Méthodes de traitement d'images appliquées à la détection et à la quantification des régions pathologiques en tomoscintigraphie du myocarde

Image processing methods applied to the detection and the quantitation of defects in myocardial single photon emitted computed tomography

• Auteur / Autrice : Jean-Christophe Cauvin
• Direction : Jean-Yves Boire
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Traitement d'images
• Date : Soutenance en 1992
• Etablissement(s) : Clermont-Ferrand 2

Résumé

L'exploration tomoscintigraphique du myocarde, après administration d'un traceur de débit, permet, en cas de pathologie coronarienne, de mettre en évidence des défauts de perfusion. Le mémoire présente une méthode originale de mesure automatique de la taille des régions pathologiques, à partir de techniques tridimensionnelles de morphologie mathématique et de modélisation. Dans un premier temps, le myocarde est segmenté à l'aide d'un seuil original auto-adaptatif, de façon à séparer les tissus sains des tissus pathologiques. Dans un deuxième temps, le myocarde est squelettisé par l'algorithme morphologique de C. Lantuéjoul appliqué en 3D, qui a pour particularité de calculer la fonction d'extinction en chaque point du squelette. Dans un troisième temps, des modèles de surfaces du second degré (quadrique, balle de fusil) sont ajustés sur le squelette, d'une part pour calculer les coordonnées du centre et les angles de rotation du ventricule gauche, et d'autre part pour être utilisés comme gabarit afin de recouvrir, sur le squelette, les régions pathologiques par des morceaux de surfaces interpolantes. Une fois le squelette rempli, une série de dilatations permet de reconstruire un myocarde sans lacunes. La différence du nombre de pixels avant et après remplissage fournit le volume relatif de la lacune par rapport au volume total du myocarde. Cette méthode est rapide (3 à 4 mn), operateur indépendante et opérationnelle pour la clinique. La méthode a été validée sur une population de patients consécutifs. Les paramètres de centrage et de réorientation du ventricule gauche sont parfaitement reproductibles (r=1,00; p<0,0001). La comparaison de ces paramètres avec ceux obtenus par une méthode manuelle montre qu'il n'existe aucune différence significative pour les angles d'orientation (p>0,05), alors que les centrages diffèrent de 1 à 2 pixels en moyenne (p≤0,05). Le volume relatif des régions pathologiques est également parfaitement reproductible (r=1,00; p<0,0001). La comparaison du volume avec celui obtenu par une méthode de quantification manuelle montre qu'il n'existe aucune différence significative (p>0,05). D'autre part, une série de mesures réalisée sur des simulations numériques de myocardes nécrosés montre que l'erreur relative est inférieure a 15% pour des volumes compris entre 5 ≤et 35%, c'est-a-dire des tailles rencontrées couramment en clinique