Automated classification of complex morphological brain patterns in individuals with first-episode psychosis: assessment of diagnostic performance / Classificação automatizada de padrões morfológicos cerebrais complexos em indivíduos com primeiro episódio psicótico: avaliação de desempenho diagnóstico

Marcus Vinicius Zanetti

INTRODUÇÃO: Os transtornos mentais psicóticos são condições frequentes na população em geral e estão associados à grande morbidade e elevadas taxas de comprometimento funcional, tornando-os um grave problema de saúde pública. O desenvolvimento de novos métodos de auxílio diagnóstico e prognóstico a pratica clínica psiquiátrica possibilitando que intervenções efetivas sejam feitas precocemente na história natural da doença são, dessa forma, desejáveis. A classificação de padrões neuroanatômicos é uma robusta técnica para processamento e análise de imagens médicas que permite tanto a realização de comparações voxel-a-voxel entre grupos com alta dimensionalidade de variáveis, como a classificação individualizada das imagens. OBJETIVOS: Avaliar o desempenho diagnóstico de um classificador de padrões morfológicos complexos baseado em support vector machine (SVM) na discriminação entre diferentes transtornos psicóticos no momento do primeiro episódio, utilizando-se uma abordagem epidemiológica para a seleção de casos e controles, bem como na determinação de prognóstico de 1 ano em pacientes com primeiro episódio de esquizofrenia. MÉTODOS: Uma amostra de 62 pacientes com primeiro episódio de esquizofrenia/ transtorno esquizofreniforme, 23 casos de primeiro episódio de mania psicótica (transtorno bipolar tipo I, TB-I), e 19 indivíduos com depressão maior (DM) psicótica foram estudados com ressonância magnética (RM) estrutural de 1.5T, assim como um total de 89 controles residentes na mesma região dos casos. As imagens T1 foram inicialmente registradas a uma imagem molde comum através de um método com preservação de massa, permitindo a obtenção de volumes cerebrais regionais. Um classificador neuroanatômico multivariado baseado em redução de dimensionalidade e SVM foi utilizado para identificar o melhor conjunto de características morfológicas que diferencia cada transtorno psicótico (esquizofrenia/ transtorno esquizofreniforme, TB-I e DM psicótica) de subgrupos de controles saudáveis pareados por idade, gênero e anos de escolaridade. Os resultados obtidos pelo classificador foram, então, analisados com o auxílio de uma curva ROC, e um mapa espacial de alta dimensionalidade daquelas regiões cerebrais que constituem um padrão de distribuição tecidual cerebral característico de cada transtorno psicótico em relação aos controles foi gerado. RESULTADOS: O classificador obteve uma discriminação apenas modesta entre pacientes com primeiro episódio de esquizofrenia/ transtorno esquizofreniforme e controles saudáveis, com uma medida de área sob a curva (AUC) de 0,75 e acurácia de 73,4%. O mapa espacial discriminatório resultante mostrou um padrão complexo de alterações volumétricas comprometendo regiões fronto-límbicas tanto de substância cinzenta como de substância branca cerebral bilateralmente, fascículos cerebrais associativos, terceiro ventrículo e o ventrículo lateral esquerdo. Um desempenho diagnóstico pobre foi observado nas comparações entre pacientes com TB-I e MD psicótica e controles. Além disso, o classificador baseado em SVM não conseguiu predizer satisfatoriamente o prognóstico de 1 ano (evolução de remissão versus não remissão) dos pacientes com primeiro episódio de esquizofrenia. CONCLUSÃO: Utilizando uma amostra de pacientes com psicoses afetivas e não afetivas com características clínicas semelhantes aos pacientes vistos na nossa prática psiquiátrica (comorbidade com transtornos de uso de substâncias e curso clínico variável) e selecionados através de uma abordagem epidemiológica populacional, o classificador de padrões neuroanatômicos não obteve bom desempenho diagnóstico na discriminação entre as formas esquizofreniformes e afetivas de primeiro episódio psicótico, e também não conseguiu predizer satisfatoriamente o prognóstico de 1 ano em primeiro episódio de esquizofrenia, utilizando apenas imagens estruturais de RM

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