Sviluppo di un algoritmo per il calcolo delle curvature del setto interventricolare da immagini ecocardiografiche tridimensionali di pazienti con ipertensione polmonare

The right ventricle is a chamber with a complex shape that cannot be assimilated to a known geometry and has a completely different contraction pattern from the left ventricle. Echocardiography is to date the most widely used noninvasive technique, along with cardiac magnetic resonance imaging, for the morphological and functional study of the right ventricle. In particular the use of echocardiography in three dimensions together with post-processing algorithms makes it possible to accurately highlight the shape, size, and ejection fraction of this chamber. In chronic overload states, the right ventricle shows structural, shape, size and curvature changes that if quantified could prove promising as new prognostic indices in patients with pulmonary hypertension. Among other structural changes it may take on a more circular shape, in section, by displacement of the interventricular septum against the left ventricle thus reducing the concavity of this wall. The shape of the interventricular septum is mainly locally influenced; conventional global measures of right ventricular volume cannot always differentiate normal from abnormal ventricles. Regional analysis of the curvature of the interventricular septum is necessary to characterize normal ventricles and those with pulmonary hypertension as the disease progresses. The purpose of the present study is to implement an algorithm for the computational calculation of the mean regional curvature of the interventricular septum, such as to provide a quantitative measurement of its morphology from three-dimensional echocardiography images.

Il ventricolo destro è una camera che presenta una forma complessa non assimilabile ad una geometria nota ed ha un pattern di contrazione completamente diverso dal ventricolo sinistro. L’ecocardiografia è ad oggi la tecnica non invasiva più utilizzata, insieme alla risonanza magnetica cardiaca, per lo studio morfologico e di funzionalità del ventricolo destro. In particolare l’utilizzo dell’ecocardiografia in tre dimensioni, insieme ad algoritmi di post-processing, permette di evidenziare accuratamente la forma, la dimensione e la frazione di eiezione di questa camera. Negli stati di sovraccarico cronico il ventricolo destro mostra cambiamenti strutturali, di forma, dimensioni e curvature che, se quantificati, potrebbero rivelarsi promettenti come nuovi indici prognostici nei pazienti con ipertensione polmonare. Tra le diverse modifiche strutturali può assumere una forma più circolare, in sezione, mediante lo spostamento del setto interventricolare contro il ventricolo sinistro, quindi riducendo la concavità di questa parete. La forma del setto interventricolare è influenzata prevalentemente a livello locale, le misure globali convenzionali del volume del ventricolo destro non sono sempre in grado di differenziare i ventricoli normali da quelli anormali. L'analisi regionale della curvatura del setto interventricolare è necessaria per caratterizzare i ventricoli normali e quelli affetti da ipertensione polmonare in funzione dell’avanzamento della malattia. Scopo del presente studio è quello di implementare un algoritmo per il calcolo computazionale della curvatura regionale media del setto interventricolare, tale da fornire una misurazione quantitativa della sua morfologia, a partire da immagini di ecocardiografia tridimensionale.