Pamukkale Univ Muh Bilim Derg. 2021; 27(2): 122-128 | DOI: 10.5505/pajes.2020.26817

Model-free automatic segmentation of the aortic valve in multislice computed tomography images

Devrim Ünay¹, Ýbrahim Harmankaya², Ýlkay Öksüz², Rahmi Çubuk³, Levent Çelik⁴, Kamuran Kadipaþaoðlu^5
1Electrical-Electronics Engineering, Izmir Democracy University, Izmir
²Electrical and Electronics Engineering, Bahcesehir University, Istanbul
³Faculty of Medicine, Maltepe University, Istanbul
⁴Radiology Online, Istanbul
⁵Biomedical Engineering, Electrical-Electronics Faculty, Yýldýz Technical University, Istanbul

Valvular diseases may affect one or more of the cardiac valves, which may need to be replaced or restored for effective treatment. The surgical procedure can be guided by a patient-specific and dynamic model containing information complementary to the 2D/3D static images of the valves. To this end, in this study a novel automated model-free aortic valve segmentation method is presented, and its performance is evaluated against expert annotations over conventional contrast- enhanced ECG-gated multislice CT data of the aortic valve at its closed position. Detailed evaluation of the proposed method in 19 real cases revealed an encouraging performance of 3D region growing over Hessian based approach but also demonstrated the complexity of the problem.

Keywords: Aortic valve, Segmentation, Model-free, Region growing, Hessian, Supravalvular sinus detection, Ascending aorta, Computed tomography, Valvular heart diseases

---

Aort kapakçýðýnýn çok-kesitli bilgisayarlý tomografi görüntülerinden model-baðýmsýz otomatik bölütlenmesi

Devrim Ünay¹, Ýbrahim Harmankaya², Ýlkay Öksüz², Rahmi Çubuk³, Levent Çelik⁴, Kamuran Kadipaþaoðlu^5
1Elektrik-Elektronik Mühendisliði, Ýzmir Demokrasi Üniversitesi, Ýzmir
²Elektrik-Elektronik Mühendisliði, Bahçeþehir Üniversitesi, Ýstanbul
³Týp Fakültesi, Maltepe Üniversitesi, Ýstanbul
⁴Radyoloji Online, Ýstanbul
⁵Biyomedikal Mühendisliði, Elektrik-Elektronik Fakültesi, Yýldýz Teknik Üniversitesi, Ýstanbul

Bir veya birden fazla kalp kapakçýðýnýn etkilenebildiði kapakçýk hastalýklarýnýn etkin tedavisi için bu kapakçýklarýn onarýlmasý ya da deðiþtirilmesini gereklidir. Kapakçýklarýn 2B/3B statik görüntülerinden elde edilecek bilgiyi tamamlayýcý bilgi içeren hastaya-özgü ve dinamik bir model bu giriþimsel tedavi rehberlik edebilir. Bu amaçla bu çalýþmada yeni bir otomatik model-baðýmsýz aort kapakçýðý bölütleme yöntemi önerilmiþ ve yöntemin doðruluðu aort kapakçýðýnýn kapalý anýna ait geleneksel kontrastlý EKG-güdümlü çok-kesitli BT verisinden elde edilen uzman iþaretlemeleri ile ölçülmüþtür. Yöntemin baþarýsý 19 gerçek veride detaylý olarak deðerlendirilmiþ ve Hessian temelli sonucun üzerine bölge büyütme yaklaþýmýnýn performansýnýn umut vadettiði ama bunun yaný sýra problemin zorluðunu göstermiþtir.

Anahtar Kelimeler: Aort kapakçýðý, Bölütleme, Model-baðýmsýz, Bölge büyütme, Hessian, Supravalvüler sinüs tespiti, Çýkan aort, Bilgisayarlý tomografi, Kalp kapakçýðý hastalýklarý

---