Amélioration du calcul de la masse osseuse par micro-tomodensitométrie X : prise en compte des phénomènes physiques

Bone mass measurement improvement in micro-CT taking into account the physical phenomena

• Auteur / Autrice : Khodor Koubar
• Direction : Patrice Laquerriere
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance le 22/11/2013
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut pluridisciplinaire Hubert Curien (Strasbourg ; 2006-....)
• Jury : Président / Présidente : Khalil Bourahla
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : David Brasse, Philippe Duvauchelle
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Joëlle Amédée Vilamitjana, Jean-Michel Létang

Mots clés

Mots clés contrôlés

Dissertations universitaires

Microtomographie aux rayons X

Ostéoporose

Diagnostic

Mucoviscidose

Densitométrie osseuse

Microtomographie

Mots clés libres

Micro-tomodensitométrie X

Masse minérale osseuse

Durcissement de faisceau

Diffusion

Artefacts

Petit animal

Micro-CT system

Bone mineral density

Cystic fibrosis

Résumé

Suite à l'allongement de la survie des patients atteints de la mucoviscidose (CF), des études ont montré la présence d'une perte osseuse chez les patients CF. Dans ce travail de thèse, une étude de l'évolution de la densité minérale osseuse chez des souris atteintes de mucoviscidose a été effectuée en utilisant un système de micro-tomodensitométrie X. Afin d'améliorer les précisions des mesure, deux méthodes de correction de deux phénomènes physiques ont été appliquées. La première méthode est une correction du durcissement de faisceau X et basée sur une segmentation de l'objet reconstruit après une première reconstruction et en utilisant des courbes d'atténuations précalculées. La deuxième méthode est une méthode de correction de la diffusion des rayons dans l'animal basée sur l'estimation des projections des diffusés en utilisant des noyaux de diffusion précalculées. Des améliorations au niveau de la qualité de l'image et les mesures de densité osseuses ont été obtenues.

Due to the increased survival of the patients with cystic fibrosis (CF), studies showed the presence of osteoporosis in CF patients. In this work, a follow-up study of the bone mineral density (BMD) formice with CF is done using a micro-CT system. In order to perform accurately the measurements, weapplied two correction methods aiming to reduce artifacts in CT images. The first correction method is abeam hardening correction technique based on a post-reconstruction procedure and usingpre-calculated linearization curves. The second correction method is a hybrid elimination approach of scatter radiations from acquisition projections and based on the use of pre-calculated scatter kernels,simulated analytically. Improvements have been shown concerning image quality (contrast, artifactsreduction) and BMD measurements.