Radiologia Brasileira - Publicação Científica Oficial do Colégio Brasileiro de Radiologia

INTRODUÇÃO

A anatomia das estruturas cerebrais pode ser descrita, atualmente, tanto por tomografia computadorizada (TC) de crânio quanto por ressonância magnética (RM) de crânio. Os novos tomógrafos com múltiplos detectores têm boa resolução espacial e contam com a possibilidade de fazer correlações com pontos craniométricos. A desvantagem desses tomógrafos é a maior dose de radiação emitida para o estudo e a menor nitidez das imagens do manto cortical⁽¹⁾. Comparando as estruturas anatômicas da face lateral entre TC e RM, as imagens de RM ponderadas na constante de tempo relacionada ao plano horizontal (T1), adquiridas por spin-eco, mostraram-se superiores às aquisições tomográficas na identificação de estruturas predeterminadas⁽²⁾.

Como a RM não dispõe de um referencial ósseo adequado que auxilie na localização dos elementos da face lateral, foi desenvolvido um sistema de identificação de sulcos e giros para estudar as relações anatômicas normais. Usando um corte sagital, passando ao longo da maior extensão da fissura lateral e seguindo um método para identificação de sulcos e giros na face lateral, foi alcançado um expressivo sucesso na caracterização dos elementos anatômicos pré-selecionados em imagens de RM ponderadas em spin-eco nas sequências T1 e T2⁽³⁾.

O avanço recente nas técnicas de aquisição de imagem e pós-processamento tem permitido que imagens nas sequências de pulso T1 gradiente-eco (T1 GRE) e T1 recuperação da inversão gradiente-eco (T1 IR GRE) possam ser empregadas em exames de rotina, não havendo mais inviabilidade financeira para a sua utilização em decorrência do tempo gasto para captura. Com a melhoria nas bobinas e nos métodos de pós-processamento de imagem, foi possível obter imagens a partir de matrizes tridimensionais de voxels isotrópicos, conferindo qualidade na sua reconstrução em qualquer um dos planos ortogonais. Essas imagens são chamadas de volumétricas isotrópicas⁽⁴⁾.

As imagens obtidas por T1 GRE têm sido utilizadas para demonstração de alterações topográficas corticais como rotina na maioria dos exames de RM, entretanto, a T1 IR GRE apresenta melhor contraste entre substância branca e cinzenta, possibilitando maior precisão na identificação dos referenciais anatômicos⁽⁵⁾.

O presente trabalho pretendeu avaliar a identificação dos referenciais anatômicos, utilizando RM, da superfície lateral do cérebro, com sequências de pulso que podem ser utilizadas atualmente para localização topográfica. Foram escolhidas as ponderações T1 GRE e T1 IR GRE, pois a primeira é empregada como rotina na maioria dos exames de RM, ao passo que a T1 IR GRE é uma ponderação que não apresenta indicação usual para avaliação das estruturas do manto cortical. A demonstração de que esta técnica pudesse ser superior à T1 GRE seria útil, pois o estudo anatômico topográfico dos sulcos e giros que compõem o córtex tem interesse não só no aspecto prático da rotina diária dos profissionais envolvidos no diagnóstico e tratamento de doenças que atingem essas áreas⁽⁶⁾, mas também para neurocientistas que fazem correlações anatomofuncionais dos padrões do córtex com o desenvolvimento de doenças⁽⁷⁾.

Os objetivos do presente trabalho consistiram em analisar o desempenho dessas duas sequências de pulso: T1 GRE e T1 IR GRE. Para cumprir o proposto, foi necessário avaliar, inicialmente, a confiabilidade das técnicas para o método escolhido, por meio da análise de concordância intraobservador e interobservadores e, posteriormente, avaliar o desempenho entre as duas técnicas, a fim de demonstrar qual delas poderia ter maior capacidade em identificar os referenciais anatômicos da face lateral do cérebro.


MATERIAIS E MÉTODOS

O estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa da Pontifícia Universidade Católica do Paraná e teve caráter prospectivo. Após seleção dos indivíduos, apresentação dos objetivos e procedimentos a serem realizados na pesquisa, os participantes assinaram termo de consentimento livre e esclarecido, no qual demonstraram sua concordância em participar do estudo. Na sequência, os indivíduos preencheram um questionário, inclusive com um inventário de dominância manual (Edinburgh handed-ness inventory), com a finalidade de verificar os critérios de elegibilidade.

