Fusion des données multimodales

Grâce aux méthodes d’analyse développées préalablement dans l’équipe (cf. section 2.2) et proposées dans ce chapitre, plusieurs représentations des descripteurs extraits, réparties en 4 catégories, sont disponibles (cf. tableau 3.8).

Modalité Objet 3D Carte du VG Plans Image Œils-de-bœuf

TDM Cavités et veines Axial, Sagital et

Coronal

IRM-Ciné 2,3,4 cavités ; pe-

tit axe IRM-LGE Myocarde et fi-

brose Carte de trans- muralité de la fibrose 2,3,4 cavités ; Pe- tit axe Fibrose moyenne IRM- MOLLI Modèle 3D du VEC Carte de fibrose diffuse

petit axe VEC moyen

STE Contours endo-

cardiques

DEM et Ampli- tude

EAM Surface endocar-

dique Carte d’activation et d’amplitude des EGMs LAT et Ampli- tude

Tableau 3.8 – Tableau des représentations des descripteurs de la fonction cardiaque. En gras : cartes des propriétés tissulaires nouvellement créées.

Ainsi, on dispose à la fois de représentations 3D (segmentations et cartes du VG) et 2D (images et œils-de-bœuf). A partir de l’ensemble de ces données, l’objectif est de définir une stratégie de visualisation synthétique permettant d’évaluer efficacement les propriétés de chaque site du VG. Dans les travaux précédents, deux types de fusion ont été investiguées : (i) la fusion des propriétés anatomiques et électriques qui donnent alors lieu à une carte des propriétés électriques spécifique au patient, c’est-à-dire une représentation des données électriques directement sur la représentation anatomique du VG, et (ii) la fusion des pro- priétés électriques ou mécaniques avec les images 2D. L’inconvénient d’une représentation reposant sur les images, est qu’elle nécessite de naviguer dans les coupes et ne permet donc pas une évaluation visuelle immédiate des propriétés de l’ensemble des sites. La fusion des propriétés électriques, mécaniques et tissulaires avec l’anatomie du VG issue de la TDM, avec la création de nouvelles cartes du VG, a donc été privilégiée.

La stratégie de fusion proposée est résumée par la figure 3.29. En plus de la carte des propriétés électriques issue des travaux précédents, deux nouvelles cartes des propriétés tissulaires sont obtenues par fusion entre les modalités IRM et TDM : une carte de trans- muralité de la fibrose macroscopique ainsi qu’une carte de fibrose diffuse (décrites ci-après). Ensuite, la fusion de ces deux cartes permet la création d’une carte générale des propriétés tissulaires qui, une fois fusionnée avec la carte des propriétés électriques et les contours échocardiographiques, permet d’aboutir au modèle 3D de planification spécifique au pa- tient.

1. Création d’une carte des propriétés tissulaires

Dans l’optique de simplifier la visualisation de l’ensemble des descripteurs extraits, deux nouvelles cartes des propriétés tissulaires ont d’abord été générées par fusion entre les

Figure 3.29 – Stratégie de fusion des données multimodales issues de l’analyse de planification de la CRT.

séquences IRM (LGE et MOLLI) et le modèle anatomique du VG. Concernant la représen- tation de la fibrose macroscopique, l’indicateur de transmuralité, présenté au paragraphe 2.1.2, a été choisi.

Les deux cartes sont calculées par lancer de rayon. La figure 3.30 illustre les différentes étapes. Tout d’abord, les points du maillage du VG issu de la TDM sont associés à un plan de coupe IRM petit axe en fonction de l’épaisseur T de celui-ci. Pour chaque coupe, la délimitation des contours endocardiques permet de définir le centre Gkdu VG dans ce plan

de coupe. Le centre G_kassocié à un point P_i du maillage permet alors de générer un rayon passant par P_i et parallèle au plan de coupe. L’intersection du rayon avec les contours du myocarde fournit une épaisseur locale δMi de ce dernier. De même, l’intersection du

rayon avec la segmentation de la fibrose donne une épaisseur locale δ_Fi de cette fibrose. La transmuralité (en %) de la fibrose macroscopique au point P_i est alors définie par :

T rs(Pi) = 100

δMi

δFi

(3.18)

De la même manière, la carte de fibrose diffuse est calculée par intersection des rayons avec le modèle 3D myocardique précédemment présenté. Le VEC associé à Pi est alors la valeur

de VEC du point d’intersection entre le modèle myocardique et le rayon.

Figure 3.30 – Création d’une carte de transmuralité de la fibrose macroscopique par lancer de rayons. Chaque point du maillage est associé à un plan de coupe IRM, puis un rayon parallèle à ce plan de coupe est défini. La transmuralité est ensuite déduite des intersections du rayon avec le myocarde et la fibrose.

La diminution de la qualité de réponse à la CRT lors d’une stimulation de zones du VG associées à la fibrose macroscopique est largement reportée dans la littérature (cf. para- graphe 1.3.3). A contrario, à ce jour aucune étude n’a étudié la corrélation entre stimulation de zones de fibrose diffuse et réponse à la CRT. L’information de fibrose macroscopique a donc pour l’instant été privilégiée en superposant l’information de fibrose diffuse uni- quement dans les zones sans fibrose macroscopique. Ainsi, une seule représentation résume l’ensemble des propriétés tissulaires extraites des deux séquences IRM (cf. figure 3.29, carte des propriétés tissulaires).

2. Fusion des propriétés électriques, mécaniques et tissulaires

La fusion des propriétés tissulaires, électriques et mécaniques avec l’anatomie du VG abou- tit à la génération de quatre cartes, qui sont alors alors fusionnées pour former le modèle 3D de planification. Les recommandations dans la littérature sont d’éviter la stimulation de zones associées à une fibrose macroscopique de transmuralité supérieure à 50%. La carte

des propriétés tissulaires à donc été seuillée puis superposée à la carte des propriétés élec- triques avec en violet foncé les zones de fibrose macroscopique supérieures ou égales à 50% et dans une teinte plus claire les zones de fibrose diffuse supérieures ou égales à 50%. En- fin, les propriétés mécaniques ont été représentées par des sphères 3D disposées le long de l’intersection entre le modèle du VG et le plan échocardiographique et colorées en fonction de la valeur du descripteur mécanique choisi (délais électro-mécaniques ou amplitude des strains).