Analýza medicínských obrazů je předmětem základního výzkumu již řadu let. Za tu dobu bylo v této oblasti publikováno mnoho výzkumných prací zabývajících se dílčími částmi jako je rekonstrukce obrazů, restaurace, segmentace, klasifikace, registrace (lícování) a fúze. Kromě obecného úvodu, pojednává tato disertační práce o dvou medicínsky orientovaných tématech, jež byla formulována ve spolupráci s Philips Netherland BV, divizí Philips Healthcare. První téma je zaměřeno na oblast zpracování obrazů subtrakční angiografie dolních končetin člověka získaných pomocí výpočetní X-Ray tomografie (CT). Subtrakční angiografie je obvykle využívaná při podezření na periferní cévní onemocnění (PAOD) nebo při akutním poškození dolních končetin jako jsou fraktury apod. Současné komerční metody nejsou dostatečně spolehlivé už v předzpracování, jako je například odstranění pacientského stolu, pokrývky, dlahy, apod. Spolehlivost a přesnost identifikace cév v subtrahovaných datech vedoucích v blízkosti kostí je v důsledku Partial Volume artefaktu rovněž nízká. Automatické odstranění kalcifikací nebo detekce malých cév doplňujících nezbytnou informaci o náhradním zásobení dolních končetin krví v případě přerušení hlavních zásobujících cév v současné době rovněž nesplňují kritéria pro plně automatické zpracování. Proto hlavním cílem týkající se tohoto tématu bylo vyvinout automatický systém, který by mohl současné nedostatky v CTSA vyšetření odstranit. Druhé téma je orientováno na identifikaci patologických změn na páteři člověka v CT obrazech se zaměřením na osteolytické a osteoblastické léze u jednotlivých obratlů. Tyto změny obvykle nastávají v důsledků postižení metastazujícím procesem rakovinového onemocnění. Pro detekci patologických změn je pak potřeba identifikace a segmentace jednotlivých obratlů. Přesnost analýzy jednotlivých lézí však závisí rovněž na správné identifikaci těla a zadních segmentů u jednotlivých obratlů a na segmentaci trabekulárního centra obratlů, tj. odstranění kortikální kosti. Během léčby mohou být pacienti skenováni vícekrát, obvykle s několika-mesíčním odstupem. Hodnocení případného vývoje již detekovaných patologických změn pak logicky vychází ze správné detekce patologií v jednotlivých obratlech korespondujících si v jednotlivých akvizicích. Jelikož jsou příslušné obratle v jednotlivých akvizicích obvykle na různé pozici, jejich fúze, vedoucí k analýze časového vývoje detekovaných patologií, je komplikovaná. Požadovaným výsledkem v tomto tématu je vytvoření komplexního systému pro detekci patologických změn v páteři, především osteoblastických a osteolytických lézí. Takový systém tedy musí umožnovat jak segmentaci jednotlivých obratlů, jejich automatické rozdělení na hlavní části a odstranění kortikální kosti, tak také detekci patologických změn a jejich hodnocení. Ačkoliv je tato disertační práce v obou výše zmíněných tématech primárně zaměřena na experimentální část zpracování medicínských obrazů, zabývá se všemi nezbytnými kroky, jako je předzpracování, registrace, dodatečné zpracování a hodnocení výsledků, vedoucími k možné aplikovatelnosti obou systému v klinické praxi. Jelikož oba systémy byly řešeny v rámci týmové spolupráce jako celek, u obou témat jsou pro některé konkrétní kroky uvedeny odkazy na doktorskou práci Miloše Malínského.

Thirty-four patients with acute hemispheric ischemic strokes underwent both CT angiography and contrast-enhanced transcranial color-coded duplexsonography (TCCD) to study the effectiveness of the combined noninvasive techniques for evaluation of the circle of Willis. In 3/34 patients, CT angiography and contrast-enhanced TCCD demonstrated middle cerebral artery (MCA) occlusion, in 5 others MCA stenosis. A severe posterior cerebral artery stenosis was missed by CT angiography. In 8 patients, contrast-enhanced TCCD failed because of poor bone windows. In these patients, CT angiography was normal. CT angiography and contrast-enhanced TCCD are complementary noninvasive diagnostic tools. Disagreements between the diagnostic findings of these methods still need further evaluation by digital subtraction angiography. / Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.

Studium of the clinical impact of different forms of cardiac resynchronization therapy by patients with chronic heart failure MUDr. Lucie Burianová ABSTRACT: Introduction: Biventricular (BiV) pacing decreases mortality and improves quality of life of patients with severe heart failure. Haemodynamic and short time clinical studies suggest that isolated leftventricular pacing could have the same effect. Aims: Compare the effect of BiV and leftventricular pacing by subjects with dilated cardiomyopathy and severe heart failure with the attention to signs of dyssynchrony and remodelation of the left chamber. In methodical substudy compare the results of left chamber volumes and ejection fraction (EF LK) measured by CT angiography and 2-dimensional echocardiography with use of contrast agent (K-ECHO). Methods: Patients indicated for cardiac resynchronization therapy were randomized for either BiV or leftventricular pacing. After implantation of the device they were examinated clinically and by echocardiography every 3 months in the period of one year. Four years from the onset of the study the major adverse events in both groups were evaluated. The results of left chamber volumes and EF LK measured by K-ECHO and CT angiography were compared. Results: We enrolled 33 patients. We found clinical improvement in both...