Foram excluídos do estudo indivíduos que apresentaram quaisquer alterações neurológicas ou outras condições clínicas que impossibilitassem a realização do exame. Posteriormente à entrevista inicial, que selecionou os indivíduos elegíveis, estes foram encaminhados para realização da RM em dia e horário agendados. A amostra foi constituída por 30 indivíduos adultos jovens, com idade média de 25,3 anos, sendo 16 (53,3%) mulheres e 14 (46,7%) homens.

O equipamento de RM utilizado foi um Magnetom Symphony 1,5 T (Siemens; Erlangen, Alemanha), com bobina de 12 canais. As imagens volumétricas isotrópicas foram obtidas em duas sequências: T1 GRE e T1 IR GRE. Na sequência T1 GRE foi utilizada aquisição volumétrica sagital gradiente-eco, matrix 256 × 256, voxel isotrópico (1 × 1 × 1 mm), parâmetros TR = 1910 e TE = 3.09, FOV de 256 mm, espessura de corte de 1 mm, zero de intervalos entre cortes e flip angle de 15º. Na sequência T1 IR GRE foi usada a aquisição volumétrica coronal, matrix 256 × 256, voxel isotrópico (1 × 1 × 1 mm), parâmetros TR = 4000 e TE = 373, FOV de 260 mm, espessura de corte de 1 mm, zero de intervalo entre cortes e tempo de inversão de 350 ms. Esse equipamento de RM é equipado com um gradiente modelo Quantum com gradiente de 30 mT/m e slew rate de 150 mT/ms. Foi escolhido o flip angle de 15º com base em dado da literatura⁽⁸⁾, e os demais parâmetros foram os utilizados como rotina no serviço de radiologia onde as imagens foram obtidas, seguindo recomendações do fabricante.

Um radiologista experiente analisou os exames, com o objetivo de excluir imagens com artefatos de movimento ou inadequadas para avaliação, bem como a presença de achados patológicos. Os arquivos com as 30 RMs de crânio, ponderadas em T1 GRE e T1 IR GRE, foram transferidos para o software OsiriX M.D. versão v.5.7.1. 64 bit (Pixmeo SARL; Bernex, Suíça). Dessa forma, obteve-se a formação de 60 blocos de imagens, e os hemisférios esquerdo e direito foram analisados separadamente, configurando um total de 120 blocos de imagens. As imagens obtidas em cada uma das sequências podem ser observadas na Figura 1.




A anatomia da face lateral do cérebro foi avaliada de forma qualitativa quanto à identificação das principais estruturas anatômicas e utilizada como referencial para o método descrito por Naidich et al.⁽³⁾, que consiste na descrição de 15 etapas (ou sinais) para a identificação de 27 estruturas anatômicas que compõem a face lateral do cérebro em cortes de RM, no plano sagital.

As aquisições T1 GRE e T1 IR GRE foram analisadas em cortes sagitais, com reconstruções bidimensionais, minimizando a sobreposição dos sulcos e giros que ocorre nos planos coronais e axiais. A verificação começou com a identificação da fissura lateral na sua maior extensão, realizando-se, posteriormente, a sequência de procedimentos que compõem as 15 etapas do método, com a finalidade de identificar as 27 estruturas anatômicas da superfície lateral do cérebro, como descrito na sequência de Naidich et al.⁽³⁾. Três opções foram consideradas quanto à presença das estruturas: a estrutura analisada é facilmente identificável, deixa dúvidas quanto à identificação ou não é identificada (Tabela 1).




O observador 1 fez a análise de repetitividade dos 120 blocos de imagens em três momentos (avaliações) diferentes, com intervalo mínimo entre as observações de 10 dias, e as sequências de observação dos 120 grupos de imagens foram recodificadas de modo aleatório em cada um dos momentos. Esse procedimento resultou em 360 observações (30 indivíduos × 2 hemisférios cerebrais × 2 métodos de imagens × 3 avaliações) para a análise intraobservador.

