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3D reconstruction of blood vessels by data fusion from angiographic and echographic images

By SUREDA (F.), BLOCH (C.), PELLOT (C.) and HERMENT (A.)

Abstract

Three-dimensional reconstruction of vascular lesions is of great medical interest\ud for diagnosis and prognosis of the atheromateous disease, as well as for a\ud better understanding of restenosis phenomena related to the revascularisation\ud techniques. In order to provide a quantitative description of the geometry of\ud complex atheromateous lesions, we propose an original approach for 3D vessel\ud surface reconstruction, which relies on fusion of data obtained with both digital\ud angiography and intravascular echography. This method is based on a first step\ud consisting of a geometrical modelization of acquisitions and data, which yields a\ud first rough reconstruction by geometrical fusion of the parameters extracted from\ud the vessel contours obtained from both modalities which provides, by interpolation\ud of echographic contours, the 3D surface of the vessel lumen . The next step\ud consists in taking into account the imprecision on the parameters estimated\ud during the first step. For this task, we propose an original method based on a\ud modelization of parameters as fuzzy numbers which allows to introduce, through\ud fuzzy mathematical morphology, the imprecision on the acquisitions and on the 3D\ud data. This provides a 3D reconstruction which takes into account all data about\ud the problem . The first results prove clearly the feasibility of the method and the\ud interest of using information issued from different modalities for improving the\ud 3D reconstruction of blood vessels, without any a priori mathematical model of\ud vessel morphology. The explicite introduction of imprecisions in the fusion process\ud allows to eliminate ambiguities and contradictions we would obtain in a simple\ud reconstruction from only one modality, and leads to a decision about the true\ud morphology of vessels.La reconstruction tridimensionnelle des lésions vasculaires présente un intérêt médical majeur pour le suivi diagnostique et pronostique de la maladie athéromateuse, ainsi que pour une meilleure compréhension des phénomènes de resténose associés aux techniques interventionnelles de revascularisation. Afin de fournir une meilleure description morphologique et quantitative des lésions athéromateuses complexes, nous proposons une approche originale de reconstruction 3D de la surface des vaisseaux, par la fusion de données issues d'angiographies numérisées et d'échographies endovasculaires. Cette méthode repose sur une première étape de modélisation géométrique des acquisitions et des données, qui débouche sur une première reconstruction par fusion géométrique des paramètres extraits des deux modalités et interpolation des contours échographiques. L'étape suivante consiste à prendre en compte l'imprécision sur les paramètres estimés lors de la première étape. Pour cela, nous proposons une méthode originale reposant sur la modélisation des paramètres sous forme de nombres flous et sur la morphologie mathématique floue, fournissant une reconstruction 3D prenant en compte toutes les données du problème. Les premiers résultats obtenus démontrent clairement la faisabilité de la méthode et l'intérêt d'exploiter les informations issues de différentes modalités pour améliorer la reconstruction 3D des vaisseaux sanguins, sans modèle mathématique a priori de la forme des vaisseaux. L'introduction explicite des imprécisions dans le processus de fusion permet d'éliminer les ambiguités et les contradictions qu'on aurait dans une reconstruction simple à partir d'une seule modalité et conduit à une décision sur la morphologie réelle des vaisseau

Topics: Angiographie, Traitement image, Formation image tridimensionnelle, Echographie, Fusion, Homme, Reconstruction image, Vaisseau sanguin, Morphologie mathématique, Nombre flou, Assistance ordinateur
Publisher: GRETSI, Saint Martin d'Hères, France
Year: 1994
OAI identifier: oai:documents.irevues.inist.fr:2042/1891
Provided by: I-Revues
Journal:
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