EL CORAZÓN HUMANO Y UN ATLAS DE ALTA RESOLUCIÓN

Un Atlas de Alta Resolución y Modelo Estadístico del Corazón Humano a partir de la TC Multicorte

Imagen: El corazón promedio y sus variaciones estadísticas. Crédito UPF/SINC

Atlas y modelos estadísticos juegan papeles importantes en la personalización y simulación de la fisiología cardíaca  Para el estudio del corazón, sin embargo, la construcción de atlas integrales y modelos espacio-temporales se enfrentan a una serie de problemas, en particular, la necesidad de manipular conjuntos de datos de imagen de gran tamaño y altamente variable, la naturaleza multi-región del corazón, y la presencia del complejo, así como pequeñas estructuras cardiovasculares.

Investigadores de la Universidad Pompeu Fabra han generado un atlas en alta resolución del corazón con imágenes 3D tomadas en 138 personas. El estudio demuestra que se puede obtener la imagen promedio de un órgano y sus variaciones, permitiendo comparar los casos individuales y diferenciar las formas sanas de las patológicas.

“Este atlas es una descripción estadística del aspecto que tienen el corazón y sus partes, como los ventrículos y las aurículas”, explica a SINC Corné Hoogendoorn, investigador del centro CISTIB (Centro de Imágenes por Computadora y Tecnologías de Simulación en Biomedicina) de la Universidad Pompeu Fabra. Los científicos han conseguido representar la forma promedio de este órgano mediante  tomografía computarizada multicorte. Esta técnica ofrece radiografías tridimensionales y en alta resolución. 

“En nuestro análisis (de) la población son esas 138 personas, pero podrían ser muchas más”, comenta Hoogendoorn, “por lo que demostramos que es factible construir este tipo de atlas a partir de muchos casos, con un nivel aceptable de interacción humana –trabajo manual de ajuste y optimización de imágenes, y con buenos resultados numéricos”.

Para crear esta cartografía cardiaca, los investigadores han desarrollado un modelo estadístico capaz de gestionar la gran cantidad de información que proporcionan las imágenes individuales y recoger las variaciones temporales, ya que el corazón no deja de moverse. 

El nivel de detalle y la posibilidad de ampliación de este atlas suponen “una ventaja sobre la mayoría de los modelos cardiacos presentados hasta ahora”.

  

Los investigadores consideran que el trabajo se puede aplicar en el procesamiento de imágenes médicas, concretamente para segmentar, es decir, diferenciar bien la estructura que se quiere analizar del resto de la imagen.
“Las estadísticas del atlas ofrecen un rango continuo con ejemplos de formas del corazón, lo que permite comparar casos concretos, así como calcular las probabilidades de que pertenezcan a la población modelada”, dice Hoogendoorn. 

El científico también destaca que el método se puede aplicar a imágenes de cualquier otro órgano o estructura, con la ventaja de poder clasificar y diagnosticar las formas sanas y las patológicas, así como diferenciar distintas enfermedades e incluso establecer una gradación dentro de cada una de ellas. 

Además, de este trabajo se pueden derivar simulaciones computacionales sobre la electrofisiología y mecánica del corazón – y de otros órganos – que pueden ayudar a planificar mejor los tratamientos en los pacientes. 

El grupo de investigadores que llevaron adelante este trabajo, son Corné Hoogendoorn, Nicolás Duchateau, Damián Sánchez-Quintana, Tristán Whitmarsh, Federico M. Sukno, Mathieu Da Craene, Karim Lekadir, Alehamdro F. Frangi.

Fue publicado bajo el título “A High-Resolution Atlas and Statistical Model of the Human Heart From Multislice CT” que se publicó en la Revista IEEE Transactios on Medical Imaging 32 (1) 28-44, de enero 2013. Doi: 10.1109/TMI 2012.2230015

Fuente: SINC / PubMed NCBI /IEEE