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Indice.
1. Resumen………………………………………………………………………. 3
2. Antecedentes
2.1. Fisiológicos…………………………………………………………... 4
2.2. Adquisición de imágenes…………………………………………… 5
2.3. Tratamiento digital de imágenes……………………………………. 7
3. Planteamiento del problema…………………………………………………..
4. Justificación……………………………………………………………………
5. Hipótesis……………………………………………………………………….
6. Objetivos
6.1. General………………………………………………………………
6.2. Específicos…………………………………………………………..
8
9
9
7. Adquisición de imágenes………………………………………………………
8. Metodología……………………………………………………………………
8.1. Protocolo……………………………………………………………..
8.2. Sujetos normales……………………………………………………..
8.3. Sujetos enfermos……………………………………………………..
9
10
13
13
13
9
9
9. Resultados……………………………………………………………………… 14
10. Conclusiones………………………………………………………………….. 23
11. Referencias…………………………………………………………………..... 23
2
Resumen.
En la actualidad nuestra vida es tan acelerada y nosotros como parte de esta sociedad vivimos en un
estrés constante dichas ocupaciones nos perjudican ya que muchas de estas veces no tenemos una dieta
balanceada, no realizamos ejercicio y nuestro estrés eleva el nivel de cortisol en la sangre a niveles muy
altos.
Todas estas actividades listadas anteriormente tienen un impacto directo en nuestra salud y algunas de
ellas nos atacan en nuestros sistemas, en este proyecto hablaremos del sistema circulatorio que tiene
como actor principal al corazón el cual se encarga de bombear nuestra sangre a través de todo nuestro
para que esta sangre se oxigene y limpie de todas las impurezas.
El corazón principalmente se divide en dos ventrículos el Ventrículo Izquierdo y el Ventrículo Derecho
cada uno de estos ventrículos contiene otras cavidades que para su funcionamiento llevan a cabo un
ciclo mecánico del corazón el cual será explicado en el documento (Antecedentes Fisiológicos).
Para detectan si existe algún problema en el corazón hay que acudir a un cardiólogos el cual a su vez
realiza algunos estudios al corazón con una técnica llamada Ventriculografía Isotópica en Equilibrio
(VRIE) la cual toma de 16 a 32 “fotos” del corazón durante el ciclo de llenado y vaciado de este
órgano.
Estas “fotos” son un estudio completo el cual se procesa con la transformada discreta de furrier y se
obtienen dos imágenes llamadas Imagen de Amplitud e Imagen de Fase esta última imagen proporciona
información acerca de alguna anomalía en el ciclo cardiaco.
La imagen de Fase a sido utilizada por los especialistas, sin embargo esta imagen da demasiada
información por lo cual la persona que analiza el estudio puede perderse entre tanta información ya que
esta imagen de Fase hace un análisis punto a punto de cada uno de los puntos de cómo se van
desarrollando durante todo el ciclo cardiaco.
Por esta razón el actual proyecto crea una nueva imagen llamada Imagen de Fase Segmentada la cual
divide los ventrículos en ocho segmentos (cinco segmentos para el Ventrículo Izquierdo y tres
segmentos Ventrículo Derecho), los cuales realizan un análisis modal de cada uno de estos segmentos y
expande el número más representativo a cada uno de los segmentos.
Finalmente se realiza una comparación entre la Imagen de Fase y la Imagen de Fase Segmentada para
asegurar que esta última brinda la información resumida y acertada.
3
2. Antecedentes.
2.1. Fisiológicos.
El corazón es un órgano muscular hueco, en forma de cono invertido, con su punta dirigida hacia abajo,
hacia adelante y hacia la izquierda, ubicado entre la segunda costilla y el quinto espacio intercostal.
