Analysis of the tortuosity of the Abdominal Aorta as health risk factor

Abstract

L'augment de l'esperança de vida de les persones en aquestes últimes dècades, comporta un major nombre de malalties a tractar i, per tant, suposa destinar una gran part dels recursos sanitaris als col·lectius d'edat avançada. Per tal d'identificar amb antelació factors de risc associats a moltes d'aquestes malalties, l'Institut d'Investigació Biomèdica de Girona (IDIBGI) ha impulsat el projecte Imagenoma de l'Envelliment, liderat pel Dr. Josep Puig Alcántara. Aquest projecte pretén ser pioner en l'estudi dels patrons de l'envelliment humà i consta amb la participació de més de 1000 voluntaris majors de 50 anys. Un dels molts aspectes que es pretén estudiar és si la tortuositat observada en imatges de ressonància magnètica dels grans vasos sanguinis de la zona abdominal pot ser un clar indicador de factor de risc per a la salut. Actualment, però, no es disposa de cap sistema que calculi aquest paràmetre d'aquesta manera. D'aquesta necessitat sorgeix el present projecte, amb l'objectiu de desenvolupar un Sistema Automàtic capaç d'estimar, en concret, la tortuositat de l'artèria aorta infrarenal i de les artèries ilíaques comunes en imatges de ressonància magnètica. Aquest sistema serà desenvolupat en Python i combinarà tècniques de processament d'imatge i Machine Learning, que permetran segmentar les artèries d'interès, obtenir el seu esquelet i analitzar-lo per calcular la tortuositat d'aquest. Finalment, els resultats d'aquest projecte es lliuraran als investigadors de l'IDIBGI i serviran per correlacionar-los amb la resta de variables obtingudes en l'estudi i determinar si la tortuositat d'aquests vasos sanguinis és un clar indicador de factor de risc per a la salut

El aumento de la esperanza de vida de las personas en estas últimas décadas, conlleva un mayor número de enfermedades a tratar y, por lo tanto, supone destinar una gran parte de los recursos sanitarios a los colectivos de edad avanzada. Con el fin de identificar con antelación factores de riesgo asociados a muchas de estas enfermedades, el Institut d’Investigació Biomèdica de Girona (IDIBGI) ha impulsado el proyecto Imagenoma de l'Envelliment, liderado por el Dr.Josep Puig Alcántara. Este proyecto pretende ser pionero en el estudio de los patrones del envejecimiento humano y consta con la participación de más de 1000 voluntarios mayores de 50 años. Uno de los muchos aspectos que se pretende estudiar es si la tortuosidad observada en imágenes de resonancia magnética de los grandes vasos sanguíneos de la zona abdominal puede ser un claro indicador de factor de riesgo para la salud. Sin embargo, actualmente no se dispone de ningún sistema que calcule este parámetro de esta manera. De esta necesidad surge el presente proyecto, con el objetivo de desarrollar un Sistema Automático capaz de estimar, en concreto, la tortuosidad de la arteria aorta infrarenal y de las arterias ilíacas comunes en imágenes de resonancia magnética. Este sistema será desarrollado en Python y combinará técnicas de procesado de imagen y Machine Learning, que permitirán segmentar las arterias de interés, obtener su esqueleto y analizarlo para calcular la tortuosidad de este. Finalmente, los resultados de este proyecto se entregarán a los investigadores del IDIBGI y servirán para correlacionarlos con el resto de variables obtenidas en el estudio y determinar si la tortuosidad de estos vasos sanguíneos es un claro indicador de factor de riesgo para la salud.

The increase in people's life expectancy in recent decades has led to a greater number of diseases to be treated and, therefore, means allocating a large part of health resources to the elderly. In order to identify in advance the risk factors associated with many of these diseases, the Girona Institute of Biomedical Research (IDIBGI) has promoted the Imagenoma de l'Envelliment project, led by Dr Josep Puig Alcántara. This project aims to be a pioneer in the study of the patterns of human ageing and involves the participation of more than 1000 volunteers over the age of 50. One of the many aspects to be studied is whether the tortuosity observed in magnetic resonance images of the large blood vessels in the abdominal area can be a clear indicator of a health risk factor. However, there is currently no system available that calculates this parameter in this way. From this need arises the present project, with the aim of developing an Automatic System capable of estimating, in particular, the tortuosity of the infrarenal aorta and common iliac arteries in magnetic resonance imaging. This system will be developed in Python and will combine image processing techniques and Machine Learning, which will allow to segment the arteries of interest, obtain their skeleton and analyze it to calculate the tortuosity of the artery. Finally, the results of this project will be delivered to IDIBGI researchers and will serve to correlate them with the rest of the variables obtained in the study and determine if the tortuosity of these blood vessels is a clear indicator of a health risk factor.