Kierownik : Piotr Bogorodzki
Współpraca: prof. Maciej ORKISZ; INSA de Lyon CREATIS;Francja
Termin: 2005-2006 

Celem projektu będzie stworzenie procedur pozwalających na ocenę badań czynnościowych w wybranym rejonie anatomicznym. Osiągnięcie tego celu wymagało będzie zdefiniowania problemów klinicznych i gdzie proponowane podejście może przynieść dobre rezultaty oraz opracowania i zaprogramowania procedur służących ilościowej ocenie krzywych dynamicznych BOLD i perfuzyjnych [Friston et al,1995b, Kruggel et al,1999b]. Czynnościowy rezonans magnetyczny oraz badania perfuzyjne stanowią nieocenione narzędzia dla neurologów w wielu klinikach, jednakże wciąż brakuje narzędzi do powtarzalnej ilościowej oceny badań, szczególnie w praktyce klinicznej, gdzie często dochodzą niesprzyjające czynniki (brak współpracy pacjenta, zmiany morfologiczne mózgu spowodowane patologią, artefakty związane z ruchem pacjenta itp.). W celu przezwyciężenia tych ograniczeń oraz zwiększenia powtarzalności eksperymentów zostanie zastosowana metoda oparta na nieliniowym modelu parametrycznym [Bogorodzki et al, 2002, Bogorodzki et al, 2003], dająca dla wybranych regionów dodatkowe miary sygnału BOLD lub krzywej dynamicznej. Opierając się na tych miarach, różnice miedzy grupami pacjentów są wyraźniejsze, co pozwala na separację grup na podstawie odpowiedzi BOLD w wybranych regionach zainteresowania. Takie podejście noszące nazwę MRR (Mean Regional Response) dostarcza wielu miar (parametrów) opisujących odpowiedź fizjologiczną w wybranych regionach mózgu. Miary te mogą być wykorzystane w dalszej analizie z zastosowaniem dowolnych metod, takich jak ANOVA, MANOVA, etc. mających na celu analizę danych pochodzących z różnych grup pacjentów. W ramach projektu podjęte zostaną następujące zagadnienia:

1. Wybór problemów klinicznych i badawczych w których podejście oparte o MRR może przynieść największe korzyści. Zdefiniowanie i opracowanie trójwymiarowych masek dla poszczególnych regionów zainteresowań. Opracowanie i zaprogramowanie trójwymiarowych (3D) metod normalizacji i segmentacji przestrzennej. Z serii czasowych, uprzednio znormalizowanych i skorygowanych pod względem ruchu wolumenów danych zostaną wybrane tylko te fragmenty, które odpowiadają analizowanym regionom zainteresowania.

2. Opracowanie metod preselekcji krzywych dynamicznych. Dla każdego woksela należącego do regionu danego maska (zadanie 1), obliczona zostanie statystyczna wielkość charakteryzująca stopień jego fizjologicznej aktywności. Zaproponowane zostaną rożne miary umożliwiające ocenę tej aktywności. Ostatecznie z ‘aktywnych’ wokseli wyliczona zostanie pojedyncza krzywa czasowa (MRR) charakteryzująca procesy fizjologiczne w danym obszarze.

3. Modelowanie i parametryzacja krzywych dynamicznych. Do opisu krzywych uzyskanych w poprzednim kroku analizy zostaną opracowane odpowiednie modele fizjologiczne umożliwiające ich opis za pomocą wielkości (parametrów) o dużym znaczeniu diagnostycznym.

Partner francuski jest wyspecjalizowany w algorytmach i oprogramowaniu z dziedziny przetwarzania obrazów medycznych. W skład zespołu wchodzą eksperci z dziedziny medycyny, a w szczególności radiologii. Zapewniają oni dostęp do obrazów klinicznych i posiadają odpowiednie doświadczenie. Partner polski dostarczy partnerowi francuskiemu aktualną wersję oprogramowania PERMON wytworzony w ramach projektu EUREKA E!2427, na potrzeby prac badawczych związanych z projektem. Partner polski jest specjalistą w dziedzinie metod obrazowania czynnościowego. Kompetencje obu partnerów w modelowaniu i symulacji wzajemnie się uzupełniają. Dla potrzeb obliczeń symulacyjnych, wymagających dużej mocy obliczeniowej, partner francuski umożliwi partnerowi polskiemu dostęp do cluster’a należącego do europejskiej sieci DataGrid.