Dois outros avaliadores (observador 2 e observador 3) fizeram a análise das estruturas anatômicas. Os observadores são neurocirurgiões que exercem suas atividades diariamente e foram convidados por estarem familiarizados com a anatomia e as imagens correspondentes dessa região. Os procedimentos resultaram em mais 240 observações (30 indivíduos × 2 hemisférios cerebrais × 2 métodos de imagens × 2 observadores); no entanto, para fazer a análise de reprodutibilidade utilizou-se ainda a primeira avaliação do pesquisador, ou seja, mais 120 observações, totalizando, assim, 360 observações a serem utilizadas na análise interobservadores.

Todos os observadores receberam um manual de instruções com informações relevantes sobre as variáveis a serem avaliadas, uma explicação sobre o seu uso e as tabelas para anotação dos seus achados. As sequências com as imagens foram visualizadas de forma padronizada com o mesmo notebook – Apple MacBook Pro 15" –, tela retina display, com tamanho de 2880 pixels (horizontal) e 1800 pixels (vertical), com 220 ppi de resolução. A sequência de imagens com 120 blocos foi reordenada aleatoriamente em três diferentes modos, e cada observador teve acesso somente à sua sequência de dados.

A avaliação do desempenho entre as duas técnicas de imagens – T1 GRE e T1 IR GRE – foi processada em duas etapas concomitantes: inicialmente, foi constatado se as duas técnicas de imagens levaram os observadores a resultados semelhantes, por meio da análise de concordância pelo índice kappa, e posteriormente, após constatada a existência de concordância de resultados entre os observadores, foi avaliado se alguma das técnicas apresentou a capacidade de identificar as estruturas anatômicas mais facilmente do que a outra. Com esse intuito, foi utilizado o teste não paramétrico de McNemar. Para o processamento dessa segunda etapa foram levados em conta seis cenários diferentes, que serão apresentados no item seguinte.


RESULTADOS

Na análise de concordância intraobservador e interobservadores foram estimados os coeficientes kappa ponderados, considerando as três classificações para as avaliações: não identificável, deixa dúvida quanto à identificação ou facilmente identificável. Dos 216 índices kappa potenciais, que incluíram 27 estruturas anatômicas entre os lados direito e esquerdo, nos métodos T1 GRE e T1 IR GRE para as análises intraobservador e interobservadores, foi possível mensurar 115 coeficientes kappa, sendo 58 provenientes das observações intraobservador e 57 provenientes das observações interobservadores.

De modo geral, todos os coeficientes kappa foram significativos ao nível de 1%, indicando que a concordância entre praticamente todas as avaliações é positiva e diferente de zero. Um único valor de kappa (0,04) não apresentou significância estatística, referente à análise interobservadores pelo método T1 GRE no lado direito para o sulco subcentral anterior. A média dos coeficientes kappa calculados foi 0,62 ± 0,02, considerada boa pelo critério de Byrt et al.⁽⁹⁾.

Apenas 24,3% dos coeficientes kappa calculados foram classificados como pobres (kappa < 0,2) ou fracos (kappa < 0,4), conforme critério de Byrt et al.⁽⁹⁾. Não houve diferenças entre a análise intraobservador ou interobservadores: o coeficiente kappa médio na análise intraobservador foi 0,60 ± 0,03 e na análise interobservadores foi 0,63 ± 0,04.

Após confirmação de ter havido boa concordância intraobservador e interobservadores nas avaliações procedidas, foi realizado o teste de McNemar para avaliar se algum dos métodos identificou as estruturas anatômicas mais facilmente do que o outro. Para a execução desse teste assumiu-se que cada avaliação da imagem de uma estrutura anatômica é independente da outra. Esta hipótese pode ser considerada forte, devido às características dos dados da pesquisa, como um mesmo avaliador, uma mesma imagem e momentos distintos, o que poderia indicar dependência entre os casos. No entanto, se os resultados permanecessem estáveis em diversas simulações procedidas, poder-se-ia concluir por indícios a favor dos achados encontrados.

Nesse sentido, ter-se-ia 16.200 observações: 8.100 observações para o método T1 GRE e 8.100 para o método T1 IR GRE. Isto porque, das 600 observações coletadas (3 avaliações do observador 1 × 120 blocos de imagens + 2 avaliações dos observadores 2 e 3 × 120 blocos de imagens), segregam-se as imagens dos resultados obtidos na identificação das 27 estruturas anatômicas (27 × 600) e as separam entre as duas sequências T1 GRE e T1 IR GRE (27 × 600 / 2).

