Development and Implementation of Software for Parametric Quantification in Perfusion Studies of the Liver

Abstract

A imagem de perfusão é uma técnica que permite a deteção de alterações regionais e globais do fluxo sanguíneo de um órgão e pode ajudar a prever o aparecimento de muitas doenças, nas quais a hemodinâmica do órgão se encontra modificada. A capacidade de manipulação do contraste da imagem através do uso de agentes de contraste exógenos faz da imagem por ressonância magnética (IMR) uma técnica amplamente utilizada para a avaliação não-invasiva da perfusão sanguínea no fígado. No entanto, a avaliação precisa da perfusão hepática permanece controversa relativamente aos diversos modelos matemáticos que podem ser usados para quantificar a perfusão. A maioria dos programas comercialmente disponíveis determina a perfusão no fígado com base no modelo Tofts, um modelo clássico e muito utilizado. Este é um modelo compartimental que assume troca do agente de contraste entre dois compartimentos - plasma sanguíneo e tecido - e que existe apenas uma entrada através da qual o contraste atinge o órgão, bem como uma saída. O modelo de Tofts tem de sofrer adaptações de modo a contemplar tanto a entrada de sangue arterial bem como a de sangue venoso que se verifica no fígado. Este trabalho pretende desenvolver e implementar um software para quantificação paramétrica da perfusão no fígado usando um modelo de duas entradas e um compartimento. O software em Matlab contempla o algoritmo desenvolvido num conjunto de passos, começando com a leitura dos dados não processados de ressonância magnética, terminando no cálculo dos mapas paramétricos das constantes cinéticas do agente de contraste e na perfusão total do fígado. Os testes do software foram realizados numa população com carcinoma hepatocelular. Os resultados indicam que o modelo proposto é capaz de determinar os parâmetros de perfusão e é sensível à deteção das alterações de perfusão. Protocolos de aquisição padrão devem ser utilizados no futuro a fim de estender a aplicação do modelo para populações clínicas maiores. Palavras-chave: imagem por ressonância magnética, perfusão do fígado, modelo de Tofts, modelo de duas entradas e um compartimento