3D and 3D+t modelling of coronary arteries from rotational sequences of X-ray projections - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 2004

3D and 3D+t modelling of coronary arteries from rotational sequences of X-ray projections

Modélisation 3D et 3D+t des artères coronaires à partir de séquences rotationnelles de projections rayons X

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Christophe Blondel

Abstract

X-ray angiography is the mostly used imaging modality for the diagnosis of coronary arteries pathologies. Current clinical routine relies on a rough processing of X-ray projections.
However, images have defects such as length foreshortening, magnification effect, and superimpositions. These difficulties impact diagnosis and therapeutical orientation.

We propose to take advantage of a new angiography acquisition mode: the rotational mode, so that to produce tridimensional and dynamic models of the coronary tree. These models would allow to overcome the intrinsic defects of images.

Our work is divided in three parts. First, a 3D multi-ocular reconstruction leads to a static model of coronary arteries centerlines, including the respiratory motion. Then, a 4D motion model of coronary arteries is computed over the entire cardiac cycle. Finally, knowledge of respiratory and cardiac motions is incorporated to perform the tomographic reconstruction of coronary arteries.

We have tested our approach on a 22 patients database and have proposed new tools and clinical applications for these tridimensional and dynamic models. These diagnostic tools have been prototyped and will be involved in clinical studies.
L'angiographie par rayons X est la modalité d'imagerie médicale la plus utilisée pour l'exploration des pathologies des vaisseaux coronariens. La routine clinique actuelle repose sur l'utilisation brute des images angiographiques. Pourtant, ces images présentent des défauts tels que le raccourcissement des longueurs, l'effet de grandissement ou la présence de superpositions. Ces faiblesses peuvent fausser le diagnostic et le choix thérapeutique.

Nous proposons d'exploiter un nouveau mode d'acquisition angiographique, le mode rotationnel, pour produire des modélisations tridimensionnelles et dynamiques de l'arbre coronaire. Ces modélisations permettraient de s'affranchir des défauts intrinsèques aux images.

Notre travail se compose de trois étapes. Dans un premier temps, une reconstruction 3D multi-oculaire donne un modèle statique des lignes centrales des artères coronaires, prenant en compte le mouvement respiratoire. Par la suite, un mouvement 4D des artères coronaires est determiné sur l'ensemble du cycle cardiaque. Enfin, la connaissance des mouvements respiratoire et cardiaque permet de réaliser la reconstruction tomographique des artères coronaires.

Nous avons testé notre approche sur une base de 22 patients et avons proposé de nouveaux outils et applications cliniques à partir de ces modélisations tridimensionnelles et dynamiques. Ces outils diagnostiques ont été prototypés et feront l'objet d'une validation clinique.
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Dates and versions

tel-00006067 , version 1 (12-05-2004)

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  • HAL Id : tel-00006067 , version 1

Cite

Christophe Blondel. Modélisation 3D et 3D+t des artères coronaires à partir de séquences rotationnelles de projections rayons X. Interface homme-machine [cs.HC]. Université Nice Sophia Antipolis, 2004. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00006067⟩
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