Reconstruction tomographique en contraste de phase : dans le cadre du projet XPulse

Phase contrast tomographic reconstruction

• Auteur / Autrice : Emile Barjou
• Direction : Pascal Desbarats
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 22/06/2023
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques et informatique (Talence, Gironde ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire bordelais de recherche en informatique
• Jury : Président / Présidente : Guillaume Blin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Julio Cesar Da Silva, Francesca Mastropietro
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Julien Bert, Serge Miguet

Mots clés

Mots clés contrôlés

Imagerie médicale

Tomographie

Mammographie

Mots clés libres

Reconstruction tomographique

GPGPU

Gestion mémoire

Contraste de phase

Propagation libre

Masque de Hartmann

Tomographic reconstruction

GPGPU

Memory management

Phase contrast

Free propagation

Hartmann mask

Résumé

Cette thèse s’inscrit dans le projet XPulse, visant à développer un système de mammographie innovant utilisant l’imagerie de phase et la tomographie pour extraire le maximum d’information tout en réduisant l’exposition du patient aux rayons X. Ce projet résulte d’une collaboration entre différents acteurs et cette thèse est réalisé avec ALPhANOV, coordinateur du projet et le LaBRI, le laboratoire où j’effectue mon doctorat. Dans ce projet, j’ai travaillé sur le traitement des données acquises avec les différentes installations d’imagerie. Cela implique le prétraitement des données brutes, la reconstruction tomographique et l’extraction de la phase. Pour la reconstruction tomographique, j’ai évalué les différentes implémentations à notre disposition puis ai développé un logiciel sur-mesure permettant de répondre aux spécificités de nos installations. La contrainte principale a été la gestion de la mémoire, les jeux de donnés usuels s’approchant du téraoctet. Pour la récupération de phase, deux méthodes ont été utilisées au cours du projet : la propagation libre et l’imagerie par masque de Hartmann. Mon travail sur ce volet a été d’étudier puis d’implémenter les méthodes existantes de traitement de telles images, puis de les intégrer au mieux dans la chaine de traitement.

This thesis is part of the XPulse project, which aims to develop an innovative mammography system using phase imaging and tomography to extract the maximum information while reducing the patient’s exposure to X-rays. This project is the result of a collaboration between different actors and this thesis is realized with ALPhANOV, coordinator of the project and LaBRI, the laboratory where I am doing my PhD. In this project, I worked on the processing of data acquired with the different imaging facilities. This involves preprocessing of the raw data, tomographic reconstruction and phase extraction. For the tomographic reconstruction, I evaluated the different implementations available to us and then developed a custom software to meet the specificities of our facilities. The main constraint was memory management, as the usual data sets are close to terabytes. For phase recovery, two methods were used during the project: free propagation and Hartmann mask imaging. My work on this part of the project was to study and implement the existing methods of processing such images, and then to integrate them as well as possible in the processing chain.