Development and optimization of tools for the study of human brain anatomical connectivity using high angular resolution diffusion MRI

Tipo de Proyecto: FONDECYT Iniciación #11121644
Cargo: Investigador Principal
Año adjudicación: 2012. Año Término: 2015.

Descripción

Este proyecto buscó desarrollar y optimizar herramientas para el estudio y análisis de la conectividad cerebral, utilizando datos de Resonancia Magnética de Difusión (dMRI).

Los estudios se basaron en imágenes de Resonancia Magnética de Alta Resolución Angular (HARDI).

Estás, presentan una muy buena calidad, debido al avance de las tecnologías de adquisición, así como a la adquisición en sí misma (de larga duración, dedicada a la investigación) y a los postprocesamientos realizados, que buscan proveer una buena base para el estudio del cerebro humano adulto sano.

Los resultados principales de este proyecto contemplan:

El análisis de la reproductibilidad de los fascículos de asociación cortos del cerebro, utilizando herramientas de agrupamiento de datos (clustering) y parcelaciones corticales.
La optimización de un algoritmo de segmentación de las fibras cerebrales, logrando tiempos que permiten una segmentación interactiva (Investigador pricipal: Profesor Miguel Figueroa T.)
El desarrollo de una herramienta de visualización y manipulación optimizada de los tractos cerebrales.

Otros resultados interesantes son:

Desarrollo de una herramienta de visualización optimizada de los tractos para dispositivos Android (iFiber).
Creación de un atlas de fascículos cortos cerebrales
Desarrollo de algoritmos para comparación de tractos cerebrales, entre sujetos y entre hemisferios.

Memorias de Pregrado relacionadas con el proyecto

Alumno	Memoria	Fecha de Defensa
Ignacio Osorio W.	Memoria de Título Ing. Civil Electrónica: “Software para Visualización y Extracción Interactiva de Fibras Cerebrales”	31 de diciembre, 2015.
Danilo Bonometti B.	Memoria de Título Ing. Civil Electrónica: “Visualización de Fibras Cerebrales”	01 de abril, 2015.
Daniel Seguel B.	Memoria de Título Ing. Civil Biomédica: “Algoritmo Automático de Segmentación de Fibras Cortas de Asociación del Cerebro Humano”	17 de marzo, 2015.
Claudio Román G.	Memoria de Título Ing. Civil Biomédica: “Clustering de Fibras Cerebrales Cortas Calculadas a partir de Imágenes de Resonancia Magnética de Difusión”	16 de enero, 2015.
Miguel Guevara O.	Memoria de Título Ing. Civil Biomédica: “Algoritmo de Segmentación Automática de las Fibras Cerebrales Cortas de la Región Fronto-Parietal y la Ínsula”	16 de enero, 2015.
Pablo L. Silva P.	Memoria de Título Ing. Civil Biomédica: “Parcelación de la Corteza Cerebral Basado en la Conectividad Anatómica”	29 de mayo, 2014.
Eduardo Venegas A.	Memoria de Título Ing. Civil Electrónica: “Desarrollo de un software de manipulación interactiva de fibras cerebrales”	18 de julio, 2014.
Edison Pardo R.	Memoria de Título Ing. Civil Electrónica: “Estudio de Variabilidad de las Conexiones Asociación Cortas del Cerebro Humano”	4 de abril, 2013.
Nicole A. Labra A.	Memoria de Título Ing. Civil Biomédica: “Optimización de Algoritmo de Clasificación de Fibras de Materia Blanca basada en el Atlas de Fasciculos Cerebrales”	30 de abril, 2013.
Gabriel E. Varela M.	Memoria de Título Ing. Civil Biomédica: “Cálculo de Índices del Tensor de Difusión a partir del Algoritmo de Westin”	4 de abril, 2013.

Tesis de Postgrado relacionadas con el proyecto

Alumno	Memoria	Fecha de Defensa
Claudio Román G.	Magister en Ciencias de la Ingeniería c/m en Ing. Eléctrica. “Segmentación de fibras cerebrales cortas basada en Clustering jerárquico a partir de base de datos HARDI”	30 de noviembre, 2016.
Miguel Guevara O.	Magister en Ciencias de la Ingeniería c/m en Ing. Eléctrica. “Parcelación de la corteza cerebral basada en atlas de fibras calculadas a partir de tractografía”	30 de enero, 2016.
Nicole Labra A.	Magister en Ciencias de la Ingeniería c/m en Ing. Eléctrica, (co-director) “Segmentación rápida de fibras de sustancia blanca cerebrales”	28 de enero, 2015.

Publicaciones

1303, 2015

Automatic segmentation of short association fibers using an atlas of the fronto-parietal and insula brain connections.

M. Guevara, P. Guevara, D. Seguel, D. Duclap, C. Román, D. Duclap, A. Lebois, J.-F. Mangin and C. Poupon. Automatic segmentation of short association fibers using an atlas of the fronto-parietal and insula brain connections. 1st Latin American Brain Mapping Network Meeting (LABMAN’15), Sao Paulo, Brasil, 2015.

811, 2014

Automatic segmentation of the short association fibers of the fronto-parietal and insula brain regions.

D. Seguel, P. Guevara, M. Guevara, D. Duclap, A. Lebois, D. Le Bihan, J.-F. Mangin and C. Poupon. Automatic segmentation of the short association fibers of the fronto-parietal and insula brain regions. VI Conference on Pattern Recognition, JCC 2014. Talca, Chile, 2014. DOI: http://digital-library.theiet.org/content/conferences/10.1049/14.2014.0006

811, 2014

Clustering of short association white matter fibers calculated from diffusion MRI.

C. Román, P. Guevara, D. Duclap, A. Lebois, D. Le Bihan, C. Poupon and J.-F. Mangin. Clustering of short association white matter fibers calculated from diffusion MRI. VI Conference on Pattern Recognition, JCC 2014. Talca, Chile, 2014. DOI: http://digital-library.theiet.org/content/conferences/10.1049/14.2014.0004

311, 2014

Automatic segmentation of the short association bundles of the fronto-parietal brain region.

D. Seguel, P. Guevara, M. Guevara, D. Duclap, A. Lebois, D. Le Bihan, J.-F. Mangin and C. Poupon. Automatic segmentation of the short association bundles of the fronto-parietal brain region. IEEE EMBS International Student Conference Chile, ISCC 2014, Concepción, Chile, 2014. http://cicb.cl/iscc-2014-presentaciones-orales/

311, 2014

Clustering de fibras cerebrales cortas calculadas a partir de Resonancia Magnética de Difusión

C. Román, P. Guevara, D. Duclap, A. Lebois, D. Le Bihan, J.-F. Mangin, and C. Poupon. Clustering de fibras cerebrales cortas calculadas a partir de Resonancia Magnética de Difusión. IEEE EMBS International Student Conference Chile, ISCC 2014, Concepción, Chile, 2014. http://cicb.cl/iscc-2014-presentaciones-orales/

3008, 2014

Conferencia de IEEE EMBS en Chicago, EEUU

Desde el 26 al 30 de agosto del 2014 se realizó la 36ª Conferencia Internacional Anual de la IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC’14) en la ciudad de Chicago, Illinois, EE.UU. La alumna de magíster Nicole Labra presentó el trabajo “Interactive segmentation of white-matter fibers using a multi-subject atlas”. FONDECYT 11121644