• annulus
• echocardiography
• feature tracking
• mitral valve
• monogenic optical flow
• optical flow
• tracking

La parte innovativa del presente lavoro di tesi è stato quello di studiare il movimento dell'annulus valvolare tramite Feature Tracking (FT). Dopo aver inquadrato il funzionamento di un generico algoritmo di FT e passato in rassegna lo stato dell’arte in merito all'applicazione del FT in ecocardiografia, con particolare attenzione allo studio valvolare, è stato scelto l’algoritmo che presentasse maggiori aspetti positivi. La scelta è ricaduta sui metodi di Optical Flow, più specificamente sul "monogenic OF" che, invece della costanza di luminosità, prevede la costanza di fase. A questo punto, dopo aver presentato l’aspetto teorico alla base di tale metodo, l’algoritmo è stato implementato in ambiente Matlab. E' stato scelto un approccio iterativo di raffinamento piramidale e multiscala, per rendere l'algoritmo il meno dipendente possibile dalla scelta delle dimensioni della finestra di interrogazione. Si è passati quindi alla preparazione delle immagini. Avendo a disposizione video ecocardiografici, essi sono stati prima convertiti in files Dicom e poi importati nel software 3DSlicer. Qui è stata ricavata la matrice di rototraslazione dell'orientamento desiderato, subito dopo applicata in Matlab al volume di interesse. Per poter estrarre la fetta di interesse si è ricorso alla modifica di un pacchetto Matlab esterno "View4D". Ottenuta quest'ultima, la metodica è stata arricchita del tracciamento del contorno nel frame considerato di partenza, e del suo inseguimento negli altri frames grazie all'applicazione dell'algoritmo. Per ottenere però parametri clinicamente rilevanti, si è offerta la possibilità di scomporre lo spostamento del contorno così calcolato in componenti radiale e tangenziale. Per poter validare il suo funzionamento, prima è stato costruito un fantoccio circolare che ruotasse e si dilatasse/comprimesse nel tempo. Si è visto quindi come variasse la convergenza dell’algoritmo in base ai valori imposti. Per valori di traslazione compresi tra lo 0.2% e il 2% ed una rotazione di 10° si è concluso che,per un numero di frames pari a 31, per SNR maggiori di 4 si ottiene un errore percentuale minore del 10%. Con gli stessi parametri di rotazione e traslazione si è visto che nel caso limite di un SNR uguale a 4, il numero di frames adatto per ottenere un errore percentuale minore del 10% fosse maggiore di 30. Sono state quindi analizzate immagini ecocardiografiche dell’annulus, opportunamente elaborato, ed effettivamente è stata mostrata una discordanza tra i grafici dello spostamento massimo e medio del caso preinterventistico e quelli del caso postinterventistico. Tale metodica sembrerebbe quindi mostrare delle peculiarità che le permettono di distinguere tali casi. L’algoritmo è stato anche applicato al piano trasversale della valvola, mostrando buone capacità di inseguimento dei lembi della valvola fino alla fine di un ciclo cardiaco (nel caso considerato, 32 frames) quando si assiste all'apertura della valvola. L'erroneo inseguimento dei segmenti è imputabile ad una risoluzione temporale non adeguata. Nel presente lavoro di tesi, è stato analizzato il caso di un solo paziente sottoposto ad impianto di chiusura dell’auricola sinistra. L’estensione dell’analisi ad una popolazione di pazienti statisticamente significativa potrebbe portare ad una valutazione dell’efficacia clinica della metodica introdotta. Nello sviluppo del presente lavoro di tesi, è stata implementata anche l'estensione 3D. Per la complessità computazionale derivante dall'applicazione dell’algoritmo su dati 4D, l’algoritmo sviluppato non risulta adeguato ad ottenere risultati con tempi compatibili con le necessità della pratica clinica. Per risolvere il problema sarebbe opportuno ottimizzare il codice sviluppato ed introdurre tecniche di elaborazione in parallelo.