Εκτίμηση της επικινδυνότητας αθηρωματικής πλάκας της καρωτίδας: Προσδιορισμός του δείκτη Juxtaluminal Black Area - JBA σε εικόνες υπερήχου Β-σάρωσης - Λέκκας, Κωνσταντίνος (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών, 2016)
Η καρωτιδική αθηρωμάτωση αποτελεί τη συχνότερη γενεσιουργό αιτία αγγειακών εγκεφαλικών επεισοδίων, γεγονός που δημιουργεί την ανάγκη έγκαιρης και έγκυρης διάγνωσης της νόσου. Δεδομένου ωστόσο της δυσκολίας αξιολόγησης της σοβαρότητάς της μέσω των κλασικών ιατρικών πρακτικών, η ανεύρεση, η αξιολόγηση και η εφαρμογή δεικτών ικανών να συνδράμουν υποστηρικτικά στη διάγνωση και στη λήψη ιατρικής απόφασης σχετικά με την αντιμετώπισή της είναι ιδιαίτερης σημασίας. Στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η υλοποίηση, η μελέτη και ο έλεγχος της καταλληλότητας για κλινική διάγνωση της καρωτιδικής αθηρωμάτωσης, του δείκτη JBA (Juxtaluminal Black Area), ο οποίος εκφράζει το εμβαδόν της μεγαλύτερης περιοχής της αθηρωματικής πλάκας που βρίσκεται κοντά στον αυλό και έχει χαμηλή φωτεινότητα (<25). Ο συγκεκριμένος δείκτης έχει προταθεί στην διεθνή βιβλιογραφία ως ικανός να ποσοτικοποιήσει τον κίνδυνο ρήξης της αθηρωματικής πλάκας με συνέπεια την πρόκληση σοβαρών συμπτωμάτων, όπως εγκεφαλικά επεισόδια, αμαύρωση κ.α. και ο υπολογισμός του γίνεται ημιαυτόματα, με επισήμανση της περιοχής ενδιαφέροντος από εξειδικευμένους ιατρούς. Στην παρούσα εργασία, επιχειρείται η ανάπτυξη μιας αυτοματοποιημένης μεθόδου εντοπισμού των περιοχών JBA χωρίς τη μεσολάβηση του ανθρώπου. Αρχικά, στην περιοχή της αθηρωματικής πλάκας εφαρμόζεται κατώφλι χαμηλής έντασης φωτεινότητας. Στην δυαδική εικόνα που δημιουργείται διατηρούνται οι άσπρες περιοχές που ικανοποιούν το κριτήριο ελαχίστου εμβαδού. Στις εναπομένουσες περιοχές διατηρούνται αυτές που ικανοποιούν το κριτήριο ελάχιστης απόστασης. Για τις περιοχές αυτές υπολογίζεται το εμβαδόν και επιλέγεται ως εμβαδόν του JBA το μέγιστο εμβαδόν. Ο αλγόριθμος υπολογισμού του δείκτη JBA εφαρμόστηκε σε τρεις βάσεις δεδομένων με αλληλουχίες εικόνων υπερήχων B-Mode (B-Mode videos) ασθενών που έπασχαν από καρωτιδική αθηρωμάτωση. Σε αυτές ανιχνεύθηκαν οι εικόνες που ανήκουν σε χρονικές φάσεις συστολής και διαστολής με χρήση αλγορίθμου ανάλυσης κίνησης. Για τις χρονικές φάσεις συστολής και διαστολής, για τις αθηρωματικές πλάκες των ασθενών, υπολογίστηκαν πλέον του JBA και δείκτες υφής, ενώ ήταν διαθέσιμη και πληροφορία σχετικά με τον βαθμό στένωσης και τους δείκτες ελαστικότητας. Για τα παραπάνω χαρακτηριστικά υπολογίστηκε η στατιστική συσχέτισή τους με τον δείκτη JBA τόσο στις χρονικές περιόδους συστολής όσο και διαστολής. Τα αποτελέσματα δείχνουν έντονη συσχέτιση του δείκτη JBA με ήδη αποδεκτούς δείκτες επικινδυνότητας της αθηρωματικής πλάκας. Η μελέτη που πραγματοποιήθηκε στο πλαίσιο της παρούσας διπλωματικής εργασίας αναδεικνύει την καταλληλότητα του αυτόματα υπολογιζόμενου δείκτη JBA ως επικουρικού δείκτη για την υποβοήθηση της διάγνωσης της επικινδυνότητας της αθηρωματικής πλάκας.