Imagens de Ressonância Magnética no estudo
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IMAGENS DE RESSONÂNCIA MAGNÉTICA NO ESTUDO DO CÉREBRO E DO COMPORTAMENTO HUMANO ! Prof. Dr. Tiago Arruda Sanchez! Departamento de Radiologia - Faculdade de Medicina! Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)! FÍSICA'MÉDICA' • Física'em'Medicina'e' Biologia' • Carreira:' – Hospitalar' • • • • Radioterapia' Medicina'Nuclear' RadiodiagnósAco' Outras….' – Acadêmico' – Inovação/Empresarial' physis'='"natureza"' FÍSICA"MÉDICA" • Natureza'da'Matéria' Condensada' Estrutura,'composição,'propriedades'Ssicas' dos'materiais' • Natureza'da'Matéria'Viva' +"Tecnologias" Estrutura,'composição,'propriedades'Ssicas' dos'tecidos,'órgãos,'sistemas'etc.' Físicos'médicos'Notáveis' • John"Cameron" " Pioneirismo"em"Física"Médica"(MadisonOEUA)" "Física"do"Corpo"Humano" " • Densitometria"Óssea"(1960)" • Dosimetria"(TLD)" • Controle"de"Qualidade"ROX" ' Ques8on:"Some"memorable"highlights"and"frustra8ons?" " • JC"Highlights:"...in'1958'when'I'entered'the'field'was'to'establish'a'department'of'medical'physics'in'our' medical'school…'' ''''in'1981,'I'was'the'Chair'of'the"first"department"of"medical"physics'in'a'medical'school'in'the'U.S' ' • JC"Frustra8ons:'…the"fear"of"cancer"from"low"dose"radia8on,"even"by"radiologists.'It'is'likely'that'we'need' more'radiaAon'to'improve'our'longevity'(about'three'years).'In'some'cases'radiaAon'reduces'the'incidence'of' cancer.''See'my'arAcle'in'the'October'2003'of'Radiology.' • Físicos'Notáveis' • Roentgen" " prêmio'nobel'(1901):'RaiosdX' • Fundamental'para'a'Radiologia'e'Física'Médica' Físicos'Notáveis' • Marie"Curie" " 2'prêmios'nobel'em'Ssica'(único'caso):' 'd'(1903):'RadioaAvidade' 'd'(1911):'Radio'e'Polônio' ' Primeira'mulher'a'receber'o'Nobel' • Fundamental'para'a'Medicina'Nuclear'e'Física'Médica' (30'anos'depois)' Físico' Químico' Prize"mo8va8on:'"for'their'discoveries'concerning' magneAc'resonance'imaging"' h\p://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2003/#" 40'anos'depois…' Imagem"por"Ressonância"Magné8ca"de"7T' FAMB'(USP):'Programa'de'Física' Aplicada'à'Medicina'e'Biologia' • 175."Titulo:"Implementação'de'um'sistema'de'localização'espacial'de'regiões'cerebrais'em'tempo'real'para'aplicação'de'TMS'por'cod registro'com'fMRI' Aluno:Andre'Salles'Cunha'Peres Orientador:Oswaldo'Baffa'Filho Data:11/04/2008 '' – – – • 153."Titulo:""Reconstrução'e'volumetria'de'imagens'de'SPECT'para'aplicação'clínica'no'sistema'gástrico”.'' 