Equations aux dérivées partielles et classification non exclusive pour l'analyse d'images échographiques de contraste

par Adelaïde Kissi

Thèse de doctorat en Sciences de la vie et de la santé. Biophysique et traitement de l'image

Sous la direction de François Tranquart.

Soutenue en 2006

à Tours .


  • Résumé

    L’échographie Doppler est utilisée, depuis de nombreuses années, pour l’exploration vasculaire afin de visualiser les parois des vaisseaux et mettre en évidence les anomalies anatomiques et fonctionnelles qui leur sont attachées. Son caractère qualitatif rend l’interprétation de l’image très dépendante de l’expérience du praticien et, dans le cadre de certaines pathologies diffuses, l’image ne permet pas toujours d’établir un diagnostic avec certitude. L’introduction d’agents de contraste permet alors d’améliorer la détection des structures vasculaires mais également d’accéder à de nouvelles données fonctionnelles. Ces agents, des microbulles injectées par voie veineuse, sont sensibles à l’intensité du champ ultrasonore appliqué. Ils modifient les propriétés physiques des tissus traversés amenant une modification des caractéristiques de l’onde ultrasonore. L’objectif du travail de thèse était la quantification du rehaussement observé, après injection d’agents de contraste ultrasonores, au cours du processus de perfusion. L’organe cible de cette thèse était le foie. Ceci nécessite une étape préalable de recalage, visant à compenser les mouvements liés à la respiration. Dans la première partie de la thèse, nous dressons un état de l’art de l’imagerie échographique de contraste. Dans la seconde partie, nous décrivons notre méthode, visant à supprimer le bruit dans les séquences, basée sur la diffusion anisotrope non linéaire. Puis, une quantification de la perfusion hépatique, basée sur la classification floue non exclusive, est réalisée en classifiant automatiquement les images ultrasonores en différentes régions de perfusion. Par la suite, une étape de recalage, basée sur le flux optique, est décrite pour réaliser une quantification précise des microbulles présentes dans l’échantillon. La méthode a été validée sur des lésions hépatiques variées et les comparaisons avec d’autres méthodes classiques de recalage présentées montrent la pertinence de l’approche proposée. En conclusion, ce travail aura permis de quantifier et de recaler à partir d’une approche originale, non fondée sur l’opérateur. La mise à disposition de cette méthode pour les applications de routine devrait permettre de renforcer la valeur diagnostique de l’imagerie ultrasonore de contraste d’affections hépatiques.

  • Titre traduit

    Partial derivative equations and fuzzy clustering to quantify the liver perfusion in nonlinear ultrasound imaging


  • Pas de résumé disponible.


  • Résumé

    Colorectal carcinoma is a prevalent disease in Europe and United States. Despite of progress in detection, the prognosis of survival is weak : over 50% of patients will survive for five years, with the majority dying within the first two years. More than 30 % of carcinoma spread in liver, from overt micro metastasis, due to specific drainage of blood or to specific liver cells. The particular vascularization of liver by two different systems ( hepatic artery and portal vein) implies some changes in the balance between these two systems during the development of tumour. It is often accepted that for small liver lesions ( below 1 mm), blood supply is provided by portal vein. But, with the growing up of these tumours, an arterial supply is required entailing increase in arterial blood flow. It is therefore essential to depict these blood flow changes to detect and characterize lesions by imaging this specific vascularization. An early detection and a precise quantification of their vascularization would improve the diagnosis. Various methods could be used for this application. One of them is the Doppler sonography that allows the depiction of vascularity but is limited by its lack of sensibility and specifity. The nonlinear imaging, a contrast specific imaging technique, overcomes theses limitations, by the use of ultrasound contrast agents (microbubbles), improving tumours detection and characterization. As they are strictly intravascular, a perfect image of micro as macro vascularization can be made providing a quantitative study of perfusion. Thus, the purpose of my thesis was to quantify the liver arterial perfusion from the analysis of the image enhancement, in power Doppler mode, after an injection of ultrasound contrast agents. The perfusion has been estimated, in a regional basis (often the lesion), to extract physiological parameters in this area with two methods: a fully-automated tracking of lesion in image sequences via a segmentation based on a modification of the well known fuzzy competitive agglomerative clustering coupled with an anisotropic diffusion and a region of interest repositioning with optical flow estimation from structure tensor field. The method has been tested on varied lesions (metastasis, adenoma, focal nodular hyperplasia) and the results show that the assessment of lesion vascularization from our segmentation process can potentially be used for the diagnostic of liver carcinoma.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (151 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. f. 139-147

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université François Rabelais. Service commun de la documentation. Section Médecine.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : T SV 2006 006
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