Approche basée sur le squelette pour la segmentation et l'analyse 2D et 3D des images tomographiques de la structure osseuse

par Abdelmajid El Moutaouakkil

Thèse de doctorat en Traitement de l’image et du son

Sous la direction de Anne Marie Verges Laval-Jeantet.


  • Résumé

    L’objectif de notre travail de thèse est de segmenter les images radiologiques du système trabéculaire osseux, et d'en extraire des paramètres de quantification de la structure osseuse. Nous introduisons une nouvelle approche de segmentation, que nous appelons approche 'squelette', à côté des deux approches déjà citées dans la littérature qui sont l'approche 'région' et l'approche 'frontière'. Nous développons sous cette approche une méthode de segmentation, particulièrement adaptée à nos images tomographiques osseuses, basée sur une généralisation en niveaux de gris de la squelettisation binaire. Cette méthode est facilement adaptable à des images tomographiques de l'os provenant de systèmes radiologiques de conception et d'échelles différentes. Nous présentons et introduisons plusieurs méthodes de paramétrisation pour analyse quantitative de l'architecture osseuse (paramètres de connectivité, directionnels ou morphométriques) et discutons leur signification en comparaison avec les paramètres décrits antérieurement dans la littérature. Nous démontrons l'importante influence des paramètres de segmentation sur les mesures d'analyse de structure. Une calibration de la méthode développée et 1 une validation approfondie sont faites sur fantôme et sur spécimens anatomiques. Notre travail inclut la généralisation tridimensionnelle de la méthode de segmentation et de l'analyse paramétrique de l'architecture osseuse.

  • Titre traduit

    = Approach based on the skeleton for the segmentation and the analysis 2d and 3d of bone structure tomographic images


  • Résumé

    The purpose of this thesis is to present segmentation of radiological images of the trabecular bone, and extraction of quantification parameters, characterising the bone structure. Segmentation methods are typically classified in “region” and “edge” approaches. In this study we developed a new “squeleton” based approach, particularly well suited to segment tomographic images of the trabecular bone. First the skeleton of the structure is extracted using a gray levet generalization of binary squeletonisation, and then the skeleton is perpendicularly thickened to detect the total structure. The proposed method is easily adaptable to tomographic images obtained from different radiological systems and performed well. We also introduced several direct methods for the parametrisation of the trabecular architecture such as connectivity, directional and morphometric parameters, which are interpreted and compared with parameters described earlier in the literature. The important influence of the segmentation factors on architectural parameters' measures is clearly demonstrated and quantified. The developed method was calibrated and validated on phantom and anatomical specimens. Generalisation of the methodology for the segmentation and the parametrisation of 3D images were performed.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (220 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. P

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  • Disponible pour le PEB
  • Cote : ARCH-GF-3706
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  • Disponible pour le PEB
  • Cote : C.83(2276)
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