АЛГОРИТМ ЛОКАЛИЗАЦИИ КАТЕТЕРА НА ДАННЫХ ЭХОКАРДИОГРАФИИ С ПОМОЩЬЮ МЕТОДА ПОИСКА МАКСИМАЛЬНО УСТОЙЧИВЫХ ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ ОБЛАСТЕЙ И АНАЛИЗА ФОРМЫ

Аннотация:

Цель исследования - создание механизма автоматической локализации, трекинга и визуализации медицинского инструмента, в частности катетера, при проведении эндоваскулярных вмешательств на работающем сердце под контролем эхокардиографии. Материалы и методы исследования. В качестве входных данных исследования использовалась трехмерная эпикардиальная эхокардиография, полученная с помощью эхокардиографа Philips iE33 с датчиком X7-2t. Областью исследования являлось функционирующее свиное сердце с введённым в левый желудочек катетером. Все вычисления проводились в программном продукте MATLAB 2017а. Входные данные эхокардиографии обрабатывались, как совокупность двумерных изображений в независимой манере. В качестве основного блока алгоритма трекинга объекта на двумерных данных были использованы детектор поиска максимально устойчивых экстремальных регионов и фильтрация на основе анализа формы. Результаты и их обсуждение. В рамках исследования был разработан подход, позволяющий в автоматизированном режиме определить регион катетера на проекциях трехмерной эхокардиографии. В качестве входных данных может быть использован двумерный сигнал. При типовых входных данных алгоритм требует первоначальной настройки параметров MSER детектора и задания границ эксцентриситета для области катетера. Узким местом является фильтрация ложных регионов на основе эксцентриситета, так как требует предварительных экспериментов. Однако, при корректно заданных параметрах, алгоритм обрабатывает один кадр примерно за 8 мс, что позволяет использовать его в режиме реального времени при использовании двумерной визуализации. Точность детектирования катетера на выборке из 1666 двумерных изображений составила 93%. На выходе алгоритм формирует бинарную маску, описывающую регион катетера. В свою очередь, ошибка диаметра сечения катетера составляет 5.3%. В рамках данного исследования катетер располагался под углом 12 градусов относительно оси OZ трехмерного эхо-окна. Заключение. Предложенный гибридный подход, основанный на комбинации алгоритмов, позволяет с достаточно высокой точностью локализовать и в последующем отслеживать медицинский инструмент на данных эхокардиографии. Важной чертой данного подхода является его масштабируемость и применение на данных других медицинских модальностей.

Авторы:

Издание: Вестник новых медицинских технологий
Год издания: 2018
Объем: 8с.
Дополнительная информация: 2018.-N 2.-С.113-120. Библ. 15 назв.
Просмотров: 24