Consta de cuatro cavidades, dos superiores llamadas aurículas, y las dos inferiores nombradas
ventrículos, separadas entre sí por el esqueleto fibroso, impidiendo que la sangre se mezcle. [1]
Las aurículas son agujeros que presentan una pared delgada y presiones bajas. Su función es almacenar
la sangre que procede del territorio venoso sistémico y pulmonar durante la contracción o sístole
ventricular. [1]
Los ventrículos bombean la sangre a través de la arteria pulmonar (ventrículo derecho) y la aorta
(ventrículo izquierdo), sus paredes son más gruesas que las aurículas. La sangre sólo fluye desde zonas
de presión más alta a las de presión más baja y para que la sangre sea expulsada se requiere que la
presión intraventricular aumente y supere la presión existente en la arteria pulmonar y en la aorta.
Aunque cada ventrículo bombea la misma cantidad de sangre, la circulación pulmonar es un circuito
corto y de baja presión, mientras que la circulación sistémica es un circuito más largo y que presenta
presión y una resistencia al flujo sanguíneo cinco veces mayor. Por ello, el trabajo que debe realizar el
ventrículo izquierdo es 5-7 veces mayor que el efectuado por el derecho, por lo que la pared muscular
del ventrículo izquierdo es más gruesa (8-12mm) que la del ventrículo derecho (3-4mm). [1]
El ciclo cardiaco consiste en periodos alternantes de sístole (contracción y vaciamiento) y diástole
(relajación y llenado). La primera resulta de la distribución de la excitación a través del corazón,
mientras que la segunda sigue la subsecuente repolarización de la musculatura cardiaca. (Figura1) Las
aurículas y los ventrículos llevan ciclos separados de sístole y diástole. [2]
El primer evento del ciclo cardiaco es la diástole ventricular se divide en tres eventos la temprana, la
tardía y la final, su objetivo es la contracción auricular y el llenado ventricular (gracias a la apertura de
la válvula aurícula ventricular AV). El volumen de sangre en el ventrículo llega a ser de 130ml
(volumen diastólico final). Correspondiente al intervalo T-P del ECG. [2]
Posteriormente ocurre la sístole ventricular con sus etapas de inicio, isovolumétrica, eyección y final.
En la etapa de inicio se excita el ventrículo, simultáneamente, las aurículas se contraen. Al acabar
aparece el complejo QRS y después se cierra la válvula AV. En la sístole ventricular isovolumétrica la
presión ventricular excede a la aórtica y el ventrículo actúa como una cámara cerrada donde no entra ni
sale sangre. En la eyección la presión ventricular excede a la aórtica generando la apertura de la válvula
aórtica y de esta forma con cada contracción (volumen de latido) comienza el vaciado del ventrículo.
(Figura1) Finalmente el ventrículo es vaciado sólo la mitad (65ml). [2]
Para completar el ciclo existe una relajación ventricular isovolumétrica y un llenado ventricular. En la
relajación isovolumétrica la válvula aórtica se cierra y la sangre no entra ni sale de nuevo. (Figura1) En
el llenado la presión ventricular cae por debajo que la auricular y la válvula AV se abre y el llenado
ventricular comienza. [2]
4
Figura 1. Principales procesos del ciclo mecánico del corazón. [3]
