Modélisation homotopique et segmentation tridimensionnelles du cortex cérébral à partir d'irm pour la résolution des problèmes directs et inverses en EEG et en MEG

• Auteur / Autrice : Yann Cointepas
• Direction : Isabelle Bloch
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques fondamentales et appliquées
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Paris, ENST

Résumé

L'objectif de cette thèse est de fournir une contribution aux études anatomiques et fonctionnelles du cerveau en proposant une méthode de modélisation et de segmentation du cortex en IRM qui soit adaptée aux utilisations en électroencéphalographie (EEG) et en magnétoencéphalographie (Meg). Dans la première partie de ce travail, nous abordons rapidement les différentes modalités d'imagerie fonctionnelle cérébrale et montrons l'importance que revêt la modélisation de l'anatomie corticale pour l'analyse des données fonctionnelles, en particulier pour la Meg et l’EEG. Ensuite, nous faisons le point sur les différentes méthodes permettant d'extraire l'anatomie corticale à partir d'une image IRM. Nous montrons que la prise en compte de la géométrie et de la topologie des sillons ne peut se faire qu'en développant d'une modélisation appropriée. La seconde partie de ce rapport présente un modèle cellulaire permettant d'accroitre les possibilités de modélisation des images classiques en permettant notamment de représenter, sans apparition de paradoxe topologique, des scènes constituées de plusieurs objets ayant différentes dimensions locales. Nous introduisons ensuite une caractérisation originale des déformations homotopiques d'un objet discret s'appuyant sur son graphe de voisinage. Nous utilisons ces résultats pour caractériser localement les déformations homotopiques élémentaires d'une scène représentée par un modèle cellulaire. Enfin nous présentons un cadre informatique permettant de représenter et d'utiliser un modèle cellulaire homotopiquement déformable. La dernière partie de ce manuscrit présente une méthode de segmentation de la surface corticale s'appuyant sur les déformations homotopiques d'un modèle cellulaire. Le modèle est initialise à partir d'une segmentation du cerveau lisse puis déforme homotopiquement vers l'intérieur des sillons, la modélisation cellulaire permettant au modèle de s'adapter à la géométrie profonde des sillons corticaux.