Diseño y desarrollo de biomarcadores de imagen en vías aéreas

Abstract

[EN] In this project an analysis method for Computed Tomography (CT) images is presented. Its purpose is the assessment of wall thickness and lumen area of the airway in 3 steps. First, the tracheobronchial tree is segmented and the airways center line is traced, as well as the bifurcation points in each generation. Then, based on the center line described, the plane perpendicular to the airway direction is extracted. As a result the airway is transversely sectioned. Airway area and wall thinckess are calculated using the transverse section images previously obtained. This process is repeated in each airway tree generation. Finally, two airway reconstructed schemes are generated and submitted. On them are represented two parametric maps, assigning different colors. They express, in the first map, the area contained in the airway, and in the second one, the airway wall thickness. For the preliminary study, the proposed method has been applied on some subjects, some of them healthy ones and some pathological. For the diseased subjects were chosen patients with a particular disease diagnostic: severe asthma. The assessment of these variables status in this airways pathology is considered to have a relevant clinical interest. In the presented cases it can be seen that this new approach is practical, fairly accurate, automatic and very visual for airway wall thickness and lumen area estimation.

[ES] En el presente proyecto se presenta un método de análisis de imágenes de Tomografía Computarizada (TC) que permite la evaluación del espesor de la pared así como del área de la luz de la vía aérea mediante 3 pasos. En primer lugar, se segmenta el árbol traqueo-bronquial y a partir del mismo se traza la línea central de las vías respiratorias así como los puntos de bifurcación en cada generación. A continuación, gracias al trazado que describe la línea central, se realiza una extracción del plano perpendicular a la dirección de la trayectoria de la vía, de manera que la misma queda cortada de forma transversal. Sobre este plano perpendicular a la vía, se realiza el cálculo del área de la vía así como del espesor de la pared. Este proceso se repite en cada en cada generación del árbol de la vía aérea. Por último, se generan y presentan 2 esquemas de la vía reconstruida. Sobre ellos se representan sendos mapas paramétricos, asignando distintos colores que reflejan, en el primero de los mapas, el área contenida en la vía, y en el segundo, el espesor de la pared de la vía aérea. Para el estudio preliminar, el método propuesto ha sido aplicado sobre distintos sujetos, tanto sanos como patológicos. Para los sujetos enfermos se han elegido pacientes diagnosticados de una patología concreta, asma grave, ya que se considera que la valoración del estado de estas variables en las vías aéreas de esta patología es de interés clínico. En los casos presentados puede apreciarse que este nuevo enfoque es práctico, bastante preciso, automático y muy visual para la estimación del grosor de la pared y del tamaño del lumen de la vía aérea.