Modélisation et mise en correspondance par pyramides actives : application à l'imagerie cardiaque par résonance magnétique

= Model matching using the active pyramids : application to magnetic resonance cardiac imaging

• Auteur / Autrice : Pierre-Jean Reissman
• Direction : Isabelle Magnin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Traitement de l'image
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Lyon, INSA
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Électronique, électrotechnique, automatique (Lyon)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : CREATIS - Centre de Recherche et d'Application en Traitement de l'Image et du Son, UMR5515 (Lyon, Rhône1995-2006)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Imagerie médicale

Appariement (statistique)

Maillages polyédriques

Résumé

L’imagerie par résonance magnétique 3D dynamique permet d'accéder aux structures du thorax et plus particulièrement du cœur en mouvement. La caractérisation de ses déformations nécessite une étape d'identification puis de suivi dans le temps. Dans un premier temps, nous proposons la structure de pyramide neuractive pour la modélisation et la mise en correspondance des images TRM. Cette méthode permet de définir un champ de déformation dense et la déformation a posteriori d'un modèle des objets contenus dans les volumes. Chaque niveau de la pyramide est un graphe régulier de cellules construit récursivement sur l'image de départ par filtrage passe-bas. Le graphe ainsi construit est déformé pour s'adapter au contenu local de l’image. Cette adaptation est effectuée par minimisation d'une fonction d'énergie basée sur le gradient de l’image et la déformation des cellules. Des paramètres statistiques de l'image sont calculés sur le support géométrique des cellules. La mise en correspondance des niveaux de représentation permet de définir un champ de transformation élastique des objets de l'image. Nous proposons ensuite, la structure de pyramide déformable pour l’extraction des structures anatomiques. Un modèle topologique et géométrique multi résolution des objets est construit par maillage des surfaces d’intérêt. Cette structure est déformée pour s'adapter au contenu des images par une déformation de forme libre. La précision atteinte par le modèle permet de calculer des paramètres cliniques significatifs pour l'étude du muscle cardiaque, tels le volume des ventricules, la fraction d’éjection ventriculaire et la contractilité locale du myocarde. Dans le cadre de ce modèle, nous présentons une méthode de triangulation originale des surfaces d'intérêt. Cette méthode permet de définir les nœuds du maillage tout en respectant la topologie de la surface à traiter.

Dynamic 3D resonance imaging is a mean to access thorax structures and especially dynamic of the heart. The heart study requires to be able to extract an accurate representation and to follow its deformations in time. We first present the neuractive pyramid to model and match MR images. This method is used to define a dense deformation field and apply this deformation to a prior model of the reference objects. Each level of the pyramid is a regular graph of cells recursive! y built on the image by low-pass filtering. These graphs are deformed to adapt themselves to the local content of the image. The deformation process is performed by minimizing an energy function integrating image gradient and cells deformation. Statistical parameters of the image are computed on the geometrical support of the cells. A dense field of deformation is defined by matching the different level of the pyramid. The deformable pyramid is proposed to extract anatomical structures from the MRI data. A topological and geometrical model is built by tessellating the surfaces of interest with triangles. A free-form deformation is applied to adapt the model to the local content of the images. Thanks to the resulting accuracy it is possible to compute clinically significant parameters of the myocardial muscle. This parameters are the ejection fraction and the local wall thickness of the myocardium. In the frame of this model, we present an original triangulation method of the surfaces of interest. The method makes possible to define the node of the triangulation while conserving the topology of the surface of interest.