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S TAGE ESIEA + M ASTER IMA (IMV) L OGICIEL D ESTIMATION DE LA ZONE EN SOUFFRANCE PENDANT LES ACCIDENTS VASCULAIRES CÉRÉBRAUX Dumont Nicolas 5 Décembre.

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1 S TAGE ESIEA + M ASTER IMA (IMV) L OGICIEL D ESTIMATION DE LA ZONE EN SOUFFRANCE PENDANT LES ACCIDENTS VASCULAIRES CÉRÉBRAUX Dumont Nicolas 5 Décembre

2 S OMMAIRE I)Introduction II)Accident Vasculaire Cérébral (AVC) III)Bibliographie IV) Méthode V)Résultats VI)Conclusion 2 IntroductionMéthode ConclusionÉtat de lart AVCRésultats

3 3 IntroductionMéthode ConclusionÉtat de lart AVC I NTRODUCTION Responsable du service Professeur Alain BONAFE Fondateurs du projet Vincent COSTALAT Emmanuelle LE-BARS Chef de projet Fabienne BETTING Co-stagiaire Marion CONNAN Résultats

4 4 IntroductionMéthode ConclusionÉtat de lart AVC A CCIDENT V ASCULAIRE C ÉRÉBRAL (AVC) On distingue 3 Types dAVC: Les AVC hémorragiques (13% des cas) Conséquence de la rupture dune artère cérébrale, le sang endommage par compression les parties du cerveau voisines. Les AVC par hémorragies méningées (3% des cas), Causés par un anévrisme artériel dorigine malformative. Les AVC Ischémiques (84% des cas) Causés par l'occlusion d'une artère cérébrale (thrombus). Le sang ne peut plus aller nourrir le cerveau. Résultats

5 5 IntroductionMéthodeRésultats ConclusionÉtat de lart. AVC A CCIDENT V ASCULAIRE C ÉRÉBRAL (AVC) Pendant lAVC on distingue 3 états des tissus : Le cœur nécrotique : Zone définitivement perdue. La pénombre ischémique : Zone en souffrance, potentiellement récupérable si le patient est pris en charge dans les 6 heures. Le parenchyme sain : Zone du cerveau non touchée par laccident vasculaire cérébral.

6 6 A CCIDENT V ASCULAIRE C ÉRÉBRAL (AVC) Prise en charge : La Fibrinolyse intraveineuse: Dissolution du caillot sanguin par injection. La Thrombectomie: Retrait mécanique du thrombus. Le Rescue: Réaliser une fibrinolyse, puis une thrombectomie dans lheure suivante. Le Combiné: Fibrinolyse puis une thrombectomie directement. IntroductionMéthode ConclusionÉtat de lart AVCRésultats

7 7 A CCIDENT V ASCULAIRE C ÉRÉBRAL (AVC) Séquences IRM systématiquement réalisées : Séquence pondérée en diffusion : Visualiser la nécrose. Séquence Flair : Datation à 3heures de la nécrose. Séquence T2 : Datation à 6heures de la nécrose. Séquence en écho de gradient. Des images vasculaires : Localiser locclusion. Séquence de perfusion : Évaluer la pénombre. IntroductionMéthode ConclusionÉtat de lart AVCRésultats

8 8 S ÉQUENCE PONDÉRÉE EN D IFFUSION On observe 3 types de diffusion : La diffusion libre La diffusion restreinte anisotrope La diffusion restreinte isotrope IntroductionMéthode ConclusionÉtat de lart AVCRésultats Utilisation des Gradients : Pondérer le signal

9 9 S ÉQUENCE DE P ERFUSION Injection dun produit de contraste : Gadolinium IntroductionMéthode ConclusionÉtat de lart. AVCRésultats Séquence très rapide Résolution spatiale diminuée

10 10 S ÉQUENCE DE P ERFUSION Signal de Perfusion : IntroductionMéthode ConclusionÉtat de lart. AVCRésultats Modélisation : Avec une fonction Gamma : Robuste ne prend pas en compte la fonction dentrée artérielle. Avec une fonction dentrée artérielle arbitraire.

