Detección del movimiento cardiaco mediante técnicas de registro elástico

Abstract

Esta Tesis Doctoral profundiza en el estudio de métodos de registro elástico para la estimación de movimiento. Se centra en la estimación del movimiento cardiaco a partir de secuencias de imágenes de ecocardiografía. Las técnicas propuestas en esta Tesis Doctoral pueden aportar datos cuantitativos y objetividad en el análisis de la función regional del ventrículo izquierdo, que generalmente se realiza de forma cualitativa por inspección visual. Se proponen nuevos métodos de registro elástico espacio-temporal para la estimación del movimiento a partir de una sencuencia de imágenes. La aplicación específica es la estimación del campo de desplazamiento cardiaco a partir de secuencias bidimensionales de ultrasonidos. La idea básica es encontrar la deformación espacio-temporal que compensa el movimiento de la secuencia. La clave del método es el uso de modelos de transformación paramétricos semilocales, que permiten controlar la suavidad de la transformación. Se utilizan métodos de optimización multirresolución para asegurar velocidad y robustez en el proceso. El campo de desplazamiento es el punto de partida para el cálculo de otros parámetros que caracterizan el movimiento del miocardio, como la velocidad o la deformación local (strain). Los métodos propuestos se ajustan y validan sobre secuencias sintéticas que simulan el movimiento del corazón y el proceso de adquisición de las imágenes de ecografía. Estas secuencias estimar la exactitud de los métodos propuestos en distintas circunstancias de ruido, así como ajustar sus parámetros adecuadamente. Por otra parte, se han validado los resultados obtenidos sobre imágenes reales con otro método de medida del movimiento, como es la técnica de Doppler Tisular. Los métodos propuestos aportan una ventaja fundamental sobre las técnicas Doppler como es el cálculo de todas las componentes del movimiento y no únicamente al proyección del movimiento sobre el haz de ultrasonidos. Por último, los métodos propuestos se han aplicado al estudio del análisis regional del ventrículo izquierdo en un conjunto de secuencias de enfermos isquémicos y voluntarios sanos. Se confirma que la propuesta permite obtener diferencias signicativas entre segmentos normales y patológicos, ilustrando su aplicabilidad clínica.