La dimensione frattale cerebrale: caratterizzazione e studio del cervello durante l’invecchiamento

Madau, Simone (2017) La dimensione frattale cerebrale: caratterizzazione e studio del cervello durante l’invecchiamento. [Laurea magistrale], Università di Bologna, Corso di Studio in Ingegneria biomedica [LM-DM270] - Cesena, Documento full-text non disponibile
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Abstract

La geometria frattale per mette un'analisi quantitativa della complessità strutturale di oggetti auto-somiglianti e con proprietà di invarianza a fattori di scala, come il cervello. Obiettivo di questo elaborato e l'analisi dell'indice di dimensione frattale (FD) delle strutture cerebrali e cerebellari di immagini di risonanza magnetica (RM) per valutarne la riproducibilità test-retest e la correlazione con l’età. A tale scopo sono stati selezionati alcuni dataset pubblici internazionali, ed è stata calcolata la FD della sostanza grigia (GM) e bianca (WM) di immagini segmentate con il software FreeSurfer mediante algoritmo di box-counting e regressione lineare con selezione automatica delle scale spaziali. L’analisi frattale è stata applicata alle immagini pesate in T1 acquisite a 3T dei dataset NKI_2 e Kirby_21 per lo studio della riproducibilità della FD e alle immagini pesate in T1 a 3T dei dataset NKI_2 e ICBM per lo studio della correlazione tra età e dimensione frattale; l'analisi è stata applicata anche a immagini 3T e 7T del dataset MMRR-3T7T per valutare l'indice FD a campo ultra alto. La correlazione risulta significativa per la GM cerebrale di NKI_2 (r = -0.71) e ICBM (r = -0.61) e per la WM cerebrale di NKI_2 (r = 0.72), mostrando che la complessità strutturale della corteccia cerebrale diminuisce con l'età. La correlazione per la GM cerebrale non è significativa se si utilizza per il calcolo della FD la scala fissa, mostrando che la scala automatica e un metodo migliore per valutare questo aspetto. La FD a 7T, rispetto ai valori calcolati a 3T, e più elevata per la GM e la WM cerebrale, mentre le scale spaziali a 7T sono inferiori per la GM del cervello, mostrando come esso possieda proprietà frattali fino a 0.7 mm.

Abstract
Tipologia del documento
Tesi di laurea (Laurea magistrale)
Autore della tesi
Madau, Simone
Relatore della tesi
Correlatore della tesi
Scuola
Corso di studio
Ordinamento Cds
DM270
Parole chiave
Analisi frattale,Dimensione frattale,Invecchiamento cerebrale,Risonanza magnetica
Data di discussione della Tesi
16 Marzo 2017
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