Analyses morphométriques Flashcards
Que permettent les analyses morphométriques (la morphométrie) ?
Ce sont des approches pour quantifier la morphologie du cerveau avec des données d’IRM anatomique. L’IRM anatomique permet de contraster la matière grise, la matière blanche et le liquide céphalo-rachidien. Ces contrastes lorsque combinés avec des outils d’analyse automatique d’images deviennent l’étude de la morphologie computationelle.
Qu’est-ce que la morphométrie ?
L’étude de la forme du cerveau et des ses structures
La morphométrie compare des individu / groupes sur la _______ de leur cerveau
Forme
2 types de volumétrie
Manuelle et automatique
Qu’est-ce que la segmentation manuelle en volumétrie ? Nomme moi 3 limites de cette méthode
On délimite visuellement une aire du cerveau sur chaque image (ex : hippocampe), puis on fait la moyenne des dessins, ce qui nous donne le volume de la structure.
Elle prend beaucoup de temps puisqu’il faut dessiner à la main sur chaque coupe.
Elle nécessite également des critères anatomiques clairs, ce à quoi nous n’avons pas toujours accès, et même à ce moment-là il est difficile d’être sur du volume qu’on obtient.
Il existe une variabilité importante dans les résultats puisque les analyses sont subjectives.
Pourquoi un protocole de segmentation rigoureux est-il nécessaire en volumétrie manuelle ?
Pour avoir un bon accord interjuges
Qu’est-ce qu’on utilise en segmentation automatique ?
Des segmentations déjà faites au préalable par des chercheurs (atlas). On met cet atlas dans l’espace stéréotaxique
Qu’est-ce qu’un espace stéréotaxique
Le cerveau “moyen” qui vient de plusieurs individus recalés / moyennés en une image.
L’atlas doit être choisi selon quoi ?
Les structures étudiées
Les images structurelles du participant sont __________ automatiquement vers ________ ________________ de référence. On adapte ainsi l’atlas à l’anatomie de chaque sujet
Recalées
espace stéréotaxique
En quoi consiste le recalage
Il s’agit d’une déformation de l’image pour un individu pour l’ajuster à l’espace stéréotaxique
V ou F. La segmentation automatique est plus objective que la segmentation manuelle.
VRAI
La segmentation automatique est arbitraire et il y a possibilités d’erreurs, mais elle est plus objective parce que le processus est automatique
En volumétrie, comment peut-on obtenir des résultats aberrants ?
- Des erreurs de recalage
- Des artéfacts d’acquisition
- Mouvement du participant
2 types de recalage et en quoi consistent-ils
Affine / linéaire : Inclue notamment la translation, la rotation et la mise à l’échelle
Non-linéaire : déplacement dans n’importe quelle direction de l’espace (vidéo Michael Jackson)
Comment fait-on des analyses statistiques en volumétrie ?
On extrait le volume de la structure segmentée (mm3). On compare statistiquement le volume moyen entre 2 groupes ou on test l’association entre le volume et la variable étudiée (ex : âge)
Qu’est-ce que la VBM
La morphométrie basée sur les voxels. La mesure du volume de matière grise autour d’un voxel donné. Elle nous donne une carte 3D de densité de matière grise.
Quel est l’avantage de la VBM vs volumétrie
On n’a pas besoin de frontières pré-établies claires entre les structures cérébrales
Avantages et désavantages de la VBM
Avantages : automatique, systématique, on n’a pas besoin de quelqu’un pour vérifier.
Désavantages : il y a énormément de mesures, donc plus de risques de problèmes de comparaisons multiples quand on fait les analyses statistiques
Comment se passe la segmentation en VBM ? Que permet-elle ?
Elle permet de catégoriser les types de tissus.
On fait d’abord un masque du cerveau pour exclures les méninges, le crâne, inclure le gras. On utilise ensuite un algorithme de segmentation qui évalue les niveaux de matière grise dans l’image et donc propose l’appartenance à un type de tissu pour chaque voxel.
