Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη του συγχρονισμού των ηλεκτροεγκεφαλικών σημάτων ως μέθοδος διάγνωσης των μαθησιακών δυσκολιών. Τα δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν είναι ηλεκτροεγκεφαλογραφήματα ηρεμίας και εγκεφαλικά προκλητικά δυναμικά υγιών και ατόμων με μαθησιακές δυσκολίες. Η μεθοδολογία που εξετάζεται βασίζεται στον υπολογισμό γραμμικών και μη γραμμικών μεγεθών. Τα γραμμικά μεγέθη περιλαμβάνουν την ετεροσυσχέτιση (cross-correlation) και τη συνοχή (coherence). Τα μη γραμμικά μεγέθη περιλαμβάνουν πέντε μεγέθη που προκύπτουν από την ανακατασκευή του σήματος στο χώρο των καταστάσεων, και δύο μεγέθη που προκύπτουν από το μετασχηματισμό Hilbert. Τα αποτελέσματα της ανάλυσης δείχνουν ότι ο συγχρονισμός στα άτομα με μαθησιακές δυσκολίες είναι σημαντικά ελαττωμένος σε σχέση με τους υγιείς στο σύνολο των ηλεκτροδίων και των εγκεφαλικών ρυθμών. / The aim of the present thesis is the analysis of the synchronization of the electroencephalogram as a method for the diagnosis of learning difficulties. The utilized data are electroencephalogram and evoked potentials of healthy subjects and subjects with learning difficulties. The method includes the estimation of linear and non linear measures. Two linear measures are used, namely cross-correlation and coherence. Five non linear measures are based on the reconstruction of the state space, and two non linear measures are based on the Hilbert transform. Driver synchronization is observed in subjects with learning difficulties as demonstrated by all the studied measures.

RESUMO: JUSTIFICATIVA E OBJETIVOS: Como não existem marcadores biológicos da doença de Alzheimer (AD), a identificação in vivo da atrofia do lobo temporal medial utilizando neuroimagem é o melhor método adjuvante para avaliação clínica e neuropsicológica. No entanto a volumetria manual do hipocampo e córtex entorrinal consome tempo e tem uma grande variabilidade interobservadores, o que limita o uso clínico de rotina. O objetivo deste estudo foi comparar a validade de métodos simples e rápido através de medida linear dos ventrículos e das estruturas do lobo temporal com volumetria automática computadorizada, relacionadas com a viabilidade da detecção do AD. MÉTODOS: Foram adquiridos exames de tomografia computadorizada (TC) em 19 pacientes com DA e sem doença cerebrovascular (DCV), selecionados a partir de uma coorte de idosos rastreados em uma população da comunidade e submetidos a um rastreio CT. O grupo controle foi composto por 26 familiares de portadores de idade para a economia social partida. Os sujeitos foram selecionados após a exclusão de doenças cardiovasculares, tumores e outras doenças. Também se adquiriu exames de ressonância Magnética (RM), sequência 3D gradiente-eco rápida, em 26 pacientes com DA e 15 idosos saudáveis. As imagens foram utilizadas para delinear medidas lineares no hipocampo, cornos temporal e frontal dos ventrículos laterais, e a cisterna suprasselar de pacientes com DA e controles normais, todas as medições testadas por diferentes autores com resultados bem sucedidos. Realizamos também medidas de volume do hipocampo em RM utilizando um método automatizado FreeSurfer rotulados com um protocolo de publicação do manual. RESULTADOS: Após a comparação entre os grupos e a análise estatística, ajustada para idade e sexo, a análise discriminante com todas as medições, não houve significância estatística na capacidade de diferenciar entre os grupos. A mesma análise de medidas volumétricas foi satisfatória na diferenciação entre AD e grupo controle, com nível de significância p <0,05 em quase todas as medidas. CONCLUSÃO: Em nosso grupo, o método de medidas lineares do hipocampo em TC e RM, não tinham capacidade de discriminar entre pacientes com DA e controle, mas a volumetria automática usando o pacote de código aberto tinha bom poder discriminatório / BACKGROUND AND PURPOSE: Because there are no biomarkers for Alzheimers disease (AD), the in vivo identification of the medial temporal lobe atrophy using neuroimage is the best adjuvant to clinical and neuropsychological assessment. However the manual volumetry of the hippocampus and enthorinal cortex is timing consuming and has a big interrater variability what limits it routine clinical use. The aim of this study was to compare the validity of simple and fast linear measure of ventricles and temporal lobe structures with computed automatic volumetry related to the feasibility to detect AD. METHODS: We acquired computed tomography (CT) scans in 19 patients with AD and no cerebrovascular disease (CVD) selected from a cohort of elder people screened in a community population and submitted to CT screening. The control group was composed for 26 relatives of the patients for age social economics match. The subjects were selected after exclusion of CVD, tumors and other diseases. We also acquired MRI, including a 3D magnetization-prepared rapid gradient-echo sequence, in 26 AD patients and in 15 healthy elderly. The images were used to delineate linear measurements in the hippocampus, temporal and frontal horn of the lateral ventricles, and supraselar cistern from patients with AD and normal control subjects, all measurements tested for different authors with successful results. We also performed volumetric measures of hippocampus in MRI using an automated method labeled FreeSurfer with a published manual protocol for the determination of hippocampal volumes. RESULTS: After comparing the groups and statistical analysis, adjusted for age and sex, discriminate analysis with all measurements, there was no statistical significance in the ability to differentiate between the groups. The same analysis of volumetric measures was satisfactory in differentiating between AD and control group, with significance level p <0.05 in almost all measures. CONCLUSION: In our group, the method of linear measurements of the hippocampus in CT and MRI had no capacity to discriminate between patients with AD and control, but automatic volumetry using open source package had good discriminatory power

