Connecting CMR and Physiology : Expanding the capabilities of cardiovascular magnetic resonance in quantifying physiology
Sammankoppling av CMR och fysiologi : Utökandet av kapaciteten för kardiovaskulär magnetresonanstomografi i kvantifieringen av fysiologi
Författare
Summary, in Swedish
Hjärt-kärlsjukdom är den vanligaste dödsorsaken i världen. Tidig diagnos och individanpassad vård är viktigt för att kunna behandla hjärtsjuka patienter. Ny teknik kan möjliggöra framtagandet av nya och förbättrade underlag som behövs för diagnos och behandlingsplan av många hjärtsjuka patienter. Därför har nya analysverktyg som utökar mängden fysiologisk information som går att utvinna ur en enda medicinsk undersökning av hjärtat tagits fram. Detta kan potentiellt förbättra individanpassad vård och forskning då diagnostik, behandlingsplaner och forskningsundersökningar kan genomföras vid ett och samma tillfälle.
Magnetkameror kan användas för att ta medicinska bilder inuti kroppen med hög kvalitet utan varken kirurgiska ingrepp eller strålning. Hjärtbilder tagna med magnetkameror kan används för att utvärdera hjärtats anatomi och pumpförmåga. Utvärderingen sker med hjälp av datorprogram som bland annat kan mäta volymer, förskjutning, hastighet och blodflöden. Den tekniska utvecklingen har hittills inte tillåtit mätning av en del viktig information ur bilderna, som till exempel tryck och kraft. En annan utmaning har varit bildtagning av hjärtklaffarna eftersom de rör sig fram och tillbaka under hjärtslaget.
I denna avhandling har fyra nya metoder för att mäta kardiovaskulär fysiologi utifrån magnetresonansbilder av hjärtat utvecklats och verifierats. I första studien utvecklades ett verktyg som kan detektera och mäta hjärtklaffarnas rörelsemönster. I den andra studien kombinerades detta verktyg med en ny bildtagningsmetod för att kunna mäta blodflödet genom klaffarna. För att kunna få information om hur tryck och volym varierar över hjärtcykeln framställdes en ny metod som kombinerar bildanalys och matematisk modellering. I den fjärde och sista studien möjliggjordes utvärderingen av krafter som verkar i hjärtkammaren, som i sin tur kan användas för att beräkna olika aspekter av hur hjärtat förbrukar energi.
En magnetkameraundersökning tar i dagsläget ca 40-60 minuter. Bilderna som används i tre av studierna är sådana som samlas rutinmässigt, och att lägga till den nya bildtagningsmetoden framtagen i den andra studien utökar endast undersökningstiden med ett par minuter.
Tillsammans utvidgar dessa nya verktyg magnetkamerans förmåga för bedömningar av hjärtat utan att nämnvärt utöka undersökningstiden, vilket innebär att vi närmar oss verkligheten av en mer tidseffektiv, omfattande och individanpassad diagnostik av hjärt-kärl-sjukdomar.
Magnetkameror kan användas för att ta medicinska bilder inuti kroppen med hög kvalitet utan varken kirurgiska ingrepp eller strålning. Hjärtbilder tagna med magnetkameror kan används för att utvärdera hjärtats anatomi och pumpförmåga. Utvärderingen sker med hjälp av datorprogram som bland annat kan mäta volymer, förskjutning, hastighet och blodflöden. Den tekniska utvecklingen har hittills inte tillåtit mätning av en del viktig information ur bilderna, som till exempel tryck och kraft. En annan utmaning har varit bildtagning av hjärtklaffarna eftersom de rör sig fram och tillbaka under hjärtslaget.
I denna avhandling har fyra nya metoder för att mäta kardiovaskulär fysiologi utifrån magnetresonansbilder av hjärtat utvecklats och verifierats. I första studien utvecklades ett verktyg som kan detektera och mäta hjärtklaffarnas rörelsemönster. I den andra studien kombinerades detta verktyg med en ny bildtagningsmetod för att kunna mäta blodflödet genom klaffarna. För att kunna få information om hur tryck och volym varierar över hjärtcykeln framställdes en ny metod som kombinerar bildanalys och matematisk modellering. I den fjärde och sista studien möjliggjordes utvärderingen av krafter som verkar i hjärtkammaren, som i sin tur kan användas för att beräkna olika aspekter av hur hjärtat förbrukar energi.
En magnetkameraundersökning tar i dagsläget ca 40-60 minuter. Bilderna som används i tre av studierna är sådana som samlas rutinmässigt, och att lägga till den nya bildtagningsmetoden framtagen i den andra studien utökar endast undersökningstiden med ett par minuter.
Tillsammans utvidgar dessa nya verktyg magnetkamerans förmåga för bedömningar av hjärtat utan att nämnvärt utöka undersökningstiden, vilket innebär att vi närmar oss verkligheten av en mer tidseffektiv, omfattande och individanpassad diagnostik av hjärt-kärl-sjukdomar.
Publiceringsår
2019-10-25
Språk
Engelska
Publikation/Tidskrift/Serie
Report 5/19
Volym
1
Fulltext
Dokumenttyp
Doktorsavhandling
Förlag
Department of Biomedical Engineering, Lund university
Ämne
- Medical Image Processing
- Physiology
Nyckelord
- Kardiovaskulär magnetresonanstomografi
- Fysiologi
- Atrioventrikulär klaffplansrörlighet
- Mitralisflöde
- Tryck-volym loopar
- Kraft-längd loopar
- Cardiovascular magnetic resonance
- Physiology
- Atrioventricular plane displacement
- Transmitral flow
- pressure-volume loops
- Ventricular force-length loops
Status
Published
Forskningsgrupp
- Lund Cardiac MR Group
Handledare
ISBN/ISSN/Övrigt
- ISBN: 978-91-7895-329-5
- ISBN: 978-91-7895-328-8
Försvarsdatum
6 december 2019
Försvarstid
09:00
Försvarsplats
Lecture hall 2, Main building “Blocket”, Entrégatan 7, Skåne University Hospital, Lund
Opponent
- Vivek Muthurangu (Prof.)