Dynamic model of the left ventricle for use in simulation of myocardial perfusion SPECT and gated SPECT

Simulation is a useful tool in cardiac SPECT to assess quantification algorithms. However, simple equation-based models are limited in their ability to simulate realistic heart motion and perfusion. We present a numerical dynamic model of the left ventricle, which allows us to simulate normal and anomalous cardiac cycles, as well as perfusion defects. Bicubic splines were fitted to a number of control points to represent endocardial and epicardial surfaces of the left ventricle. A transformation from each point on the surface to a template of activity was made to represent the myocardial perfusion. Geometry-based and patient-based simulations were performed to illustrate this model. Geometry-based simulations modeled ~1! a normal patient, ~2! a well-perfused patient with abnormal regional function, ~3! an ischaemic patient with abnormal regional function, and ~4! a patient study including tracer kinetics. Patient-based simulation consisted of a left ventricle including a realistic shape and motion obtained from a magnetic resonance study. We conclude that this model has the potential to study the influence of several physical parameters and the left ventricle contraction in myocardial perfusion SPECT and gated-SPECT studies.

Paper de les técniques d’imatge en la sel•leccio i seguiment dels pacients amb insuficiencia cardiaca candidats a terapia de reisincronització cardiaca

Estudi elaborat a partir d’una estada a la Leiden University Medical Center durant l’any 2007. La teràpia de resincronització cardíaca (TRC), mitjançant l'estimulació biventricular, millora el pronòstic dels pacients amb insuficiència cardíaca i asincronia ventricular. Tot i així, fins a una tercera part dels pacients que reben TRC no presenten cap milloria clínica ni en la funció cardíaca. L'absència d'asincronia ventricular és una de les raons que explicarien la falta de resposta. Les tècniques actuals d'ecocardiografia permeten caracteritzar la mecànica ventricular i definir l'asincronia ventricular acuradament. Mitjançant tècniques ecocardiogràfiques s’ha estudiat la mecànica i sincronia ventriculars dels pacients amb insuficiència cardíaca tractats amb TRC per obtenir predictors de resposta a aquesta teràpia per optimitzar la seva relació cost-eficàcia. En 161 pacients tractats amb TRC es varen realitzar ecocardiografies seriades (abans i després de la implantació del marcapàs biventricular, amb el dispossitiu activat i desactivat). Els volums i la fracció d'ejecció ventriculars esquerres varen ser quantificats. L'asincronia ventricular esquerra va ser estudiada amb imatge en 2D strain, calculant el retard d'activació entre diferents segments ventriculars en diferents direccions: longitudinal, circumferencial i radial. Tanmateix, els efectes de la TRC sobre el remodelat i la mecànica ventricular esquerra es varen avaluar amb tècniques de 2D strain, mesurant el pic sistòlic d'escurçament longitudinal (GLPSS). Una reducció d'un 15% o més del volum telesistòlic del ventricle esquerre al final del seguiment va ser considerat com a marcador de resposta favorable a la TRC. Els resultats han mostrat que les tècniques de 2D strain permeten estudiar àmpliament la sincronia i mecànica ventriculars esquerres per identificar pacients que potencialment responedors a la TRC.

Development of advanced silicon radiation detectors for high energy physics and medical imaging

The 1st chapter of this work presents the different experiments and collaborations in which I am involved during my PhD studies of Physics. Following those descriptions, the 2nd chapter is dedicated to how the radiation affects the silicon sensors, as well as some experimental measurements carried out at CERN (Geneve, Schwitzerland) and IFIC (Valencia, Spain) laboratories. Besides the previous investigation results, this chapter includes the most recent scientific papers appeared in the latest RD50 (Research & Development #50) Status Report, published in January 2007, as well as some others published this year. The 3rd and 4th are dedicated to the simulation of the electrical behavior of solid state detectors. In chapter 3 are reported the results obtained for the illumination of edgeless detectors irradiated at different fluences, in the framework of the TOSTER Collaboration. The 4th chapter reports about simulation design, simulation and fabrication of a novel 3D detector developed at CNM for ions detection in the future ITER fusion reactor. This chapter will be extended with irradiation simulations and experimental measurements in my PhD Thesis.

Ultrasonografía transcraneal: utilidad en los Trastornos del Movimiento.

El diagnóstico de enfermedad de Parkinson Idiopática (EPI) y otros trastornos del movimiento (TM) se basa en criterios clínicos, aunque la ultrasonografía transcraneal ha demostrado cierta utilidad en el diagnóstico. En este trabajo, describimos los hallazgos ultrasonográficos en 291 pacientes con TM y evaluamos su utilidad clínica. Encontramos que la hiperecogenicidad de la sustancia nigra (SN) es más frecuente y extensa en la EPI y que el área de hiperecogenicidad de la SN y el tamaño del tercer ventrículo son útiles para predecir EPI, parálisis supranuclear progresiva y atrofia multisistémica. Según nuestros resultados, la ultrasonografía transcraneal es una técnica complementaria válida y segura para el diagnóstico de EPI.

Pacientes de edad avanzada con insuficiencia cardíaca ingresados en un servicio de medicina interna: valoración de la función renal.

