Segmentation et recalage d'images échographiques par utilisation de connaissances physiologiques et morphologiques - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 1998

Segmentation et recalage d'images échographiques par utilisation de connaissances physiologiques et morphologiques

Résumé

Echographical imaging could potentially play a major role in the field of Computer Assisted Surgery (CAS). For doctors and surgeons to make full use of this tool in planning and executing surgical operations, they also need user-friendly automatic software based on fast, precise and reliable algorithms. The main goal of this thesis is to take advantage of the segmentation/registration duality to extract the relevant information from echographical images. This information will allow the precise and automatic registration both of anatomical structures contained in the pre-operative model and of per-operative data contained in echographical images. The result of registration will be further used to guide a computer-assisted tool. In the first part we propose différent methods for filtering, segmentation and calibration of echographical images. The development of fast, precise and reliable algorithms is emphasized. The second part concerns the segmentation-registration duality and the corrections of elastic deformations of soft tissues. High-level segmentation algorithms for echographical images were developed. They are based on results of low-level segmentation, a priori anatomical knowledge as well as on information provided by the pre-operative model. The third part deals with detailed descriptions of applications and interpretation of results. The cases studied include : screwing inside the vertebral pedicles, iliosacral screwing, prostatic radiotherapy and puncture of pericardial effusion. Future developments for this approach are discussed.
L'échographie est un outil qui s'impose de plus en plus dans le domaine des Gestes Médico-Chirurgicaux Assistés par Ordinateur (GMCAO). Les médecins et les chirurgiens disposent en conséquence d'un excellent outil de travail qui les aide à planifier et surtout à réaliser des interventions chirurgicales. Pour cela, ils ont besoin également de logiciels automatiques et faciles à utiliser fondés sur d'algorithmes robustes, précis et rapides. L'objectif majeur de cette thèse est d'exploiter la dualité segmentation- recalage pour extraire de l'information pertinente des images échographiques. Cette information permettra ensuite le recalage automatique et précis des structures anatomiques contenues dans le modèle pré-opératoire issu de l'imagerie TDM/IRM et des données per-opératoires contenues dans les images échographique. Le résultat du recalage sera utilisé ultérieurement pour prêter assistance à un outil guidé par ordinateur. Dans une première partie, nous proposons des méthodes de filtrage, segmentation et calibrage des images échographiques. Un intérêt majeur a été accordé au développement des algorithmes de traitement robustes, précis et rapides. Une deuxième partie a été dédiée à la dualité segmentation-recalage et à la compensation des déformations élastiques des tissus mous. Des algorithmes de segmentation de haut niveau des images échographiques ont été développés. Ils se fondent sur la fusion des résultats fournis par la segmentation de bas niveau, des connaissances anatomiques a priori et de l'information apportée par le modèle pré-opératoire. La troisième partie est réservée à la description détaillée des applications et à l'interprétation des résultats. Les applications traitées sont : l'orthopédie du rachis - visée pédiculaire, l'orthopédie du bassin - visée sacro-iliaque, la radiothérapie de la prostate et la ponction d'un épanchement péricardique. Finalement, les développements futurs de cette approche sont discutés.
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Dates et versions

tel-00005189 , version 1 (02-03-2004)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00005189 , version 1

Citer

Gelu Ionescu. Segmentation et recalage d'images échographiques par utilisation de connaissances physiologiques et morphologiques. Ingénierie biomédicale. Université Joseph-Fourier - Grenoble I, 1998. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00005189⟩
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