Development and evaluation of mapping strategies for the integration and joint analysis of multi-modal data of the heart

Abstract

The development of novel technologies is allowing a complete description of the heart structure and function, including geometrical, myocardial tissue viability and electrical activation information. The joint analysis of this information helps to improve clinical interventions such as radio-frequency ablation of cardiac arrhythmias. However, the acquired data and related indices need to be integrated onto a common reference space for its analysis. This integration is not straightforward due to the different characteristics of acquisition systems. The aim of this thesis was to develop and evaluate different mapping strategies for the integration and joint analysis of multi-modal data of the heart. A new integration methodology was developed and compared with state-of-the-art techniques in several applications with synthetic and clinical data, within the framework of three different clinical scenarios: a) integration of electrical with tissue viability; b) analysis of electrical activation data; and c) validation of myocardial tissue characterization with histological data.

El desarrollo de nuevas tecnologías permite una completa descripción de la estructura y funcionalidad cardíaca incluyendo la geometría la viabilidad del tejido y la información de activación eléctrica. Un análisis conjunto de esta información permite mejorar intervenciones clínicas como la ablación por radio frecuencia en arritmias. Sin embargo, los datos adquiridos deben ser integrados en un mismo sistema de referencia para su análisis. Esta integración no es trivial debido a las diferentes características de adquisición de datos. El objetivo de esta tesis es desarrollar y evaluar diferentes estrategias para la integración y el análisis de datos multimodales del corazón. La nueva metodología de integración ha sido comparada y evaluada con otras técnicas en datos sintéticos y clínicos. Se han evaluado en tres escenarios clínicos distintos: a) integración de datos eléctricos con viabilidad de tejido; b) análisis de activación eléctrica; y c) validación de la caracterización del tejido con datos histológicos.