No entanto, os referenciais anatômicos convexidade lateral e fissura lateral foram excluídos dos resultados, pois apresentaram concordância nas análises intraobservador e interobservadores igual a 100%. Nesse sentido, utilizaram-se apenas 7.500 observações para o método T1 GRE e 7.500 observações para o método T1 IR GRE, a fim de não sobreestimar as frequências das imagens identificáveis, uma vez que essas duas estruturas são facilmente identificáveis em qualquer método.

Com base nessas 15.000 observações, consideraram-se seis cenários para execução do teste de McNemar: 1) com todas as observações (n = 15.000); 2) apenas com a análise intraobservador (n = 9.000); 3) apenas com a análise interobservadores (n = 9.000); 4) apenas a primeira avaliação do observador 1 (n = 3.000); 5) apenas as avaliações do observador 2 (n = 3.000); 6) apenas as avaliações do observador 3 (n = 3.000).

Para execução do teste de McNemar foram consideradas apenas duas classificações para as avaliações: "não identificável", somadas às "deixa dúvida quanto à identificação", versus "facilmente identificável". Em termos práticos, essas duas classificações são as que mais interessam: identificar ou não a estrutura anatômica. Como para a aplicação do teste de McNemar devem existir apenas duas classificações, em essência, foi testada a diferença da frequência das estruturas anatômicas classificadas como identificáveis, comparando a um grupo resultado do somatório das frequência não identificadas, com a utilização dos métodos T1 GRE e T1 IR GRE em seis cenários diferentes. A fim de esclarecimento, ressalta-se que o grupo não identificado é o somatório das frequências das estruturas classificadas como "deixa dúvida na indentificação" adicionadas à frequência das estruturas classificadas como "não identificadas". Essas frequências estão resumidas na Tabela 2.




Quando se analisa a frequência de imagens identificáveis em todas as observações, verifica-se que 91% delas são identificáveis no método T1 IR GRE e 88,8% são identificáveis no método T1 GRE (McNemar: χ² = 77,51; p-valor = 0,000), de modo a corroborar que o método T1 IR GRE apresenta desempenho levemente superior (e significativo) ao método T1 GRE.

A evidência de melhor desempenho do método T1 IR GRE comparativamente ao T1 GRE não muda quando se altera o cenário. Em todos eles o teste de McNemar resultou significância estatística mínima de 5%. Na primeira avaliação do pesquisador, por exemplo, a diferença entre a frequência identificável entre os métodos T1 IR GRE e T1 GRE é de 3,5%, altamente significante. Em linhas gerais, considerando todas as avaliações independentes, como geralmente acontece na rotina de avaliação de imagens por RM, pode-se concluir que o método de imagem T1 IR GRE apresenta desempenho levemente superior ao método T1 GRE.


DISCUSSÃO

Não existe uma técnica de RM estabelecida para a avaliação dos elementos que compõem o manto cortical. São descritos na literatura vários tipos de sequências de pulso, como T1 GRE⁽¹⁰⁾, T2 GRE⁽¹¹⁾, spoiled GRASS, gradient recalled in steady state SPGR⁽¹²⁾, spoiled GRE⁽¹³⁾ e T1 IR GRE⁽¹⁴⁾. As imagens ponderadas pela técnica de GRE, obtidas por matrizes volumétricas isotrópicas, permitem alta resolução em qualquer um dos planos ortogonais escolhidos para reconstrução⁽⁵⁾.

Aquisições em T1 IR GRE promovem um melhor realce entre as substâncias cinzenta e branca nas circunvoluções entre os giros, pois a água que está contida na região cortical, concentrada principalmente no citoplasma dos neurônios e das células gliais, apresenta maior realce quando se procede uma recuperação da inversão para formar o sinal que dará origem à imagem por RM⁽¹⁵⁾. Este fato possibilita várias aplicações clínicas de relevância, tais como melhor visualização de lesões criptogênicas neocorticais e atrofias do hipocampo, associadas às epilepsias do lobo temporal⁽¹⁶⁾. Essa técnica tem sido indicada também na detecção de lesões corticais inflamatórias em pacientes com esclerose múltipla⁽¹⁴⁾.