RESUMO: JUSTIFICATIVA E OBJETIVOS: Como não existem marcadores biológicos da doença de Alzheimer (AD), a identificação in vivo da atrofia do lobo temporal medial utilizando neuroimagem é o melhor método adjuvante para avaliação clínica e neuropsicológica. No entanto a volumetria manual do hipocampo e córtex entorrinal consome tempo e tem uma grande variabilidade interobservadores, o que limita o uso clínico de rotina. O objetivo deste estudo foi comparar a validade de métodos simples e rápido através de medida linear dos ventrículos e das estruturas do lobo temporal com volumetria automática computadorizada, relacionadas com a viabilidade da detecção do AD. MÉTODOS: Foram adquiridos exames de tomografia computadorizada (TC) em 19 pacientes com DA e sem doença cerebrovascular (DCV), selecionados a partir de uma coorte de idosos rastreados em uma população da comunidade e submetidos a um rastreio CT. O grupo controle foi composto por 26 familiares de portadores de idade para a economia social partida. Os sujeitos foram selecionados após a exclusão de doenças cardiovasculares, tumores e outras doenças. Também se adquiriu exames de ressonância Magnética (RM), sequência 3D gradiente-eco rápida, em 26 pacientes com DA e 15 idosos saudáveis. As imagens foram utilizadas para delinear medidas lineares no hipocampo, cornos temporal e frontal dos ventrículos laterais, e a cisterna suprasselar de pacientes com DA e controles normais, todas as medições testadas por diferentes autores com resultados bem sucedidos. Realizamos também medidas de volume do hipocampo em RM utilizando um método automatizado FreeSurfer rotulados com um protocolo de publicação do manual. RESULTADOS: Após a comparação entre os grupos e a análise estatística, ajustada para idade e sexo, a análise discriminante com todas as medições, não houve significância estatística na capacidade de diferenciar entre os grupos. A mesma análise de medidas volumétricas foi satisfatória na diferenciação entre AD e grupo controle, com nível de significância p <0,05 em quase todas as medidas. CONCLUSÃO: Em nosso grupo, o método de medidas lineares do hipocampo em TC e RM, não tinham capacidade de discriminar entre pacientes com DA e controle, mas a volumetria automática usando o pacote de código aberto tinha bom poder discriminatório / BACKGROUND AND PURPOSE: Because there are no biomarkers for Alzheimers disease (AD), the in vivo identification of the medial temporal lobe atrophy using neuroimage is the best adjuvant to clinical and neuropsychological assessment. However the manual volumetry of the hippocampus and enthorinal cortex is timing consuming and has a big interrater variability what limits it routine clinical use. The aim of this study was to compare the validity of simple and fast linear measure of ventricles and temporal lobe structures with computed automatic volumetry related to the feasibility to detect AD. METHODS: We acquired computed tomography (CT) scans in 19 patients with AD and no cerebrovascular disease (CVD) selected from a cohort of elder people screened in a community population and submitted to CT screening. The control group was composed for 26 relatives of the patients for age social economics match. The subjects were selected after exclusion of CVD, tumors and other diseases. We also acquired MRI, including a 3D magnetization-prepared rapid gradient-echo sequence, in 26 AD patients and in 15 healthy elderly. The images were used to delineate linear measurements in the hippocampus, temporal and frontal horn of the lateral ventricles, and supraselar cistern from patients with AD and normal control subjects, all measurements tested for different authors with successful results. We also performed volumetric measures of hippocampus in MRI using an automated method labeled FreeSurfer with a published manual protocol for the determination of hippocampal volumes. RESULTS: After comparing the groups and statistical analysis, adjusted for age and sex, discriminate analysis with all measurements, there was no statistical significance in the ability to differentiate between the groups. The same analysis of volumetric measures was satisfactory in differentiating between AD and control group, with significance level p <0.05 in almost all measures. CONCLUSION: In our group, the method of linear measurements of the hippocampus in CT and MRI had no capacity to discriminate between patients with AD and control, but automatic volumetry using open source package had good discriminatory power