Bland-Altman e o coeficiente de correlação validaram esta metodologia que, complementada pela interface gráfica amigável do aplicativo, pode auxiliar os clínicos em seus estudos de larga escala, baseados nas imagens Doppler ultrassonográficas, com as seguintes vantagens: redução do tempo operacional e de resultados subjetivos e aumento do grau de reprodutibilidade dos resultados. Palavras-chave: Ultrassonografia modo-B. Ultrassonografia Doppler. Quantificação da artéria carótida. Contornos ativos. Modelo matemático da artéria. Gráfico de velocidade do sangue. Fluxo de sangue. Integral de velocidade e tempo. ABSTRACTIn the field of image-based diagnostic medicine, low cost and noninvasive B-mode ultrasound technique have supported the researches which investigates the relation between the carotid intima-media thickness (IMT) and the development of cardiovascular diseases. Other ultrasound technique, that offers a different approach to study these diseases, is based on Doppler effect and has also been extensively used in clinical sites to measure blood velocity and flow in peripheral arteries. In this work, computational methods were implemented and analyzed to extract quantitative data from 2D images of arteries. Tests with B-mode images covered the combination of filtering techniques and active contour algorithms, in order to detect the arterial wall interfaces and to measure IMT and lumen diameter (LD). One mathematical model and seven real images of the common carotid artery were used in this study which, among several filters and algorithms combinations, showed similar quantitative results for DL measurements. However, for IMT, the small thickness of intima-media layer led to undesirable variation results. To measure blood velocity by using Doppler mode, a semi-automatic methodology was implemented in a computational tool to detect the spectrum envelope of the velocity graphic. A comparative analysis between commercial ultrasound systems operated by specialists and this tool included systolic peak velocities and velocity-time integral (VTI) of the common carotid and brachial arteries and of echocardiographic exams.Bland-Altman's analysis and the correlation coefficient validated this methodology which, besides the user friendly graphical interface of the tool, may help the clinicians for their large-scale studies based on Doppler ultrasound images, with the following advantages: to save operational time, to lower subjective results, and to support measurement reproducibility. Keywords: B-mode ultrasound. Doppler ultrasound. Carotid artery quantification. Active contour. Mathematical model of the artery. Blood velocity. Blood flow. Velocitytime integral.
Resumo Imagens de gráfico de velocidade sanguínea adquiridas pela ultrassonografia Doppler podem ser utilizadas para investigar possíveis relações entre as informações presentes nas mesmas e a ocorrência de doenças cardiovasculares, entre outras aplicações. Com o objetivo de facilitar este tipo de estudo em protocolos clínicos envolvendo centenas de pacientes, um aplicativo computacional foi desenvolvido para extrair dados quantitativos daqueles gráficos. Após uma etapa de calibração e seleção da região de interesse definida pelo usuário, o algoritmo automaticamente detecta o eixo de referência e a envoltória da curva, viabilizando o cálculo dos picos de velocidade e a integral de velocidade e tempo (VTI). Técnicas de processamento de imagem, tais como Componentes Conexos e filtros Gaussiano e Mediano, foram aplicadas para melhorar a robustez da detecção da envoltória. Uma análise comparativa entre as medições obtidas pelos sistemas de ultrassonografia comerciais operados por especialistas (denominadas como "A") e pela presente metodologia (denominadas como "B") incluiu velocidades de pico sistólico e VTIs das artérias carótida comum e braquial na condição basal, da braquial durante a resposta de hiperemia reativa e de exames ecocardiográficos. Os resultados apresentaram uma pequena diferença média, calculada como d = A -B, pela análise de Bland-Altman e uma alta correlação tanto para as velocidades de pico (d = 0,02 m/s; r > 0,99; p < 0,01; 102 amostras) quanto para as VTIs (d = 1,25 cm; r > 0,99; p < 0,01; 75 amostras). Estes resultados indicam a confiabilidade desta metodologia que, complementada pela interface gráfica amigável do aplicativo desenvolvido, pode ser facilmente utilizada pelos clínicos para seus estudos em larga escala baseados nas imagens Doppler ultrassonográficas.Palavras-chave Ultrassonografia Doppler, Gráfico de velocidade do sangue, Fluxo de sangue, Integral de velocidade e tempo, Detecção da envoltória. Semi-automatic quantification of blood velocity in Doppler ultrasound imagesAbstract Blood velocity vs. time graphic images acquired by ultrasound Doppler technique can be used to reveal relationships between data within those graphics and the presence of cardiovascular diseases, among other applications. To facilitate this kind of study in clinical protocols involving hundreds of patients, a computational tool was developed to extract quantitative data from the graphics. After calibration and selection of the region of interest defined by the user, the algorithm automatically detects the baseline and the curve envelope to calculate the peak velocities and the velocity-time integral (VTI). Image processing techniques, such as Connected Components, Gaussian and Median filters were applied to improve the robustness of the envelope detection. A comparative analysis between measurements obtained with commercial ultrasound systems operated by specialists (named as 'A') and by the present methodology (named as 'B') included systolic peak velocities and VTIs of common carotid and brachial arteries...
Considerações finais: Atualmente o sistema opera muito bem e sem relatos de baixa performance. Porém, tendo em vista a previsão de implantação de novas funcionalidades e o aumento de usuários, são estudadas ações como a migração da atual arquitetura monolítica para arquitetura distribuída. E principalmente a mudança da interface para abordagens stateless.
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