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Archivio digitale delle tesi discusse presso l'Università di Pisa

Tesi etd-10092012-164704


Tipo di tesi
Tesi di laurea magistrale
Autore
TRIPODI, MARIA
URN
etd-10092012-164704
Titolo
Misura di parametri morfofunzionali del ventricolo sinistro mediante Tomografia ad Emissione di Positroni con gating ECG
Dipartimento
FISICA
Corso di studi
FISICA
Relatori
relatore Del Guerra, Alberto
Parole chiave
  • Tomografia ad Emissione di Positroni
  • misure di parametri morfologici cardiaci
Data inizio appello
25/10/2012
Consultabilità
Non consultabile
Data di rilascio
25/10/2052
Riassunto
Misura di parametri morfofunzionali del ventricolo sinistro mediante Tomografia ad Emissione di Positroni con gating ECG
Lo scopo di questo lavoro di tesi è valutare un metodo di quantificazione dei parametri morfologici e funzionali cardiaci basato su immagini di Tomografia ad Emissione di Positroni (PET).
In particolare vengono valutati lo spessore della parete miocardica, il volume a fine sistole, il volume a fine diastole e la frazione di eiezione del ventricolo sinistro in quanto parametri utili alla valutazione dello stato di salute del cuore.
La PET rappresenta il gold standard per le misure di metabolismo tissutale e permette di studiare in vivo in maniera non invasiva i processi biochimici a livello molecolare fornendo precise ed accurate informazioni di tipo quantitativo difficilmente ottenibili con altre metodiche.
Le informazioni di tipo morfologico, in ambito cardiologico, sono ottenute mediante l’uso dell’Ecocardiografia (ECO) o della Risonanza Magnetica (RM). Il gold standard è rappresentato dalla RM: essa permette una eccellente valutazione quantitativa dei volumi ventricolari e una chiara definizione dello spessore delle pareti miocardiche in maniera non invasiva e senza l’uso di radiazioni ionizzanti. Con questo studio, tuttavia, si vuole mostrare che è possibile compiere misure quantitative di tipo morfologico e, contemporaneamente, ricavare i parametri funzionali del ventricolo sinistro anche mediante indagine PET, nonostante le sue limitazioni in termini di risoluzione spaziale.
Poichè il cuore è un organo in perenne movimento, per indagarne la struttura e la funzionalità, è necessario acquisire immagini di tipo “gated”, con le quali è possibile isolare, e quindi analizzare, ciascuna fase della contrazione ventricolare in maniera indipendente. Come accennato sopra, la maggiore limitazione della PET per misure morfologiche è la sua risoluzione spaziale. Tipicamente la risoluzione spaziale in PET varia da 5 a 8 mm in base al tipo di tracciante utilizzato, alla dimensione del rivelatore impiegato e all’algoritmo scelto per ricostruire le immagini. È noto dalla letteratura che se le dimensioni dell’oggetto in esame sono inferiori al doppio della FWHM dello strumento di misura utilizzato per le acquisizioni si manifestano degli artefatti sull’immagine, noti come effetti di volume parziale. Normalmente, per un uomo adulto sano, la parete miocardica ha spessore di circa 10 mm quindi ne deriva che nell’imaging cardiologico è necessario tenere conto degli effetti di volume parziale e pensare quindi ad un modo per correggerli. Inoltre, il processo di riorientamento comporta un’interpolazione dei dati acquisiti che, a sua volta, implica una ulteriore degradazione dei dati originali. Uno dei propositi di questo studio è valutare l’impiego di un sistema di coordinate sferoidali prolate che ben si adattano alla forma del ventricolo sinistro e permettono di effettuare l’analisi senza ricorrere a interpolazioni. Utilizzando questo sistema di coordinate, vengono tracciati dei profili radiali della distribuzione di attività del cuore. Tali profili vengono quindi fittati con il modello teorico già descritto in letteratura (Porenta et al, J Nucl Med 1995; 36: 1123-1129).
Una volta iterata questa procedura sull’intero ventricolo, si ottiene una serie di punti sperimentali che definiscono il volume ventricolare. Sulla base di questi punti, vengono costruiti dei settori tridimensionali adiacenti che ricoprono l’intero volume, senza sovrapposizioni, di cui è possibile ricavare in maniera semplice il volume. Il volume totale della cavità ventricolare e dell’intero ventricolo sarà poi stimata come la somma di questi volumi parziali.
Utilizzando questa procedura sulle immagini gated-PET relative alla fase di sistole e di diastole, sono stati ottenuti i volumi a fine sistole e a fine diastole ed è stata poi calcolata la frazione di eiezione mediante la relazione
Una preliminare validazione del metodo è stata effettuata utilizzando immagini cardiache simulate in condizioni note (fantoccio cardiaco computazionale).
Inoltre, l’algoritmo è stato testato su un’immagine reale gated-PET di un paziente.
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