Vers une segmentation optimale d'images cardiaques acquises par RMN pour la reconstruction tridimensionnelle du coeur

par Malek Makki

Thèse de doctorat en Génie biomédical

Sous la direction de Jean-François Lerallut.

Soutenue en 1997

à Compiègne , dans le cadre de École doctorale 71, Sciences pour l'ingénieur (Compiègne) .

mots clés

• Coeur -- Imagerie par résonance magnétique
• Exploration fonctionnelle cardiaque
• Imagerie tridimensionnelle en médecine
• Traitement d'images -- Techniques numériques
• Reconstruction d'image
• Interfaces graphiques (informatique)
• Hystérésis
• Voronoi, Polygones de

Résumé

Un protocole d'exploration cardiaque par RMN avec séquence Spin-Echo a été adapté à la reconstruction tridimensionnelle du coeur avec un double balayage du coeur de l'apex à la base. Les images acquises sont segmentées selon les processus d'extraction optimale des contours afin de retracer le plus fidèlement possible les cavités cardiaques. Cette segmentation automatique comprend un filtrage numérique optimal par approche de Canny-Dériche, une suppression des maxima non locaux avec interpolation linéaire des pixels adjacents, un seuillage par hystérésis adaptatif avec un seuil haut et un seuil bas en fonction des données statistiques de l'image, et une fermeture des contours avec codage et jonction des extrémités combinant le module et la phase des pixels. La squelettisation est basée sur un opérateur morphologique chapeau-haut-de-forme qui comprend une érosion suivie d'une dilatation avec un élément structurant carré. Les images segmentées sont ensuite regroupées et empilées pour une extrapolation de la troisième dimension qui commence par une interpolation linéaire des pixels en fonction des intensités et des distances inter-coupes. Une homogénéisation des intensités est ainsi produite et les points sont reportés dans un graphe direct dit de Voronoï représentant une cartographie des points de contours de chaque plan de coupe. La reconstruction des facettes est appliquée par un processus de triangulation de Delaunay qui est basée sur une jonction des vertexes selon le chemin à coût minimal. L'implantation de ces outils est réalisée sur une station type Silicon Graphics que nous avons configurée par interfaces graphiques pour utilisateur pour l'acquisition, la visualisation et la segmentation automatique des images. Ces applications graphiques conviviales et interactives permettent par leur implantation événementielle selon des fenêtres et des boîtes de dialogues d'intégrer cette plate-forme dans un site hospitalier. Son extension à l'acquisition et l'analyse des images sous format DICOM et l'archivage par un réseau PACS figurent parmi les perspectives.

Titre traduit

Towards a optimal segmentation of cardiac images acquired with NMR to a three dimensionnal reconstruction of the heart

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