Project Title:
Optimization and harmonization of magnetic resonance (MRI) protocols in neuroimaging multi-site studies (Phase 1 and 2)
Leader:
Fondazione Istituto Neurologico Carlo Besta
Project Manager:
Dr. Maria Grazia Bruzzone
The role of neuroimaging techniques is fundamental in clinical and preclinical research. Only national and international network initiatives can truly lead to the generalization of the results and the adoption of new techniques in the personalized medicine. These studies allow the acquisition of large data samples (“BIG-DATA”) that will allow in the near future quantitative neuroimaging for a personalized medicine.
The heterogeneity of MRI scanners, both clinical and preclinical, and of parameters that characterize them, the lack of benchmarks for standard acquisition protocols, the rapid technological evolution, combined with a limited integration of clinical tests and neuropsychological, limit the possibility of aggregating data from different sites. For these reasons, multicenter studies must provide for the harmonization of the brain imaging protocol and the evaluation of the reproducibility of data over time.
The project aims to increase diagnostic and prognostic power of MRI data (imaging biomarkers) from different sites through:
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Integration using a platform to collect and share data
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Harmonization of imaging protocols, among vendor platforms and recruitment sites to minimize intra-scanner and inter-scanner variability
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Sharing knowledge and experience to increase scientific competitiveness at international level
The impact of this project can be summarized in four key words:
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rationalization of the resources made available at the various centers that will allow the identification of specific protocols for specific diseases;
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standardization of protocols and methods of analysis that will allow the comparison of data acquired at different centers;
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optimization of acquisition systems;
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sharing of procedures and data.
Resting-state fMRI: default mode network (left panel) and right frontoparietal network (right panel) in healthy subjects
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Identification of the available MR instruments and sequences;
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Definition and sharing of standardized and advanced MR diagnostic protocols for clinical and research purposes among the various IRCCS involved;
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Elaboration of methods and procedures (Standard Operating Procedures) for the acquisition, processing and sharing of both basic and advanced MR protocols specific for the diseases identified among IRCCS network;
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Acquisition of a control group of healthy subjects (stratified by age) to identify quantitative parameters of both diagnostic and prognostic imaging;
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Creation of a database that integrates clinical and imaging information (‘big data’) on pilot projects in dementia and intellectual disability in children;
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Promote the treatment and sharing of the sensitive data (clinical and research data) in agreement with the standards of the Italian Government and of the European Parliament (Regulation EU 2016/679)
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Identification of shared procedures for the quality control and analysis of stability on scanners;
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Implementation of a platform for the exchange and analysis of the collected data on the existing NeuGRID platform (https://www.neugrid2.eu/);
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Create a pilot “BIG-DATA” repository connected to Human Brain Project to federate imaging data coupled with socio-demographic, clinical and neuropsychological variables
È stato costituito un team composto da 4 ricercatori appartenenti a 4 IRCCS a supporto della impostazione delle sequenze RM, del caricamento dei dati ed immagini sulle piattaforme di analisi e del controllo di qualità.
Il team è composto dai seguenti ricercatori.
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Dr. Paolo Bosco, Fisico Ricercatore, del FiRM lab, Fondazione IRCCS Stella Maris.
Contributo:
- supporto alla ottimizzazione delle sequenze per le misure qMRI sui fantocci
- supporto alla ottimizzazione di protocolli di acquisizione per imaging cerebrale quantitativo;
- supporto all’utilizzo di pipeline avanzate per il processamento (coregistrazioni a spazi standard, creazione di template progetto specifici) e l’estrazione di misure per il controllo di qualità (SNR, CNR, FBER) e misure quantitative da immagini MR strutturali e ultrastrutturali;
- supporto allo sviluppo di modelli AI allenati su misure quantitative in studi multicentriche.
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Dr.ssa Silvia De Francesco, Ingegnare Biomedico, Laboratorio di Neuroinformatica, IRCCS Centro San Giovanni di Dio Fatebenefratelli.
Contributo:
- supporto alla creazione di pipeline web-based per archiviazione ed elaborazione di dati acquisiti (i.e.: animal model, phantoms, clincial data);
- supporto al post processing di MRI del protocollo RIN (i.e.: T13D, FLAIR, DTI, rsfMRI, QSM);
- supporto alla sviluppo di strumenti di “machine learning” e “deep learning” come servizi di second opinion nella piattaforma RIN e negli istituti Virtuali Nazionali.
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Dr.ssa Anna Nigri, Ingegnere ricercatrice sanitaria,UOC Neuroradiologia, Fondazione IRCCS Istituto Neurologico C. Besta.
Contributo:
- supporto alla ottimizzazione delle sequenze per le misure qMRI sui fantocci;
- supporto alla ottimizzazione di protocolli di acquisizione per imaging cerebrale quantitativo;
- supporto per la messa a punto di studi fMRI.
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Dr. Giovanni Sighinolfi, Fisico, Ricercatore Sanitario presso il Laboratorio Neuroimmagini, ‘IRCCS Istituto delle Scienze Neurologiche di Bologna.
Contributo:
- Supporto all’ottimizzazione di protocolli di acquisizione per RM cerebrale funzionale e di diffusione;
- Supporto all’implementazione di pipeline per il pre-processing delle immagini funzionali e diffusione;
- Supporto all’implementazione di tecniche di analisi delle immagini, in particolare finalizzate a studi di connettomica sia funzionale che strutturale;
- Supporto alla definizione di metodi statistici per l’analisi dei risultati.
For additional information, please contact: info@reteneuroscienze.it