Coregistration d'images médicales
: contexte, modélisation du problème et sa traduction en une première conception Orientée Objets

  • Stéphane Seynave

Student thesis: Master typesMaster en sciences informatiques

Résumé

La pratique clinique actuelle conduit à manipuler de plus en plus d’images médicales. Les comparaisons de telles images issues d’une même ou de différentes modalités sont souvent indispensables au médecin praticien pour établir un bon diagnostic. Malheureusement, cette tâche paraît pour eux de plus en plus difficile à réaliser mentalement vu le caractère bruité des images ainsi que leur nombre croissant à apprécier. De plus, il peut également s'avérer nécessaire de les confronter à des images d'atlas anatomiques ou de bases de données pathologiques.
Il en découle qu'une aide à l’intégration de cette multitude de données se révèle donc fort utile et ce, de la manière la plus simple, rapide et automatique possible. Cette intégration passe idéalement par deux étapes. Tout d’abord, un alignement spatial des différentes images impliquées, connu sous le nom de coregistration. Ensuite, une visualisation adaptée de ces images coregistrées ou d’images paramétriques déduites de ces dernières afin d'analyser le résultat.
Bien que nous conversons un peu de la seconde étape dans ce travail, nous nous sommes essentiellement intéressés à la coregistration des images, que ce soit entre elles, avec un atlas ou une base de données. En effet, de nombreuses méthodes ont été publiées, indiquant qu’il s’agit d’un problème pratique d'une extrême importance et que la méthode idéale n’existe toujours pas.
Nous introduisons donc tout d'abord la question de la coregistration de deux images de la manière la plus complète possible, en la plaçant dans son contexte ainsi qu'en la définissant précisément. De là, nous en déduisons un modèle mathématique sous la forme d'un problème d'optimisation, faisant intervenir les quatre éléments "parties intégrantes" de toute méthode de coregistration proprement dite… A savoir les caractéristiques que l'on peut extraire des images impliquées et sur lesquelles s'appuient la coregistration, la transformation que l'on va appliquer à la seconde image pour la faire correspondre avec la première, la fonctionnelle d'appariement permettant de quantifier et de maximaliser de la meilleure manière qui soit la similarité entre ces deux images, et enfin, la procédure d'optimisation de la recherche des paramètres optimaux de la transformation à effectuer qui sera adoptée afin que le temps de calcul inhérent ne soit pas démesuré.
Finalement, vu que les méthodes de coregistration se présentent habituellement tant au point de vue conception que celui de l'implémentation uniquement de façon procédurale, nous proposons une première traduction de notre modélisation exposée auparavant en une vision de conception orientée objets en quatre couches permettant d'englober le plus génériquement possible l'ensemble des méthodes que l'on rencontre de nos jours.
la date de réponse2002
langue originaleFrançais
SuperviseurJean-Paul LECLERCQ (Promoteur)

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