Outils d'imagerie multimodalité pour la neuroradiologie interventionnelle

Interventional neuroradiologists make use of diverse imaging modalities: digital subtracted angiography (DSA), 3D angiography (3DXA) and magnetic resonance imaging (MRI). The physician will fully beneficiate from their complementarity only when these modalities are registered. This thesis suggests solutions to the DSA/ 3DXA and 3DXA/ MRI registration problems that do not require any segmentation step. The registration of a DSA image with a 3DXA volume is considered as the search for the parameters of a conic projection perturbed by a distortion field. Procedures are described to calibrate the angiography machine that allow to recover the distortion field by interpolation and enable a precise estimation of the intrinsic parameters of the conic projection. The DSA/ 3DXA registration problem is then equivalent to the extrinsic parameters estimation. An original algorithm is described to recover them byb comparing the DSA .image to the maximum intensity projection (MIP) of the 3DXA volume. An initial match is reached by maximizing the correlation. The result is then refined through an iterative procedure based on the optical flow calculation. Lastly, the 3DXA/MRI registration is studied. The main obstacle lies in the huge difference between both signals. In order to overcome this, we devised an approach based on the modular definition of a voxel similarity measure. It consists in filtering the data to make them more similar, the comparison being then performed thanks to a linear correlation criterion. Applying this strategy to the 3DXA/MRI registration leads to an original, fast and precise algorithm. This algorithm has been validated by comparing it to a fully manual registration.Dans le cadre de la neuroradiologie interventionnelle, le médecin utilise diverses modalités d'imagerie: l'angiographie numérique soustraite (D8A), l'angiographie tridimensionnelle (3DXA) et l'imagerie par résonance magnétique (IRM). Leur complémentarité ne peut être rentabilisée que si celles-ci sont recalées. Ce travail de thèse propose des solutions au problème des recalages DSA/ 3DXA puis 3DXA/ IRM qui ne requièrent aucune segmentation. Le recalage d'une image DSA avec un volume 3DXAest abordé comme la recherche des paramètres d'une projection conique perturbée par un champ de distorsions. Nous décrivons des procédures de calibration de la machine d'angiographie qui permettent de retrouver les distorsions par interpolation et conduisent à une estimation fiable des paramètres intrinsèques de la projection conique. La question du recalage DSA/ 3DXA se pose alors comme l'estimation des paramètres extrinsèques de la projection conique. Nous décrivons un algorithme original pour les retrouver en se basant sur la comparaison de l'image DSA avec la projection en maximum d'intensité (projection MlP) du volume 3DXA. Un recalage initial est réalisé en maximisant le score de corrélation linéaire puis le résultat est affiné à travers une procédure itérative faisant intervenir un calcul de flux optique. Le recalage 3DXA/ IRM est enfin étudié. Le principal obstacle réside dans la très grande différence qui existe entre les signaux. Afin de le surmonter, nous proposons une approche basée sur la définition modulaire d'un critère de similarité de voxels. Son principe consiste à filtrer les données pour les rendre plus similaires, puis de la comparer par un critère de corrélation. La mise en oeuvre de cette stratégie pour le cas particulier du recalage 3DXA/ IRM conduit à un algorithme original, à la fois précis et rapide. Cet algorithme est validé par comparaison avec le résultat d'un recalage entièrement manuel

