Analyse automatique des troubles de contraction cardiaque en échocardiographie

Automatic analysis of the regional wall motion of the left ventricle in echocardiography

• Auteur / Autrice : Cinta Ruiz Dominguez
• Direction : Alain Herment
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques. Imagerie médicale
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Mots clés

Mots clés libres

Imagerie paramétrique

Fonction segmentaire cardiaque

Ventricule gauche

Quantification d'image

Classification supervisée

Echographie

Résumé

L'etude automatisee de la contraction segmentaire du ventricule gauche (normokinesie, hypokinesie, akinesie et dyskinesie) connait de nombreux developpements, notamment en echocardiographie. Une nouvelle methode d'imagerie parametrique, basee sur l'etude des variations temporelles d'intensite des pixels, appelee analyse parametrique du mouvement dominant (apmd), est proposee. Cette methode synthetise l'information contenue dans une " boucle " d'images en deux images parametriques interpretables par un medecin : une image trichrome d'amplitude et une image des temps moyens de contraction. Une base de donnees comportant 602 segments a ete cotee par l'interpretation des images estimees par l'apmd, et confrontee a l'analyse visuelle des boucles cine, issue d'un consensus de deux lecteurs experts, constituant le score de reference. Les taux de concordance absolue et de concordance relative sont de 64% et de 93%. Des indices segmentaires ont ete estimes a partir des images issues de l'apmd. Une classification automatique des segments en 2 classes (segments normaux et segments pathologiques) a partir de ces indices a ete realisee. Les performances diagnostiques des differents indices ont ete evaluees en utilisant une methodologie des courbes roc. Puis, une classification des segments en 4 classes a ete effectuee pour l'indice le plus performant. Les taux de concordance absolue et relative, obtenus par la classification en 4 classes sur une base de test, sont de 56% et de 90%. La prise en compte de la localisation et de l'echogenicite des segments pour l'estimation de l'indice doit permettre d'ameliorer ces resultats.

Many methods are developed to study the automatic evaluation of the left ventricle regional wall motion (normokinesia, hypokinesia, akinesia and dyskinesia), especially in echocardiography. A new parametric imaging method, based on the temporal intensity of pixels and called ‘parametric analysis of the main motion' (pamm) was proposed. This method synthesises the information contained in a sequence of images into two parametric images interpretable by a clinician: a three-color image of amplitude and a mean time contraction image. 602 segments of a database were scored with the interpretation of the pamm images and compared to a consensual visual interpretation of the cine-loop sequences by two experimented readers. Absolute and relative concordances are 64% and 82%. Some segmental indices were estimated from the pamm images. An automatic classification of the segments into two classes (normal and pathological segments) using this indices was performed. The diagnostic performance of the different indices was evaluated using the roc curve theory. Then a four-classes classification was done using the optimal index. Absolute and relative concordances obtained by the four-classes classification on a test database are 56% and 90%. The results could be improved if the localisation and the echogenicity of the segments are taken into account for the indices estimation.