O realce que T1 IR GRE promove entre a substância cinzenta e a branca no córtex cerebral possibilita discriminar de modo eficaz essa estrutura do líquido cefalorraquidiano, o que auxiliaria nos processos de segmentação para os estudos volumétricos⁽¹⁷⁾. Em um estudo de meta-análise sobre fatores que influenciam na determinação volumétrica da amígdala por RM, demonstrou-se que o principal fator para as alterações de volume foi a falta de precisão na definição anatômica da região⁽¹⁸⁾. Portanto, um método que traga precisão para delimitar as bordas do referencial escolhido nos estudos anatômicos volumétricos pode auxiliar a sua correta descrição, tornando os resultados entre os estudos mais consistentes.

Considerando essas expectativas, o trabalho visou avaliar se efetivamente, em termos práticos, a técnica de obtenção de imagem T1 IR GRE apresenta melhor desempenho ao identificar as 27 estruturas anatômicas que formam a superfície lateral do cérebro, tendo como base o método descrito por Naidich et al.⁽³⁾, quando comparada com técnica T1 GRE. Com base nos materiais e métodos adotados, que contemplou principalmente cinco avaliações de 30 RMs de crânio em cada uma das técnicas de obtenção de imagens e hemisférios cerebrais, pôde-se concluir, estatisticamente, que T1 IR GRE teve melhor desempenho em relação a T1 GRE, a despeito de essa diferença não ser tão grande.

Entretanto, deve-se levar em consideração as limitações do estudo. A escolha das sequências foi baseada no seu uso habitual para a identificação de referenciais anatômicos do manto cortical, sendo a sua qualidade evidenciada pelo uso diário. A comparação de diferentes protocolos de T1 GRE e T1 IR GRE para caracterizar a relação sinal-ruído e a relação ruído-coeficiente de redução (quantitativos) e a inclusão de critérios de qualidade visual (qualitativo) dariam maior robustez aos resultados. Apesar de ser estatisticamente significante a frequência de imagens nos dois métodos de comparação, destaca-se que esse desempenho foi levemente superior em T1 IR GRE quando comparado a T1 GRE. Seria interessante reproduzir esse estudo em diferentes aparelhos, além de incluir um número maior de voluntários, para ratificar esses achados.


CONCLUSÃO

Após confirmar que as duas técnicas de imagens, T1 GRE e T1 IR GRE, tiveram sua confiabilidade comprovada por meio da obtenção de boas classificações dos índices de concordância kappa, ponderada na avaliação das 27 estruturas anatômicas cerebrais pelas análises intraobservador e interobservadores, o teste de McNemar auxiliou na conclusão de que a técnica T1 IR GRE permite identificar as estruturas anatômicas mais facilmente do que a T1 GRE. Para a execução dos testes estatísticos necessitou-se assumir que a avaliação da imagem de cada um dos 27 referenciais anatômicos fosse independente da outra. Essa hipótese não se verifica no contexto da pesquisa, porque, em essência, trata-se do mesmo observador, mesma imagem e mesmo indivíduo; no entanto, os resultados permaneceram estáveis em seis cenários simulados, lançando indícios a favor dos achados encontrados. A despeito das limitações do estudo, a evidência estatística de melhor desempenho do método T1 IR GRE comparativamente ao método T1 GRE deve ser avaliada ainda no plano prático, ou seja, custo versus benefício, uma vez que em um dos cenários simulados o desempenho do método T1 IR GRE foi apenas 1,1% superior ao T1 GRE em identificar as estruturas anatômicas cerebrais. Em grandes amostras, como no caso da utilização de cada uma das imagens para execução do teste de McNemar, a significância estatística pode sobressair mesmo sem evidências de significativas diferenças práticas.


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1. Neurocirurgiões da Irmandade da Santa Casa de Londrina e do Departamento de Neurocirurgia da Universidade Estadual de Londrina (UEL), Londrina, PR, Brasil
2. Professores da Pós-Graduação em Tecnologia em Saúde da Pontifícia Universidade Católica do Paraná (PUCPR), Curitiba, PR, Brasil

Endereço para correspondência:
Dr. Sergio Murilo Georgeto
Avenida Bandeirantes, 476, Vila Ipiranga
Londrina, PR, Brasil, 86010-020
E-mail: georgetosm@gmail.com

Recebido para publicação em 4/3/2015.
Aceito, após revisão, em 17/12/2015.

Trabalho realizado na Pontifícia Universidade Católica do Paraná (PUCPR), Curitiba, PR, Brasil.