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Speckle tracking 2-D in ecografia vascolare ed ecocardiografia: limitazioni pratiche ed ottimizzazione

Informazioni tesi

  Autore: Doriana Fimognari
  Tipo: Laurea liv.II (specialistica)
  Anno: 2010-11
  Università: Politecnico di Torino
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria biomedica
  Relatore: Filippo Molinari
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 82

I metodi di speckle tracking sono in grado oggi di superare i limiti delle tecniche Doppler.
Gli algoritmi di speckle tracking ecocardiografico (STE) 2D presenti oggi sul mercato mostrano numerosi limiti che ne mettono a rischio l’usabilità. Il limite più importante riguarda sicuramente l’eccessiva dipendenza di tali software da parte dell’operatore.
Lo scopo di questo lavoro di tesi è quello, quindi, di ideare una nuova tecnica di STE 2D che sia in grado di superare tale limite in modo tale che sia possibile distinguere automaticamente, all’interno di un filmato, i casi in cui gli speckle selezionati sulla parete del ventricolo sinistro vengono seguiti correttamente, da quei casi, invece, in cui gli speckle vengono persi. Qualora sia possibile fare ciò, il passo successivo sarà andare ad analizzare questi ultimi casi con l’obiettivo di andare a determinare, sempre in maniera automatica, a quale frame si sia verificata la perdita degli speckle.
Infine, si cercherà di analizzare i frame successivi con l’intento di andare a recuperare ove possibile lo speckle che era stato perduto.

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1 CAPITOLO 1 INTRODUZIONE In questo capitolo si cercherà di descrivere il più dettagliatamente possibile in che cosa consiste e per quali scopi viene utilizzata la tecnica dello speckle tracking in generale, e in particolare quella applicata a immagini ecocardiografiche (STE). Verranno, quindi, elencati i vecchi limiti che tale tecnica è stata in grado di superare rispetto alle tecniche passate, e i nuovi introdotti dall’utilizzo dello STE. Infine, verranno elencati gli algoritmi che comunemente vengono utilizzati per implementare una comune tecnica di speckle tracking 2D e 3D, riportandone di ognuna pregi e difetti. 1.1 Origine dello speckle tracking La tecnica dello speckle tracking nasce intorno agli anni ’80 con l’intento di superare i principali limiti della tecnica Doppler utilizzata per quantificare la velocità del sangue e dei tessuti. Alcuni tra i più grandi limiti di qualsiasi tecnica Doppler risiedono nella dipendenza delle misure dall’angolo di insonazione, che si genera tra il fascio ultrasonoro e la direzione del movimento, dalla capacità di quantificare solo le componenti assiali del movimento, e dal fenomeno dell’aliasing che restringe il campo di velocità massime portando ad una incorretta valutazione di quest’ultime [3]. Le tecniche di speckle tracking si basano sul diretto inseguimento degli echi di ritorno diffusi dagli scatterer presenti nel sangue o nei tessuti. Il fenomeno dello scattering (o di diffusione appunto) è generato da oggetti di dimensione simile alla lunghezza d’onda del fascio ultrasonoro o da oggetti dotati di una superficie finemente irregolare. Tali oggetti generano riflessioni non a forma di fascio ma diffuse in tutte le direzioni. L’interferenza tra questi segnali di scattering dà origine al cosiddetto speckle noise, cioè rumore a specchio. Lo speckle noise è, quindi, un tipo di artefatto che riguarda le immagini B-mode alle quali

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