Résultats de la reconstruction et du recalage

L’ensemble des méthodes présentées ci-dessus a été évalué à l’aide des séquences issues de la base de données RICART. Parmi les 15 patients, deux patients présentaient des cartographies T1 beaucoup trop artéfactées pour permettre une évaluation du V_EC et un patient présentait trop peu de correspondance entre les images pré- et post-injection. Ils ont donc été exclus de l’évaluation.

Alignement spatial

Les alignements des plans petit axe ont été comparés, pour un ensemble de 98 plans, en considérant : les deux types d’images (cartographies T1 ou image de plus long temps d’in- version) ; les trois types de filtrage (pas de filtrage, gradient, entropie) ; les trois métriques (MS, NC et NMI). Pour cela, l’alignement des plans petit axe avec les vues 2 et 4 cavités à été qualifié visuellement selon trois niveaux : 0 pour un non alignement, 1 pour un léger décalage et 2 pour un très bon alignement. La figure 3.23 illustre les résultats obtenus en représentant respectivement en rouge, orange et vert le nombre de plans appartenant aux catégories 0,1 et 2.

Figure 3.23 – Quantification de l’alignement spatial des plans petit axe en fonction de la métrique et de la représentation image utilisée.

Ces résultats montrent que l’utilisation des images initiales donnent un plus grand nombre de plans très bien alignés (vert) comparé aux représentations structurelles. D’autre part, la métrique des moindre carrés utilisée sur les cartographie T1 est la méthode per- mettant d’obtenir les meilleurs résultats. En effet, elle possède d’une part la plus grande part de plans très bien alignés et d’autre part, une des plus petites portions de plans non alignés (rouge). C’est donc cette méthode qui a été retenue pour nos applications.

Recalage des séquences pré- et post-injection

Ensuite, le recalage inter-séquences a été évalué sur ces mêmes représentations images, mais avec les métriques de corrélation normalisée (NC) et d’information mutuelle de Mattes (MMI). Cette évaluation s’est faite en trois temps. Tout d’abord les caractéristiques de la méthode de recalage rigide permettant d’obtenir le plus grand nombre de coupes bien recalées ont d’abord été sélectionnées. Ensuite, à partir de cette méthode, une mesure per- mettant de quantifier la performance du recalage rigide, qui sera utilisée pour déclencher le recalage déformable en cas de fortes déformations, a été définie. Enfin, la représentation image permettant d’obtenir le meilleur recalage déformable a également été définie.

Evaluation du recalage rigide

Dans un premier temps, les méthodes de recalage rigide (basées sur les contours et sur l’intensité) ont été appliquées à l’ensemble de la base de données. Grâce à la délinéation manuelle des contours myocardiques, l’application de l’ICP permet d’obtenir une première solution spatialement cohérente dans les cas où le recalage rigide suffit. Afin d’identifier les méthodes de recalage basées intensité susceptibles de conduire à une bonne solution, les transformations obtenues à partir des six représentations image (deux types d’images et trois types de filtrage) et des deux métriques considérées (NC et MMI), ont été compa- rées à la transformation obtenue par l’ICP. Cette comparaison est présentée par la figure 3.24. Elle montre que la corrélation normalisée appliquée à l’entropie des images T1 et l’information mutuelle de Mattes appliquée aux cartographies T1 permettent d’obtenir des transformations très proches de celles obtenues par l’ICP.

Les performances de ces trois méthodes : ICP, NC de l’entropie des images T1 et MMI des images T1 ont ensuite été comparées visuellement, en superposant les contours du myocarde, segmentés dans les images pré-injection, aux images post-injection recalées. Ainsi, le nombre de coupes petit axe bien recalées après recalage rigide a pu être évalué pour chaque méthode. Les résultats sont présentés par la figure 3.25.

Ces résultats montrent que l’ICP et la métrique de corrélation normalisée appliquée à l’entropie des images T1 ont des performances similaires et supérieures à l’information mutuelle appliquée aux images MOLLI. L’ICP reposant entièrement sur la segmentation manuelle, la corrélation normalisée a été préférée.

Détermination d’une mesure de performance du recalage rigide

Afin de définir automatiquement si le recalage rigide suffit à mettre en correspondance les images pré- et post-injection de gadolinium, deux mesures ont été testées. La première consiste à évaluer le score de corrélation après recalage. C’est donc une mesure basée sur l’intensité des images. Dans la seconde, utilisant les contours, les scores de Dice entre les segmentations pré- et post-injection sont évalués suite au recalage.

Pour chacun des huit patients évalués, la figure 3.26 représente les valeurs de ces deux mesures, avec en vert les plans correctement recalés après recalage rigide et en rouge ceux pour lesquels une application du recalage déformable est nécessaire. Ces résultats montrent qu’un seuil de corrélation ne peut être défini pour séparer les deux types de résultat,

Figure 3.24 – Distance à la transformation obtenue par ICP en fonction de la représentation image utilisée.

Figure 3.25 – Dénombrement du nombre de plans bien recalés après application des trois méthodes évaluées.

contrairement au score de Dice. À partir de cette représentation le score de Dice utilisé pour déclencher le recalage déformable a été estimé à 0.75 (cf. figure 3.26, ligne bleue).

Figure 3.26 – Score de corrélation (haut) et de Dice (bas) après recalage rigide. Contrairement au score de Dice, la corrélation ne permet pas de différencier les plans bien recalés rigidement (en vert) de ceux nécessitant un recalage déformable (en rouge).

Evaluation du recalage déformable

Enfin, le recalage déformable par l’algorithme des démons a été évalué sur la totalité des plans de coupes petit axe, en calculant le score de Dice entre la délinéation de l’image pré-injection et la propagation de la délinéation de l’image post-injection. Le Dice moyen de chaque patient pour l’ensemble des plans en fonction de la représentation image est donné par la figure 3.27. Les scores les plus élevés sont obtenus par recalage sur l’entropie des cartographies T1.

En cas de déformation très importante entre le myocarde avant et après injection, ce recalage déformable basé intensité peut échouer. Ceci se traduit généralement par des scores de Dice plus faibles (<0.70). Dans ce cas, une nouvelle application du recalage déformable est appliquée mais cette fois à partir des images binaires de segmentation. Ce second type

Figure 3.27 – Scores de Dice moyens après recalage déformable.

de recalage permet d’obtenir des scores de Dice très élevés (aux alentoires de 0.99) mais ne permet pas de s’affranchir d’éventuelles erreurs de segmentation faites par l’utilisateur.