Análisis de biomarcadores hepáticos mediante elastografía y Resonancia Magnética para la evaluación no invasiva de la fibrosis, esteatosis y sobrecarga de hierro hepático en pacientes con enfermedad del hígado graso no alcohólico

Abstract

[ES] En los últimos años, las patologías hepáticas han sido diagnosticadas mediante procedimientos invasivos, como biopsias y pruebas indirectas. Sin embargo, el surgimiento de técnicas mínimamente invasivas, como la elastografía por resonancia magnética (ERM) ha llevado a la adopción de métodos de diagnóstico menos invasivos en la práctica clínica. A pesar de los beneficios de estas técnicas, su implantación se ha visto obstaculizada por el alto coste de inversión. Actualmente se está investigando una nueva línea con el uso que utiliza la imagen por resonancia magnética (IRM) como método no invasivo de diagnóstico. Este Trabajo Fin de Grado tiene como meta explorar esta nueva técnica y su potencial para mejorar el diagnóstico y tratamiento de las enfermedades hepáticas. El objetivo de este Trabajo Fin de Grado es obtener y evaluar biomarcadores que permitan determinar diferentes enfermedades hepáticas tales como la fibrosis, la esteatosis o la sobrecarga de hierro hepático. Primero definiremos qué secuencias de imagen por resonancia magnética (IRM) son necesarias para poder determinar los indicadores que nos lleven a poder trazar una valoración sobre el estado del hígado. A continuación, se realizará una calibración del equipo de resonancia magnética mediante fantomas de albúmina realizados manualmente. Se diseñará un protocolo y se realizará sobre un equipo de IRM 3 Teslas. Luego se aplicará este protocolo de adquisición sobre un conjunto de 28 pacientes con sospecha de enfermedad del hígado graso no alcohólico (NAFLD) cuyos datos serán proporcionados por la empresa ASCIRES. En último lugar se procederá al procesado de las imágenes médicas mediante distintas herramientas software de análisis de imagen médica: MRQuantif para la cuantificación de hierro, OLEA Sphere para la cuantificación de grasa hepática, AW Server (General Electric) para la cuantificación de la fibrosis y RadiAnt como visor DICOM. A partir de los resultados obtenidos se podrán determinar los distintos biomarcadores para cada una de las tres enfermedades que son nuestro objeto de estudio y poder así corroborar que la evaluación realizada corresponde con el diagnóstico correcto del paciente. Para la determinación de la fibrosis se utilizarán las secuencias de elastografía. También se utilizará secuencias T1 y secuencias de difusión para poder comparar entre las dos modalidades. Para determinar los diferentes grados de esteatosis en el hígado se calculará la fracción de grasa a partir de la medida de las regiones de interés (ROIs) en secuencias VIBE-Dixon/Lava Flex y se calculará la grasa de densidad de protones (PDFF) según diferentes ROIs. De forma análoga con MRQuantif se estimará la sobrecarga de hierro en secuencias T2*. Por otra parte, se obtendrán valores de T1 corregida (cT1) y de T2 para poder valorar de una forma más precisa las relaciones entre los diferentes biomarcadores y su correcto diagnóstico. Esta propuesta de Trabajo Fin de Grado se desarrollará en estrecha colaboración con ASCIRES Grupo Biomédico.

[EN] In recent years, liver pathologies have been diagnosed by invasive procedures, such as biopsies and indirect tests. However, the emergence of minimally invasive techniques such as magnetic resonance elastography (MRE) has led to the adoption of less invasive diagnostic methods in clinical practice. Despite the benefits of these techniques, their implementation has been hampered by the high investment cost. Currently, a new line is being investigated with the use of magnetic resonance imaging (MRI) as a non-invasive method of diagnosis. The goal of this Final Degree Project is to explore this new technique and its potential to improve the diagnosis and treatment of liver diseases. The aim of this Final Degree Project is to obtain and evaluate biomarkers that allow, once evaluated, to determine different liver diseases such as fibrosis, steatosis or hepatic iron overload. First, we will define which magnetic resonance imaging (MRI) sequences are necessary to be able to determine the indicators that will lead us to be able to assess the state of the liver. Then, a calibration of the MRI equipment will be performed using manually made albumin phantoms. A protocol will be designed and performed on a 3 Teslas MRI equipment. Finally, the medical images will be processed using different medical image analysis software tools: MRQuantif for iron quantification, OLEA Sphere for liver fat quantification, AW Server (General Electric) for fibrosis quantification and RadiAnt as a DICOM viewer. From the results obtained it will be possible to determine the different biomarkers for each of the three diseases that are our object of study and thus be able to corroborate that the evaluation carried out corresponds to the correct diagnosis of the patient. Elastography sequences will be used to determine fibrosis. T1 sequences and diffusion sequences will also be used to compare the two modalities. To determine the different degrees of steatosis in the liver, the fat fraction will be calculated from the measurement of regions of interest (ROIs) in VIBE-Dixon/Lava Flex sequences and proton density fat (PDFF) will be calculated according to different ROIs. Analogously with MRQuantif, iron overload in T2* sequences will be estimated. On the other hand, corrected T1 (cT1) and T2 values will be obtained to be able to assess more precisely the relationships between the different biomarkers and their correct diagnosis. This Final Degree Project proposal will be developed in close collaboration with ASCIRES Biomedical Group.