Segmentation cardiaque spatio-temporelle

Segmentation cardiaque spatio-temporelle

Les progrès dans le domaine de l’imagerie par résonance magnétique (IRM) permettent d’ob tenir [37] des séquences d’images tridimensionnelles du cœur acquises successivement pendant le cycle cardiaque. Afin d’interpréter de telles séquences spatio-temporelles, les cardiologues sont confrontés ` a deux difficultés fondamentales. 1. Comment représenter l’évolution au cours du battement cardiaque de la géométrie d’une structure d’intérˆ et comme le myocarde (muscle cardiaque)?

2. Comment déterminer des mesures précises permettant d’évaluer le bon fonctionnement de ces structures? A partir des images brutes– qui correspondent ` a environ 250 images bidimensionnelles par séquence spatio-temporelle– répondre ` a le première question implique la visualisation mentale d’objets tridimensionnels évoluant au cours du temps.

Quant ` a la deuxième question, y répondre est impossible sans recourir ` a des méthodes numériques. Pour résoudre ces deux problèmes et donc exploiter pleinement le potentiel offert par les capteurs d’images médicales, l’assistance d’outils informatiques est alors nécessaire. Dans les chaınes d’analyse informatique des images, l’étape cruciale est la segmentation, c’est-` a-dire, la localisation spatiale des objets d’intéret qui pourraient apparaıtre dans l’image.

A travers l’exemple concret d’images cardiaques 3D+t, nous illustrons, dans ce chapitre (voir également [92, 118, 20]), comment bˆ atir une telle procédure automatique ` a l’aide de l’approche morphologique reposant sur la ligne de partage des eaux. Nous insistons, d’une part, sur l’intégration de connaissances a priori (modèles) pour déterminer la chaıne de traitement.

D’autre part, une attention particulière est portée ` a la prise en compte de la dimension spatio temporelle des séquences d’images. Enfin, la méthode proposée est validée en comparant, pour une vingtaine de patients, les résultats qu’elle produit ` a des segmentations tracées manuellement par deux experts cardiologues

Que segmenter? Dans cette section, nous identifions les objets d’intérˆ et qui doivent ˆ etre segmentés pour répondre aux questions pratiques posées en introduction. Ce faisant, nous introduisons un en semble de connaissances qui permettent de spécifier la chaˆ ıne d’opérateurs utilisée pour la seg mentation

Topologie Le myocarde ventriculaire gauche (MVG) focalise l’attention des cardiologues car il est l’objet des pathologies les plus fréquentes et les plus graves telles que l’infarctus. Il est délimité par deux surfaces : la frontière épicardique (∂Ep) et la frontière endocardique (∂En). Chacune de ces surfaces partitionne l’espace tri-dimensionnel en deux objets d’intéret connexes.

Nous considérons donc (voir Figure 5.1a) : (i), la cavité ventriculaire gauche (CVG) dont le bord est ∂En et son complémentaire CVG; et (ii), l’union de la CVG et du MVG, dénotée CMVG, dont le bord est ∂Ep et son complémentaire appelé fond ventriculaire (FV = 5.2.2 G´eom´etrie CMVG).