control de calidad en imagen de resonancia magnética

Control de Calidad en Imagen de Resonancia Magnética

Ángel Fernández-Cañada Vilata, MSc.María de la Iglesia Vayá, PhD.Jorge Isnardo Altamirano, MSc.

• ¿Por qué es importante el control de calidad (CC)?

• Artefactos en la imagen de resonancia magnética

• Dos aproximaciones de control de calidad– Control de calidad cuantitativo – Control de calidad cualitativo

Índice

¿Por qué es importante el control de calidad?

“Default Mode Network connectivity (PCC seed) is reduced in subject groups with more motion, even when differences are miniscule“

Van Dijk, Sabuncu, & Buckner (2012) NeuroImage

‘We demonstrated that the residual effect of subject motion is larger than the effect of diagnosis.’

Tyszka JM, Kennedy DP, Paul LK, Adolphs R. (2013) Largely typical patterns of resting-state functional connectivity in high-functioning adults with autism.

La calidad de los datos es esencial para hacer buena ciencia.

¿Por qué es importante el control de calidad?

¿Qué es un artefacto?

Un artefacto es cualquier detalle que aparece en la imagen que no se encuentra presente en el objeto original.

¿Cuál es la causa de los artefactos en la resonancia magnética?

Errores humanos:

Campo de visión mal colocado: imagen recortada o incompleta.

Susceptibilidad magnética:

Pérdida de señal

Artefactos en la imagen de resonancia magnética

¿Cuál es la causa de los artefactos en la resonancia magnética?

Movimiento:Efecto timbre, rayas, o emborronamiento (img. estructural).Efecto persiana (img. funcional).

Problemas con la bobina:

Ruido de radio frecuencia.Inhomogeneidad del campo.

Problemas en la reconstrucción de la imagen:

Imagen fantasma.Envoltura.Efecto arco.

Artefactos en la imagen de resonancia magnética

¿Cuándo un artefacto es un problema?

1. Cualitativa: guiada por un ojo experto. En esta aproximación se recorren los cortes de la IRM en busca de artefactos.

2. Cuantitativa: guiada por los datos. En esta aproximación se evalúan índices numéricos calculados por un sistema automatizado.

Dos aproximaciones de control de calidad

Artefacto de cobertura

Artefacto de cobertura

Susceptibilidad magnética

Efecto timbre, rayas o emborronamiento

Efecto arco

Efecto persiana

Ruido de radio frecuencia

Inhomogeneidad del campo

Imagen fantasma

Envoltura

Framewise displacement (FD)

El marcador FD es una representación numérica de seis parámetros agrupados (3 giros y 3 traslaciones sobre los ejes x, y, z).

iiiiziyixi dddFd

ixxiix ddd )1(

360

2

rL

Aproximación cuantitativa

DVARS

Promedia el cambio de la señal BOLD a lo largo de cada volumen de la imagen.

Este marcador no se puede usar por si sólo, pues un cambio brusco en la intensidad de la señal no tiene porqué estar asociado al movimiento sino a causas fisiológicas.

i titi YY

I2

1,, )(1

DVARS(t)

Aproximación cuantitativa

Selección de un umbral para FD y DVARS

“After studying the plots of dozens of healthy adults, values of 0.5 mm for framewise displacement and 0.5% ΔBOLD for DVARS were chosen to represent values well above the norm found in still subjects.” Spurious but systematic correlations in functional connectivity MRI networks arise from subject motion. Power et al. (2012)

“FD cut-off of 0.2 mm and DVARS cut-off of 0.4%” Distinct neural signatures detected for ADHD subtypes after controlling for micro-movements in resting state functional connectivity MRI data. Fair et al. (2013)

Aproximación cuantitativa

Aproximación cuantitativa

Ejemplo

Aproximación cuantitativa

Ejemplo

Ejemplo

Posible solución: Scrubbing

Aproximación cuantitativa

Temporal Signal to Noise Ratio (tSNR)

es la relación entre la amplitud de la señal y el ruido de la misma a lo largo del tiempo.

Dado que es deseable que los valores de señal sean altos y el ruido sea lo más bajo posible, los valores de tSNR deberán ser elevados. Nosotros estimamos que una relación 2:1 es lo mínimo deseable.

Aproximación cuantitativa

Aproximación cuantitativa

Ejemplo

Ejemplo

Aproximación cuantitativa

Gracias por su antención

Ángel Fernández-Cañada Vilata, MSc.María de la Iglesia Vayá, PhD.Jorge Isnardo Altamirano, MSc.