Geautomatiseerde analyse van de cardiale morfologie en functie door middel van een geïntegreerde B-spline formulering voor real-time segmentatie en het volgen van de beweging van het linker ventrikel

Met het toenemend optreden van hart- en vaatziekten, zijn geavanceerde medische systemen die deze ziekten vroeg opsporen meer dan ooit nodig. Real-time 3D echocardiografie is de voorbije 10 jaar populairder geworden in de dagdagelijkse klinische praktijk en is ondertussen algemeen aanvaard als een concurrerend alternatief voor cardial magnetische resonantie beeldvorming. Het laat toe om het linker ventrikel volume, de morfologie en de functie in detail te bestuderen. Toch blijft er nog steeds een grote vraag naar software tools waarmee analyses sneller en nauwkeurig kunnen gebeuren. De arts moet immers vaak een tijdsintensieve procedure doorlopen om functionele indices te extraheren. Dit zorgt hiernaast ook voor een signifcante intra- en interobser variabiliteit. Dit was het voornaamste medisch probleem waarop we ons in deze thesis focussen. De voornaamste vernieuwingen concentreren zich op het doordacht gebruik van enkele interessante eigenschappen van algemene level-set algoritmes, zoals regionale segmentatie energie´en, de snelle en robuste evolutiemogelijkheden van de level-set interface via B-spline filtering, en haar aantrekkelijke implementatie eigenschappen. Dit werd mogelijk gemaakt door de Actieve Geometrische Functies, anders te formuleren met behulp van B-splines, en door het wiskundig verband tussen expliciete en impliciete formuleringen van segmentatieproblemen verder te verkennen. Het resulterend algoritme biedt hierdoor een erg aantrekkelijke balans tussen nauwkeurigheid en rekensnelheid, waardoor real-time 3D segmentatie mogelijk werd. Voortbouwend op deze technische doorbraak, hebben we geprobeerd deze techniek uitgebreid toe te passen in een klinische omgeving. Verder hebben we ons geconcentreerd op het automatiseren van de initialisatie van het algoritme, het opstellen van een formulering die de gebruik toelaat om na de automatische segmentatie elegant aanpassingen te maken aan het oppervlak, en de uitbreiding naar een dynamische segmentatie die toelaat om het linker ventrikel te volgen in de tijd. Hierdoor werd een aantrekkelijke oplossing voorgesteld die een volledig automatische real-time segmentatie van het linker ventrikel toeliet, en hierdoor ook mogelijkheden opent om deze software toe te passen in de huidige medische scanners.