Metodologías de procesamiento de imagen de medicina nuclear para el estudio del metabolismo cardiaco

• Autores: David Palomino Fernández
• Directores de la Tesis: Patricia Sánchez González (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Politécnica de Madrid ( España ) en 2024
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Luis Enrique Gómez Aguilera (presid.), Ignacio Oropesa García (secret.), Héctor Bueno Zamora (voc.), Silvia Jiménez Fernández (voc.), Borja Rodríguez Vila (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Ingeniería Biomédica por la Universidad Politécnica de Madrid
• Calificación: Sobresaliente Cum Laude
• Materias:
  • Física
    • Óptica
  • Ciencias médicas
    • Ciencias clínicas
    • Medicina del trabajo
      • Medicina nuclear
    • Patología
      • Patología cardiovascular
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Archivo Digital UPM
• Resumen

  • Las enfermedades cardiovasculares (ECV) suponen la primera causa de muerte global con unas tasas de incidencia y mortalidad que están en incremento. El metabolismo cardíaco, mediante la imagen de medicina nuclear, está estrechamente relacionado con los estados fisiológicos y patológicos del miocardio, así como con la estructura y funcionalidad cardíaca. En la presente tesis doctoral se proponen nuevas metodologías de procesamiento de imágenes de medicina nuclear, así como el desarrollo de una plataforma tecnológica que las incorpore (CASSIA) para la evaluación cuantitativa del metabolismo cardíaco. En este contexto, se incorporan técnicas de procesamiento y extracción de características cuantitativas de imagen para la obtención de nuevos biomarcadores de imagen de medicina nuclear que permitan identificar daño en patología cardíaca, aportando valor añadido a las estrategias y efectividad de los diagnósticos y tratamientos aplicados actualmente en clínica. Los resultados de la presente tesis doctoral se agrupan en cuatro áreas principales: - Implementación de una metodología de procesamiento para la evaluación cuantitativa del metabolismo cardíaco en imagen [18F]FDG PET. La metodología de procesamiento desarrollada ha permitido llevar a cabo la evaluación cuantitativa del metabolismo cardíaco en imagen [18F]FDG PET a través de la extracción de características cuantitativas de las regiones miocárdicas y valvulares. La definición de una metodología estandarizada y robusta de adquisición de datos cuantitativos del metabolismo cardíaco, así como la integración de herramientas específicas de procesado en la plataforma CASSIA, han permitido llevar a cabo un estudio de investigación acerca de potenciales biomarcadores de imagen para la detección de patología cardíaca. - Implementación de la plataforma de procesamiento CASSIA que integra las metodologías definidas para la extracción de características cuantitativas y visualización de las imágenes. La implementación de la plataforma de procesado de imagen CASSIA integra el flujo metodológico definido para la evaluación cuantitativa del metabolismo cardíaco en imagen [18F]FDG PET/CT. CASSIA proporciona a los profesionales clínicos las herramientas necesarias para identificar, segmentar y visualizar las estructuras relevantes en el miocardio y la distribución de los patrones de captación, así como para obtener mediciones cuantitativas precisas de la actividad metabólica. Además, incorpora métodos cuantitativos más complejos para caracterizar patrones de heterogeneidad/homogeneidad basados en datos radiómicos, a través de un entorno que contribuye a un diagnóstico más preciso, objetivo y enfocado en la medicina personalizada. - Identificación de potenciales biomarcadores basados en imagen para el diagnóstico precoz de la cardiotoxicidad. Los estudios PET [18F]FDG rutinarios realizados durante la quimioterapia pueden son útiles para detectar cardiotoxicidad en una fase temprana. El análisis cuantitativo del metabolismo cardíaco permite identificar potenciales biomarcadores de daño miocárdico precoz producido por la quimioterapia. - Identificación de potenciales biomarcadores de imagen para el diagnóstico de endocarditis infecciosa de válvula protésica (EIVP). Se ha demostrado la utilidad de los potenciales biomarcadores basados en la cuantificación del metabolismo valvular en el diagnóstico de la EIVP en imágenes [18F]FDG PET/CT con y sin corrección de atenuación. Las ratios de captación de heterogeneidad VHI y RCR propuestos muestran potencial poder discriminante para el diagnóstico de la EIVP. Los resultados alcanzados en esta tesis abren nuevas líneas de aplicación futura del análisis cuantitativo de imagen de medicina nuclear en la detección de patologías cardíacas para contribuir en la integración de la medicina personalizada en el diagnóstico y gestión clínica de los pacientes.