Intégration des mouvements physiologiques en tomodensitométrie : estimation, reproduction et influence en imagerie cardiaque

Physiological motion in computed tomography : estimation, reproduction and effect in cardiac imaging

• Auteur / Autrice : Rui Guerra
• Direction : Jacques Felblinger
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Rayonnement et imagerie en médecine
• Date : Soutenance le 10/01/2007
• Etablissement(s) : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale IAEM Lorraine - Informatique, Automatique, Électronique - Électrotechnique, Mathématiques de Lorraine (1992-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : INSERM
• Partenaire(s) de recherche : Entreprise : Siemens medical
• Jury : Président / Présidente : Alain Noel
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jacques Felblinger, Alain Noel, Elie Mousseaux, Frrançoise Peyrin, Thomas Flohr
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Françoise Peyrin, Elie Mousseaux

Mots clés

Mots clés contrôlés

Organes

Logiciels

Simulation par ordinateur

Imagerie médicale

Respiration

Artères coronaires

Scanographie

Mots clés libres

Scanner

Fantôme

Imagerie cardiaque

Mouvement

Tomodensitométrie

Reconstruction

Mouvements

Artères coronaires

CT

Reconstruction

Motion

Coronary artery

Résumé

Une chaîne de traitement a été mise en place permettant de reproduire des mouvements physiologiques afin d’en étudier l’influence et tester les solutions pour y pallier. Une méthodologie originale, basée sur des acquisitions échographiques « Doppler Tissue Imaging », a permis de quantifier les mouvements tridimensionnels de contraction cardiaque. Ces données ont alors servi à optimiser le placement des fenêtres temporelles d’acquisition/reconstruction, à quantifier la résolution temporelle minimum pour geler le mouvement cardiaque le long de son cycle et de données d’entrées de commande d’une plateforme de mouvement et pour un simulateur informatique. Une étude dynamique menée sur des modélisations de calcifications d’artère coronaire a montré l’influence du mouvement respiratoire et la nécessité de l’intégrer dans le processus d’acquisition. Des premiers algorithmes d’estimation et de correction du mouvement ont également été testés sur des données brutes réelles et simulées.

The new idea presented in this work takes into account patient motion in the acquisition and reconstruction processes. For this work, the complete acquisition system has been developed in order to reproduce physiologic motion, analyse their effect and propose correction methods to reduce image artefacts. A new methodology based on Doppler Tissue Imaging was used to find the motion in three dimensions of several coronary artery segments. Based on these data, optimal temporal windows were defined for reconstruction and an analysis of the ideal temporal window in the heart cycle was proposed. Both motion models were then used the control of a motion platform and as input for computer simulations. A first analysis carried on coronary calcification showed the influence of respiratory motion. Estimation and correction of motions were then performed on CT raw data and simulated motion. This works shows that it is necessary to include motion in the acquisition/reconstruction algorithms in CT.