Segmentação das áreas isquêmicas no acidente vascular cerebral utilizando imagens de tomografia computadorizada de perfusão

As tecnicas de processamento digital de imagens tem sido vastamente aplicadas as imagens medicas. Um dos beneficios ocasionado por estas ferramentas e o de prover medidas de parâmetros que sao dificeis de estimar e suscetiveis a vies do medico. O presente trabalho teve por objetivo desenvolver um software semi-automatico de segmentacao das areas isquemicas, core e penumbra, no acidente vascular cerebral, utilizando tecnicas de segmentacao por limiarizacao e baseada em regioes. Os dois algoritmos de segmentacao (estatistica local e limiarizacao) foram aplicados aos mapas de perfusao, calculados em um software separado, o stroketool-ct (Wittsack, University of Duesseldorf, Alemanha). Este software dispoe de tres metodos de calculo dos mapas, a partir das imagens de tomografia computadorizada de perfusao, que diferem no modelo matematico utilizado. O software aqui desenvolvido funciona como um modulo do stroketool-ct, nao tendo acesso ao codigo fonte, apenas as estruturas de dados. O algoritmo de estatistica local funciona atraves da expansao de uma amostra selecionada pelo usuario, na regiao isquemica de interesse. Os resultados obtidos pelo algoritmo de estatistica local foram comparados, atraves de um algoritmo de quantificacao, com o padrao ouro, que consistiu na segmentacao manual das regioes isquemicas realizada pelo medico especialista. Respeitando as limitacoes pertinentes a tecnica aplicada, os resultados obtidos pelo software de segmentacao se mostraram satisfatorios. O algoritmo de limiarizacao utiliza os limiares fisiologicos de perfusao sanguinea estabelecidos na literatura para distinguir as areas isquemicas. A confiabilidade da segmentacao reside no metodo especifico de calculo dos mapas de perfusao adotado. Alem disso, os algoritmos fizeram o display dos resultados da segmentacao em menos de 5 minutos em um computador pessoal, um tempo de espera razoavel para o especialista que pode utilizar o resultado da segmentacao do algoritmo para... The techniques of digital image processing have been widely applied to medical imaging. One of the benefits brought about by these tools is to provide measurements of parameters that are difficult to estimate and likely to bias the physician. This study aimed to develop semi-automatic software of segmentation of the ischemic areas, core and penumbra in stroke, using techniques of thresholding and segmentation based on regions. The two segmentation algorithms (thresholding and local statistics) were applied to the perfusion maps that are calculated in a separate software, the stroketool-ct (Wittsack, University of Duesseldorf, Germany). This package provides three methods of calculation of maps, from images of perfusion computer tomography, which differ in the mathematical model used. The software developed here serves as a module stroketool-ct, not having access to source code, only the data structures. The statistical algorithm expands from a sample selected by the user, in the ischemic region of interest. The results obtained by the local statistical algorithm were compared by an algorithm of quantification with the gold standard, which is the manual segmentation of ischemic regions performed by the specialist. In spite of the limitations inherent to the technique applied, the results obtained by the local statistic algorithm were satisfactory. The thresholding algorithm uses the physiological perfusion thresholds established in the literature to distinguish the ischemic areas. The reliability of the segmentation obtained by thresholding algorithm resides on the specific method for the calculation of the perfusion maps that were adopted. Moreover, the algorithms provided the display of the segmentation results in less than 5 minutes in a standard computer, a reasonable waiting time for the specialist who can use the feedback to make the decision of whether applying the thrombolytic therapy.