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Previous issue date: 2010 / The fiber dissection technique is a classical method used by renowned anatomists from the past in order to demonstrate the white matter tracts of the brain. This technique involves layer by layer dissection of the white matter demonstrating the inner anatomic organization of the parenchyma. Due to the contemporary possibility of visualizing the encephalic white matter bundles in vivo by tractography based on diffusion tensor imaging (DTI), old anatomic fundamentals paradoxically have become more relevant currently. This paper has three objectives: to study the main white matter fibers using the classic method of dissection, and the virtual dissection by tractography; to estimate the reconstruction reliability of frontal lobe tracts based on the atlas created by the authors; and finally to determine the structures and variables in this study with the best indicators of reproducibility, with the aim of enabling its use for clinical studies. The anatomic and tractographic information used by the authors for the identification of the white matter tracts in a previous study were compiled and given to two observers with no experience in tractography. Whole-brain DTI scans were performed in 15 healthy subjects and white matter pathways from both hemispheres were reconstructed twice by each observer. Apparent diffusion coefficient (ADC), fractional anisotropy (FA) indices, volume (VOL), number of voxels (NVO), number (NTR) and length (LEN) of tracts were evaluated in six different tracts: arcuate (ARC), uncinate (UNC), inferior fronto-occipital (IFO) and superior longitudinal (SLF) fasciculli, genu of the corpus callosum (GCC) and frontopontine tract (FP). The measures of both reconstruction of each observer were compared to study the intraobserver concordance and the mean results of each observer were used to calculate the interobserver concordance. The quantitative analysis was evaluated by Pearson association coefficient (r) and intraclass correlation coefficient (ICC). The magnitude of this correlation was very high (ICC 0. 7-0. 9) or almost perfect (ICC 0. 9-1) for FA and ADC measures of every tract studied, intraobserver and interobserver. Almost all variables of IFO, GCC, ARC and SLF tracts showed ICC higher than 0. 7 on the interobserver analyses (excluding NTR of GCC and SLF and LEN of ARC). Between observers, the structures with more than high level concordance score were IFO, GCC, ARC and SLF, specifically for FA and ADC. The “virtual dissection” obtained by MRI (tractography) could reproduce and complement the anatomic knowledge of the white matter tracts achieved through the classic method. The atlas created by the authors is a way of understanding the three dimensional intrinsic brain anatomy for clinical purposes and had its reliability estimated. / A técnica de dissecção de fibras é um método clássico, utilizado por renomados anatomistas do passado, para a demonstração dos tractos e fascículos integrantes da substância branca do cérebro. Esta técnica envolve a dissecção em camadas da substância branca cerebral para demonstrar a organização anatômica interna do parênquima. Com a possibilidade atual de se visualizarem os feixes de substância branca do encéfalo in vivo pela ressonância magnética (RM), através da tractografia baseada em imagens do tensor de difusão, os fundamentos anatômicos antigos obtidos com a clássica técnica de dissecção de fibras tornam-se, paradoxalmente, ainda mais relevantes e atuais. Este trabalho possui três objetivos fundamentais: estudar os principais feixes de substância branca do cérebro, através do método clássico de dissecção, e fazê-lo também por dissecção virtual, através do método tractográfico; estimar a reprodutibilidade da reconstrução de feixes do lobo frontal a partir do atlas criado pelos autores; finalmente, determinar as estruturas e variáveis com os melhores indicadores de reprodutibilidade, visando seu uso em estudos clínicos. As informações anatômicas e tractográficas utilizadas pelos autores na identificação dos tractos, em trabalho anatômico original, foram compiladas e fornecidas a dois observadores sem experiência no método de tractografia. Os feixes uncinado (UNC), arqueado (ARQ), longitudinal superior (FLS), fronto-pontino (FP), frontooccipital inferior (FOI) e joelho do corpo caloso (JCC) foram reconstruídos duas vezes por cada observador, a partir das imagens de tensor de difusão por RM adquiridas do exame de 15 sujeitos hígidos, num total de 30 hemisférios estudados. Na identificação de cada feixe, foram registradas as respectivas medidas de fração de anisotropia (FA), volume (VOL), número de voxels (NVO), número de tractos (NTR), comprimento de fibras (LEN) e coeficiente de difusão aparente (ADC). Para o estudo de concordância intra-observadores foram comparadas as medidas das duas reconstruções de cada observador, e para o estudo de concordância interobservadores foram comparadas as médias dos resultados de cada observador. A análise quantitativa foi descrita por medidas de associação (r: coeficiente de Pearson) e de concordância (ICC: coeficiente de correlação intra-classe por método de concordância) intra e interobservadores na reconstrução dos feixes, sendo que r se mostrou estatisticamente sempre superior ao ICC em valores absolutos.O nível de magnitude foi muito alto (ICC 0. 7-0. 9) ou quase perfeito (ICC 0. 9-1) em todas as estruturas nas medidas de FA e ADC, intra e interobservadores. Na análise interobservadores, as estruturas FOI, JCC, ARQ e FLS apresentaram ICC superior a 0. 7 em todas as variáveis medidas (exceto no NTR do JCC e do FLS e no LEN do ARQ). Entre os observadores, as estruturas com escore na escala de concordância acima de muito alto foram o FOI, JCC, ARQ e FLS, especificamente para as variáveis FA e ADC. Os autores puderam confirmar as potencialidades da “dissecção virtual” através da tractografia por RM em reproduzir e complementar o conhecimento anatômico das fibras obtido pelo método clássico. O atlas criado pelos autores configura-se numa forma de entendimento da anatomia intrínseca tridimensional do encéfalo para o uso clínico, embasado com uma estimativa estatística da sua reprodutibilidade.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/urn:repox.ist.utl.pt:RI_PUC_RS:oai:meriva.pucrs.br:10923/4372 |
| Date | January 2010 |
| Creators | Dini, Leandro Infantini |
| Contributors | Costa, Jaderson Costa da |
| Publisher | Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Porto Alegre |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da PUC_RS, instname:Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, instacron:PUC_RS |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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