Method for detection and automatic generation of curves of the variation of intima-media thickness and diameter of carotid arteries in echocardiographic image sequences

Orientadores: Eduardo Tavares Costa, Marco Antonio GutierrezTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de ComputaçãoResumo: A espessura íntima-média (EIM) de artérias serve como um marcador da aterosclerose e vários estudos têm mostrado uma associação positiva entre a EIM e acidente vascular cerebral, doenças do coração, pressão alta, fatores de risco para doenças coronarianas e síndrome do ovário policístico. A medida da EIM, bem como a do diâmetro de artérias, normalmente são realizadas por meio de ultrassonografia, por ser uma técnica não-invasiva. O objetivo deste trabalho é gerar automaticamente duas curvas da variação do diâmetro da artéria carótida e de sua EIM a partir de uma seqüência de imagens ecocardiográficas. Para isso, foi desenvolvido um programa, denominado EchoLab, cuja principal função é ser um repositório de algoritmos para processamento de imagens ultrassonográficas. Nesta tese são apresentados resultados de testes realizados com o uso do novo método a partir de 10 seqüências de imagens reais, 2 simuladores matemáticos e 1 simulador de fluxo sangüíneo usando tubo de silicone imerso em parafina. Os resultados foram comparados com os dados gerados pelo programa que utiliza o protocolo de 6 imagens e o método de contornos ativos para a detecção das estruturas nas imagens. A medição da EIM apresentou resultados iguais para os dois programas (teste t bilateral pareado, p>0,05). Houve discrepância de valores com relação ao diâmetro, provavelmente devido a diferentes metodologias de medição.Abstract: The intima-media thickness (IMT) of arteries serves as a marker of generalized atherosclerosis and several studies have shown a positive association between IMT and incident stroke, blood hipertension, cardiovascular diseases and polycystic ovary syndrome. Usually, the measurement of IMT and the diameter of the arteries are made using ultrasound, because it is a non-invasive technique. The main objective of this thesis is to automatically generate two complete curves of the variations in carotid artery diameter and its EIM from a sequence of echocardiographic images. For this purpose, we developed a software named Echolab, whose main function is to be a repository of processing algorithms for ultrasound images. It is shown the results of tests using the new method with 10 sequences of real images, 2 mathematical phantoms and 1 phantom using silicone tube immersed in paraffin. The results were compared with the measurements obtained with a software that makes use of the 6 images protocol and active contours to detect the structures in the images.The measurement of IMT was equal for the two software (paired t test, p>0,05). There was a discrepancy of values in respect to the diameter probably due to different measurement methodologies.DoutoradoEngenharia BiomedicaDoutor em Engenharia Elétric