Progetto, sviluppo e verifica di una metodologia, e applicazione software, di ausilio alla valutazione clinica di sofferenza cardiovascolare, nella patologia del pectus excavatum

Abstract

Il Pectus excavatum, è una patologia congenita, che coinvolge la gabbia toracica, e si manifesta prevalentemente, durante la fase adolescenziale. L’entità della patologia può variare, in base a numerosi fattori. Tale deformità, oltre che rappresentare un difetto a livello estetico, se non viene quindi corretta, può compromettere la funzionalità di alcuni organi, come appunto polmoni e cuore. Durante un’attività di tesi svolta precedentemente, si è prodotto un software con lo scopo di eseguire l’analisi semi-automatica di immagini di Risonanza magnetica cardiaca, al fine di ottenere degli indici specifici per fornire supporto ai medici. Si ricavavano quindi, dei parametri utili alla valutazione della depressione del torace. Il nostro studio invece, propone in aggiunta, l’analisi della sofferenza cardiovascolare, tramite segmentazioni e misurazioni eseguite sull’organo del cuore. Ciò permetterà di ottenere informazioni relative alla sua compressione, alla sua asimmetria ed al suo spostamento. Inoltre, in accordo con i medici dell’istituto pediatrico ‘Giannina Gaslini’, sono stati proposti due nuovi indici a tale scopo, ovvero il cardiac dispersion ratio, in grado di valutare l’effetto del Pectus excavatum sull’intera forma cardiaca, ed il cardiac depression factor, utile a fornire informazioni volumetriche inerenti alla compressione a cui il cuore è sottoposto. Per il primo è stata ricavata inoltre, una soglia che permette di discriminare i pazienti di controllo, da quelli affetti dalla patologia. Si è inoltre cercato di valutare eventuali correlazioni, tra gli indici proposti, e quelli utilizzati in letteratura. Tale studio si propone quindi di fornire uno strumento di supporto ai medici, per valutare il danno sia a livello anatomico che la malattia in questione comporta, che a livello fisiologico.

Pectus excavatum, is a congenital pathology, involving the rib cage, and occurs predominantly, during the adolescent stage. The extent of the pathology can vary, depending on many factors. This deformity, in addition to being a defect at the aesthetic level, if it is not then corrected, can impair the function of certain organs, such as precisely the lungs and heart. During a previous thesis activity, a software was produced for the purpose of performing a semi-automatic analysis of cardiac MRI images in order to obtain specific indices to provide support to physicians. Thus, useful parameters for the evaluation of chest depression were derived. Our study, on the other hand, proposes in addition, the analysis of cardiovascular distress, through segmentations and measurements performed on the heart organ. This will allow obtaining information related to its compression, asymmetry, and displacement. In addition, in agreement with the physicians of the 'Giannina Gaslini' pediatric institute, two new indices have been proposed for this purpose, namely the cardiac dispersion ratio, capable of assessing the effect of the Pectus excavatum on the entire cardiac shape, and the cardiac depression factor, useful for providing volumetric information inherent to the compression to which the heart is subjected. For the former, a threshold was also derived to discriminate control patients, from those with the pathology. An attempt was also made to evaluate any correlations, between the proposed indices, and those used in the literature. This study thus aims to provide a tool to support physicians, to assess the damage both at the anatomical level that the disease in question entails, and at the physiological level.