Statistique de l'image ultrasonore

Objectifs

Le but de ce travail est de modéliser la statistique du premier ordre du signal échographique à l'aide d'une distribution statistique a priori. Ce modèle peut être intégré dans un formalisme de segmentation afin de proposer un outil adapté à la détection de structures cardiaques en imagerie échographique [1], [2], [3].

 

Méthode

A partir de la physique de la formation de l'image ultrasonore, un modèle statistique basé sur les K-distributions, permettant la modélisation conjointe des régions sanguines et myocardiques dans l'image RF a été développé [4]. Nous avons montré qu'il était possible de développer une approximation efficace de ce modèle au travers des Gaussiennes généralisées, qui conduisent à des estimateurs plus stables [5], [6] , [7].

distributions

Figure 1: Modélisation de l'histogramme d'une structure cardiaque (entourée par la courbe noire) à partir des données RF correspodantes. Image de droite: histogramme de la région RF avec les distributions KRF et Gaussienne généralisée associées

 

Résultats

L'intégration du modèle de Gaussienne généralisé dans une approche de segmentation a permis d'obtenir un outil fiable de détection des structure cardiaques en imagerie échocardiographique [1], [2], [3].

 

Figure 2: Segmentation d'une image échocardiographique acquise in vivo en orientation parasternale grand axe. Image de gauche: segmentation obtenue en utilisant une distribution standart (Rayleigh) sur l'image enveloppe. Image centrale: géometrie d'acquisition (Extrait de Yale Atlas of Echo). Image de droite: segmentation obtenue en utilisant une Gaussienne Généralisée

 


References

  1. [BERN-06d] O. Bernard, J. D'hooge, and D. Friboulet, "Segmentation of Echocardiographic Images based on Statistical Modelling of the Radio-Frequency", European Signal Processing Conference (Eusipco), Florence, Italy, 2006.
  2. [BERN-07b] O. Bernard, B. Touil, A. Gelas, R. Prost, and D. Friboulet, "A RBF-based multiphase level set method for segmentation in echocardiography using the statistics of the radiofrequency signal", IEEE International Conference on Image Processing ICIP'07, vol. 3, pp. 157-160, 2007.
  3. [BERN-07a] O. Bernard, B. Touil, A. Gelas, R. Prost, and D. Friboulet, "Segmentation of myocardial regions in echocardiography using the statistics of the radio-frequency signal", Functional Imaging and Modeling of the Heart, FIMH'07, vol. 4466, Salt Lake City, UT, USA, Springer Verlag, Publ., pp. 433-442, June, 2007.
  4. [BERN-06a] O. Bernard, J. D'hooge, and D. Friboulet, "Statistics of the Radio-Frequency Signal Based on K Distribution with Application to Echocardiography", IEEE Trans Ultrason Ferroelectr Freq Control, vol. 53, no. 9, pp. 1689-1694, 2006 .
  5. [BERN-07] O. Bernard, B. Touil, J. D'hooge, and D. Friboulet, "Statistical modeling of the radio-frequency signal for partially and fully developed speckle based on a Generalized Gaussian model with application to echocardiography", IEEE Trans Ultrason Ferroelectr Freq Control, vol. 54, no. 10, pp. 2189-2194, 2007 .
  6. [BERN-06e] O. Bernard, J. D'hooge, and D. Friboulet, "Statistical Modeling of the Radio-Frequency Signal in Echocardiographic Images Based on Generalized Gaussian Distribution", IEEE International Symposium on Biomedical on Image Processing (ISBI), Washington, USA, pp. 153-156, 2006.
  7. [BERN-06c] O. Bernard, J. D'hooge, and D. Friboulet, "Statistical modeling of the radio-frequency signal in echocardiographic images using modified K-distribution and Generalized Gaussian distribution", IEEE International Ultrasonics Symposium, Vancouver, Canada, pp. 1710–1713, 2006.