Three-dimensional Rendering of Cardiac Structures by Using Computed Axial Tomography (CAT) images

La Tomografía Axial Computarizada (TAC) permite explorar la estructura cardiaca de un paciente. Se propone realizar una herramienta de reconstrucción a partir de imágenes de TAC, basándose en el proyecto desarrollado por los ingenieros Andersson Contreras y Luis López [1] donde implementaron el método de reconstrucción Isosurface. En el desarrollado por María Arango y Laura Guerrero, con asesoría del Ing. Juan Tello, se implementaron dos métodos de reconstrucción. El objetivo es el de escoger al menos dos métodos y comparar los resultados con los de [1]. Para el procesamiento de imágenes de TAC se requiere: 1.Extracción de imágenes: Las imágenes vienen en formato DICOM, un protocolo estándar de comunicación. 2.Pre-procesamiento: Para acondicionar se usan procesos de erosión, apertura y filtrado. 3.Segmentación: Para extraer el área de interés. Se proponen dos técnicas: contornos activos y Otsu multi-nivel. 4.Reconstrucción tridimensional: Se implementa Marching cubes [2], Vol3d [3] y el de [1]. 5.Visualización: Una interfaz gráfica visualiza las reconstrucciones y las vistas axial, coronal y sagital. La validación de la herramienta se hizo mediante una encuesta aplicada a un cardiólogo. De esta se tuvo que la reconstrucción con [2] brinda cierta información en 2 de los 5 pacientes evaluados. Con [3] y [1] no se obtuvieron resultados satisfactorios porque no se reconstruyen los vasos sanguíneos. Se propone investigar métodos de segmentación e implementarlos en [1] y [2] y profundizar en la reconstrucción de vasos sanguíneos.A Computed Axial Tomography (CAT) scan allows to explore the cardiac structure of a patient. It is proposed to carry out a rendering tool from CAT images based on the project developed by engineers Andersson Contreras and Luis Lopez [1], where they implemented the Isosurface rendering method. In the one developed by María Arango and Laura Guerrero, with the assistance of Ing. Juan Tello and, two rendering methods were implemented. The objective is to choose at least two methods and compare the results with those of [1]. For the processing of CAT images, it is required: 1. Extraction of images: The images come in DICOM format, a standard protocol of communication. 2. Pre-processing: Erosion, opening and filtration processes are used for conditioning. 3. Segmentation: To extract the area of interest. Two techniques are proposed: active contours and multi-level Otsu. 4. Three-dimensional rendering: Marching cubes [2], Vol3d [3] and [1] are implemented. 5. Visualization: A graphical interface visualizes the reconstructions and the axial, coronal and sagital views. The validation of the tool was done through a survey applied to a cardiologist. From this it was necessary that the rendering with [2] provides certain information in 2 of the 5 patients evaluated. With [3] and [1] no satisfactory results were obtained because the blood vessels were not rendered. It is proposed to investigate segmentation methods and implement them in [1] and [2] and to deepen the rendering of blood vessels. [1]A. CONTRERAS and L. LÓPEZ, “SISTEMA DE RENDERIZACIÓN Y VISUALIZACIÓN DE IMÁGENES MÉDICAS DEL CORAZÓN,”Universidad Del Norte 2015 [2]P. Hammer, “Marching Cubes”[Online]. Agosto 2001. Available https://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/32506-marching-cubes[Accessed:13-Sep-2016] [3]O. Woodford, “Vold3d”[Online]. Febrero 2009. Available https://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/22940-vol3d-v2[Accessed:20-Sep-2016