Contribution a la tomographie microonde : algorithmes de reconstruction quantitative et verifications experimentales

Contribution to microwave tomography: quantitative reconstruction algorithms and experimental verifications

• Auteur / Autrice : Ann Franchois
• Direction : Jean-Charles Bolomey
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques et fondamentales appliquées. Psychologie
• Date : Soutenance en 1993
• Etablissement(s) : Paris 11

Résumé

Ce memoire represente une contribution au developpement de la technique d'imagerie microonde active pour applications biomedicales, sur les plans algorithmique et experimental. L'objectif est ici la reconstruction de la permittivite complexe d'un objet biologique, a partir de mesures du champ diffracte dans un certain nombre de points proches de l'objet. Une configuration bidimensionnelle pour les milieux et une polarisation transverse magnetique pour les champs ont ete adoptes, de sorte que les problemes direct et inverse peuvent etre resolus a partir d'une equation integrale scalaire, discretisee a cet effet par une methode des moments. Le probleme inverse, qui est non lineaire et mal pose, est formule comme la minimisation de l'erreur quadratique moyenne par rapport aux mesures. Deux methodes de reconstruction sont presentees, celle du recuit simule, une methode d'optimisation globale, et celle de levenberg-marquardt, une methode locale de type gauss-newton, pour laquelle le choix du parametre de regularisation, par une methode empirique et par la methode de la validation croisee generalisee, est egalement etudie. Une procedure de calibration pour une camera microonde planaire a 2. 45 ghz a d'autre part ete mise en uvre afin d'obtenir des donnees reelles ayant une precision satisfaisante. Elle comprend une methode de calibration du recepteur, permettant de reduire ses erreurs systematiques et differentes methodes pour la determination du champ incident dans l'objet et de la permittivite complexe du milieu exterieur. La methode de levenberg-marquardt est finalement appliquee aux donnees reelles ainsi obtenues pour trois fantomes homogenes presentant des contrastes varies