2.2. Adquisición de imágenes.
Las técnicas de imagen desempeñan en la práctica clínica un extraordinario papel, no sólo en el
diagnóstico, sino en la valoración pronostica y en la evaluación del tratamiento de los pacientes con
insuficiencia cardiaca. [4]
Existe una oferta amplia en las técnicas de adquisición de imágenes, por lo que es recomendable un
mayor conocimiento de su rendimiento, ventajas e inconvenientes, que nos permita realizar una
selección más apropiada en el estudio de este síndrome clínico. [4]
En los últimos años se han desarrollado técnicas clásicas como la ecocardiografía, la cardiología
nuclear, la tomografía computarizada y resonancia magnética en el ámbito de la cardiología. [4]
La Ventriculografía Radio Isotópica en Equilibrio (VRIE) es en la actualidad el mejor método mínima
invasión disponible para el estudio de la función ventricular izquierda y es considerada el estándar de
oro para valorar la función ventricular derecha. [5]
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Ventriculografía RadioIsotópica en Equilibrio:
En la actualidad, la función ventricular puede ser evaluada con cardiología nuclear mediante tres
métodos diagnósticos no invasivos:
a) Ventriculografía de Primer Paso (VPP), b) Ventriculografía Radio Isotópica en Equilibrio (VRIE) y
c) Tomografía Computada por Emisión de fotón único sincronizada con el Electrocardiograma (ECG
gated SPECT). [5]
Para la realización del estudio se utiliza un radiofármaco que no difunda fuera del espacio vascular
como el Tecnecio 99 metaestable (Tc99m), el marcaje de eritrocitos se puede realizar mediante dos
técnicas in vivo e in vitro (la más accesible y utilizada en la actualidad). La técnica in vitro consiste en
obtener 5ml de sangre heparinizada, que se mezcla con los pirofosfatos, para luego ser marcados con
30miC a 35 miC de Tc99m y finalmente administrado por vía intravenosa. [6]
Para la adquisición de las imágenes se utiliza una gamma cámara (Figura2), que permite detectar la
radiación gamma (γ) que proviene del radiofármaco inyectado al paciente. [6]
La Ventriculografía Radio Isotópica en Equilibrio (VRIE) consiste en el estudio de los cambios de
actividad, emitidos por un radio-trazador vascular, que se producen dentro de las aurículas y
ventrículos durante el ciclo cardiaco. Esto permite obtener imágenes y parámetros que reflejan en
forma precisa y reproducible la función ventricular, tales como: fracción de eyección, volúmenes
ventriculares (telediastólico y telesistólico) y valoración de la movilidad parietal regional. [5]
Figura 2. A) Sistema de adquisición de imágenes. B) Componentes del detector. [6]
6
2.3. Tratamiento digital de imágenes.
El tratamiento digital es una herramienta fundamental para la mejora de imágenes ocupando diversas
herramientas de hadware y software así como recursos teóricos; su función se orienta hacia la
obtención de resultados a partir de problemas específicos. Como objetivo final es el reconocimiento e
interpretación de la imagen, a través de la extracción de información y su análisis para alguna
aplicación. [7]
Cada imagen VRIE adquirida se analiza construyendo la curva de la evolución temporal de la
actividad, denominada Curva de Actividad-Tiempo (CAT), para cada una de las cavidades
ventriculares. [5]
El análisis de fase por la transformada rápida de Fourier es el método con el cual se analizó la sincronía
de contracción ventricular con imágenes de VRIE. Este análisis asume que cada CAT es periódica
(Figura3), por lo que pueden ser aproximadas por el primer armónico de la transformada de Fourier
mediante la Ecuación1. [10]
Ecuación1
Donde: A es la amplitud de la Curva de Actividad-Tiempo (CAT), ω0 es la frecuencia fundamental, t es
el tiempo y θ es el ángulo de fase. El ángulo de fase es único para cada CAT y puede tomar valores de 0
a 360°. [5]
Figura 3. Descripción de Curva de Actividad-Tiempo (CAT). [10]
7
Como se muestra en la Figura3 A) Serie de imágenes, señalando la descripción exacta de los datos
teniendo 15 frames de 64X64 cada uno. B) Curva de Actividad-Tiempo, tomando solo un pixel de
todas las frames (el mismo pixel visto a fondo) se genera la gráfica de la CAT donde en la abscisa se
especifica el número de frame y la ordenada representa la intensidad del pixel analizado.
En cada una de las curvas actividad-tiempo se calcula la transformada discreta de Fourier.
