Reconstruction 3D+T des artères coronaires à partir d'une séquence rotationnelle angiographique

Résumé

Les maladies coronariennes sont une cause fréquente de décès dans les pays industrialisés. Au lieu d’avoir recours aux chirurgies traditionnelles à coeur ouvert, les cardiologues ont recours aux interventions percutanées, qui consistent en l'insertion du cathéter par l'artère fémorale. Le cathéter est dirigé vers les artères affectées, et l'angiographie coronaire est employée pour naviguer dans les structures vasculaires complexes. Par contre, l'angiographie 2D ne permet pas de discerner la profondeur, et son utilisation est fréquente durant une intervention, nécessitant ainsi une importante quantité d'agent de contraste et une exposition prolongée aux rayons X. Pour mitiger l'impact de ces problèmes, des techniques d'imagerie médicale sont employées pour assister le cardiologue lors de l'intervention, notamment la modélisation 3D+t des artères coronaires reconstruites à partir d'une séquence rotationnelle angiographique. Ces volumes permettent au chirurgien de guider le cathéter en 3D de manière claire, ainsi que limiter l'utilisation de rayons X et d'agent de contraste en effectuant l'intervention plus rapidement. La méthode proposée dans cette étude contient d'abord une segmentation multi-échelles par composants connectés pour extraire les artères coronaires et éliminer le bruit occasionné par les artéfacts d'arrière-plan comme les côtes et les poumons. Pour éliminer le décalage occasionné par le mouvement respiratoire, le déplacement est ensuite modélisé grâce à un modèle mathématique cyclique qui synchronise les images angiographiques de la séquence rotationnelle. La reconstruction 3D est ensuite effectuée en appariant les bifurcations des images pour en reconstruire les segments d'artères. Les pixels résultants sont appariés grâce à la géométrie épipolaire et une minimisation d'énergie par parcours de graphe. Une déformation affine par optimisation non linéaire du modèle reconstruit s'en suit pour obtenir une fluidité temporelle. La méthode est ainsi entièrement automatique, et les résultats démontrent qu'en présence de mouvement cardiaque et respiratoire, la reconstruction est robuste et est évaluable en contexte interventionnel.

Date	28 mars 2013
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Luc Duong (Directeur(-trice))