Seguimiento de regiones en el análisis cuantitativo de secuencias de imágenes ecocardiográficas

Las técnicas de imagen por ultrasonidos permiten valorar la cardiopatía isquémica de una forma no invasiva, rápida y con un bajo coste. Recientemente han surgido nuevos métodos de adquisición que proporcionan información adicional para cada punto de la imagen. Es posible medir la velocidad en todos los puntos del miocardio mediante imágenes Doppler de tejidos, mientras que el uso de agentes de contraste permite medir la perfusión en toda la pared cardiaca. En ambos casos, para realizar un análisis cuantitativo regional es necesario obtener la evolución temporal de los valores de la imagen en determinados segmentos de la pared. Para ello, es necesario definir áreas de interés que correspondan a la misma región anatómica en cada cuadro a lo largo de toda la secuencia, para lo cual se debe compensar el movimiento cardiaco y del transductor. En esta tesis se abordan tres problemas relacionados con el reposicionamiento automático de regiones en secuencias de ecocardiografía. En primer lugar, se desarrollan y evalúan métodos basados en flujo óptico para el seguimiento de regiones de interés definidas por el usuario en secuencias de ecocardiografía con contraste. Se evalúan tres métodos, dos basados en correspondencia de bloques y un método diferencial, para minimizar la intervención del usuario en el reposicionamiento de la región a lo largo de la secuencia. Se comparan también con el reposicionamiento completamente manual, obteniéndose una mejora significativa con todos los métodos propuestos. Entre los métodos evaluados, el método diferencial presentó los mejores resultados, En segundo lugar se aborda el seguimiento automático de curvas marcadas por el usuario en el interior del miocardio, en secuencias de imágenes Doppler de tejido. Se ha diseñado un contorno activo abierto con una energía basada en el desplazamiento entre imágenes calculado por flujo óptico. Para obtener un seguimiento preciso se emplea una adquisición dual de imagen en escala de gris e imagen Doppler. Esto permite la obtención precisa de representaciones modo M anatómico. En último lugar, para analizar cuantitativamente la perfusión regional, se aborda el problema de la segmentación y el seguimiento del miocardio completo en secuencias de ecocardiografía con contraste. Se propone un modelo basado en dos contornos activos guiados por flujo óptico para la segmentación simultánea de endocardio y epicardio. Las evoluciones de los contornos están ligadas entre sí mediante restricciones geométricas. Se realiza una evaluación respecto a la segmentación manual en secuencias adquiridas en tres vistas distintas, obteniéndose un alto nivel de concordancia. Los métodos propuestos permitirán mejorar la fiabilidad del análisis regional del corazón, proporcionando información cuantitativa de forma automática o semiautomática.