Analyse symbolique du mouvement cardiaque en angiographie vasculaire

Cardiac motion symbolic analysis in vascular angiography

• Auteur / Autrice : JOHN PUENTES
• Direction : Christian Roux
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences médicales
• Date : Soutenance en 1996
• Etablissement(s) : Rennes 1

Résumé

L'examen du mouvement cardiaque est fondamental pour diagnostiquer certaines cardiopathies liees aux deficiences circulatoires arterielles ou aux lesions du muscle cardiaque. L'angiographie du ventricule gauche et des arteres coronaires est realisee en routine, dans les memes conditions d'acquisition au cours d'un meme examen. Du point de vue clinique, le comportement fonctionnel du myocarde est essentiellement evalue a partir de la ventriculographie. Les mouvements des coronaires refletent ceux de la partie du myocarde associe. Nous pouvons ainsi examiner indirectement le comportement fonctionnel du myocarde de maniere locale ou globale. L'analyse du mouvement arteriel a partir d'une sequence d'images a ete une alternative peu exploree. Nous proposons l'interpretation du mouvement cardiaque a partir d'une sequence d'images angiographiques biplan, ou les coronaires ont ete reconstruites en 3-d. L'objectif est d'evaluer de maniere quantitative et qualitative la dynamique des structures, conduisant a la description des deplacements locaux et a l'apprehension du mouvement global. Le probleme pose releve de l'interpretation de scenes. Il necessite deux etapes : (1) l'extraction de parametres a la fois descriptifs du mouvement et cliniquement interpretables ; (2) l'elaboration de formalismes de representation et de raisonnement spatio-temporels. Nous utilisons comme donnees de depart les resultats fournis par une methode de reconstruction 3-d/etiquetage du mouvement du reseau coronarien. A partir de cette information numerique (vecteurs de deplacement 2-d et 3-d), notre approche propose l'obtention de parametres fondes sur des primitives de niveau intermediaire, qui fournissent des symboles permettant l'interpretation de la cinetique cardiaque. La notion de primitive retenue est la notion d'homogeneite cinetique, ou l'on s'interesse a des segments de branches homogenes vis-a-vis du mouvement cardiaque. Les attributs locaux (contraction et expansion, sens de rotation, courbure et torsion) sont associes aux entites spatiales de type point ou segment de chaque artere. Les attributs globaux (longueur des arteres, amplitude du deplacement, longueur de la trajectoire des points, point virtuel de reference, axes d'inertie) sont associes a l'ensemble des points des lignes centrales. Un modele de deformation elastique, applique a la structure arterielle est egalement analyse. Il complete l'evaluation des deplacements de facon globale. Notre systeme d'interpretation associe differents concepts qualitatifs pour decrire de maniere symbolique une sequence de situations. Malgre l'heterogeneite du mouvement cardiaque, l'evaluation detaillee de mouvements anatomiquement relies est realisable. Le systeme est organise au moyen d'une structure hybride, dans laquelle les resultats numeriques sont exprimes sous forme de clauses symboliques semi-quantitatives qui, en utilisant les bases de connaissance et le raisonnement spatio-temporel, se transforment en ensembles de listes dotees d'attributs exclusivement qualitatifs. Les resultats les plus importants sont analyses en utilisant des cartes de situations des regions irriguees. Le suivi temporel des deplacements et l'etude du mouvement 3-d combines offrent des perspectives prometteuses qui ameliorent notablement les caracteristiques actuelles de l'angiographie cardiaque.