Segmentation et mise en correspondance en imagerie cardiaque multimodale conduites par un modèle anatomique bi-cavités du coeur

Segmentation and registration in multimodal cardiac imaging using an anatomical bi-ventricular model of the heart

• Auteur / Autrice : Quoc Cuong Pham
• Direction : Isabelle Magnin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Signal, image, parole, télécoms
• Date : Soutenance en 2002
• Etablissement(s) : Grenoble INPG

Résumé

L'imagerie cardiaque multimodale permet d'appréhender l'anatomie et les différents aspects fonctionnels du coeur, avec une précision croissante. Cette connaissance est essentielle dans le cadre de l'étude des pathologies ischémiques. Nous nous intéressons en premier lieu à l'extraction automatique de l'anatomie cardiaque à partir d'images par résonance magnétique. Notre approche de segmentation s'appuie sur l'utilisation d'un gabarit déformable élastique composé d'un modèle topologique et géométrique volumique des deux ventricules du coeur et d'un modèle mécanique de déformation élastique. Le gabarit déformable évolue sous l'action d'un champ de forces issu de l'image. Un modèle physique de régularisation des interfaces du modèle proposé. Nous montrons ensuite que la prise en compte de la non-linéarité géométrique consistant à déplacer le domaine de manière incrémentale, et l'introduction d'une contrainte de champ nul dans l'algorithme de minimisation permettent d'améliorer significativement la converence du modèle. Les performances de ces méthodes sont illustrées sur des cas de simulation et sur 10 cas cliniques. Dans une seconde partie, nous nous attaquons au problème de la mise en correspondance d'images cardiaques multimodalité. Une méthode de recalage affine modèle/image basée sur un critère à optimiser à la fois géométrique et iconique est présentée. Cette technique est utilisée efficacement comme initiation du modèle déformable pour la segmentation. Enfin, nous présentons une stratégie de mise en correspondance de données cardiaques permettant de combiner des informations de morphologie (imagerie par résonance magnétique), de métabolisme (tomographie par émission de positions) et d'activité électromagnétique (magnétocardiographie), et d'obtenir des modèles 3-D anatomo-fonctionnels individualisés du coeur. De tels outils pourront être exploités avantageusement en recherche clinique pour l'évaluation de l'état fonctionnel du myocarde ischémique.