151."Titulo:"Desenvolvimento'de'um''phantom''para'treinamento'de'biopsia'de'mama'guiada'por'ultradsom' Aluno:Silvio'Leão'Vieira '' Orientador:Antonio'Adilton'Oliveira'Carneiro Data:09/09/2005 '' – – – • • ' '' Phantom"p/"biópsia"em"Ultrasom" ' 150."Titulo:""Caracterização'de'tecidos'cerebrais'em'imagens'ultradsonográficas'de'neonatos'através'de'atributos'de'textura”.' – – – • Volumetria"em"imagens"SPECT" Aluno:Adelson'Antonio'de'Castro '' Orientador:Dra¡ulio'Barros'de'Araujo '' Data:07/12/2005 '' – – – • TMS:"Es8mulação"Magné8ca"Transcraniana" '' '' Aluno:Julia'Epischina'Engracia'de'Oliveira Orientador:Evandro'Eduardo'Seron'Ruiz Data:25/05/2005' '' '' “Laudo”"automá8co"Ultrasom"(Proc."Imagem)" 144."Titulo:""Caracterização'estrutural'e'magnéAca'de'filmes'finos'de'NidFe'fabricados'por'eletrodeposição".' – – – Aluno:Danieverton'Moreu Orientador:Marcelo'Mulato Data:14/03/2005' '' '' Filmes"Finos"para"Detectores"de"Radiação" FAMB'(USP):'Programa'de'Física' Aplicada'à'Medicina'e'Biologia' • 120."Titulo:""Estudo'das'caracterísAcas'espectroscópicas'dos'corantes'ciânicos'com'dois'cromóforos'na'interação'com'DNA:' efeitos'da'força'Iônica".' – – – • Imagens"Magné8cas" '' '' Aluno:Felipe'Chen'Abrego Orientador:Oswaldo'Baffa'Filho Data:23/06/2003' ' ' '' '' Dosimetria"por"RPE" 15.'Titulo:""Um'biossusceptômetro'supercondutor'AC'para'quanAficar'o'ferro'hepáAco".' – – – – • Aluno:Juan'Alberto'Leyva'Cruz Orientador:Oswaldo'Baffa'Filho Data:03/11/2005' 28."Titulo:""Dosimetria'por'Ressonância'ParamagnéAca'Eletrônica'usando'alanina:'nova'metodologia'e'aplicações".' – – – – • Desenvolvimento"de"Terapias"Fotodinâmicas" '' '' 41."Titulo:"Imagens'de'fontes'magnéAcas'usando'um'sistema'mulAcanal'de'sensores'magnetodresisAvos' – – – • Aluno:Fabio'Antonio'Schaberle Orientador:Iouri'Borissevitch Data:03/10/2002' Aluno:Antonio'Adilton'Oliveira'Carneiro Orientador:Oswaldo'Baffa'Filho '' Data:08/11/2001' ' ' '' Susceptômetro"para"Diagnós8co" 6."Titulo:""Datação'Arqueológica'por'Ressonância'ParamagnéAca'Eletrônica'(RPE):'Desenvolvimento'de'Métodos'e'Algumas' Aplicações".' – – Aluno:Antonio'Bruneu Orientador:Oswaldo'Baffa'Filho '' '' Datação"por"RPE" Um'futuro…'o'chip'cerebral' Prof.'Miguel'Nicolelis' Interface'cérebro'máquina' MINHAS"PESQUISAS:"RM"E"PSIQUIATRIA" CONCLUÍDAS'E'EM'ANDAMENTO' MARCADORES BIOLÓGICOS! " DSM 5: novos transtornos, novos diagnósticos, novos medicamentos! " Avanços da Psiquiatria moderna: BIOMARCADORES! " Moléculas (Receptores), Células, Tecidos, Sistemas! ! " Normal x Anormal! Normal'–'Saudáveis' Pacientes' ='ou'≠'' " Homeostase ? Bem Estar ? Duração ! NEUROCIÊNCIA! " Neurociência: ! " Novas ferramentas de investigação! " Neuroimagem (Mapa Cerebral)! " Imagens Convencionais X Imagens Avançadas! " Neuroimagem Funcional! ! " Neurofisiologia => Marcadores Neurais das Funções Psicológicas (Normais)! ! " Aplicações Psiquiátricas:! " Padrões Psicopatológicos,! " Testagem Terapêutica (Psicoterapias, Drogas)! " Diagnóstico ???! ! " Presente, Futuro… (Novas Drogas, Reconhecimento de Padrão)! FUNÇÕES PSÍQUICAS! " Emoção, Cognição e Regulação Emocional! " Emoção: Estinulos Emocionais (Faces de Ekman, sinais ambientais - IAPS) ! " Cognição: Tarefas Diversas (Atenção, Memória, Interpretação)! " Regulação