High framerate blood speckle tracking echocardiography in children with congenital heart disease
Prosjekt
- Prosjektnummer
- 90091300
- Ansvarlig person
- Siri Ann Nyrnes
- Institusjon
- NTNU, ISB
- Prosjektkategori
- Utenlandsstipend 2016
- Helsekategori
- Cardiovascular
- Forskningsaktivitet
- 4. Detection and Diagnosis
Rapporter
Prosjektet er et samarbeid mellom Barne- og Ungdomsklinikken, St. Olavs Hospital, Institutt for sirkulasjon og bildediagnostikk, NTNU, industri (GE Healthcare) og det barnekardiologiske miljøet ved SickKids Hospital i Toronto, Canada. Etter mange års teknisk arbeid parallelt med klinisk datainnsamling i Trondheim, har man utviklet metoden «Blood Speckle Tracking». Metoden gir mulighet for å avbilde og analysere komplekse blodstrømsmønstre. Med denne teknikken avbildes for eksempel virveldannelser i blod som ikke er mulig å se med tradisjonell metode (farge-Doppler). Slike virvler spiller en fundamental rolle i normal fysiologi og gir normal balanse mellom blodets bevegelse og belastningen på omliggende vev. I motsatt fall vil unormale virvler kunne føre til uheldig påvirkning av omliggende vev og tap av energi. De ulike pasientgruppene vi skal studere i dette prosjektet er (antall i parentes): Normale kontroller (80), Atrieseptumdefekter (40), Fallots tetrade (40) , Dilatert kardiomyopati (20), Bikuspide aortaklaffer (50), Pulmonal hypertensjon (25) og Univentrikulære hjerter (30). Blodstrøm i normale hjerter og ved de nevne typer hjertefeil vil blir analysert ved hjelp av et eget dataprogram kalt Pyusview som er under fortsatt utvikling. Man vil via dette programmet for eksempel kunne måle virvel lokalisasjon, lengde og størrelse relatert til hjertets syklus. Vi vil kunne måle energitap og vortisitet. Ulike observatører vil benytte programmet, og vi vil studere intra- og interobservervariabilitet. Samarbeid mellom klinikere og ingeniører er vesentlig for videre utvikling av analyseprogrammet. Etter en lengre planleggingsfase og godkjenning i norsk og kanadisk etisk komite, startet datainnsamling ved SickKids i desember 2015. Vi har fra desember 2015 og fram til primo januar 2017 inkludert 150 pasienter (110 kasus og 40 kontroller). Vi er nå litt over halvvegs i datainnsamlingen, planlagt totalt 285 pasienter. Vi vil fortsette med datainnsamling også i 2017. I 2016 ble tre tekniske abstracts basert på data innsamlet ved St. Olavs Hospital med tilhørende konferanseartikler publisert. Første kliniske abstract som inkluderer datamateriale fra SicKids hospital med foreløpige resultater fra måling av energitap i høyre hjertekammer ved Atrieseptumdefekter og Fallots tetrade versus kontroller ble sendt inn 1. feb 2017 til ASE 2017.
Av hensyn til datainnsamlingen og utvikling av analyseprogrammet er Utenlandsoppholdet delt i flere deler. Jeg har så langt hatt 4 opphold ved SickKids Hospital i Toronto. Første opphold hadde presentasjon av prosjektet og planlegging i fokus. For de tre neste oppholdene var datainnsamling i fokus. Neste planlagte opphold blir medio februar 2017. Her vil analyser inkludert interobserveranalyser være sentralt, i tillegg til fortsatt datainnsamling, samt videre utvikling av programmet Pyusview. Oppholdene har vært avgjørende for oppstart og gjennomføring av prosjektet så langt. Det vil også være sentralt for videre progresjon og ferdigstillelse av prosjektet. Gruppen fra Toronto har også hatt et opphold hos oss ved NTNU i november 2016. Vi jobber nå for å få til et PhD-løp ved NTNU for en av våre samarbeidspartnere ved SickKids (Wadi Mawad). Gruppen har jevnlige møter via Videokonferanse utenom forskningsoppholdene. Vi håper vi har knyttet et samarbeid som vil vedvare også etter at dette forskningsprosjektet er ferdigstilt. I tillegg til det utbyttet utenlandsoppholdene har gitt til forskningsprosjektet, har også oppholdene også hatt stor klinisk nytteverdi. Ved å besøke et tertiærsenter med stort nedslagsfelt, får jeg mulighet til å se et større volum av de mer sjeldne hjertefeilene. I tillegg til nye ideer og økt kunnskap, knyttes også nye kontakter som kan virke positivt både for pasientarbeid og forskning videre.
I tillegg til internasjonalt klinisk samarbeid er det her også samarbeid industri (GE Healthcare) med mål om å implementere metoden i deres skannere. Det er også et mål å utvikle tilhørende analyseprogram. For å lykkes med dette arbeidet, er det viktig å bevise klinisk nytteverdi gjennom studier. Om metoden og analyseprogrammet viser seg å ha stor klinisk nytteverdi, slik det første undersøkelser tyder på, vil det sannsynligvis bli stor interesse for metoden både nasjonalt og internasjonalt. Avansert blodstrømsavbildning blir i økende grad etterspurt i fagmiljøene, og får stadig større fokus i internasjonale publikasjoner og på faglige kongresser. Vi ser en rekke potensielle kliniske anvendelser for metoden. Økt diagnostisk kvalitet er et viktig og realistisk mål for prosjektet. Vi ser også for oss nytteverdi av metoden i undervisningsøyemed. En mer detaljert avbildning av blodstrøm vil være pedagogisk viktig både ved undervisning av studenter, kolleger og foreldre/pasienter.
Vitenskapelige artikler
Høgenes, Jakob; Wigen, Morten Smedsrud; Nyrnes, Siri Ann; Segers, Patrick; Swillens, Abigail; Løvstakken, Lasse.
Model-based estimation of intra-cardiac blood flow velocities using an unscented Kalman filter.
IEEE International Ultrasonics Symposium Proceedings 2016 s. 1-4
Grønli, Thomas; Smistad, Erik; Nyrnes, Siri Ann; Gomez, Alberto; Løvstakken, Lasse.
Reconstruction of In Vivo Flow Velocity Fields Based On a Rapid Ultrasound Image Segmentation and B-spline Regularization.
Proceedings - IEEE Ultrasonics Symposium 2016 ;Volum 2016-November.
Fadnes, Solveig; Nyrnes, Siri Ann; Wigen, Morten Smedsrud; Tegnander, Eva; Løvstakken, Lasse.
Detailed flow visualization in fetal and neonatal hearts using 2-D speckle tracking
IEEE International Ultrasonics Symposium Proceedings 2016 ;Volum 2016-November.
Deltagere
- Luc Mertens Prosjektdeltaker
- Wadi Mawad Prosjektdeltaker
- Solveig Fadnes Prosjektdeltaker
- Lasse Løvstakken Prosjektdeltaker
- Siri Ann Nyrnes Prosjektleder
eRapport er utarbeidet av Sølvi Lerfald og Reidar Thorstensen, Regionalt kompetansesenter for klinisk forskning, Helse Vest RHF, og videreutvikles av de fire RHF-ene i fellesskap, med støtte fra Helse Vest IKT
Alle henvendelser rettes til Helse Midt-Norge RHF - Samarbeidsorganet og FFU