5.4 Résultats de l’assistance proposée
5.4.3 Guidage jusqu’à un site de stimulation visé
Im(x, y) si Segmentation(x, y) = 0
α.Ref (x, y) + (1 − α).Im(x, y) sinon
(5.5) Avec :
Ref : Image du cycle de référence associée à l’image courante
Comme dit précédemment, la méthode permettant de compenser la dérive n’a pas été activée pour des raisons de confort visuel. Ainsi, on peut observer sur les résultats obtenus des décalages entre la veine injectée dans les injections partielles et le réseau de veines coronaires complet. Ce décalage est observable également sur la sonde VD, visible en double du fait qu’elle appartienne à la segmentation. Bien que ce décalage soit existant, il est assez faible pour ne pas confondre deux veines. On peut donc considérer cette précision comme suffisante pour l’assistance de la procédure.
5.4.3 Guidage jusqu’à un site de stimulation visé
Nous nous sommes fixés comme second objectif d’appuyer le clinicien dans le choix d’un site de stimulation du VG en peropératoire et le guidage vers ce site. Dans la section 5.4.3.a, nous traitons de la projection du modèle de planification sur la séquence rayon-X courante, suivie de visualisations d’assistance dans la section 5.4.3.b.
5.4.3.a Superposition du modèle
Le modèle préopératoire est projeté sur la séquence de fluoroscopie courante à l’aide de la transformation détaillée dans la section 5.3.5. Il contient de nombreuses informations, qu’il s’agisse des structures anatomiques (oreillette gauche (OG), VG, veine coronaires) ou des descripteurs présentés dans les chapitres 2 et 4. Afin de ne pas encombrer la vision du clinicien, il a été proposé d’afficher ou de masquer ces différents éléments, et de leur appliquer des paramètres de transparences. De même, des seuillages sur les valeurs de descripteurs peuvent être utilisés, permettant par exemple de n’afficher que les zones où la transmuralité de la fibrose est supérieure à 20% (figure 5.19a). Pour faciliter la gestion de ces options, les éléments du modèle sont gérés indépendamment, en distinguant le descripteur affiché, les veines coronaires, l’OG et le VG.
La superposition du modèle sur la séquence rayon-X courante est effectuée dans une fenêtre OpenGL. La rotation définie par le C-Arm, la translation entre les deux référentiels, et la pyramide de projection sont trois matrices carrées de dimension 4, permettant de définir la géométrie du rendu au sein de cette fenêtre. Une quatrième matrice a été adjointe, garantissant le rapport hauteur/largeur de l’image dans le cas où la fenêtre de visualisation est redimensionnée.
Un test de profondeur est possible lors du rendu OpenGL, permettant de n’afficher que les volumes qui sont visibles dans la perspective de l’environnement virtuel. Ainsi, lorsque ce test est actif, un objet en arrière-plan d’un autre n’est pas rendu. Dans le cas où cette fonctionnalité est désactivée, un pixel de l’écran prend pour valeur celle du dernier volume rendu à ce pixel, supprimant toute compréhension de la perspective du modèle (figure 5.19b). Les requêtes de rendu graphique des éléments du modèle sont effectuées dans l’ordre : (i) le descripteur affiché, (ii) les veines coronaires, (iii) l’OG et (iv) le VG.
Chapitre 5 – Assistance peropératoire de la thérapie de resynchronisation cardiaque
La transparence des différentes structures est obtenue en modifiant la valeur alpha de la couleur d’un élément, définie par un vecteur RGBA. La valeur prise par un pixel de cette structure est la moyenne, pondérée par alpha, de la valeur RGB du pixel et de la structure. Cette transparence n’est pas gérée par le test de profondeur effectué par OpenGL : un élément rendu après une structure transparente, et situé en arrière plan de celle-ci, n’est pas affiché. Ainsi, dans une séquence RAO, les veines coronaires sont masquées par les descripteurs du VG, rendant caduque l’assistance proposée. Des bibliothèques graphiques de plus haut niveau permettent de concilier ces deux options, mais n’ont pas été considérées dans ce travail.
La solution proposée est d’utiliser ce test de profondeur pour l’ensemble des volumes, exceptés les lignes centrales des veines. Ainsi, la perspective est conservée, et le clinicien a toujours connaissance du trajet de la veine en arrière-plan du VG (figure 5.19d).
(a) Affichage des zones où la
transmu-ralité est supérieure à 20%. (b) Suppression du test de profondeurcausant la perte de la perspective.
