MÉTODO PARA VISUALIZAR LA INFORMACIÓN CONTENIDA EN IMÁGENES TRIDIMENSIONALES DEL CORAZÓN.
Esta invención describe un método que tiene como punto de partida una imagen tridimensional del corazón.
Sobre dicha imagen se define una región de interés. Por otra parte se define la superficie que se representará, en forma de malla de polígonos tridimensional, en la visualización. Se asocia a cada vértice de la malla una función que asigna pesos a cada elemento de la región de interés. Utilizando dichas funciones junto con los valores de intensidad de los elementos la región de interés, se asignan parámetros de visualización a los vértices. Dichos parámetros se utilizan para generar la visualización interactiva de la superficie. Una aplicación del método sería su utilización como apoyo para la caracterización del sustrato miocárdico de taquicardias ventriculares en pacientes con cardiopatías isquémicas y en el guiado de procedimientos de ablación para corregir dichas taquicardias.
Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201000363.
Solicitante: UNIVERSIDAD POLITECNICA DE MADRID.
Nacionalidad solicitante: España.
Inventor/es: DESCO MENENDEZ,MANUEL, FERNANDEZ AVILES,FRANCISCO, LEDESMA CARBAYO,MARÍA JESÚS, SANTOS LLEO,ANDRÉS, RUBIO GUIVERNAU,JOSE LUIS, ARENAL MAIZ,ANGEL, PEREZ DAVID,ESTHER, BERMEJO THOMAS,JAVIER.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
Fragmento de la descripción:
Método para visualizar la información contenida en imágenes tridimensionales del corazón.
Sector técnico
La invención se enmarca en el campo de las herramientas de visualización para el apoyo al diagnóstico o a la planificación de intervenciones quirúrgicas o terapéuticas. Más concretamente, el método descrito se encuadra dentro de las técnicas de visualización tridimensional interactiva a partir de imágenes tridimensionales adquiridas mediante técnicas de imagen médica no invasivas.
Antecedentes de la invención
Las enfermedades del corazón y del sistema circulatorio ocasionan 1,9 millones de muertes en la Unión Europea. Eso representa aproximadamente la mitad de todas las defunciones que se producen en los países europeos; de este grupo de enfermedades, la cardiopatía isquémica es una causa fundamental de defunción. La cardiopatía isquémica conduce a muchas muertes prematuras y, dado que la asistencia sanitaria de las enfermedades cardiovasculares es cara y prolongada, constituye también una gran carga económica en Europa.
En algunos tipos de cardiopatías, tanto de origen isquémico como no-isquémico, pueden surgir complicaciones en forma de trastornos del ritmo cardiaco, como por ejemplo las taquicardias ventriculares (en adelante TV), taquicardias auriculares y la fibrilación auricular.
Las arritmias ventriculares son la principal causa de muerte súbita. Aunque el uso del desfibrilador automático implantable (en adelante DAI) previene las muertes súbitas, las descargas aumentan la mortalidad no arrítmica, por lo que otro tipo de terapia como la ablación es esencial en el tratamiento de estos pacientes. La ablación del sustrato arrítmico (ASA) de las TV reduce significativamente la incidencia de descargas en pacientes con DAI. Además se puede utilizar de forma profiláctica para prevenir descargas.
La tasa de implantes anual en nuestro país se acerca a los 80 por millón de habitantes, por lo tanto se implantan más de 3000 dispositivos por año. Aunque no hay cifras exactas, el número de pacientes portadores de un desfibrilador está cerca de los 20000. Si tenemos en cuenta que en un 80% de los casos estos implantes son debidos a cardiopatía isquémica y que en este grupo un 20% tienen al menos una descarga anual podremos darnos cuenta de la magnitud del problema. Por lo tanto la identificación no invasiva del sustrato de las TV puede facilitar el tratamiento de muchos pacientes con cardiopatía isquémica.