Outils d'imagerie multimodalité pour la neuroradiologie interventionnelle

Dans le cadre de la neuroradiologie interventionnelle, le médecin utilise diverses modalités d'imagerie: l'angiographie numérique soustraite (D8A), l'angiographie tridimensionnelle (3DXA) et l'imagerie par résonance magnétique (IRM). Leur complémentarité ne peut être rentabilisée que si celles-ci sont recalées. Ce travail de thèse propose des solutions au problème des recalages DSA/ 3DXA puis 3DXA/ IRM qui ne requièrent aucune segmentation. Le recalage d'une image DSA avec un volume 3DXAest abordé comme la recherche des paramètres d'une projection conique perturbée par un champ de distorsions. Nous décrivons des procédures de calibration de la machine d'angiographie qui permettent de retrouver les distorsions par interpolation et conduisent à une estimation fiable des paramètres intrinsèques de la projection conique. La question du recalage DSA/ 3DXA se pose alors comme l'estimation des paramètres extrinsèques de la projection conique. Nous décrivons un algorithme original pour les retrouver en se basant sur la comparaison de l'image DSA avec la projection en maximum d'intensité (projection MlP) du volume 3DXA. Un recalage initial est réalisé en maximisant le score de corrélation linéaire puis le résultat est affiné à travers une procédure itérative faisant intervenir un calcul de flux optique. Le recalage 3DXA/ IRM est enfin étudié. Le principal obstacle réside dans la très grande différence qui existe entre les signaux. Afin de le surmonter, nous proposons une approche basée sur la définition modulaire d'un critère de similarité de voxels. Son principe consiste à filtrer les données pour les rendre plus similaires, puis de la comparer par un critère de corrélation. La mise en oeuvre de cette stratégie pour le cas particulier du recalage 3DXA/ IRM conduit à un algorithme original, à la fois précis et rapide. Cet algorithme est validé par comparaison avec le résultat d'un recalage entièrement manuel.NANCY-INPL-Bib. électronique (545479901) / SudocSudocFranceF

Outils d'imagerie multimodalité pour la neuroradiologie interventionnelle

Interventional neuroradiologists make use of diverse imaging modalities: digital subtracted angiography (DSA), 3D angiography (3DXA) and magnetic resonance imaging (MRI). The physician will fully beneficiate from their complementarity only when these modalities are registered. This thesis suggests solutions to the DSA/ 3DXA and 3DXA/ MRI registration problems that do not require any segmentation step. The registration of a DSA image with a 3DXA volume is considered as the search for the parameters of a conic projection perturbed by a distortion field. Procedures are described to calibrate the angiography machine that allow to recover the distortion field by interpolation and enable a precise estimation of the intrinsic parameters of the conic projection. The DSA/ 3DXA registration problem is then equivalent to the extrinsic parameters estimation. An original algorithm is described to recover them byb comparing the DSA .image to the maximum intensity projection (MIP) of the 3DXA volume. An initial match is reached by maximizing the correlation. The result is then refined through an iterative procedure based on the optical flow calculation. Lastly, the 3DXA/MRI registration is studied. The main obstacle lies in the huge difference between both signals. In order to overcome this, we devised an approach based on the modular definition of a voxel similarity measure. It consists in filtering the data to make them more similar, the comparison being then performed thanks to a linear correlation criterion. Applying this strategy to the 3DXA/MRI registration leads to an original, fast and precise algorithm. This algorithm has been validated by comparing it to a fully manual registration.Dans le cadre de la neuroradiologie interventionnelle, le médecin utilise diverses modalités d'imagerie: l'angiographie numérique soustraite (D8A), l'angiographie tridimensionnelle (3DXA) et l'imagerie par résonance magnétique (IRM). Leur complémentarité ne peut être rentabilisée que si celles-ci sont recalées. Ce travail de thèse propose des solutions au problème des recalages DSA/ 3DXA puis 3DXA/ IRM qui ne requièrent aucune segmentation. Le recalage d'une image DSA avec un volume 3DXAest abordé comme la recherche des paramètres d'une projection conique perturbée par un champ de distorsions. Nous décrivons des procédures de calibration de la machine d'angiographie qui permettent de retrouver les distorsions par interpolation et conduisent à une estimation fiable des paramètres intrinsèques de la projection conique. La question du recalage DSA/ 3DXA se pose alors comme l'estimation des paramètres extrinsèques de la projection conique. Nous décrivons un algorithme original pour les retrouver en se basant sur la comparaison de l'image DSA avec la projection en maximum d'intensité (projection MlP) du volume 3DXA. Un recalage initial est réalisé en maximisant le score de corrélation linéaire puis le résultat est affiné à travers une procédure itérative faisant intervenir un calcul de flux optique. Le recalage 3DXA/ IRM est enfin étudié. Le principal obstacle réside dans la très grande différence qui existe entre les signaux. Afin de le surmonter, nous proposons une approche basée sur la définition modulaire d'un critère de similarité de voxels. Son principe consiste à filtrer les données pour les rendre plus similaires, puis de la comparer par un critère de corrélation. La mise en oeuvre de cette stratégie pour le cas particulier du recalage 3DXA/ IRM conduit à un algorithme original, à la fois précis et rapide. Cet algorithme est validé par comparaison avec le résultat d'un recalage entièrement manuel