El objetivo es construir dos imágenes que representan respectivamente la magnitud (ImgAmp) y el
ángulo de fase (ImgFase) de la aproximación de todas las CAT que constituyen la VRIE. [10]
La representación mediante la transformada de Fourier emplea senoides complejas que tienen un
continuo de frecuencias. La señal se representa como una integral ponderada de senoides complejas,
donde de la variable de la integración es la frecuencia de la senoide. Las senoides en tiempo discreto
sólo son únicas sobre un intervalo 2π de frecuencia, ya que las senoides en tiempo discreto con
frecuencias separadas por un múltiplo entero de 2π son idénticas Ecuación2. [8]
Ecuación2
Serie del análisis de transformada discreta de Fourier se representa con la siguiente integral ponderada
Ecuación3. [8]
Ecuación3
Obtenidos los valores de la transformada rápida de Fourier se tomo el primer armónico de la
transformada y con estos datos se calculo el valor correspondiente a la magnitud (Ecuación4). Al
agruparlos en una matriz de 64X64 formamos la Imagen de Amplitud. [10]
Ecuación4
Al seguir el mismo procedimiento con los datos de la transformada se calculo el ángulo de fase
(Ecuación5). Al agruparlos en una matriz de 64X64 formamos la Imagen de Fase. [11]
Ecuación5
3. Planteamiento del problema.
En la actualidad la imagen de fase de los ventrículos cardiacos junto con su histograma son las
principales herramientas de diagnóstico para determinar los patrones de contracción ventricular, sin
embargo, el tratamiento digital de imágenes médicas puede coadyuvar en la creación de un imagen
mejorada que fusione la imagen y su histograma; de esta manera facilitar a los especialistas su
diagnóstico.
La imagen de fase nos relata punto a punto la contracción ventricular pero no indica el comportamiento
regional. Mientras el histograma determina el área correcta para enfocar la irregularidad de la patología
pero no muestra la contracción puntual. Por tanto en el presente trabajo se busca incorporar ambos
algoritmos en uno solo: imagen de fase segmentada; para una detección puntal y regional de la
anomalía cardiaca.
8
4. Justificación.
Al integrar en un la imagen de fase y su histograma para mostrar un patrón de contracción que sea un
punto medio, el especialista podrá hacer una identificación más rápida y mejor de la contracción
ventricular.
No se encontró información disponible en la literatura científica de trabajos que hayan conjuntado los
dos algoritmos.
5. Hipótesis.
La imagen de fase segmentada sintetiza la información de la imagen de fase en ocho segmentos (cinco
Ventrículo Izquierdo y tres Ventrículo Derecho), a su vez esta información es acertada y los valores de
dichos segmentos son muy cercanos a los valores de la imagen de fase.
6. Objetivos.
6.1. General.
Desarrollar el algoritmo de la imagen de fase segmentada que incorpore la imagen de fase global y su
histograma.
6.2. Específicos.
•
Conocer los algoritmos para el cálculo de la imagen de fase, y dominar los criterios de
evaluación correspondiente. Algoritmo fundamental que describe la contracción ventricular.
•
Implementar los algoritmos de fase para imágenes VRIE. Técnica estándar de oro para valorar
la función ventricular.
•
Diseñar el algoritmo semiautomático para la delimitación del área ventricular. El algoritmo
estará basado en la ecuación de la elipse y tomará tres puntos del área ventricular.
•
Implementar el algoritmo que divida el área ventricular en cinco regiones. Estas regiones son
usualmente empleadas como referencia en el plano.
•
Desarrollar un algoritmo que calcule una medida representativa de la imagen de fase en cada
región. Los patrones de contracción de cada división ventricular será asociado un color.
7. Adquisición de las imágenes.
Para la adquisición de los estudios de VRIE se utilizó la gamma cámara marca General Electric©,
modelo millenium MPR/MPS; constituida de un solo cabezal con un arreglo de 64 tubos
fotomultiplicadores; equipada con un colimador de hoyos paralelos de baja energía y alta resolución;
con una calibración del pico de energía centrado en 140KeV y una uniformidad del detector con
variación menor del 5%. Las imágenes fueron adquiridas con una matriz de 64X64 pixeles con un
zoom en la adquisición de 1.33. [9]
Los estudios VRIE utilizados fueron otorgados por el laboratorio de neuro-imagenología (LINI) de la
UAM-I, mientras que el equipo de adquisición y tiempo para el estudio son proporcionados por el
Instituto Nacional de Cardiología (Ignacio Chávez). [9]
9
8. Metodología.
Para la elaboración del algoritmo de la imagen de fase segmentada se siguieron los pasos mostrados en
la Figura4, los cuales se explican más adelante.