Objective: A malignant profile of early brain ischemia has been demonstrated in the Diffusion and Perfusion Imaging Evaluation for Understanding Stroke Evolution (DEFUSE) trial. Patients with a malignant profile had a low chance for an independent functional outcome despite thrombolysis within 3–6 h. We sought to determine whether CT angiography (CTA) could identify a malignant imaging profile within 3 h from symptom onset. Methods: We studied consecutive patients (04/02–09/07) with anterior circulation stroke who received CTA before intravenous thrombolysis within 3 h. We assessed the Alberta Stroke Program Early CT Score (ASPECTS) on CTA source images (CTASI). Intracranial thrombus burden on CTA was assessed with a novel 10-point clot burden score (CBS). We analyzed percentages independent (modified Rankin Scale score ≤2) and fatal outcome at 3 months and parenchymal hematoma rates across categorized combined CTASI-ASPECTS + CBS score groups where 20 is best and 0 is worst. Results: We identified 114 patients (median age 73 years [interquartile range 61–80], onset-to-tPA time 129 min [95–152]). Among 24 patients (21%) with extensive hypoattenuation on CTASI and extensive thrombus burden (combined score ≤10), only 4% (1/24) were functionally independent whereas mortality was 50% (12/24). In contrast, 57% (51/90) of patients with less affected scores (combined score 11–20) were functionally independent and mortality was 10% (9/90; p < 0.001). Parenchymal hematoma rates were 30% (7/23) vs. 8% (7/88), respectively (p = 0.008). Conclusion: CTA identifies a large hyperacute stroke population with high mortality and low likelihood for independent functional outcome despite early thrombolysis. / Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.

Thirty-four patients with acute hemispheric ischemic strokes underwent both CT angiography and contrast-enhanced transcranial color-coded duplexsonography (TCCD) to study the effectiveness of the combined noninvasive techniques for evaluation of the circle of Willis. In 3/34 patients, CT angiography and contrast-enhanced TCCD demonstrated middle cerebral artery (MCA) occlusion, in 5 others MCA stenosis. A severe posterior cerebral artery stenosis was missed by CT angiography. In 8 patients, contrast-enhanced TCCD failed because of poor bone windows. In these patients, CT angiography was normal. CT angiography and contrast-enhanced TCCD are complementary noninvasive diagnostic tools. Disagreements between the diagnostic findings of these methods still need further evaluation by digital subtraction angiography. / Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.

Studium of the clinical impact of different forms of cardiac resynchronization therapy by patients with chronic heart failure MUDr. Lucie Burianová ABSTRACT: Introduction: Biventricular (BiV) pacing decreases mortality and improves quality of life of patients with severe heart failure. Haemodynamic and short time clinical studies suggest that isolated leftventricular pacing could have the same effect. Aims: Compare the effect of BiV and leftventricular pacing by subjects with dilated cardiomyopathy and severe heart failure with the attention to signs of dyssynchrony and remodelation of the left chamber. In methodical substudy compare the results of left chamber volumes and ejection fraction (EF LK) measured by CT angiography and 2-dimensional echocardiography with use of contrast agent (K-ECHO). Methods: Patients indicated for cardiac resynchronization therapy were randomized for either BiV or leftventricular pacing. After implantation of the device they were examinated clinically and by echocardiography every 3 months in the period of one year. Four years from the onset of the study the major adverse events in both groups were evaluated. The results of left chamber volumes and EF LK measured by K-ECHO and CT angiography were compared. Results: We enrolled 33 patients. We found clinical improvement in both...

Atrial fibrillation is the most prevalent arrhythmia worldwide and remains one of the major causes of morbidity and mortality. Atrial fibrillation is an arrhythmia that has a various etiology and takes number of clinical forms. Due to the heterogenity of atrial fibrillation, it is necessary to individualize the optimal treatment strategy, ie conservative pharmacological therapy or interventional therapy as catheter ablation. Inncorrect indication of catheter ablation of atrial fibrillation leads to low success rate of the procedure and increases the risk of the procedure. The success rate of catheter ablation of atrial fibrillation depends on many clinical parameters, including the size and volume of the left atrium and the presence of pathological tissue in the atrial myocardium. In everyday practice, echocardiography (2D-echocardiography) is the most dominant method in estimation of the left atrial parameters, for it's simplicity, non- invasiveness, financial costs and the absence of ionizing radiation. Different methods for assesment of left atrial parameters are cardiac CT, cardiac magnetic resonance imaging and methods of 3-D echocardiography or 3-D angiography. The results of the present studies show that in patients with non-valvular atrial fibrillation who are indicated for catheter...

Fúze obrazu je dnes jednou z nejběžnějších avšak stále velmi diskutovanou oblastí v lékařském zobrazování a hraje důležitou roli ve všech oblastech lékařské péče jako je diagnóza, léčba a chirurgie. V této dizertační práci jsou představeny tři projekty, které jsou velmi úzce spojeny s oblastí fúze medicínských dat. První projekt pojednává o 3D CT subtrakční angiografii dolních končetin. V práci je využito kombinace kontrastních a nekontrastních dat pro získání kompletního cévního stromu. Druhý projekt se zabývá fúzí DTI a T1 váhovaných MRI dat mozku. Cílem tohoto projektu je zkombinovat stukturální a funkční informace, které umožňují zlepšit znalosti konektivity v mozkové tkáni. Třetí projekt se zabývá metastázemi v CT časových datech páteře. Tento projekt je zaměřen na studium vývoje metastáz uvnitř obratlů ve fúzované časové řadě snímků. Tato dizertační práce představuje novou metodologii pro klasifikaci těchto metastáz. Všechny projekty zmíněné v této dizertační práci byly řešeny v rámci pracovní skupiny zabývající se analýzou lékařských dat, kterou vedl pan Prof. Jiří Jan. Tato dizertační práce obsahuje registrační část prvního a klasifikační část třetího projektu. Druhý projekt je představen kompletně. Další část prvního a třetího projektu, obsahující specifické předzpracování dat, jsou obsaženy v disertační práci mého kolegy Ing. Romana Petera.