Creación de referencias manuales para el análisis del movimiento de las paredes de la carótida en secuencias de imágenes ultrasonido

Abstract

El estudio del movimiento y grosor de las paredes carotídeas ha demostrado ser significativo para lograr una detección temprana de enfermedades cardiovasculares, dado que ésta es una de las arterias más afectadas. Por esta razón se han desarrollado distintos métodos para cuantificar automáticamente la variación temporal de dicho grosor teniendo en cuenta el movimiento bidimensional que sufren las estructuras de la carótida y así lograr establecer una relación entre estos elementos y el riesgo cardiovascular del paciente. No obstante, a la hora de validar los resultados se ve la necesidad de tener estándares confiables a partir de los cuales se pueda hacer una evaluación sobre el desempeño de los algoritmos utilizados. El proyecto de grado siguiente pretende dar solución a este problema por medio de mejoras sustanciales a una interfaz en MATLAB ya existente cuyo propósito es encontrar la variación temporal del grosor de la íntima-media. Esto se hace por medio de una segmentación manual de las capas de la pared arterial gracias a una representación de secuencias de imágenes ultrasonido Modo-B/Modo-M combinada. Las nuevas funcionalidades incluyen la capacidad de considerar tanto el movimiento radial como longitudinal de la arteria, así como las posibles deformaciones que pueda presentar para el cálculo del Modo-M y elementos visuales adicionales que facilitan al usuario segmentar rápida y correctamente. Los resultados demuestran que las funciones agregadas hacen de la segmentación manual un proceso más rápido para el usuario y las gráficas de variación del radio y grosor de la íntima media resultantes son más dicientes que aquellas obtenidas al inicio. Sin embargo, para agilizar la segmentación manual se propone incorporar el algoritmo de seguimiento de un punto específico. Así, a partir de su resultado se podría tener una posible inicialización de las curvas y del movimiento longitudinal, permitiendo que el usuario deba únicamente corregir donde lo vea pertinente.

The study of the movement and thickness of the carotid walls has shown to be significant in order to achieve an early detection of cardiovascular diseases, given that this is one of the most affected arteries. For this reason, different methods have been developed to automatically quantify the temporal variation of said thickness taking into account the two-dimensional movement suffered by the structures of the carotid and thus to establish a relationship between these elements and the patient?s cardiovascular risk. However, when validating the results, it is necessary to have reliable standards from which a performance evaluation of the algorithms used can be made. This project aims to solve this problem by means of substantial improvements to an existing MATLAB interface whose purpose is to find the temporal variation of the thickness of the intima-media. This is done by means of a manual segmentation of the layers of the arterial wall thanks to a representation of sequences of ultrasound images Mode-B / Mode-M combined. The new functionalities include the ability to consider both the radial and longitudinal movement of the artery, as well as possible deformations that may occur for the calculation of M-Mode and additional visual elements that facilitate the user to segment quickly and accurately. The results show that the aggregate functions make manual segmentation a faster process for the user and the graphs of variation of the radius and thickness of the resulting intima media are more telling than those obtained at the beginning. However, to streamline the manual segmentation it is proposed to incorporate the tracking algorithm of a specific point. Thus, from its result it could have a possible initialization of the curves and longitudinal movement, allowing the user to only correct where he sees fit.