Figura 4 Diagrama descriptivo de los pasos para la elaboración del algoritmo.
Al leer cada estudio de VRIE guardado con extensión DICOM (Digital Imaging and Communication in
Medicine), cargada directamente a Matlab con la función dicomread, formato de imágenes guardadas
en 4-D con 16 frames de 64X64 cada uno.
La etapa del tratamiento de imágenes es fundamental para la mejora de la imagen aumentando sus
posibilidades de éxito para procesos posteriores. Una de las funciones básica del pre-procesamiento es
la eliminación de ruido. [7]
Para el procesamiento de las imágenes el empleo de máscaras espaciales se denomina filtrado espacial,
dentro de los filtros espaciales se encuentran los suavizantes que reducen el ruido y la imagen aparece
algo borrosa. [7]
El filtro gaussiano es un filtro espacial paso bajo suavizante con desviación típica (Ecuación6).
Ecuación6
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Para transformar la matriz a una matriz de números enteros se divide toda la matriz por el menor de los
valores obtenidos (Ecuación7). [7]
Ecuación7
Matriz que se empleo en las VRIE's con una distribución gaussiana con s= 1.25 y r=0
La VRIE es un conjunto de imágenes, o frames, que representan la distribución espacial de un
radiofármaco, en un instante específico del ciclo cardíaco, y relaciona la intensidad de los pixeles con
el volumen ventricular. [10]
En este caso las imágenes con las que se trabajó para realizar el programa cuentan con un tamaño de 16
imágenes por cada ciclo cardiaco, sin embargo, la última imagen se encuentra al terminar la relajación
isovolumétrica y con la abertura de la válvula AV que comienza el llenando ventricular. [2]
Por lo que la última imagen describe de mejor manera el siguiente ciclo cardíaco, razón por la que se
omitió en el procesamiento ya que agrego ruido a la intensidad de los pixeles.
Posteriormente se normalizó la imagen, con un procedimiento muy sencillo; consta de encontrar el
mínimo y máximo de nuestra señal (estudio completo), después a nuestra señal le restamos su mínimo
y dividimos entre la resta del máximo menos el mínimo; de ésta forma logramos normalizar cada uno
de nuestros frames.
Los frames trabajados contienen artefactos con información no requerida para nuestros fines sumando
ruido a las imágenes que afecta su tratamiento. Los valores de gran importancia son los pixeles
contenidos en el ventrículo derecho e izquierdo.
El ventrículo izquierdo es descrito como una pelota con rasgos elípticos y el ventrículo derecho como
un gajo muy pequeño. La plantilla del ventrículo izquierdo se creó con una elipsoide trasladada al
origen de este ventrículo y rotada con una matriz que describe cual es la dirección de la elipse. La
plantilla del ventrículo derecho se creó utilizando una función de matlab llamada “roipoly” en la que se
selecciona mínimo de nueve puntos que describan el área del ventrículo que se desea seleccionar.
Cada uno de los estudios muestra la VRIE planar, adquirida en la proyección oblicua anterior izquierda
que frecuentemente se utiliza para la evaluación de la función ventricular.
Utilizando la división del área ventricular izquierda de la proyección izquierda lateral cuenta con cinco
segmentos. (Figura5) Los cinco segmentos se describen como: 1) Posterior, 2) Inferior, 3) Apical,
4)Antero-septal, 5) Basal. [11]
Figura 5.División del área ventricular izquierda. [11]
11
El ventrículo derecho se dividió en tres partes dos simétricas que son el extremo superior e inferior del
gajo y la parte central que fue un poco mayor a las otras. Las divisiones realizadas al ventrículo
derecho se tomaron del ángulo que se formó entre el segmento Apical y Antero-septal para el pedazo
inferior, sin embargo el pedazo superior generalmente no alcanza a rodear el Ventrículo izquierdo por
lo que se tuvo que realizar una modificación al ángulo formado por el segmento Antero-septal y Basal.
