Multi-cue image integration for cardiac tissue characterization

Resumen

Las enfermedades cardiovasculares son la principal causa de muerte en el mundo occidental. Una caracterización completa y precisa del corazón es esencial para ayudar en el diagnóstico y tratamiento de problemas potenciales. Para caracterizar la función cardíaca desde diferentes perspectivas, en la práctica clínica, se adquieren grandes cantidades de datos de distinta naturaleza sobre un mismo paciente, proporcionando información útil para la evaluación del corazón. El análisis del movimiento del corazón ha demostrado ser útil para la evaluación de la función cardíaca. Se puede estimar y cuantificar de manera no invasiva utilizando varias técnicas de adquisición de imagen y, entre todas ellas, la imagen por ultrasonidos es la más utilizada. Con esta técnica, distintos tipos de imágenes, como B-mode y Doppler tisular, se adquieren normalmente para evaluar el movimiento cardíaco. Como todas proporcionan información diferente, el análisis del movimiento cardíaco se suele realizar de forma independiente a partir de cada una de ellas. A parte de la información de movimiento, los datos eléctricos adquiridos utilizando técnicas no invasivas (electrocardiografía) o mínimamente invasivas (mapeo electro-anatómico) se suelen utilizar para evaluar la activación cardíaca. En el segundo caso, la información eléctrica se adquiere de forma intra-operatoria y la posibilidad de utilizarla junto con otros tipos de información está restringida por la compatibilidad entre los distintos instrumentos y dispositivos. También se puede utilizar información pre-operatoria para guiar la intervención, pero esta información no se actualiza tras cualquier cambio que se pueda producir durante el procedimiento. Aunque los distintos datos obtenidos de cada paciente se suelen analizar por separado para evaluar la función cardíaca desde diferentes perspectivas, la combinación efectiva de esta información heterogénea podría ser útil para tener una mejor visión de la anatomía y la función cardíaca. El objetivo principal de esta tesis es el desarrollo de métodos para integrar información de distinta naturaleza para una caracterización del tejido cardíaco más completa y precisa. Las contribuciones de este trabajo se pueden resumir en: (1) el desarrollo de un método para integrar información de imágenes de ultrasonidos B-mode y Doppler tisular para una estimación y cuantifición precisa del movimiento cardíaco, (2) la extensión de esta metodología utilizando información multi-plano para evaluar el movimiento en todo el ventrículo izquierdo, (3) el desarrollo de un método para estimar el movimiento cardíaco de forma intra-operatoria utilizando información de mapeo electro-anatómico, y (4) la implementación un marco donde se integran información de viabilidad del tejido con información electrofisiológica y de movimiento intra-operatoria para la caracterización del tejido cardíaco. Cada una de estas contribuciones representa un artículo enviado o publicado en una revista internacional con revisión de expertos.