Objectius: analitzar comorbiditats de pacients hospitalaris ≥65 anys amb Insuficiència Cardíaca (IC). Adequació tractament farmacològic. Impacte Insuficiència Renal (IR). Metodologia: estudi descriptiu transversal de 150 pacients ingressats en Medicina Interna Hospital Vall d'Hebron entre juny'2007-gener'2010. Resultats: hipertensió arterial: 84%; obesitat: 32,1%; cardiopatia isquèmica: 41,3%; fracció d'ejecció del ventricle esquerre (FEVI) conservada: 70%. 53 pacients sense antagonistes de l'enzim convertidor de l'angiotensina, 105 sense βBloquejants i 55 sense antialdosterònics. Prevalença IR: 70%. Factors de risc: HTA, sexe femení. IC+IR+anèmia: 66 pacients, 2 tractament amb eritropoetina. Conclusions: IC de causa hipertensiva, amb FEVI conservada. Mala adequació tractament. Elevada prevalença IR. Importància Síndrome cardiorenal.

Aportaciones al Conocimiento sobre las Medidas Normales del Sistema Ventricular Cerebral Humano mediante Tomografía Computerizada

Hem fet un estudi retrospectiu de TC cranials de 511 adults sans, amb estudis considerats dins de la normalitat, i una anàlisi morfomètric del sistema ventricular i del còrtex cerebral. Hem distribuït els pacients per grups d'edat i sexe, i obtingut uns paràmetres estadístics per a cada un d'aquests grups. L'anàlisi va revelar uns valors sense diferències significatives quant al sexe, però apreciem una clara tendència a l'augment del diàmetre dels ventricles laterals i del tercer ventricle, en relació amb l'edat. La resta de paràmetres estudiats, no van presentar variacions importants.

Algunes observacions sobre pintures gironines d’època barroca de temàtica santnarcisiana

Descripció de les pintures que hi ha a la capella de Sant Narcís de l’església de Sant Feliu de Girona, què són d’època barroca. L’article s’escriu després d’una restauració de la capella, què dóna més lluminositat a les pintures. En el context de monogràfic dedicat a Sant Narcís

Funció ventricular dreta en la sobrecàrrega de volum en malalts intervinguts de cardiopatia congènita: (Tetralogia de Fallot reparada: comparació Ecocardiograma i Ressonància Magnètica cardíaca)

L´ecocardiografia per a estimar volums i funció ventricular dreta en malalts amb Tetralogia de Fallot (TF) està limitada per la importància del tracte de sortida de ventricle dret (TSVD).Objectiu: comparar diferents paràmetres ecocardiogràfics amb la RMN en malalts amb TF i IP severa. Resultats: L´excursió de l´anell tricuspidi i el valor de la ona S per Doppler tissular no es correlacionen amb la FE de VD calculada per RMN (FEVD). L´àrea fraccional a l´eix curt mostra una tendència no significativa (p=0,07) a correlacionarse amb la FEVD. Conclusions: els paràmetres ecocardiogràfics que inclouen el TSVD mostren una tendència a correlacionarse amb la FEVD, al contrari dels paràmetres de l´anell tricuspidi.

Valoración de la disfunción del ventrículo derecho en pacientes con insuficiencia pulmonar mediante ecocardiografía-2D y resonancia cardíaca

En este trabajo valoramos la correlación de los parámetros de análisis de ventrículo derecho (VD) por ecocardiografía-2D frente a cardiorresonancia (CRMN) y su capacidad de discriminación frente a dilatación y disfunción de VD en 63 pacientes con insuficiencia pulmonar significativa. Se obtuvieron correlaciones significativas débiles entre los parámetros de valoración de VD de ambas técnicas. Los parámetros que mejor discriminaron dilatación de VD (VTDVDi≥150ml/m2) fueron diámetro basal y medio y los que mejor discriminaron disfunción (FEVD≤45%) fueron onda S´ lateral y septal e índice de Tei. En conclusión, los parámetros ecocardiográficos de VD habituales se correlacionan débilmente con los parámetros por CRMN aunque permiten discriminar dilatación y disfunción significativas.

Temporal diffeomorphic free-form deformation: application to motion and strain estimation from 3D echocardiography

This paper presents a new registration algorithm, called Temporal Di eomorphic Free Form Deformation (TDFFD), and its application to motion and strain quanti cation from a sequence of 3D ultrasound (US) images. The originality of our approach resides in enforcing time consistency by representing the 4D velocity eld as the sum of continuous spatiotemporal B-Spline kernels. The spatiotemporal displacement eld is then recovered through forward Eulerian integration of the non-stationary velocity eld. The strain tensor iscomputed locally using the spatial derivatives of the reconstructed displacement eld. The energy functional considered in this paper weighs two terms: the image similarity and a regularization term. The image similarity metric is the sum of squared di erences between the intensities of each frame and a reference one. Any frame in the sequence can be chosen as reference. The regularization term is based on theincompressibility of myocardial tissue. TDFFD was compared to pairwise 3D FFD and 3D+t FFD, bothon displacement and velocity elds, on a set of synthetic 3D US images with di erent noise levels. TDFFDshowed increased robustness to noise compared to these two state-of-the-art algorithms. TDFFD also proved to be more resistant to a reduced temporal resolution when decimating this synthetic sequence. Finally, this synthetic dataset was used to determine optimal settings of the TDFFD algorithm. Subsequently, TDFFDwas applied to a database of cardiac 3D US images of the left ventricle acquired from 9 healthy volunteers and 13 patients treated by Cardiac Resynchronization Therapy (CRT). On healthy cases, uniform strain patterns were observed over all myocardial segments, as physiologically expected. On all CRT patients, theimprovement in synchrony of regional longitudinal strain correlated with CRT clinical outcome as quanti ed by the reduction of end-systolic left ventricular volume at follow-up (6 and 12 months), showing the potential of the proposed algorithm for the assessment of CRT.