El algoritmo generado para los ventrículos no buscó obtener la segmentación exacta, ya que algunos
pixeles de ruido entraron dentro de la información valiosa de los ventrículos, sin embargo el
procesamiento que se siguió fue capaz de distinguir la relevancia para cada una de los segmentos.
El análisis de fase por la transformada rápida de Fourier es el método con el cual se analizó la sincronía
de contracción ventricular con imágenes de VRIE. Este análisis asume que cada CAT es periódica
(Figura3), por lo que pueden ser aproximadas por el primer armónico de la transformada de Fourier.
[10]
Obtenidos los valores de la transformada rápida de Fourier se tomo el primer armónico de la
transformada y con estos datos se calculo el valor correspondiente a la Amplitud (Ecuación4) y a la
Fase (Ecuación5).
Para una mayor descripción del proceso ver en antecedentes el apartado de Tratamiento digital de
imágenes (sección 2.3).
Las máscaras ya elaboradas de cada uno de los segmentos del ventrículo izquierdo y derecho se
encuentran elaboradas con una representación binaria por lo que se multiplico cada máscara por los
valores obtenidos en la Fase y la Amplitud.
El histograma es una imagen digital con niveles de gris, donde se expresa el número de pixeles que
cuentan con un nivel de gris especifico. Por lo que el valor obtenido del histograma se expresa como el
valor de la probabilidad de que aparezca el nivel de gris, siempre que este sea dividido entre el total de
las muestras. [7]
La medida representativa usada en los ventrículos se relaciona con la repetitividad de los valores
contenidos en cada uno de los segmentos visualizados en el histograma del ventrículo izquierdo
(Figura6) y el histograma del ventrículo derecho (Figura7) con su fase y amplitud respectiva.
Figura 6. Histogramas de Fase y Amplitud de VI
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Figura 7. Histogramas de Fase y Amplitud de VD.
Para determinar cuáles son los valores que afectaron a cada división se excluyeron del procesamiento a
todos los ceros de la imagen (cuya función fue formar la imagen total, sin tener aporte en el análisis),
dejando solo las medidas representativas de las intensidades de los pixeles que se relacionan con el
volumen ventricular.
Actualmente la cuantificación de los patrones de contracción ventricular con imágenes de fase se ha
realizado mediante el análisis de los índices extraídos de la distribución estadística de sus ángulos. Es
decir, mediante el valor promedio, la desviación estándar y el valor modal de los histogramas de fase.
[10]
La moda de un conjunto de datos es el valor de éstos que se presenta con mayor frecuencia en su
distribución. [12]
En cada segmento se uso el valor modal de los histogramas aplicado en toda la máscara
correspondiente a cada segmento de los ventrículos. Finalmente se obtuvo la imagen de fase
segmentada.
8.1. Protocolo.
El programa realizado fue entrenado con cuatro VRIE's de sujetos normales modificando el algoritmo
para que funcione en cada uno de los estudios. Una vez concluidas las modificaciones se procedió a
analizar todos los sujetos normales restantes y los enfermos sin cambiar el programa. Señalando y
teniendo en cuenta todas las limitaciones, errores y posibles correcciones en el código.
8.2. Sujetos normales.
La población de estos sujetos con edad promedio de 28±5 años, FEVI de 59.66% ± 5.85%; con baja
probabilidad de enfermedad arterial coronaria y sin historia o evidencia clínica de infarto agudo al
miocardio. Esta población tuvo un electrocardiograma sin anormalidades. Después de la evaluación
clínica el corazón fue considerado como normal. [9] El algoritmo utilizó en 22 estudios de sujetos
normales.