11 11 S ÉQUENCE DE P ERFUSION Cartes de Perfusion : IntroductionMéthode ConclusionÉtat de lart AVCRésultats Où est la pénombre ?

12 12 É TUDE BIBLIOGRAPHIE : É TAT DE L ART IntroductionMéthode ConclusionÉtat de lart AVCRésultats 3 Axes de travail : La littérature Les logiciels existants Les brevets

13 13 É TAT DE L ART : L ITTÉRATURE IntroductionMéthode ConclusionÉtat de lart AVCRésultats IRM pondérée en diffusion - ADC : Le coefficient de diffusion apparent évolue au court du temps suite à un lAVC : LADC est effondré dès la première heure en raison dune restriction du volume extracellulaire Finalement, les valeurs ADC seront augmentées, le LCR remplaçant la nécrose.

14 14 É TAT DE L ART : L ITTÉRATURE IntroductionMéthode ConclusionÉtat de lart AVCRésultats IRM de perfusion : Détection dun mismatch : 6 secondes par rapport au côté contro-latéral via les données TTP. 4 secondes entre la réponse perfusionnelle et la fonction dentrée artérielle via les données TMax.

15 15 É TAT DE L ART : L ITTÉRATURE IntroductionMéthode ConclusionÉtat de lart AVCRésultats Carte de Kohonen : Utilisées par la méthode Deux publications avec lutilisation des cartes de Kohonen Classification de pathologies du rein: Application of Kohonen neural networks for the non-morphological distinction between glomerular and tubular renal disease in Nephrology Dialysis Transplantation (1998) Application aux images IRM du poumon Chuang KH, Wu MT, Lin YR, Hsieh KS, Wu ML, Tsai SY, Ko CW, Chung HW., Application of Model-Free Analysis in the MR Assessment of Pulmonary Perfusion Dynamics. Magn Reson Med., 2005 Aug;54(2):

16 16 É TAT DE L ART : L OGICIELS EXISTANTS IntroductionMéthode ConclusionÉtat de lart AVCRésultats

17 17 É TAT DE L ART : B REVETS IntroductionMéthode ConclusionÉtat de lart AVCRésultats La recherche sest opérée via lInstitut National de la Propriété Intellectuelle (INPI), sous la demande dEmmanuelle LE-BARS pour le CHRU Gui de Chauliac. 11 brevets sélectionnés pour lévaluation du volume de la pénombre pendant lAVC. Sauf omission, aucun brevet ne peut entrer en conflit avec la méthode.

18 18 M ÉTHODE - E NJEU LOGICIEL IntroductionMéthode ConclusionÉtat de lart AVCRésultats Fournir un outils daide à la décision thérapeutique mesurant le volume de pénombre ischémique. Rapide : Répondre à la situation durgence. Automatique: Reproductibilité inter-utilisateurs et inter-examens. Simple: Compte rendu final complet.

19 19 M ÉTHODE - D ÉTAILS IntroductionMéthode ConclusionÉtat de lart AVCRésultats 1.Masque de segmentation via diffusion. 2.Masque + Recalage perfusion /diffusion 3.Classement Carte de Kohonen. 4.Classement Kmeans. 5.Rapport.

20 20 M ÉTHODE – 1/5 M ASQUE DE SEGMENTATION IntroductionMéthode ConclusionÉtat de lart AVCRésultats Contours du parenchyme Seuillage moyenne dintensité + rehaussement

21 21 M ÉTHODE – 1/5 M ASQUE DE SEGMENTATION IntroductionMéthode ConclusionÉtat de lart AVCRésultats Contours du parenchyme Seuillage moyenne dintensité + rehaussement Morphologie Mathématique Ouverture/Fermeture

22 22 M ÉTHODE – 1/5 M ASQUE DE SEGMENTATION IntroductionMéthode ConclusionÉtat de lart AVCRésultats Contours du parenchyme Seuillage moyenne dintensité + rehaussement Morphologie Mathématique Ouverture/Fermeture Etiquetage en composantes connexes 2D Ligne de suppression