Actualmente, una de las principales técnicas de diagnóstico y tratamiento utilizadas en pacientes con trastornos del ritmo es el Mapeo Electro-Anatómico (en adelante EAM, del inglés Electro-Anatomical Mapping), que consiste en la medición por contacto de la actividad eléctrica del corazón en varios puntos del mismo y la representación de esas mediciones sobre un mapa tridimensional. La patente US5738096, por ejemplo, describe como utilizar sondas invasivas capaces de medir, mediante contacto directo, la actividad eléctrica del corazón del paciente en diversas localizaciones dentro del mismo, al mismo tiempo que se almacena la información sobre la posición y orientación de las sondas en cada una de dichas localizaciones. De esta forma es posible generar un mapa electro-anatómico de la región de interés del corazón y representarlo sobre una superficie tridimensional, cómo se explica en mayor detalle en la patente EP1070480. Esta técnica de construcción de mapas electro-anatómicos es de gran utilidad, sin embargo la construcción de mapas detallados implica medir en varios centenares de localizaciones dentro del corazón del paciente, por lo que la duración de este tipo de intervenciones quirúrgicas puede llegar a varias horas, durante las cuales el paciente está expuesto a cierta dosis de radiación ionizante (rayos X) debido a la fluoroscopia utilizada durante la intervención, además de los riesgos inherentes a cualquier intervención quirúrgica, aun siendo esta mínimamente invasiva.
El objeto principal de la presente invención es describir un método que permite generar mapas del sustrato miocárdico de ciertos tipos de arritmias, como las TV, similares a los mapas proporcionados por EAM, pero utilizando únicamente la información obtenida a partir de técnicas de imagen no invasivas.
Es conocida en el estado de la técnica la utilidad diagnóstica de la imagen mediante Resonancia Magnética Nuclear (en adelante MRI, del inglés Magnetic Resonance Imaging) en la identificación del sustrato miocárdico de algunos tipos de arritmias cardiacas. Más concretamente, las imágenes obtenidas mediante MRI con realce tardío (en delante DE-MRI, del inglés Delayed Enhanced MRI), en las que se administra al paciente un contraste basado en gadolinio entre 10 y 15 min antes de la adquisición de las imágenes, proporcionan valiosa información acerca del estado del miocardio del paciente en presencia de una patología, como podría ser después de un infarto de miocardio. Publicaciones como S. Nazarian, et al., "Magnetic Resonance Assessment of the Substrate for Inducible Ventricular Tachycardia in Nonischemic Cardiomyopathy", Circulation, 2005, vol. 112, pp. 2821-2825 y también D. Bello, et al., "Infarct morphology identifies patients with substrate for sustained ventricular tachycardia", J. Am. Coll. Cardiol., 2005, vol. 45 pp. 1104-1108, describen la utilización de este tipo de imágenes para identificar el sustrato de TV en pacientes con cardiopatías no-isquémicas e isquémicas, respectivamente.
Existen también otras publicaciones recientes como V.Y. Reddy, et al., "Integration of Cardiac Magnetic Resonance Imaging with Three-Dimensional Electroanatomic Mapping to Guide Left Ventricular Catheter Manipulation", J. Am. Coll. Cardiol. 2004,vol. 44, pp. 2202-2213 y F.M. Bogun et al., "Delayed-Enhanced Magnetic Resonance Imaging in Nonischemic Cardiomyopathy", J. Am. Coll. Cardiol. 2009, vol. 53, pp. 1138-1145, que tratan acerca de la posibilidad de combinar la información de las imágenes obtenidas mediante MRI con los mapas electro-anatómicos proporcionados por la técnica EAM.
En V.Y. Reddy et al. se describe como registrar las imágenes tridimensionales de MRI con los mapas de EAM, así como la utilidad que esto tiene al aprovechar la información anatómica proporcionada por MRI para facilitar la interpretación de los mapas electro-anatómicos. De forma similar, la patente EP1760661 describe cómo combinar los mapas electro-anatómicos con imágenes anatómicas obtenidas, por ejemplo, mediante MRI o Tomografía Computerizada (en adelante CT, del inglés Computerized Tomography).
Además, tanto en V.Y. Reddy et al., para el caso de pacientes con infarto crónico de miocardio, como en F.M. Bogun et al., para pacientes con cardiopatía no-isquémica, se menciona la posibilidad de segmentar manualmente la superficie que delimita el tejido cicatricial para después superponer dicha segmentación con el mapa generado por EAM. Dada la correlación existente entre el tejido cicatricial identificado en DE-MRI y el sustrato de las arritmias cardiacas, se explica en dichas publicaciones cómo esta identificación es de utilidad para el guiado de procedimientos de ablación del sustrato arrítmico (en adelante ASA).
