SEGMENTAZIONE DI ANEURISMI VASCOLARI MEDIANTE SOFTWARE OPEN-SOURCE

In the medical field, more and more frequently, the three-dimensional visualization of anatomical segments is fundamental, in order to have a more general view of the problems. In this regard, medical images obtained from computerized tomography (CT) or magnetic resonance imaging (MRI) represent an enormous support, as well as being extremely useful for the diagnosis of a large part of pathologies, even serious ones, and are also very important in the therapeutic field for analyzing the progress of previously diagnosed diseases. In the present case, a very important clinical problem is represented by aneurysms: progressive dilatations of vascular segments, highly dangerous as they can lead, in the event of rupture, to hemorrhages of quite an important carrying capacity. This is a very common problem, affecting around 6% of the world population. A good reconstruction of the vascular segments in which they occur can help in evaluating the problem and represent a support in the decision of the therapy to be implemented, case by case. However, a quality reconstruction can require very long times and particularly high costs. In this regard, we asked ourselves whether it was possible, through the use of an open-source software, to segment vascular tracts in order to have exhaustive representations of aneurysms, useful for their analysis. It was then decided to use VMTK (Vascular Modeling Toolkit), an open-source software aimed at visualizing and modeling geometries from medical images. In this study, a large abdominal aneurysm was taken as a case study, which was isolated from the rest of the medical image in which it appeared, coming from a computerized tomography. From this image, we then tried to reconstruct the 3D structure of the entire vase, and then analyze all the characteristics of the latter; from the centerlines to the geometric values of the vessel in question. Finally, an attempt was made to trace the parent vessel, removing the aneurysm and then rebuilding the surrounding structure. The results obtained can be considered sufficiently exhaustive and relevant from a clinical and anatomical point of view. Future research could be aimed at analyzing the turbulent flow within the aneurysms, through particle tracing techniques, capable of returning exhaustive reconstructions of the flow.

In ambito medico, sempre più di frequente, risulta fondamentale la visualizzazione tridimensionale di segmenti anatomici, in modo da poter avere una visione più generale dei problemi. A tal proposito, le immagini mediche ricavate da tomografie computerizzate (TC) o risonanze magnetiche (RM) rappresentano un enorme supporto, oltre che estremamente utili per la diagnosi di una gran parte di patologie, anche gravi, e sono anche molto importanti in ambito terapeutico per analizzare l’andamento delle malattie precedentemente diagnosticate. Nella fattispecie, un problema clinico molto rilevante è rappresentato dagli aneurismi: dilatazioni progressive di segmenti vascolari, altamente pericolose in quanto possono portare, in caso di rottura, a emorragie di portata anche abbastanza importante. Si tratta di un problema molto comune, riguardante circa il 6% della popolazione mondiale. Una buona ricostruzione dei segmenti vascolari in cui questi si presentano può aiutare nella valutazione del problema e rappresentare un supporto nella decisione della terapia da mettere in atto, caso per caso. Tuttavia, una ricostruzione di qualità può richiedere tempi molto lunghi e costi particolarmente elevati. A tal proposito, ci si è chiesti se fosse possibile, attraverso l’utilizzo di un software open-source, segmentare tratti vascolari in modo da avere rappresentazioni esaustive degli aneurismi, utili all’analisi degli stessi. Si è optato, allora, per l’utilizzo di VMTK (Vascular Modeling Toolkit), software open-source volto alla visualizzazione e alla modellazione di geometrie a partire da immagini mediche. Nello studio è stato preso come caso in esame un aneurisma addominale di grandi dimensioni, che è stato isolato dal resto dell’immagine medica in cui appariva, proveniente da una tomografia computerizzata. Da tale immagine, si è poi cercato di ricostruire la struttura 3D dell’intero vaso, per poi analizzare tutte le caratteristiche di quest’ultimo; dalle linee d’asse ai valori geometrici del tratto in questione. Infine, si è cercato di risalire al vaso madre, asportando l’aneurisma per poi ricostruire la struttura circostante. I risultati ottenuti possono essere considerati sufficientemente esaustivi e rilevanti dal punto di vista clinico e anatomico. Ricerche future potrebbero essere volte all’analisi del flusso turbolento all’interno degli aneurismi, tramite tecniche di tracciamento di particelle in grado di restituire ricostruzioni esaustive dell’andamento dello stesso.