Análisis de biomarcadores de imagen cardiaca de Tomografía Axial Computarizada en pacientes con aterosclerosis

Abstract

[ES] Las enfermedades del sistema circulatorio son la primera causa de muerte en España en la actualidad y por ello se han convertido en un claro foco de la investigación sanitaria. La ateroesclerosis es una afección común caracterizada por una acumulación de lípidos, colesterol y otras sustancias en la pared de las arterias provocando la formación de lo que comúnmente se conoce como placa de ateroma. Como consecuencia, la luz del vaso comienza a obstruirse hasta llegar incluso a restringir por completo el flujo sanguíneo. Aunque la aparición de las placas suele afectar a órganos cercanos, la capa fibrótica que lo recubre se puede erosionar ocasionando un trombo que se desprende al torrente sanguíneo y que puede llegar a afectar a órganos distales. El presente proyecto comprende dos objetivos generales basados en el diagnóstico y control de la placa aterosclerótica. El primero de ellos abarca la caracterización de la aterosclerosis mediante el uso de imágenes de angiografía coronaria por tomografía computarizada (CTA). El segundo, hace uso del volumen de imágenes segmentadas y la información clínica recopilada para la extracción de marcadores de imagen no invasivos que ayuden a discriminar entre pacientes sanos y con aterosclerosis. Para ello, se considera una población de 22 sujetos, de los cuales 9 tienen algún tipo de afectación y 13 son sujetos sanos. Como parámetros relevantes se toman el volumen de grasa epicárdica (EFV), la reserva fraccional de flujo (RFF), el Calcio - Score (unidades Agatston) y la placa caracterizada mediante diferentes técnicas de segmentación. Finalmente, se realiza un análisis estadístico entre los marcadores de imagen no invasivos y los datos clínicos más relevantes con el fin de poder discriminar entre sujetos con aterosclerosis y sanos. Los resultados obtenidos reflejan una correlación positiva entre los parámetros de calcio score, EFV y cuarto cuartil, los cuales permiten diferenciar a los pacientes en tres grupos de riesgo (sano, leve y gran afectación) con una elevada precisión. En cuanto a la RFF, se obtiene una diferencia estadísticamente significativa para los valores de pacientes con y sin placa de ateroma.

[EN] Circulatory system diseases are the leading cause of death in Spain and therefore have become a clear focus of health research. Atherosclerosis is a common condition characterized by a pile of lipids, cholesterol and other substances in the arteries wall causing the formation of what is commonly known as atheroma plaque. As a result, the vessel lumen begins to become obstructed until reaching the blood flow block. Although the appearance of plaques usually affects nearby organs, it can break down, causing a thrombus that detach into the bloodstream and can affect distal organs. This project includes two main objectives based on the diagnosis and monitoring of atherosclerotic plaque. First of them covers the characterization of atherosclerosis using computed tomography coronary angiography (CTA) images. Secondly, it makes use of the segmented images volume and the clinical information collected for the extraction of non ¿ invasive image markers that help to discriminate between healthy patients and those with atherosclerosis. With these objectives, a population of 22 subjects will be considered where 9 have some type of affectation and 13 are healthy subjects. As relevant parameters are evaluated the epicardial fat volume, the fractional flow reserve (RFF), the Calcium ¿ Score (Agatston units) and the plaque characterized by different segmentation techniques. Finally, a statistical analysis is carried out between the non ¿ invasive image markers and the most relevant clinical data in order to be able to discriminate between subjects with atherosclerosis and healthy ones. The obtained results reflect a positive correlation between the calcium score, EFV and fourth quartile parameters, which allow the classification patients into three risks groups (healthy, mild and highly affected) with a high precision. Regarding the RFF parameter, a statistically significant difference is obtained between the values of patients with and without atheroma plaque.