Estimación de la geometría ventricular a partir de medidas de ecografía transtorácica para la resolución del problema inverso de la electrocaerdiografía

Abstract

Descripción

El problema inverso de la electrocardiografía (ECG imaging, ECGi) permite identificar los patrones de conducción eléctrica en el corazón tanto en las modalidades invasivas como no invasivas. Esta técnica ya ha demostrado que permite identificar los patrones de conducción intrínsecos en pacientes con insuficiencia cardiaca para programar terapias de resincronización cardiaca. Actualmente en el grupo COR del Instituto ITACA estamos simplificando el proceso de obtención de datos de ECGi para utilizar imágenes de ecografía en lugar de imágenes de tomografía axial computerizada o resonancia magnética. Sin embargo, hasta la fecha hemos aplicado estos procesos de simplificación del ECGi para estudiar arritmias auriculares. El objetivo del presente trabajo final de máster es implementar una interfaz gráfica de usuario para poder estimar un mallado tridimensional de los ventrículos a partir de dimensiones estimables desde ecografías transtorácicas para ser utilizado en la resolución del problema inverso de la electrocardiografía. Nuestra hipótesis es que a partir de una cantidad finita de medidas de los ventrículos y el torso obtenidas mediante ecografía transtorácica es posible estimar la anatomía de los dos ventrículos y resolver el problema inverso de la electrocardiografía con una resolución comparable a las técnicas del estado del arte. El objetivo del presente trabajo es desarrollar una aplicación informática para que un usuario no especializado pueda estimar la geometría y ubicación tridimensional de los ventrículos para la resolución del problema inverso de la electrocardiografía.

Tareas: T1.- Revisión bibliográfica sobre el problema inverso de la electrocardiografía y aplicaciones de la literatura en la resincronización cardiaca. T2.- Familiarización con los algoritmos actuales de estimación de las cavidades exteriores auriculares a partir de medidas de ecografía transtorácica, incluyendo la corrección de la distorsión producida por el ecógrafo. T3.- Implementación de algoritmos para la estimación de las cavidades ventriculares exteriores a partir de medidas de ecografía transtorácica. Se segmentarán los ventrículos de al menos dos sujetos (TAC o MRI) y se identificarán los cortes y medidas necesarios para obtener una estimación del volumen completo como adaptación de un modelo anatómico de librería. T4.- Desarrollo de una interfaz gráfica de usuario para la obtención de una geometría estimada de los ventrículos de un paciente a partir de un número limitado de ecografías transtorácicas. T5. Cuantificación de la precisión del algoritmo implementado en relación con el estado del arte. Se medirán las isocronas calculadas con modelos ventriculares completos de al menos 10 pacientes y modelos estimados a partir de un subconjunto de medidas y al menos en 1 paciente se contarán con datos de ecografías transtorácicas para validación. T5.- Redacción de la memoria y preparación de la presentación.

Description

The inverse problem of electrocardiography (ECG imaging, ECGi) allows the identification of electrical conduction patterns in the heart in both invasive and non-invasive modalities. This technique has already shown that it allows the identification of intrinsic driving patterns in patients with heart failure to program cardiac resynchronization therapies. Currently in the COR group of the ITACA Institute we are simplifying the process of obtaining ECGi data to use ultrasound images instead of computerized axial tomography or magnetic resonance imaging. However, to date we have applied these ECGi simplification processes to study atrial arrhythmias. The objective of the present master's thesis is to implement a graphical user interface to be able to estimate a three-dimensional meshing of the ventricles from estimable dimensions from transthoracic ultrasound to be used in the resolution of the inverse problem of electrocardiography. Our hypothesis is that from a finite amount of measurements of the ventricles and the torso obtained by transthoracic ultrasound, it is possible to estimate the anatomy of the two ventricles and solve the inverse problem of electrocardiography with a resolution comparable to state of the art techniques. . The aim of this paper is to develop a computer application so that a non-specialized user can estimate the geometry and three-dimensional location of the ventricles for the resolution of the inverse problem of electrocardiography.

Chores: T1.- Bibliographic review on the inverse problem of electrocardiography and applications of the literature on cardiac resynchronization. T2.- Familiarization with the current algorithms for estimating the external atrial cavities from transthoracic ultrasound measurements, including correction of the distortion produced by the ultrasound. T3.- Implementation of algorithms for the estimation of external ventricular cavities from transthoracic ultrasound measurements. The ventricles of at least two subjects (TAC or MRI) will be segmented and the cuts and measurements necessary to obtain an estimate of the complete volume as an adaptation of an anatomical library model will be identified. T4.- Development of a graphical user interface for obtaining an estimated geometry of the ventricles of a patient from a limited number of transthoracic ultrasounds. T5 Quantification of the accuracy of the algorithm implemented in relation to the state of the art. Isochrones calculated with complete ventricular models of at least 10 patients and models estimated from a subset of measurements will be measured and at least 1 patient will have transthoracic ultrasound data for validation. T5.- Writing of the memory and preparation of the presentation.