8.3. Sujetos enfermos.
Grupo formado por sujetos con edad promedio de 53.6 ± 14.7 años. Presentan un diagnóstico de a
sincronía de la contracción cardiaca y cuentan con al menos un estudio VRIE. Divididos por las
características de su diagnóstico en: no isquémicos e Isquémicos con QRS>120 ms y no isquémicos e
Isquémicos con QRS<120 ms. [9] El algoritmo utilizó en 47 estudios de sujetos enfermos.
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9. Resultados.
En la lectura de los estudios VRIE obtenemos las imágenes correspondientes a 16 instantes del ciclo
cardiaco. En el presente trabajo se realizó un tratamiento previo a la imagen donde se aplico un filtro
espacial paso bajo suavizante llamado gaussiano el cual se encarga de reducir el ruido y las altas
frecuencias (Figura8-B).
A
B
Figura 8: imágenes de estudio de VRIE correspondiente a una momento del ciclo cardiaco. A) Imagen
sin pre-procesamiento B) Imagen con pre-procesamiento.
Como se muestra en la Figura8-A entre un pixel y otro existe una diferencia notable de tonalidades de
gris (frecuencias altas) por lo que se aplicó un filtro pasa bajas para reducir las altas frecuencias y
obtener una diferencia suave entre pixeles siendo más sencillo visualizar el limite ventricular (Figura8B).
La imagen sin pre-procesamiento cuenta con un rango de valores de 1 a 307 correspondiente al
degradado de tonos de gris, siendo negro el número menor de la imagen y blanco el mayor. Se
normalizo la imagen para hacer eficiente las operaciones del programa trabajando con números de 0 a 1
En la Fig.8 se muestran las barras que describen los rangos de las imágenes en tonos de gris.
Existen muchos métodos para mejorar la calidad de la imagen, sin embargo para realizar un preprocesamiento óptimo es indispensable conocer el tipo de ruido de la imagen. Una vez que se tenga
esta información es posible diseñar de filtro. El procesamiento óptimo de la imagen contempla que las
diferentes etapas de este sean congruentes entre si, para evitar aquellas fases antagónicas del programa
que degradan la calidad de la imagen.
La forma elíptica que se utilizó para describir los ventrículos se muestra en la Figura9-A describiendo
la trayectoria del ventrículo izquierdo en el lado derecho de la imagen y el ventrículo derecho en el lado
izquierdo de la imagen.
El método empleado para la segmentación del ventrículo izquierdo es una segmentación
semiautomática donde el usuario señala el centro, el punto más largo y corto de la elipse teniendo la
trayectoria con sus tres puntos principales. Para la segmentación del ventrículo derecho se eligen
mínimo nueve puntos los cuales deben dibujar la zona que se desea encerrando una figura y al llegar al
punto inicial aparecerá un circulo que indica el final de la selección dando doble clic se mostrará el
elemento elegido.
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A
B
Figura 9: segmentación de ventrículos A) Estudio VRIE de un sujeto normal usado para entrenar el
algoritmo. B) Estudio VRIE de un sujeto normal con geometría estándar.
La forma en el que se tomaron los ventrículos rodeando su forma fue muy acertado en algunos
estudios, sin embargo los estudios de los sujetos estándar cuentan con una formación geométrica sobre
todo del ventrículo derecho con una forma se gajo que al querer describirla con una elipse no se alcanza
una descripción exacta. Los resultados obtenidos al describir el ventrículo derecho no son muy exactos,
sin embargo la forma es muy cercana y abarca casi la totalidad del ventrículo (Figura9).
Es muy importante la mejora del algoritmo ya que la parte de segmentación de los ventrículos puede
mejorar mucho y ser de gran precisión, incluso llegar a ser automática para que el usuario no tenga la
necesidad de intervenir en el programa.
