ПО для оценки значимости стеноза коронарных артерий (КА) по изображениям, сделанным в ходе коронарографического обследования

Организация заказчика

ФГБОУ ВО Уральский государственный медицинский университет минздрава России.

Контакты представителя заказчика

Тоболин Дмитрий Юрьевич, ассистент кафедры медицинской физики, информатики и математики.

dimato@mail.ru, +79122295095

Соколов Сергей Юрьевич,   заведующий  кафедрой медицинской физики, информатики и математики, к.ф.-м.н., доцент.

sergey.sokolov@urfu.ru +79126806976

Название

ПО для оценки значимости стеноза коронарных артерий (КА) по изображениям, сделанным в ходе коронарографического обследования

Цель

Создание компьютерной программы, позволяющей по видеозаписи, сделанной при выполнении рентгеноконтрастной ангиографии коронарных артерий (КА) со стенозом (суженным участком), определить параметры кровотока через артерию, оценить степень стеноза и спрогнозировать результат процедуры восстановления просвета артерии в месте стеноза.

Описание проекта (Проблема)

Создаваемое в рамках данного проекта программное обеспечение должно решать следующие задачи:

1. Использовать в качестве исходных данных файлы видео либо файлы формата DICOM, содержащие видеозаписи коронарограмм.

2. Производить предварительную обработку изображений – фильтрация помех, контрастирование и т.п.

3. В автоматическом режиме (с минимумом вмешательства пользователя) определять границы исследуемого участка КА и строить распределение диаметра артерии на участке со стенозом.

4. По скорости продвижения контрастного вещества оценивать объемную скорость кровотока.

5. Моделировать насколько может увеличиться скорость кровотока через данную КА после процедуры восстановления ее просвета в стенозированном месте.

Размер команды

4 человека – по 2 представителя УГМУ и УРФУ

Роли и компетенции

1. Представители УГМУ: роли – постановка задачи, контроль выполнения, тестирование полученного ПО, создание документации (описание и методические указания по проведению соответствующей лабораторной работы). Возможно участие в создании ПО (оба ответственных от УГМУ имеют достаточный опыт программирования). Компетенции – знание основных законов гидродинамики крови в кровеносных сосудах, умение поставить задачу программисту и проконтролировать ее решение, владение языками программирования.

2. Представители УРФУ: роли – создание ПО, реализующего методы обработки изображений и оценки гемодинамических параметров коронарного кровотока по видеозаписям.

Компетенции – владение методами математического моделирования физических процессов и обработки видеоизображений, умение создавать компьютерные программы, владение приемами программирования..

Результат /
Продукт

Должно быть разработано ПО для оценки как параметров, так и значимости стеноза коронарных артерий (КА) по изображениям, сделанным в ходе коронарографического обследования, работающее под управлением ОС Windows 7 и выше.

Эффективность разработанного ПО тестируется на клинических видеозаписях, выполненных в ходе коронарографических исследований. Полученные результаты (распределение диаметра КА по длине, объемный кровоток в стенозированном месте и его спрогнозированное значение после процедуры восстановления просвета КА) сравниваются с данными, полученными другими стандартными клиническими методами (например, методом FFR - Fractional flow reserve).

Предлагаемые подходы к решению проблемы

1. Исходные данные -  либо видеозаписи, либо нескольких статичных изображений КА, сделанных в ходе коронарографии. На выбранном изображении необходимо выделить (обведя границы КА автоматически или вручную) участок со стенозом, построить распределение диаметра артерии по длине заданного участка и рассчитать гидродинамическое сопротивление (по уравнению Пуазейля). Определить объемную скорость кровотока перед участком со стенозом (по передвижению рентгеноконтрастного вещества между двумя соседними кадрами видеозаписи) и оценить гидродинамическое сопротивление всей артерии (используя данные о давлении на входе в аретрию). Оценить на сколько уменьшится гидродинамическое сопротивление стенозированного участка артерии после процедуры реваскуляризации (расширения просвета сосуда) и на этой основе определить значимость стеноза и спрогнозировать результат реваскуляризации.