On ajoute ensuite un filtre sur l’image pour la rendre + floue, puis on remplace la valeur obtenue pour chaque voxel par la moyenne pondérée de lui et ses voisins.
Qu’est-ce que l’effet de volume partiel et pourquoi cela peut-il être un problème en VBM ?
Le niveau de gris résultats de l’analyse par l’algorithme peut être trompeur si le voxel donné est mixte (ex : un mélange de matière blanche et LCR). Il est donc important de calculer l’effet de volume partiel
On fait la pondération des voxels en donnant des poids différents selon la position des volumes voisins. Cela obéit à une distribution ____________.
Gaussienne 3D
Que permet le lissage spatial
D’obtenir une valeur de densité de matière grise pour des zones vs des voxels.
Par quoi est déterminée la grosseur de la région
Le paramètre largeur à mi-hauteur (FWMH). Si le FWMH augmente, le rayon avec voxels avant un impact sur la valeur lissée du voxel augmente aussi.
En lissage spatial, le recalage peut seulement être __________.
Non-linéaire
V ou F. En VBM, le recalage est lié à une structure particulière
Faux. Il ne l’est pas, la volumétrie oui.
V ou F. La possibilité d’erreurs (résultats aberrants) est la même pour la volumétrie et la VBM.
FAUX.
La VBM est aussi sensible aux erreurs de segmentation. Il est possible de perdre des structures parce que le contraste n’est pas bon ou que l’algorithme le classifie mal.
Comment peut-on réduire les erreurs de segmentation en VBM
En utilisant des a priori. Sinon, on peut corriger manuellement les erreurs ou exclure le participant
Qu’est-ce qu’on exploite dans les analyses de surface ? Comment fonctionne l’algorithme ?
Le ruban de matière grise formé à la surface de la matière grise. L’algorithme détecte la surface piale (matière grise et LCR) et la surface intérieure (matière grise et blanche)
Utilise-t-on un masque en analyse de surface ? À quel moment ?
Oui, après l’analyse de l’algorithme pour enlever les structures qui ne sont pas le cortex.
Explique le principe de croissance de ballon
Pour estimer la position des surfaces piales et intérieures, on utilise un ballon virtuel au centre de chaque hémisphère. Cela permet de modéliser les contraintes physiques aux frontières. Le ballon se gonfle jusqu’à épouser la surface intérieur.
Est-il possible de faire de la croissance de ballon dans les deux sens (du centre vers le crâne et vice-versa) ?
Oui
La reconstruction de surface permet ?
De décomposer le volume de matière grise en épaisseur, surface locale
Que permet l’analyse de surface vs la VBM
Analyser l’épaisseur et la surface séparément. Ces deux caractéristiques cérébrales sont liées différemment à des conditions neurologiques / psychiatriques.
Qu’analyse-t-on en analyses de surface au lieu des voxels
Vertex
Quel est le désavantage de l’analyse de surface ? Comment peut-on y remédier ?
On ne peut pas analyser les structures sous-corticales. Pour ce faire, il faudra combiner l’analyse de surface et la volumétrie automatique.
Parle-moi des analyses statistiques en VBM
Elles permettent de comparer la valeur de densité de matière grise entre sujets, comme la volumétrie manuelle, sauf que le recalage en VBM n’EST PAS lié à une structure particulière. Une fois les cartes de densité recalées dans l’espace stéréotaxique, on fait des tests statistiques pour chaque voxel
V ou F : les analyses statistiques sont les même en VBM et en analyses de surface
Faux. Presque, mais on utilise des vertex en analyse de surface plutôt que des voxels.
Les analyses de surface sont-elles robustes aux effets des volumes partiels ?
Non.
Quel problème ça amène si l’analyse de surface ne se rend pas au fond d’un sulcus ou entre 2 gyrus ?
Une surestimation localisée de l’épaisseur corticale.
