NAERINGSPH-Nærings-phd

Nyutviklede teknikker for analyse av hjertet gjennom ultralyd kan åpne opp for bedre forståelse av hjertesykdom hos pasienter. Ultralyd er den mest brukte avbildningsmetoden for å utføre medisinsk diagnose av hjertet. Det gir oss et viktig innblikk i hjertets anatomi og funksjon. Siden hjertet har en kompleks anatomi og bevegelser er det viktig å få tallfestede mål på de ulike egenskapene for å trekke en riktig diagnose. En typisk ultralydundersøkelse av hjertet består av mange ulike opptak av bilder fra ulike vinkler for å kunne gjøre en samlet analyse ut fra mange ulike mål: hjertekamrenes volumendringer gir et mål på evnen til å pumpe blod, blodstrømsmålinger kan avsløre lekkasjer der deler av blodet strømmer i feil retning, osv. Dette er en omfattende prosess som er tidkrevende og krever mye erfaring for å gjøres effektivt, og dette utføres ofte med mye tidspress. Derfor handler det ikke bare om at måleresultatene må være presise, det er også veldig viktig at verktøyene er enkle og effektive i bruk. Med disse problemstillingene i bunn, skal dette prosjektet utvikle og forbedre nye verktøy for analyse av hjertets funksjon. Verktøyene skal gi nye opplysninger basert på beregninger av trykk og volum i hjertekammerene, dette har ikke tidligere vært tilgjengelig uten kirurgiske inngrep. Mange av disse målene har potensiale til for å gi en sikrere diagnose siden de, i motsetning til typiske mål, er lite påvirket av andre faktorer som trykk og volum. I tillegg vil tidkrevende steg i analysen automatiseres for å sikre effektiv analyse, men også redusere variasjon mellom ulike brukere.

Hovedmålet med prosjektet er å utvikle nye og forbedrede målemetoder av hjertets arbeid basert på ultralydopptak. For å måle hjertes arbeid trenger man volum og trykk i hjertekammeret som funksjon av tid. For å identifisere viktige faser innefor et hjerteslag trenger man å identifisere åpning og lukking av 2 hjerteklaffer. For å gjøre metoden enkel å bruke er det ønskelig med mest mulig automatisering av målefunksjonene. Man tenker seg å bruke maskinlæring for automatisk identifiser de forskjellige fasene i hjerteslaget. I tillegg må man kunne estimere trykket i kammeret uten å måle dette direkte med en invasiv metode (katertet i hjertkammeret) Dette krever at det utvikles en ikke-invasiv trykkmodel basert på ekstern måling av blodtrykk og identifisering av tidspunktene for de forskjellige fasene av hjertefasene. GEVU har i dag en tilsvarende metode som ble utviklet i samarbeid med Oslo Universitetssykehus (OUS), men denne er tidkrevende å bruke fordi den krever mye manuell håndtering. Denne bruker deformasjon (Strain) i stedet for volume. Den er også begrenset til å kun dekke venstrekammer funksjon og er basert på 2D ultralyd avbilding. Viderutviklingen vil derfor bestå av å utnytte 3D avbilding for bedre volum og deformasjons estimering. Full automatisering av tidseventer av hjerteslaget, og gjøre analysen tilgjengelig også for høyre hjertekammer. Utviklingen vil skje med god faglig klinisk støtte fra OUS som er representert med bi-veileder. OUS er også interesert i å evaluere de endelige løsningene i en klinisk setting. Ved positiver resultater vil metodene bli integrert i kommersielt tilgjengelige produkter fra bedriften.