Université de Rennes 1 Intégration d'images multimodales pour la caractérisation de cardiomyopathies hypertrophiques et d'asynchronismes cardiaques Multimodal image registration for the characterization of the hypertrophic cardiomyopathy and the cardiac asynchronism Fusion de donnéesrecalage d'images multicapteursdéformation temporelle dynamiquerecalage dynamiquecardiomyopathie hypertrophiqueasynchronismes cardiaquesthérapie par resynchronisation cardiaqueimagerie cardiaque a resonance magnetiquerehaussement tardifscanner multi-barrette, échographiecarte electro-anatomique Data fusionmultimodal image registration, dynamic time warpingdynamic registrationhyperthrophic cardiomyopathycardiac asynchronismcardiac dyssynchronycardiac resynchronization therapycardiac magnetic resonancelate gadolinium enhancementcomputed tomographyechocardiographyelectro-anatomical mapping Fusion multicapteurs Thèses et écrits académiques Recalage d'images Thèses et écrits académiques Coeur -- Maladies aImagerie par résonance magnétique Thèses et écrits académiques Cette thèse porte sur la caractérisation cardiaque, qui représente un enjeu méthodologique et clinique important, à la fois pour améliorer le diagnostic des pathologies et optimiser les moyens de traitement. Des méthodes de recalage et de fusion de données sont proposées pour amener dans un même référentiel des images IRM, scanner, échographiques et électro-anatomiques et ainsi décrire le cœur suivant des caractéristiques anatomiques, électriques, mécaniques et tissulaires. Les méthodes proposées pour recaler des données multimodales reposent sur deux processus principaux : l'alignement temporel et le recalage spatial. Les dimensions temporelles des images considérées sont mises en synchronisées par une méthode de déformation temporelle dynamique adaptative. Celle-ci permet de compenser les modifications temporelles non-linéaires entre les différentes acquisitions. Pour le recalage spatial, des méthodes iconiques ont été développées pour corriger les artefacts de mouvements dans les séquences ciné-IRM, pour recaler les séquences ciné-IRM avec les séquences d'IRM de rehaussement tardif et pour recaler les ciné-IRM avec les images scanner. D'autre part, une méthode basée contours, développée dans un précédent travail, a été améliorée pour prendre en compte des acquisitions échographiques multi-vues. Ces méthodes ont été évaluées sur données réelles pour sélectionner les métriques les plus adaptées et pour quantifier les performances des approches iconiques et pour estimer la précision du recalage entre échographies et ciné-IRM. Ces méthodes sont appliquées à la caractérisation de cardiomyopathies hypertrophiques (CMH) et d'asynchronismes cardiaques. Pour la CMH, l'objectif était de mieux interpréter les données échographiques par la fusion de l'information de fibrose issue de l'IRM de rehaussement tardif avec l'information mécanique issue de l'échographie de speckle tracking. Cette analyse a permis d'évaluer le strain régional en tant qu'indicateur de la présence locale de fibrose. Concernant l'asynchronisme cardiaque, nous avons établi une description du couplage électromécanique local du ventricule gauche par la fusion de données échographiques, électro-anatomiques, scanner et, dans les cas appropriés, d'IRM de rehaussement tardif. Cette étude de faisabilité ouvre des perspectives pour l'utilisation de nouveaux descripteurs pour la sélection des sites de stimulation optimaux pour la thérapie de resynchronisation cardiaque. This work concerns cardiac characterization, a major methodological and clinical issue, both to improve disease diagnostic and to optimize its treatment. Multisensor registration and fusion methods are proposed to bring into a common referential data from cardiac magnetic resonance (CMRI), dynamic cardiac X-ray computed tomography (CT), speckle tracking echocardiography (STE) and electro-anatomical mappings of the inner left ventricular chamber (EAM). These data is used to describe the heart by its anatomy, electrical and mechanical function, and the state of the myocardial tissue. The methods proposed to register the multimodal datasets rely on two main processes: temporal registration and spatial registration. The temporal dimensions of input data (images) are warped with an adaptive dynamic time warping (ADTW) method. This method allowed to handle the nonlinear temporal relationship between the different acquisitions. Concerning the spatial registration, iconic methods were developed, on the one hand, to correct for motion artifacts in cine acquisition, to register cine-CMRI and late gadolinium CMRI (LGE-CMRI), and to register cine-CMRI with dynamic CT. On the other hand, a contour-based method developed in a previous work was enhanced to account for multiview STE acquisitions. These methods were evaluated on real data in terms of the best metrics to use and of the accuracy of the iconic methods, and to assess the STE to cine-CMRI registration. The fusion of these multisensor data enabled to get insights about the diseased heart in the context of hypertrophic cardiomyopathy (HCM) and cardiac asynchronism. For HCM, we aimed to improve the understanding of STE by fusing fibrosis from LGE-CMRI with strain from multiview 2D STE. This analysis allowed to assess the significance of regional STE strain as a surrogate of the presence of regional myocardial fibrosis. Concerning cardiac asynchronism, we aimed to describe the intra-segment electro-mechanical coupling of the left ventricle using fused data from STE, EAM, CT and, if relevant, from LGE-CMRI. This feasibility study provided new elements to select the optimal sites for LV stimulation. Electronic Thesis or DissertationText en application/pdf1 : 57371 Kohttps://ecm.univ-rennes1.fr/nuxeo/site/esupversions/8463582f-7c28-4d7f-a163-c96ba032110b Betancur Acevedo Julian Andrés 1980-07-23 CO 183977025 julianbetancur@gmail.com 2014REN1S089 http://www.theses.fr/2014REN1S089 2014-05-27 Traitement du signal et télécommunications Université de Rennes 1thesis.degree.grantor_1 02778715X Doctorat non ouiGarreauMireilleintervenant_1033783462SimonAntoineintervenant_2100555667 Mathématiques, informatique, signal, électronique et télécommunicationsecoleDoctorale_1 139007164 Laboratoire de Traitement du Signal et de l'ImagepartenaireRecherche_1 177793767 Université européenne de BretagnepartenaireRecherche_2 139075119 ddc:620 ddc:610 GarreauMireilleSimonAntoineUniversité de Rennes 1Sciences et technologie, médecine, pharmacie, odontologie, droit, économie, gestion, philosophieMathématiques, informatique, signal, électronique et télécommunicationsÉcole doctorale Mathématiques, informatique, signal, électronique et télécommunications (Rennes)Laboratoire de Traitement du Signal et de l'ImageUniversité européenne de Bretagne ASCII PDF 58747800