Modélisation anatomique par surfaces implicites à squelettes

Anatomical models based on skeletal implicit surfaces

• Auteur / Autrice : Olivier Palombi
• Direction : Marie-Paule Cani, George Paxinos
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Ingénierie pour la santé et le médicament
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Grenoble INPG
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale ingénierie pour la santé, la cognition, l'environnement (Grenoble ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d’informatique graphique, vision et robotique (Grenoble ; 1995-2007)
• Jury : Président / Présidente : Philippe Cinquin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Alim-Louis Benabid
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Laurent Lucas, Hervé Delingette

Mots clés

Mots clés contrôlés

Modélisation tridimensionnelle

Squelette

Mots clés libres

Surface implicite à squelettes

Distance de chafrein

Surface de convolution

Résumé

La modélisation 3D de structures anatomiques en informatique graphique est réalisée le plus souvent à partir de coupes 2D sériées. L'objectif de ce travail est de présenter une méthode originale de reconstruction 3D à l'aide de surfaces implicites à squelette. Une étude structurelle des formes présentes dans chaque plan de coupe est réalisée à travers l'extraction d'un squelette géométrique calculé à partir de l'axe médian (distance de chanfrein). Nous proposons d'utiliser ce squelette pour définir un -isquelette qui peut être utilisé comme squelette d'une surface implicite. Une surface de convolution à rayons variables le long de l'i-squelette permet de reconstruire le contour initial sans calcul d'optimisation. La reconstruction 3D à partir de coupes sériées est réalisée par le mélange des potentiels, générés par chaque squelette, dans l'espace inter-plan. La surface implicite continue résultante interpole ainsi les contours.

Computer-based anatomical models are generated from data set of seriai 2D sections (medical imaging, histological sections). The goal of this thesis is to present an original method to build 3D-models using skeleton-based implicit surfaces. First, a geometric skeleton (g-skeleton) is extracted, for each structures sectioned in one plan, from the medial axis computed in a distance map (chanfrein distance are used). We propose to use g-skeleton to calculate an i-skeleton. This skeleton could be used to compute implicit surfaces. A convolution surface with variable radius along the i-skeleton allows reconstruction of outlines of the initial structures without optimisation computation. The 3D reconstruction from a set of contours is realised using a blending function between two adjacent plans. The implicit surface resulting is a continued surface witch interlopes contours.