23 23 M ÉTHODE – 1/5 M ASQUE DE SEGMENTATION IntroductionMéthode ConclusionÉtat de lart AVCRésultats Contours du parenchyme Seuillage moyenne dintensité + rehaussement Morphologie Mathématique Ouverture/Fermeture Etiquetage en composantes connexes 2D Ligne de suppression

24 24 M ÉTHODE – 1/5 M ASQUE DE SEGMENTATION IntroductionMéthode ConclusionÉtat de lart AVCRésultats Contours du parenchyme Nécrose et le liquide céphalo-rachidien Étude de la courbe de lhistogramme ADC

25 25 M ÉTHODE – 1/5 M ASQUE DE SEGMENTATION IntroductionMéthode ConclusionÉtat de lart AVCRésultats Contours du parenchyme Nécrose et le liquide céphalo-rachidien Étude de la courbe de lhistogramme ADC 2 Seuillages Nécrose + LCR

26 26 M ÉTHODE – 1/5 M ASQUE DE SEGMENTATION IntroductionMéthode ConclusionÉtat de lart AVCRésultats Contours du parenchyme Nécrose et le liquide céphalo-rachidien Étude de la courbe de lhistogramme ADC 2 Seuillages Nécrose + LCR Étiquetage en composantes connexes 3D

27 27 M ÉTHODE – 1/5 M ASQUE DE SEGMENTATION IntroductionMéthode ConclusionÉtat de lart AVCRésultats Contours du parenchyme Nécrose et le liquide céphalo-rachidien Étude de la courbe de lhistogramme ADC 2 Seuillages Nécrose + LCR Étiquetage en composantes connexes 3D Définition zones dintérêt Nécrose + Parenchyme + LCR

28 28 M ÉTHODE – 2/5 R ECALAGE + M ASQUE IntroductionMéthode ConclusionÉtat de lart AVCRésultats

29 29 M ÉTHODE – 3/5 C ARTE DE K OHONEN IntroductionMéthode ConclusionÉtat de lart AVCRésultats Signal GLOBAL Sélection aléatoire pour initialiser la carte. Distance Euclidienne : 2 options !

30 30 M ÉTHODE – 4/5 KM EANS IntroductionMéthode ConclusionÉtat de lart AVCRésultats Idéalement les cliniciens voudraient obtenir une classification en seulement quatre régions. Classement des signaux issus de la carte de Kohonen en cinq classes

31 31 M ÉTHODE – 5/5 R APPORT F INAL IntroductionMéthode ConclusionÉtat de lart AVCRésultats

32 32 R ÉSULTATS IntroductionMéthode ConclusionÉtat de lart AVCRésultats Dans un premier temps nous avons observé une trop importante non reproductibilité de la méthode

33 Sectoriser la carte de Kohonen (Anneaux grandissant à la manière dun radar) Forme de la nécrose à la place de circulaire. 33 R ÉSULTATS – C ARTE DE K OHONEN IntroductionMéthode ConclusionÉtat de lart AVCRésultats

34 34 R ÉSULTATS IntroductionMéthode ConclusionÉtat de lart AVCRésultats Outre les résultats de la méthode, le logiciel propose de nouvelles options : Une interface graphique revue

35 35 R ÉSULTATS IntroductionMéthode ConclusionÉtat de lart AVCRésultats Outre les résultats de la méthode, le logiciel propose de nouvelles options : Une interface graphique revue Exécution en mode pas à pas

36 36 R ÉSULTATS IntroductionMéthode ConclusionÉtat de lart AVCRésultats Outre les résultats de la méthode, le logiciel propose de nouvelles options : Une interface graphique revue Exécution en mode pas à pas Importation des données images Nœud DICOM (Réseau PACS + Machines) CD

37 37 C ONCLUSION IntroductionMéthode ConclusionÉtat de lart AVCRésultats Le logiciel nécessite encore des améliorations :

38 38 C ONCLUSION IntroductionMéthode ConclusionÉtat de lart AVCRésultats Ainsi quune validation clinique : Nous avons profité des 9 mois à lhôpital pour construire une base de donnée patient. 46 examens avec examen de contrôle : Patients non traités : paramétrage du logiciel Patients traités : validation clinique

39 Avez-vous des questions? Merci 39


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