En la Figura10 se muestra el ventrículo derecho con la división de sus cinco segmentos y la Figura11 se
muestra el ventrículo izquierdo con sus tres divisiones
Cuarto Segmento.
Tercer Segmento.
Quinto Segmento.
Ventrículo Izquierdo.
Primer Segmento.
Segundo Segmento.
Figura 10. Las cinco máscaras usadas en la división del Ventrículo Izquierdo. Primer Segmento:
Inferior, Segundo: Apical, Tercero: Antero-septal, Cuarto: Basal, Quinto: Posterior.
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Segundo Segmento.
Ventrículo Derecho.
Primer Segmento.
Tercer Segmento.
Figura 11. Las tres máscaras usadas en la división del Ventrículo Derecho. Primer Segmento: Apical
derecho, Segundo: Antero-septal-apical derecho, Tercer: Basal derecho.
La Fig12 muestra las dos imágenes obtenidas del algoritmo las cuales expresan la división segmentaría
de los ventrículos con sus respectivas modas que indican la contracción respectiva a cada segmento.
A
B
Figura12. A) Imagen de Fase segmentada. B) Imagen de Amplitud segmentada.
Protocolo.
Al seguir con el protocolo establecido y aplicar el algoritmo a los distintos sujetos estudiados se
obtuvieron una serie de valores para cada uno de los segmentos. Los sujetos son dividíos en sanos y
enfermos, dentro de los enfermos se encuentra cuatro grupos con distintas anomalías.
En la siguiente sección se muestra la imagen resultante con la que se muestra la diferencia que hay
entre la imagen de fase segmentada y la imagen de fase.
Como fue planteado en la hipótesis la finalidad de este proyecto es hacer que el diagnostico del
especialista mucho más rápido, ya que si llega existir una anomalía en algún sujeto el cardiólogo pueda
observarlo en el estudio sin perderse con la demás información que proporciona la imagen de fase.
Otro de los supuestos se basaba en que la imagen de fase no solo es capaz de sintetizar la información
sino también de proporcionar la información acertada con la cual cuenta un estudio de fase.
A continuación se muestra la diferencia que existe en estas dos imágenes tanto para sujetos normales
como para sujetos enfermos.
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Sujetos Normales.
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Sujetos Enfermos.
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21
22
10. Conclusiones.
El pre-procesamiento de una imagen es fundamentar para extraer información confiable ya que ayuda
en gran medida a los demás pasos en la elaboración de de un análisis a fondo de toda la variedad de
datos que nos puede proporcionar una imagen. El filtrado gaussiano es muy usado y tiene grandes
ventajas ya que el diseño de esta matriz se puede realizar con las especificaciones que requiera el
estudio lo único que hace falta es variar la media y la desviación estándar.
Siguiendo con la segmentación es esencial saber que información de la imagen es la adecuada a
procesar ya que existen muchos algoritmos y con más datos el resultado se obtendrá en más tiempo y
con menos datos estos serán más rápidos de obtener. Por lo que es muy importante seleccionar solo los
datos de interés.
La imagen de fase segmentada construida con la división en ocho segmentos del área ventricular
contiene información detallada de la secuencia de contracción ventricular.
El método propuesto incorpora la imagen de fase global y su histograma, generando una imagen que
representa de forma puntual y regional la contracción ventricular. Cada región ventricular se represento
con un indicador modal.
Es muy importante señalar que las imágenes que muestran la diferencia que existe entre la imagen de
fase segmentada y la imagen de fase son valores que oscilan en promedio para los sujetos normales
entre un ±1 y en los sujetos enfermos esta variación aumenta a ±2, sin embargo sigue siendo un valor
muy pequeño
Gracias a estos resultados se puede concluir que la imagen de fase segmentada sí realiza una síntesis de
la información de la imagen de fase y esta síntesis es correcta ya que la diferencia entre los valores
contenidos de estas dos imágenes es insignificante.
11. Referencias.
[1]
[2]
[3]
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Biblioteca de la Universidad Autónoma Metropolitana:
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