Characterization of myocardial deformation in patients with different etiologies of left ventricular hypertrophy by using strain distribution from Magnetic Resonance Imaging

Introducción y objetivos. Se ha señalado que, en la miocardiopatía hipertrófica (MCH), la desorganización de las fibras regionales da lugar a segmentos en los que la deformación es nula o está gravemente reducida, y que estos segmentos tienen una distribución no uniforme en el ventrículo izquierdo (VI). Esto contrasta con lo observado en otros tipos de hipertrofia como en el corazón de atleta o la hipertrofia ventricular izquierda hipertensiva (HVI-HT), en los que puede haber una deformación cardiaca anormal, pero nunca tan reducida como para que se observe ausencia de deformación. Así pues, proponemos el empleo de la distribución de los valores de strain para estudiar la deformación en la MCH. Métodos. Con el empleo de resonancia magnética marcada (tagged), reconstruimos la deformación sistólica del VI de 12 sujetos de control, 10 atletas, 12 pacientes con MCH y 10 pacientes con HVI-HT. La deformación se cuantificó con un algoritmo de registro no rígido y determinando los valores de strain sistólico máximo radial y circunferencial en 16 segmentos del VI. Resultados. Los pacientes con MCH presentaron unos valores medios de strain significativamente inferiores a los de los demás grupos. Sin embargo, aunque la deformación observada en los individuos sanos y en los pacientes con HVI-HT se concentraba alrededor del valor medio, en la MCH coexistían segmentos con contracción normal y segmentos con una deformación nula o significativamente reducida, con lo que se producía una mayor heterogeneidad de los valores de strain. Se observaron también algunos segmentos sin deformación incluso en ausencia de fibrosis o hipertrofia. Conclusiones. La distribución de strain caracteriza los patrones específicos de deformación miocárdica en pacientes con diferentes etiologías de la HVI. Los pacientes con MCH presentaron un valor medio de strain significativamente inferior, así como una mayor heterogeneidad de strain (en comparación con los controles, los atletas y los pacientes con HVI-HT), y tenían regiones sin deformación.

The concentration of foreigners in French schools: interaction effects in place?

This paper explores the existence of negative peer-group pressures derived from the concentration of foreigners in French lower secondary schools. Using different dependent variables (number of years spent in lower secondary education, grades in 4th ‘and 3rd year and track election in upper secondary schooling) the analyses indicate that the much disputed existence of significant and negative effects of the concentration of foreign students in schools depends on the method used for the estimation. If we assume that the concentration of foreigners is a random and exogenous process, then the multivariate analyses confirm negative interactions. If, on the contrary, we question the assumption that this contextual information is not end the result of prior sorting mechanisms of individuals across social spaces, the concentration of foreigners has no statistical impact on attainment.

Evaluación de la respuesta cardiovascular a dobutamina en la disfunción miocárdica asociada al shock séptico

Objetivos: 1. Evaluar la respuesta cardiovascular a dobutamina en la disfunción miocárdica secundaria a shock séptico. 2. Determinar si el análisis de la respuesta cronotrópica refleja la respuesta inotrópica. Material y métodos: pacientes con shock séptico y disfunción miocárdica (Fracción eyección ventrículo izquierdo, FEVI < 45%) que recibieron dobutamina (5 µg/kg/min) por persistencia de hipoperfusión tisular. Antes y 30 min después de su administración se recogieron parámetros ecocardiográficos y parámetros hemodinámicos. Datos: media y SD. Análisis estadístico mediante test de Wilcoxon /Mann Whitney. Resultados: Se incluyeron 22 pacientes. Dobutamina produjo un incremento significativo en la FC (90 ± 17 vs 107 ± 20 lpm, p < 0.0001), la FEVI (34 ± 7 vs 47 ± 10 %, p < 0.0001), el VSi eco (24.9 ± 5.9 vs 30 ± 7.4 ml/m2, p < 0.01) y el VSi td (28.6 ± 10.3 vs 34.7 ± 13.8 ml/m2, p < 0.005). Sólo tres pacientes no incrementaron ni FC ni VSi td. Respuesta cronotrópica significativa: sensibilidad 69% y especificidad 37% para detectar la respuesta inotrópica. Conclusiones: Dobutamina mejora la función cardiovascular en la disfunción miocárdica asociada a sepsis.