Emocional (Cognitivo, Drogas)! DEPRESSÃO: um transtorno multidimensional! Mudanças" Emocionais" Sintomas"" Vegeta8vos" Déficits" Cogni8vos" Alterações" Motoras" DEPRESSÃO: um transtorno multidimensional! Mudanças" Emocionais" Sintomas"" Vegeta8vos" Déficits" Cogni8vos" Alterações" Motoras" DEPRESSÃO: um transtorno multidimensional! Mudanças" Emocionais" Sintomas"" Vegeta8vos" Déficits" Cogni8vos" Alterações" Motoras" DEPRESSÃO: um transtorno multidimensional! Mudanças" Emocionais" Sintomas"" Vegeta8vos" Déficits" Cogni8vos" Alterações" Motoras" DEPRESSÃO: um transtorno multidimensional! Mudanças" Emocionais" Sintomas"" Vegeta8vos" Déficits" Cogni8vos" Alterações" Motoras" A Depressão Encefálica! Áreas de Regulação: ! Processos de Autoregulação e regulação cognitiva! Áreas Sensoriais: Detecção e Avaliação de estímulos emocionalmente relevantes ! Processos Sociais → Comportamento Adaptativo! MAPEAMENTO POR" NEUROIMAGEM FUNCIONAL! " Encontrar os mecanismos neurais subjacentes aos padrões comportamentais, ! ! !principalmente em áreas corticais limbicas/cognitivas! ! " Mapeamento Cerebral das mudanças do cérebro inteiro! ! " Correlação => Relação entre as redes neurais envolvidas com outras medidas (clinicas, psicologica, e.g. questionários de Traço & Estado)! " Conectividade => Dinamica das redes neurais envolvidas (em relação a outras areas)! Neuroimagem! Visual Cortex! Neuroimagem! Visual Cortex! Neuroimagem! Visual Cortex! Neuroimagem: Protocolo e Estímulos! Escaneamento: 2 sessões (p. ex.: antes e após a medicação)! sujeitos normais ou patients ! Imagem por Ressonância Magnética Funcional (RMf)! • Atividade Hemodinâmica e Acoplamento Neurovascular! • Mudanças de Sinal nas Imagens por RMf! • Processamento e Análise de RMf por Mapas Estatísticos! Regulação Emocional por DIAZEPAM (ansiolítico)! REDUÇÃO"em:" d Amigdala" d Insula" d PreOfrontal"Ventromedial" ed( fMRI( to( invesCgate( whether( amygdala( responses( to( highly( aversive( pictures( could( be( modulated( by( an( afenConal( 1Faculdade(de(Medicina,(UFRJ,(Rio(de(Janeiro,(RJ( d(whether(this(modulaCon(would(be(influenced(by(posiCve(affect(trait.( 2InsCtuto(de(BioFsica(Carlos(Chagas(Filho,(UFRJ,(Rio(de(Janeiro,(RJ( 3Departamento((Interdisciplinar,(UFF,(Rio(das(Ostras,(RJ( Artigo em submissão" 4InsCtuto(do(Cérebro,(UFRN,(Natal,(RN( 5InsCtuto(Biomédico(–(Dept.(de(Fisiologia(e(Farmacologia,(UFF,(Niterói,(RJ( AFETO POSITIVO! REGULAÇÃO EMOCIONAL PELA ATENÇÃO:! ults(and(Discussion( s& ATTENTION& JUDGE&VALENCE& ure( EMOTION& oural:( ega8ve&Affect&Schedule&(PANAS)&[Watson,(1988]( VA( revealed( a( significant( main( effect( of( task( (p<0,02)( but( teracCon(or(main(effect(of(valence(for(these(measures.( ly&and&peripherally,&during&200&ms&and&at&each&3080ms.& rmance( in( Hard( Bar( task( was( significantly( slower( than( ures&from&IAPS&:&NEUTRAL&or&Aversive&MUTILATED( Picture((p<0.005)(and(Easy(Bars(tasks((p<0.01).