Techniques d'imagerie pour l'aide au positionnement en dosimétrie conformationnelle

par Fabien Feschet

Thèse de doctorat en Informatique appliquée à l'imagerie médicale

Sous la direction de Serge Miguet.


  • Résumé

    Les travaux présentés se si tuent dans le cadre d'une collaboration entre le centre de cancérologie Léon Bérard de Lyon et le pôle Images du laboratoire ERIC de l'Université Lyon 2. Il s'agit d'une étude de la faisabilité d'un système automatique d'aide au positionnement de patients, dans le contexte de la radiothérapie par dosimétrie conformationnelle sur la base d'appareils en fonctionnement. Nous proposons un système respectant les contraintes médicales et dont le but est de s'insérer facilement au sein des protocoles existants. L'étude que nous présentons est divisée en quatre étapes. Dans un premier temps, nous réalisons le processus de calibration du système d'imagerie à partir d'un fantôme construit spécialement pour l'occasion. Nous montrons que la calibration peut se réduire à une procédure d'optimisation associée à une prise de mesures dans un examen scanner et une image acquise. Dans un second temps, nous nous intéressons à des techniques de rendu volumique par lancer de rayons pour la création d'images simulant les images. L'étude présentée propose d'utiliser diverses formules d'accumulation pour la génération d'images. Dans un troisième temps, nous procédons au recalage entre des images acquises et des images simulées. Nous utilisons des techniques de recalage à base de distributions d'intensité. Nous fournissons également une étude comparative de deux mesures de similarité. Dans un quatrième et dernier temps, nous mettons en œuvre la précédente procédure de recalage suivant divers plans d'acquisition et nous proposons une mise en commun de ces informations pour déduire un mouvement à appliquer au patient afin de faire correspondre sa position actuelle avec sa position théorique. Des expérimentations démontrent la faisabilité d'un système d'aide au positionnement basé sur ces techniques. Nous obtenons une précision de l'ordre du millimètre là où les procédures actuelles fournissent un positionnement qui n'est précis qu'au centimètre près.

  • Titre traduit

    = lmaging techniques for patients positionning in conformal radiotherapy


  • Résumé

    The works described here are the result o f a collaboration between the cancer institute Léon Bérard in Lyon and the ERIC laboratory of the Université Lyon 2. We deal with the problem of building a prototype system f or patient positioning in t he context of conformational radiotherapy, with the help of currently daily used collimators. We propose a system which satisfies the medical constraints and whose goal is to be easily inserted inside the current medical protocols. Our study is divided into four parts. First, we begin with the calibration procedure of the imaging system. This procedure is done with t he help of a synthetic object specially built for the project, that is first submitted to a scanner acquisition. We show that the calibration step can be reduced to a minimization procedure between measures done on the scanner exam and on an image acquired with the collimator system. In a second part, we study the volume rendering techniques in order to simulate the images which can be acquired with the collimator. We propose to use ray- casting volume rendering and provide several accumulation formulas for images generation. In a third study, we present work s on multi-modality image registration. We propose to align the acquired image with the generated image. We base our approach on the intensity based techniques with the used of two different similarity measures and provide some comparisons between them. In a fourth and last part, we address the problem of recovering the three dimensional movements of the patient. To do this, we apply the registration procedure in several acquisition planes. The three dimensional deplacement of the patient is computed with a least-squared minimization procedure. Some experiments show the feasibility of patient positioning system in the context of conformal radiotherapy. The precision of this system is about one millimeter where the currently used procedures only achieved a one centimeter precision.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (217 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. P

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  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées (Villeurbanne, Rhône). Service Commun de la Documentation Doc'INSA.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : C.83(2293)
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