Image analysis and deep learning to support endovascular repair of abdominal aortic aneurysms

El aneurisma de aorta abdominal (AAA) es una dilatacion focal de la aorta que puede provocar su ruptura. El tratamiento habitual es la reparacion endovascular (EVAR), que conlleva un seguimiento postoperatorio de por vida en base a imagenes de angiografia por tomografia computarizada (CTA) para detectar posibles complicaciones. Esta tesis establece la base para el analisis inteligente de imagenes CTA para apoyar el seguimiento postoperatorio de los AAA, proporcionando a los profesionales medicos informacion valiosa para predecir el comportamiento del aneurisma. Primero, se han desarrolado algoritmos de segmentacion de AAA a partir de CTA preoperatorias y postoperatorias, basados en redes neuronales convolucionales (CNN). Inicialmente, se han propuesto CNNs 2D para la deteccion y la segmentacion de AAAs. Posteriormente, el algoritmo de segmentacion se ha extendido a 3D para mejorar su precision, ya que esta es la base para un buen seguimiento. Permite medir el volumen del aneurisma, que se considera un mejor indicador de riesgo de ruptura del AAA que la aproximacion actual en base a su diametro. Ademas, permite realizar analisis mas complejos de la morfologia y las deformaciones del AAA. Una vez obtenida la segmentacion, se ha propuesto una metodologia para el registro de series de CTA postoperatorias y el subsiguiente analisis biomecanico de las deformaciones del aneurisma. Dichas deformaciones se han cuantificado mediante descriptores de imagen y se han correlacionado con el pronostico del paciente a largo plazo. Los descriptores extraidos establecen la base para el desarrollo de futuros biomarcadores de imagen que puedan ser utilizados en la practica clinica para evaluar el pronostico del paciente y para dar soporte al medico en sus decisiones tras una intervencion EVAR. Por ultimo, la experiencia adquirida en la tesis ha permitido aplicar algunas de las tecnologias para la resolucion de problemas de segmentacion complejos en otros ambitos medicos, como la segmentacion del musculo pectoral en mamografias o la segmentacion de la arteria pulmonar en CTA. Actualmente, se esta llevando a cabo la validacion del algoritmo de segmentacion de AAA 3D propuesto en esta tesis, con el objetivo de integrarlo en un producto comercial.