(( EASY& &&BARS& HARD& NEUTRAL& MUTILATED& ars&orienta8ons&differs&with&:&90º&(EASY)&and&6º&(HARD)' brain'ANOVA:& ' '''''' REGULA"melhor"quem"tem"maior"traço"de"Afeto"Posi8vo" ''''''''''''''''''TASKS:'''''(1)''''JUDGE'VALENCE'of'the'pictures'(neutral'or'aversive)' ''''''''''''''''''''''''''''''''''''(2)'''''Judge'the'BARS''orienta(on'(same'or'different)' ' ' ct'of'APen(on'(qFDR<0,05)' AquisiCon(and(Analysis( ssociated'to'ATTENTION:' ENCE& BARS&EASY& BARS&HARD& 'Dorsolateral'PreYfrontal'Cortex''' 'Superior'Parietal'Cortex'' '*Amygdala' ! fMRI&BOLD&images&in&a&1.5T&scanner&(Magnetom&Siemens).& ! Processing& and& analysis& using& BrainVoyagerTM& (QX& 2.2),& with& GLM& and& group&analysis&by&random&effects&(RFX).&& & ! 3(steps(of(analysis:( ! Wholebrain+ANOVA+analysis&(voxel2to2voxel)&–&to&localize&the&regions& Auto-avaliação e Depressão! Recursos Cognitivos e Depressão! Novas drogas e Depressão! • Quetamina e outras…! • Effect of Agomelatina na Avaliação de Si?! • Brain effects (fMRI) of 25 mg/day of agomelatine (vs placebo) during a self-referential task in MDD patients (vs healthy controls) after 7 days administration ! • Depressão Maior: processamento anormal de Si (autoavaliação) e Outro! • Comprometimento Emocional e das aptidões sociais! Fossa8"et"al,"European"Psychiatry,"2013" Metodos : tarefa usada na RMf! • Material"(IAPS"et"EPS)"" "108"posi8ve"pictures"" "108"nega8ve"pictures"" "108"neutral"pictures"" " • 3"judgment"condi8ons:" "Self":"The"subject"judged"if"the"picture"was"selfOrelated" or"not"" "General":"The"subject"judged"if"the"picture"was" posi8ve"or"nega8ve" "Control":"the"subject"had"to"state"if"the"picture" represented"an"outdoor"or"indoor"scene" Fossa8"et"al,"European"Psychiatry,"2013" Brain activity at baseline ! Patients (Agomelatine+placebo) vs Healthy volunteers at W0 ! (a) Left DLPFC, (b) right DLPFC, (c) right VLPFC, (d) dorsal ACC! Fossa8"et"al,"European"Psychiatry,"2013" Early effect of Agomelatine on VLPFC! Right VLPFC Interaction P=0.0008 a P=0.0006 b c P=0.014 Interaction W0 W1 Placebo Patients W0 W1 Agomelatine W0 W1 Healthy Volunteers In"MDD"pa8ents":"normaliza8on"of"VLPFC" hyperac8vity"to"healthy"volunteers level"at"W1" Fossa8"et"al,"European"Psychiatry,"2013" Reconhecimento de padrão! " Functioning of depressed patients! Futuro diagnóstico da Depressão! " Functioning of depressed patients! CONCLUSION! " A Depressão muda a atividade de uma extensiva rede geralmente envolvida com Emoção, Cognição e outras funções comportamentais. ! " Pela interação entre Emoção e Cognição, o diagnóstico e a terapia devem ser feitos extensivamente.! ! ! " Nesta abordagem, as evidencias de novos tr atamentos medicamentosos tem tido diferentes interpretações! " A Agomelatine facilita a recuperação cognitiva dentre os sintomas de Depressão. ! " Contato: ! [email protected]!
