Recalage 3d elastique multimodalite par optimisation genetique

• Auteur / Autrice : Jean-Michel Rouet
• Direction : Christian Roux
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Traitement du signal et des télécommunications
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Rennes 1

Résumé

Cette these traite du probleme du recalage 3d elastique multimodalite en imagerie medicale. L'originalite du travail repose, d'une part, sur l'utilisation d'un algorithme d'optimisation stochastique (algorithme genetique), et d'autre part, sur une approche hierarchique du recalage et l'utilisation d'informations structurelles. En premier lieu, un large apercu de l'etat de l'art couvrant les domaines du recalage en imagerie medicale et de l'optimisation, permet de degager les principales problematiques de ce domaine. Par la suite, un modele de deformation globale elastique 3d, ainsi qu'une mesure de distance entre images sont proposes. Une presentation generale des algorithmes genetiques, puis une description plus precise de ceux que nous avons utilises, nous permet de decrire la chaine de traitement hierarchique globale mise en uvre. La structure hierarchique du recalage est basee sur l'utilisation d'une segmentation des images multimodales permettant de reduire le calcul d'une distance entre deux images de natures differentes, a celui d'une distance entre deux surfaces numeriques. Cette structure, ainsi que la robustesse de l'algorithme, reposent sur la decomposition du probleme en trois etapes : une premiere etape d'approximation par un recalage rigide rapide guidant une deuxieme etape d'appariement de points (point-matching), et enfin une etape d'affinement local sur les diverses solutions semi-optimales trouvees. Ce memoire presente ensuite l'application de l'algorithme que nous avons developpe a une base partagee d'images cerebrales (universite de vanderbilt) originellement constituee pour valider des methodes de recalage rigide. Les modalites considerees sont l'irm et le scanner, et l'information structurelle extraite est l'interface air-chair. Cette application nous permet, finalement, de conclure sur les bonnes performances en terme de rapidite et de precision de notre algorithme de recalage elastique 3d.