Imagerie Cardiaque Multimodalités 2D et 3D :<br />application à la Coronarographie/Tomoscintigraphie/TEP-CT - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2006

Imagerie Cardiaque Multimodalités 2D et 3D :
application à la Coronarographie/Tomoscintigraphie/TEP-CT

Résumé

Coronarography and tomoscintigraphy (SPECT, Single Photon Emission Tomography) are two imaging
techniques used standardly for the diagnosis of cardiovascular diseases. The first modality consists of X-ray
image sequences visualizing each, in a same plane, the coronary arteries located on the front and the back side
of the heart. The X-ray images give anatomical information relating to the arterial tree and highlight eventual
artery narrowings (stenoses). The SPECT modality (nuclear imaging) provide a 3D representation of the
myocardial volume perfusion. This functional information authorizes the visualization of myocardial regions
suffering from irrigation defaults. The aim of the presented work is to superimpose (in the 3D space) the
functional and anatomical information in order to establish the visual link between arterial lesions and their
consequence in terms of irrigation defaults. In the 3D representation chosen to facilitate the diagnosis, the
structure of a schematic arterial tree and the stenoses are placed onto the perfusion volume. The initial data
consist of a list of points representative for the arterial tree (start and end points of arterial segments,
bifurcations, stenoses, etc) and marked by coronarographists on the X-ray images of the different incidences.
The perfusion volume is then projected under the incidences of the coronarographic images. A registration
algorithm superimposing the X-ray images and the corresponding SPECT projections provides the parameters
of the geometrical transformations bringing the points marked in the X rays images in equivalent positions in
the 2D SPECT images. A 3D reconstruction algorithm is then used to place the arterial points and the stenoses
on the perfusion volume and build a schematic tree acting as landmark for the clinician. A 28 patient database
was used to realize 40 3D superimposition of anatomo-functional data. These reconstructions have shown that
the 3D representation is precise enough for the establishment of the visual relationship between stenoses and
perfusion defaults. Our 3D superimposition algorithms were then be completed in order to replace the SPECT
modality by data of the PET/CT (Positron Emission Tomography/Computed Tomography) bimodal
examination. The data of a clinical trimodal PET/CT/coronarography case have been used to evaluate the
adequacy of our algorithms to novel imaging modalities.
La coronarographie et la tomoscintigraphie (SPECT, de l'anglais "Single Photon Emission Computed
Tomography") sont deux techniques d'imagerie utilisées couramment pour diagnostiquer les maladies
cardiovasculaires. La première modalité est constituée de séquences d'images à rayon X visualisant chacune,
dans un même plan, les artères coronaires situées sur la face avant et la face arrière du coeur. Les images à
rayons X fournissent des informations anatomiques liées à l'arbre artériel et mettent en évidence d'éventuels
rétrécissements des artères (sténoses). La modalité SPECT (imagerie nucléaire) fournit une représentation 3D
de la perfusion du volume myocardique. Cette information fonctionnelle permet la visualisation de régions
myocardiques souffrant de défauts d'irrigations. Le but du travail présenté est de superposer, en 3D, les
informations fonctionnelles et anatomiques pour établir un lien visuel entre des lésions artérielles et leurs
conséquences en termes de défauts d'irrigation. Dans la représentation 3D choisie pour faciliter le diagnostic, la
structure d'un arbre artériel schématique, comprenant les sténoses, est placée sur le volume de perfusion. Les
données initiales sont constituées d'une liste de points représentatifs de l'arbre artériel (points d'arrivée et de
départs de segments d'artères, bifurcations, sténoses, etc.) marqués par le coronarographiste dans les images à
rayons X des différentes incidences. Le volume de perfusion est ensuite projeté sous les incidences des images
de coronarographie. Un algorithme de recalage superposant les images à rayons X et les projections SPECT
correspondantes fournit les paramètres des transformations géométriques ramenant les points marqués dans les
images à rayons X dans une position équivalente dans les images SPECT. Un algorithme de reconstruction 3D
permet ensuite de placer les points artériels et les sténoses sur le volume de perfusion et de former un arbre
schématique servant de repère au clinicien. Une base de données formée de 28 patients a été utilisée pour
effectuer 40 superpositions 3D de données anatomo-fonctionnelles. Ces reconstructions ont montré que la
représentation 3D est suffisamment précise pour permettre d'établir visuellement un lien entre sténoses et
défauts de perfusions. Nos algorithmes de superpositions 3D ont ensuite été complétés pour remplacer la
modalité SPECT par les données de l'examen bimodal TEP/CT (Tomographie par Emission de
Positons/Tomodensitométrie). Les données d'un cas clinique trimodal TEP/CT/coronarographie ont été utilisées
pour vérifier l'adéquation de nos algorithmes à la nouvelle modalité d'imagerie.
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these_LOPEZ_HERNANDEZ_2006.pdf (10.27 Mo) Télécharger le fichier

Dates et versions

tel-00118991 , version 1 (07-12-2006)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00118991 , version 1

Citer

Juan Lopez-Hernandez. Imagerie Cardiaque Multimodalités 2D et 3D :
application à la Coronarographie/Tomoscintigraphie/TEP-CT. Traitement du signal et de l'image [eess.SP]. Institut National Polytechnique de Lorraine - INPL, 2006. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00118991⟩
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