Avancerad bildanalys kan ge bättre riskbedömning vid åderförkalkning
Ultraljudsundersökning av halspulsådern är en patientvänlig och billig metod för att bedöma åderförkalkning, och därmed förutspå risken för hjärt-kärlsjukdomar. Peter Holdfeldt, som nyligen disputerade vid Chalmers, har utvecklat nya analysmetoder för ultraljudsbilder som kan ge säkrare och mer exakta bedömningar av åderförkalkningen.
Hjärt-kärlsjukdomar till följd av åderförkalkning är den vanligaste dödsorsaken i västvärlden. Åderförkalkning innebär en förtjockning av blodkärlens väggar och uppkomst av så kallade åderförkalkningsplack, som bland annat består av inlagrat fett. Med hjälp av ultraljudsbilder kan man hitta riskindividerna genom att mäta halspulsåderns väggtjocklek. En annan ultraljudsmetod är att analysera om karaktären hos olika typer av plack kan förutsäga risken för hjärt-kärlsjukdom.
Peter Holdfeldt har utvecklat nya och förfinade metoder för bildanalys som bygger på dynamisk programmering.
– Mätningar av halspulsåderns väggtjocklek kräver att gränslinjer detekteras mellan olika vävnadslager i blodkärlet, säger han. Tidigare har man använt dynamisk programmering för att automatiskt detektera gränslinjer i stillbilder. Med den nya metoden används i stället dynamisk programmering för detektion i bildsekvenser av ett och samma blodkärl.
Att undersöka en hel bildsekvens i stället för en enskild bild ger ett mer korrekt resultat eftersom man drar nytta av likheten mellan bilderna i sekvensen – en gränslinje bör finnas på ungefär samma plats i två bilder i följd. Metoden består av stå steg. Först hittas flera alternativa gränslinjer i varje bild. Sedan väljs ett av alternativen från varje bild, och i det här steget tar programmet hänsyn till gränslinjernas rörelse mellan bilderna.
– Detta har visat sig ge en mer korrekt detektion av gränslinjerna än vad man får med ett program som väljer gränslinjer utifrån en enda bild, säger Peter Holdfeldt.
Han har också utvecklat en metod för automatisk klassificering av åderförkalkningsplack. Dessa plack kan brista och bilda blodproppar som ger hjärtinfarkt eller stroke. I ultraljudsbilder kan man med ögat urskilja den typ av plack som ofta leder till strokesjukdom, men en sådan bedömning är subjektiv och påverkas av störningar i bilden. Den nya automatiska metoden innebär en teknisk vidareutveckling av ultraljudstekniken som leder till en mer objektiv och kvantifierbar analys.
Peter Holdfeldts forskning har ingått i ett samarbete mellan Chalmers och Wallenberglaboratoriet för hjärt-kärlforskning vid Sahlgrenska Universitetssjukhuset. Björn Fagerberg, läkare och professor i kardiovaskulär forskning, ansvarar för den kliniska utvärderingen av de nya metoderna tillsammans med doktoranden Ulrica Prahl.
– Vi håller nu på att testa den automatiska metoden för plackklassificering i patientgrupper, säger han. I färdigutvecklat skick skulle den vara ett väldigt bra hjälpmedel för att identifiera högriskpatienter.
När det gäller mätningar av halspulsådern så används det redan idag inom hjärt-kärlforskningen. Det finns även andra metoder för att göra mätningarna, men de är inte lika väl validerade som den metod som har utvecklats av forskarna på Chalmers och Sahlgrenska.
– Den dynamiska bildanalysen är en ny spännande metod som säkert har en stor utvecklingspotential, säger Björn Fagerberg. Fördelen med ultraljud är att det är både praktiskt, billigt och patientvänligt.
Avhandlingen ”Dynamic Programming for Ultrasound Image Analysis of Atherosclerosis” försvarades den 15 maj.
Kontaktinformation
Peter Holdfeldt, Institutionen för signaler och system, Chalmers tekniska högskola
hfeldt@chalmers.se
Björn Fagerberg, Wallenberglaboratoriet vid Sahlgrenska Universitetssjukhuset
Tel: 031-3428382 Mobil: 0706-883387
bjorn.fagerberg@wlab.gu.se
