Early diagnostic of diabetic foot using thermal images

par Luis Alberto Vilcahuaman Cajacuri

Thèse de doctorat en Sciences et technologies industrielles

Sous la direction de Rachid Harba.

Le président du jury était Christophe Léger.

Le jury était composé de Rachid Harba, Christophe Léger, Guy Feuillard, Gérard Jacquet, Raphael Canals, Philippe Emy, Martha Zaquera.

Les rapporteurs étaient Guy Feuillard, Gérard Jacquet.

  • Titre traduit

    Diagnostic précoce du pied diabétique par images thermiques


  • Résumé

    L'objectif de cette thèse est d'analyser l’utilité de la thermographie dans le cadre du diagnostic précoce du pied diabétique. Un protocole d'acquisition robuste des images thermiques est proposé, ainsi qu'un algorithme spécifique de traitement de ces images. Cet algorithme comporte une étape de prétraitement, suivie d'une segmentation et d’un recalage rigide. Différents paramètres sont ensuite évalués : la moyenne et l'écart type de la température de la voute plantaire de chacun des pieds droit et gauche, de même que le pourcentage des pixels pour lesquels la différence de température entre les pieds droit et gauche est supérieure à 2,2°C. Cela permet de mettre en évidence les régions en hyperthermie. Une étude clinique est menée sur une population de 85 personnes diabétiques. Ces patients sont classés sur critères médicaux dans trois groupes : risque faible, moyen ou élevé. Pour le groupe à faible risque, la température des pieds est proche de 32°C. Pour le groupe à risque moyen, elle descend à 31°C et remonte à 32°C pour le groupe risque élevé. Au stade précoce du pied diabétique, c'est-à-dire entre le risque faible et le risque moyen, la température de la surface plantaire diminue de 1°C : si ce résultat est confirmé par d'autres essais cliniques, cette information peut être utile pour le diagnostic précoce du pied diabétique. Enfin, 9 images sur les 85 étudiées révèlent une hyperthermie significative : cette indication d'hyperthermie peut être d'une aide considérable dans la prévention précoce de l'ulcère du pied et pourrait éviter des complications graves chez ces patients.


  • Résumé

    The object of the thesis is to analyze the potential of thermography in the early diagnosis of type 2 diabetic foot. The main advantages of thermography are that it is simple to use, non-invasive, contactless, non-irradiant, and fast. A robust acquisition protocol is proposed, as well as a dedicated image processing algorithm. The algorithm includes a pre-processing step, plus a segmentation and a rigid registration procedures. Various parameters are assessed: the mean and standard deviation of right and left feet plantar surfaces temperaure, as well as the percentage of pixels such that the absolute point to point temperature difference between right and left feet is greater than 2.2°C. A percentage greater than 1% indicates significative hyperthermia regions. A transversal clinical study is conducted on a population of 85 persons of type 2 diabetic foot. They are classified in one of these three groups: Low risk, Medium risk, and High risk. For the Low risk group, the mean temperature is close to 32°C. For the medium one, it goes down to 31°C, and increases for the High risk group to a value of 32°C. In the early stage of diabetic foot, i.e. from the Low risk group to Medium risk group, the plantar foot surface temperature is lowered by 1°C: if this result is confirmed by other clinical tests, this information can be useful for the early diagnosis of diabetic foot. Finally, 9 images out of the 85 show hyperthermia, mainly in the heel or toes regions. This hyperthermia indication may be of a substantial assistance in the early prevention of foot ulcer and can help in avoiding subsequent foot amputation.


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