Analyse de radiographies numériques pour l'aide au diagnostic de l'ostéoporose et quantification de l'information

par Walid Ayadi

Thèse de doctorat en Mathématiques appliquées

Sous la direction de Anne Estrade et de Amel Benazza.


  • Résumé

    This thesis was devoted to look for multi-scales descriptors of bone architecture in the transformed domain of the calcaneus bone radiographies in order to improve diagnostic of the osteoporosis. Bone microarchitectur, as observed by radiography, is the border of two types of texture (macrotexture and microtexture). So, we focused our study on the extraction of microtexture and macrotexture descriptors from spatial-frequency representations oi images. Our first contribution was to propose microtexture descriptors exploiting the statistical moments of wavelet coefficients. Our second contribution was aimed at extract and quantify connections of the calcaneus bone microarchitecture. So, we proposed macrotexture descriptors extracted from a connection detector operating on the 2D wavelet coefficients by using statistical tests of outliers. The interest of microtexture and macrotexture descriptors was evaluated on images acquired by the system of radiology Charles Nicolle Hospital (Tunis) and on data collected as part of a project utilizing the results of research in Tunisia. The results of this evaluation showed that the proposed descriptors and clinical ones and their contribution are complementary in the classification of the old women affected by the osteoporosis where bone mineral density (the main indicator for risk disease) has a failure in the discrimination between two groups of patients.

  • Titre traduit

    Analysis of radiographies for the osteoporosis diagnostic and quantification of information


  • Résumé

    Cette thèse a été consacrée à la recherche des descripteurs multirésolutions de la micro-architecture osseuse dans le domaine transformé des radiographies numériques de l'os de calcanéum dans le but d'ameliorer le diagnostic de la maladie de l'ostéoporose. Comme la microarchitecture, observée par radiographie, se trouve à la frontière de deux types de texture (macrotexture et microtexture), nous avons focalisé notre étude dans l'extraction des descripteurs de microtexture et de macrotexture à partir de représentations spatio-fréquentielles des images analysées. Notre première contribution a consisté à proposer des descripteurs de microtexture exploitant les moments statistiques des coefficients d'ondelettes. Notre deuxième contribution a visé à extraire et à quantifier les connexions 2D de la microarchitecture de l'os de calcanéum. Pour cela, nous avons proposé un détecteur de connexion 2D à partir des coefficients d'ondelettes saillants en utilisant des tests statistiques de données aberrantes. Nous avons, de plus, integré I'information concernant l'état des coefficients d'ondelettes saillants ou pas), appartenant a une échelle grossière, pour estimer l'état des coefficients d'ondelettes homologues appartenant à une échelle plus fine. Nous avons prouvé que les performances du détecteur proposé sont similaires aux performances du detecteur SIFT (meilleur détecteur de pixels saillants). L'interêt des descripteurs de microtexture et de macrotexture a été évalué sur des images acquises par le systeme de radiologie de l'hôpital Charles Nicolles (Tunis) et sur des données recueillies dans le cadre d'un projet de valorisation des résultats de la recherche en Tunisie. Les résultats de cette évaluation ont montré d'une part, la complémentarité des descripteurs de microtexture et de macrotexture proposés avec les descripteurs cliniques et de texture proposés dans la littérature. D'autre part, nous avons mis en évidence l'apport de ces descripteurs dans une classification supervisée des ostéoporotiques à partir d'un âge avancé où la densité minérale osseuse (le principal indicateur pour le risque de la maladie) présente une défaillance dans la discrimination entre les 2 groupes de patients.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (132 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliographie p. 123-132.

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