provenientes de coração humano. O trabalho realizado comtemplou diversas etapas. Inicialmente foi feito um estudo detalhado em relação aos ficheiros TWIX da Siemens, recorrendo a um algoritmo escrito em Matlab que tem o propósito de ler este tipo de ficheiro. De seguida, foi desenvolvida em IDL (Interactive Data Language) a rotina para leitura de ficheiros TWIX da Siemens que devolve os dados de ERM não processados no domínio do tempo. Foram analisados em jMRUI 14 conjuntos de dados de Espectroscopia por Resonância Magnética 1H relativos a coração humano, no domínio do tempo, usando Lorentzian line shape, e comparou-se os resultados para o sinal de água com os obtidos anteriormente por Rial et al. (2011), para os mesmos dados. Os mesmos espectros foram re-analisados utilizando o mesmo modelo mas no domínio da frequência, utilizando o software bmru_mrsw, onde foi incorporada a rotina desenvolvida. Finalmente foram analisados os mesmos conjuntos de dados usando Voigt line shape, no domínio da frequência, novamente com o software bmru_mrsw. Houve conformidade entre os resultados obtidos na análise dos dados de ERM com o sofware jMRUI e os publicados por Rial et al. (2011), com um coeficiente de correlação de 0,997. A diferença média entre as duas medições do sinal de água foi de 0,06, segundo o gráfico Bland-Altman. A análise dos dados, no domínio da frequência, com o software bmru_mrsw demonstrou concordância com os resultados obtidos pelo jMRUI, tendo-se obtido um coeficiente de correlação de 0,716 entre os resultados. A quantificação do sinal de água utilizando Voigt line shape, no software bmru_mrsw, demonstrou diminuição dos resíduos gerados. Deste modo, foi possível com este projecto a criação de uma rotina capaz de ler data de Espectroscopia por Ressonância Magnética da Siemens no formato específico TWIX. Esta rotina conferiu ao software bmru_mrsw compatibilidade com este formato de ficheiros, tendo deste modo contribuído para o aperfeiçoamento das técnicas de quantificação de sinais de espectroscopia. A potencialidade da abordagem de análise no domínio do tempo e frequência foi também demonstrada. Os objectivos propostos neste projecto foram alcançados com sucesso, podendo este ter contribuído para o papel da Espectroscopia por Ressonância Magnética no campo da cardiologia clínica.

Data de atribuição	2014
Idioma original	English
Instituição de premiação	Universidade Católica Portuguesa
Supervisor	Jürgen Schneider (Supervisor)