L'analyse de mouvement à partir d'une séquence d'images suscite un vif intérêt dans plusieurs domaines d'application, notamment en imagerie cardiaque où la mesure de la dynamique du coeur est d'une importance capitale. L'évaluation du mouvement du coeur exige une résolution temporelle élevée qui n'est apportée que par deux modalités d'imagerie, soit la radiologie (angiographie) et l'échocardiographie. Cependant, les images obtenues sont d'interprétation difficile, et le mouvement perçu dans l'image à travers les variations spatio-temporelles de l'intensité ne suffit pas pour identifier sans ambiguïté le mouvement réel 3D du coeur. En angiographie, l'estimation du mouvement du coeur dans sa vraie dimension 3D + temps nécessite l'acquisition de deux séquences simultanées d'images 2D. Celles-ci sont obtenues, en cinéangiographie biplan, en observant le coeur 3D en projection, sous deux incidences différentes, pendant quelques cycles cardiaques.

L'évaluation du mouvement 3D de la surface épicardique à partir d'une séquence d'images de cinéangiographie biplan peut être effectuée en deux étapes. Dans une première étape, il s'agit de résoudre un problème de stéréovision binoculaire, processus qui permet de combiner entre elles deux images d'une même scène pour en extraire des informations géométriques tridimensionnelles. La seconde étape consiste à effectuer le suivi temporel de l'information 3D obtenue à partir d'une paire simultanée d'images 2D, au cours de plusieurs cycles cardiaques, pour déduire la mesure de la dynamique du coeur. L'intérêt du système d'évaluation automatique de la contraction épicardique proposé dans cette thèse est de permettre une coopération entre ces deux étapes, afin de mieux exploiter la disponibilité de séquences d'images en coronarographie biplan.

Plusieurs travaux ont démontré le lien entre le mouvement des coronaires et celui de l'épicarde auquel elles sont rattachées. Dans cette optique, nous avons développé une méthode qui vise à caractériser la déformation de l'épicarde, en déterminant le mouvement de l'arbre coronarien par reconstruction 3D de points de repère anatomiques appartenant à cet arbre, comme les points de bifurcation des artères. Toutefois, une tâche prérequise dans toute application où de l'information 3D doit être extraite à partir d'images 2D est la calibration du système d'acquisition d'images.

L'inconvénient des méthodes classiques de reconstruction 3D en coronarographie biplan réside dans le fait qu'elles sont basées sur l'utilisation d'un objet de calibration. D'ailleurs, ces méthodes ont surtout servi pour démontrer la faisabilité d'une reconstruction 3D de la structure, sans toutefois connaître un grand essor en pratique. Dans cette thèse, nous avons proposé une méthode originale d'auto-calibration d'un système de cinéangiographie biplan qui peut être utilisée dans un milieu clinique. Elle est basée sur une procédure itérative d'approximation non linéaire destinée à minimiser la distance quadratique moyenne entre les projections analytiques et observées d'un ensemble des points de bifurcation, identifiés par un radiologue, sur une paire simultanée d'images ou à travers la séquence. La combinaison entre les appariements stéréoscopiques et temporels constitue un schéma de coopération qui permet d'exploiter l'information dynamique contenue dans la séquence d'images de coronarographie biplan lorsque l'information statique contenue dans une paire simultanée d'images s'avère insuffisante pour l'auto-calibration du système de cinéangiographie biplan.

L'auto-calibration du système de cinéangiographie biplan nous a permis de proposer l'architecture d'un système d'évaluation automatique de la contraction épicardique en 3D, à partir des coronarographies biplan acquises selon le protocole habituel du clinicien. Il permettrait d'extraire divers types de paramètres d'évaluation de la dynamique cardiaque et d'inférer la contraction locale et globale de l'épicarde.