(c) Incompatibilité entre la
transpa-rence et le test de profondeur. (d) Stratégie proposée pour conserverla perspective et la visibilité des veines coronaires.
5.4. Résultats de l’assistance proposée
5.4.3.b Visualisations d’assistance
Dans la section 2.3, nous avons vu que les différents descripteurs, ainsi que le descripteur multimodal défini dans le chapitre 4, sont projetés sur le volume endocardique du VG. Le choix d’un site de stimulation par le clinicien demande de visualiser la projection des points des veines sur ce même volume endocardique. Cette projection peut être difficile à évaluer à partir de la fusion du modèle de planification avec la fluoroscopie. Une visualisation d’un modèle 3D supplémentaire permettant d’observer le modèle dans n’importe quelle incidence pour évaluer cette projection s’impose donc. De plus, comme remarqué par [Ma et al. 2012], dans une visualisation 3D, seule une face du VG est visible à la fois. C’est pourquoi une visualisation en œil de bœuf est aussi proposée pour visualiser l’ensemble du VG sur une même visualisation. Trois modes de visualisation sont donc proposées au clinicien :
1. La fusion du modèle de planification et/ou du modèle des veines peropératoires avec la séquence rayon-X ;
2. Le modèle 3D ;
3. Une visualisation en œil de bœuf.
Comme souligné dans la section 5.3.5.a, la correspondance entre la vue angiographique et la visualisation en œil de bœuf n’est pas directe. Ainsi, ces trois modes de visualisation ont été associés, permettant de projeter sur chacune tout point cible défini sur l’une d’entre elles. Quelle que soit la visualisation sur laquelle une cible a été définie, la correspondance est effectuée par un passage par les coordonnées 3D du point cliqué par l’opérateur. Depuis la position 3D du point, la visualisation sur le modèle 3D et les projections sur l’œil de bœuf et sur la séquence rayon-X sont directes. Dans les paragraphes suivants, nous détaillons les méthodes mises en œuvre pour définir les coordonnées 3D du point défini à partir des trois modes de visualisation.
Définition d’une cible sur le modèle 3D Dans un premier temps, il est vérifié que le point sélectionné sur le modèle correspond à un volume d’une veine coronaire. Une projection de ce point est réalisée sur le grand axe du VG. Un rayon partant du point projeté et passant par le point sélectionné est alors lancé. Le barycentre des intersections de ce rayon avec le volume des veines coronaires est alors retenu comme la cible sélectionnée par l’utilisateur. Ce procédé permet de centrer le point défini dans la veine coronaire correspondante.
Définition d’une cible sur la visualisation en œil de bœuf Rappelons tout d’abord que les coordonnées polaires (r, θ) d’un point de la visualisation en œil de bœuf sont le pourcentage de la hauteur du VG pour r, et l’angle par rapport au centre de la paroi latérale du VG pour θ. Pour pallier la dissymétrie du VG, la valeur de θ est calculée non pas par rapport à un point sur le grand axe, mais à partir du barycentre du VG dans la coupe petit axe à la hauteur r, comme présenté en annexe D.2.1. Un rayon partant de ce barycentre dans la direction θ est alors lancé. À nouveau, le barycentre des intersections, si elles existent, de ce rayon avec le volume des veines coronaires est retenu comme la cible sélectionnée par l’utilisateur.
Définition d’une cible sur la séquence rayon-X Cette définition de cible est plus complexe, car un emplacement dans l’image rayon-X peut correspondre à plusieurs points 3D. Les coordonnées du pixel sélectionné sur l’image de la séquence rayon X sont transformées en coordonnées dans le référentiel du détecteur du C-Arm, comme défini sur la figure 5.12. Un
Chapitre 5 – Assistance peropératoire de la thérapie de resynchronisation cardiaque
Figure 5.20 – Propagation des cibles entre les différentes visualisations d’assistance rayon partant de ce point et passant par la source du C-Arm est alors lancé. Les intersections de ce rayon avec les différents volumes des veines coronaires, mises dans le référentiel du C-Arm à l’aide de la transformation TM od→C−Arm, sont déterminées. Ces points d’intersection sont regroupés suivant la distance qui les séparent. Deux points sont dans le même groupe si leur distance est inférieure à 5 mm. Les barycentres des groupes ainsi définis sont calculés et remis dans le référentiel du modèle à l’aide de T−1
M od→C−Arm. Ils constituent les cibles sélectionnées par l’utilisateur.
La correspondance entre les trois éléments est visible pour un cas traité sur la figure 5.20.