Automatic detection and three Dimensional reconstruction of cerebral Vessels for morphological analysis and Aneurysm treatment

Abstract

L’evoluzione della computer technology ha subito uno sviluppo esponenziale che ha reso possibile l’esecuzione di codici di programmazione, di natura statistica ed evoluzionistica, in grado di riprodurre, con una seppur attenta semplicità, le modalità di sviluppo di molti sistemi presenti in natura. In tal senso, l’analisi digitale di immagini medicali ha contribuito negli ultimi decenni in modo sostanziale ai processi di ottimizzazione delle tecniche diagnostiche, disponendosi come uno strumento ormai necessario a supporto del personale medico durante le fasi più critiche e decisionali. Uno degli ambiti più contrastanti e, perciò, più attenti alle implicazioni tecnologiche della ricerca scientifica è legato all’individuazione ed alla valutazione di un aneurisma cerebrale, un fenomeno patologico che colpisce annualmente circa il 5% della popolazione mondiale (Rinkel et al., 1998), (Ujiie et al., 1993). La rottura di un aneurisma cerebrale rappresenta, oggi, una delle dieci cause primarie di morte nel mondo. La ragione di questi numeri sta nel fatto che, al momento dell’osservazione clinica del fenomeno, più dell’80% degli aneurismi è già rotto e per molti di essi risulta addirittura vano un tentativo di intervento chirurgico (Dhar et al., 2008). In tal senso si colloca la necessità di studiare i fenomeni anatomici ed emodinamici che causano la formazione e lo sviluppo di un aneurisma intracranico, al fine di poter usufruire delle più moderne tecniche computazionali , in grado di riprodurre ed analizzare la regione anatomica di interesse e di sottoporla ad analisi valutative che diano un risultato quanto più attendibile in termini di predittività di rottura dell’aneurisma, consentendo al personale medico di fornire tempestivamente una diagnosi ed un trattamento d’intervento opportuni. Il presente lavoro di ricerca riguarda lo sviluppo e la configurazione di un sistema di elaborazione computazionale per il rilevamento automatico e la ricostruzione tridimensionale di vasi cerebrali affetti da aneurismi, eventualmente presenti, all’interno della regione intracranica. L’elevato tasso di mortalità conseguente al fenomeno emorragico (ESA) associato alla rottura di un aneurisma, pari all’ 8-15% nelle prime 24 ore ed al 66 % in 1-2 mesi, determina l’elevata complessità associata al trattamento patologico, sia in fase diagnostica che di planning preoperatorio. Misure preventive del fenomeno emorragico, suggerite da società nazionali ed internazionali di Neurochirurgia, sospingono verso un’indagine di riconoscimento e di trattamento tempestiva, in grado di rilevare la presenza di aneurismi non ancora rotti (ISUIA). Si stima, infatti, che circa il 6% della popolazione sia affetto da patologie aneurismatiche cerebrali, non di rado associate ad una totale assenza di sintomatologia. Il nucleo del presente lavoro ha previsto l’impiego di funzioni di riconoscimento topologico, in grado di individuare eventuali alterazioni nella configurazione locale della morfologia dei vasi, opportunamente isolati dalle regioni anatomiche confinanti e sottoposti a ricostruzione tridimensionale. [a cura dell'Autore]