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Thèse soutenue

Endoscopie bronchique assistée par ordinateur : résolution multi-niveaux d'un problème d'optimisation scène/modèle

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Auteur / Autrice : Ivan Bricault
Direction : Philippe Cinquin
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mathématiques appliquées
Date : Soutenance en 1997
Etablissement(s) : Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015)

Résumé

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Cette thèse décrit des travaux relevant du domaine de la vision par ordinateur, motivés par une application médicale novatrice : l'endoscopie bronchique assistée par ordinateur. Ce projet consiste en une fusion de deux types de données médicales : d'une part, un examen scanner pré-opératoire de la cage thoracique (mettant en évidence une lésion suspecte à ponctionner), et d'autre part des images endoscopiques per-opératoires, acquises lors d'une exploration de l'intérieur de l'arbre bronchique. Ceci permet de fournir une assistance pour une ponction à travers la paroi bronchique. Les problèmes posés par cette application de réalité augmentée se situent dans le cadre classique d'une analyse scène/modèle : il s'agit de mettre en correspondance une scène (une vue endoscopique 2D) avec un modèle (les coupes scanner 3D), sans utiliser de localisateur externe. Pour cela, des méthodes originales de traitement d'images sont proposées ; elles permettent de résoudre les problèmes posés par la segmentation, le recalage et la reconstruction 3D des images à analyser. Ces méthodes utilisent, en particulier, des outils de morphologie mathématique, un algorithme de recalage sans fonctionnelle (par « demons ») et un « model-based shape-from-shading ». De plus, face aux difficultés spécifiques soulevées par les données à traiter, une approche multi-niveaux est introduite dans cette thèse. Cette stratégie tire profit, pour chaque niveau d'analyse, du maximum d'informations a priori disponibles. Finalement, les résultats présentés montrent qu'il est possible de localiser précisément la position de l'endoscope par rapport aux données scanner. Ainsi, l'ordinateur est capable de calculer, quasiment en temps réel, la vue endoscopique virtuelle qui correspond a la vue réelle du moment.