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Suivi du microguide sur images fluoroscopiques en intervention neuroradiologique

Lau, Caroline (2010). Suivi du microguide sur images fluoroscopiques en intervention neuroradiologique. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

La rupture d’anévrismes cérébraux présente des taux de mortalité et de morbidité élevés. Le traitement privilégié en prévention de la rupture est l’intervention endovasculaire qui consiste en la navigation d’un microguide et d’un microcathéter vers le site de l’anévrisme pour y déposer des filaments de platine. Cette intervention délicate s’effectue grâce à un système d’imagerie fluoroscopique qui n’offre au maximum que deux plans de vue bidimensionnels. Les cliniciens doivent donc reconstruire mentalement la scène tridimensionnelle dans laquelle ils travaillent. Afin d’offrir un outil de visualisation 3D en temps réel durant les interventions, nous proposons une méthode de suivi du microguide en temps quasi-réel sur images fluoroscopiques qui servira à la reconstruction 3D de l’outil de navigation.

La méthode de suivi développée nécessite trois étapes principales : le rehaussement de l’image par la méthode de Frangi, la segmentation de l’outil par chemin minimal dans une image anamorphosée et la localisation des extrémités. La méthode est testée sur neuf séquences fluoroscopiques pour un total de 506 images. On obtient une précision de 0,08 ± 0,09 mm sur le suivi du mouvement latéral du microguide et de 1,09 ± 2,24 mm sur le suivi de l’extrémité distale. Les taux de succès sont 95 % et de 82 % respectivement. Le temps de traitement moyen est de 0,006 ± 0,007 secondes par image. Ces résultats démontrent la faisabilité du suivi du microguide en temps quasi-réel avec un bon taux de réussite. Des améliorations peuvent toutefois être apportées à la localisation des extrémités et une validation en ligne est souhaitable pour démontrer la capacité d’implantation clinique de la méthode.

Titre traduit

Guidewire tracking on fluoroscopic images from neuroradiological interventions

Résumé traduit

Ruptures of cerebral aneurysms present high mortality and morbidity rates. The current preferred treatment for rupture prevention is the embolisation of the cerebral aneurysm. This endovascular treatment requires the navigation of a guidewire and microcatheter within cerebral arteries. Platinum coils are then released within the aneurysm to induce thrombosis. This delicate procedure is performed with the use of a fluoroscopic imaging system, which provides clinicians with only two two-dimensional views. However, clinicians must mentally reconstruct the 3D scene. In order to offer a 3D real-time visualisation software for use during interventions, a method for robust guidewire tracking in near real-time on fluoroscopic images is proposed.

The main steps of the method consist of line structure enhancement filtering using an adapted version of Frangi’s vessel enhancement filter, mapping of the image space to a vertical space, minimal path segmentation and endpoint localisation. The method was tested on nine fluoroscopic sequences with a total of 506 images. We obtained a precision of 0.08 ± 0.09 mm in lateral guidewire movement and 1.09 ± 2.24 mm for tip localisation. Guidewire tracking success rate is at 95 % and tip tracking success rate is at 82 %. Mean computational time is 0.006 ± 0.007 seconds per image. These results show that robust guidewire tracking in near real-time with good tracking success is possible. Nonetheless, tip tracking can be improved to achieve better performance. An additional validation process including on-line guidewire tracking should be performed to confirm real-time capabilities.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise en génie des technologies de la santé". Bibliogr. : f. [101]-104.
Mots-clés libres: Fluoroscopie. Imagerie tridimensionnelle en médecine. Vaisseaux sanguins Chirurgie endoscopique. microguide, rehaussement, temps réel
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
De Guise, Jacques A.
Co-directeurs de mémoire/thèse:
Co-directeurs de mémoire/thèse
Soulez, Gilles
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie
Date de dépôt: 18 nov. 2010 16:51
Dernière modification: 07 févr. 2017 21:40
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/306

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