Es claro por tanto, a la vista del estado de la técnica, la relevancia diagnóstica que las imágenes proporcionadas por la técnica DE-MRI tienen en la identificación del sustrato de algunos tipos de arritmias cardiacas como la TV, tanto las asociadas a cardiopatías isquémicas como no-isquémicas. Sin embargo la visualización de toda la información contenida en las imágenes tridimensionales no es sencilla, siendo lo más habitual que se haga mediante la representación de cortes bidimensionales sucesivos que muestran cada vez subconjuntos de dicha información. Esto no es lo más conveniente para la localización del sustrato de las arritmias, como las zonas de conducción lenta rodeadas de tejido cicatricial que forman el sustrato de algunos tipos de TV, ya que requiere que sea el médico especialista quien integre la información de los cortes sucesivos. Por ello esta invención propone un método para generar una representación en forma de superficie tridimensional con un mapa de colores que condense la información disponible en todo el volumen, de forma similar a cómo se muestra en los mapas electro-anatómicos de EAM. Dicha representación tiene gran utilidad y valor diagnóstico, y los procedimientos descritos en V.Y Reddy et al. y F.M. Bogun et al. son un primer paso...
Reivindicaciones:
1. Un método para visualizar la información contenida en imágenes tridimensionales del corazón, consistente en los siguientes pasos:
que se caracteriza por:
2. Un método según lo descrito en la reivindicación 1, en el que la imagen tridimensional mencionada en a) presenta contraste según la viabilidad del tejido miocárdico.
3. Un método según lo descrito en la reivindicación 1, en el que la imagen tridimensional mencionada en a) es adquirida mediante la técnica de Resonancia Magnética Nuclear.
4. Un método según lo descrito en la reivindicación 1, en el que la región de interés mencionada en b) delimita el miocardio del ventrículo izquierdo del corazón.
5. Un método según lo descrito en la reivindicación 1, en el que la superficie mencionada en c) coincide con el contorno interior de la región de interés definida en b).
6. Un método según lo descrito en la reivindicación 1, en el que la superficie mencionada en c) coincide con el contorno exterior de la región de interés definida en b).
7. Un método según lo descrito en la reivindicación 1, en el que el experto mencionado en b) es un sistema experto automatizado implementado mediante un programa de ordenador.
8. Un método según lo descrito en la reivindicación 1, en el que el experto mencionado en c) es un sistema experto automatizado implementado mediante un programa de ordenador.
9. Un método según lo descrito en la reivindicación 1, en el que la función de pesos mencionada en d) utiliza alguna medida de distancia entre los vértices de la malla poligonal y los vóxeles de la imagen.
10. Un método según lo descrito en la reivindicación 9, en el que la medida de distancia utilizada es la distancia euclídea entre los vértices de la malla poligonal y los vóxeles de la imagen.
11. Un método según lo descrito en la reivindicación 10, en el que la función de pesos asigna pesos decrecientes con el valor de la distancia euclídea entre los vértices de la malla poligonal y los vóxeles de la imagen.
12. Un método según lo descrito en la reivindicación 1, en el que los momentos estadísticos mencionados en e) incluyen al menos la media.
13. Un método según lo descrito en la reivindicación 1, en el que los momentos estadísticos mencionados en e) incluyen al menos la varianza.
14. Un método según lo descrito en la reivindicación 1, en el que el paso e) comprende además el cálculo de una o más medidas de confianza estadística de los momentos mencionados en e).
15. Un método según lo descrito en la reivindicación 14, en el que para el cálculo de los parámetros de visualización mencionados en f) se utilizan tanto los momentos estadísticos como las medidas de confianza mencionadas en la reivindicación 14.
16. Un método según lo descrito en la reivindicación 1, en el que los parámetros de visualización mencionados en f) incluyen al menos el color utilizado para representar cada vértice de la malla.
17. Un método según lo descrito en la reivindicación 16, en el que el cálculo de los colores se hace en el espacio de color HSV (Tono-Saturación-Valor).
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