Detection, quantification et localisation automatiques des hypersignaux de la substance blanche en imagerie par resonance magnetique

Unsupervised detection, quantification and localization of white matter hyperintensities in magnetic resonance imaging

• Auteur / Autrice : SEBASTIEN GICQUEL
• Direction : Bernard Mazoyer
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences médicales
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Caen

Résumé

Les hypersignaux de la substance blanche (hsb) sont des zones ischemiques ponctuelles, visibles sur les irm ponderees en t2 et en dp, liees a la degenerescence des arterioles de petit calibre. Ils sont presents chez les sujets ages normaux, dans des proportions variant de 27 a 83% selon les etudes. Cette importante variabilite dans leur recensement etant principalement d'origine humaine, un outil de detection automatique est necessaire. La methode repose sur l'analyse des irm ponderees en t1 en orientation sagittale, t2 et dp en orientation axiale d'un meme sujet. La detection des hsb requiert, outre une phase de segmentation multispectrale, de nombreux pre et post-traitements. Tout d'abord, une correction des inhomogeneites dues a l'instrumentation est appliquee, en modelisant les variations d'intensite visibles sur un objet homogene, et en calculant une matrice de correction. Les trois modalites irm sont ensuite placees dans un meme referentiel, a l'aide d'un algorithme de recalage irm-tep. Le cerveau est edite sur l'irm ponderee en t1, fournissant un masque qui, une fois recale permet l'edition des deux autres modalites. Puis, une segmentation bayesienne multispectrale permet d'isoler la substance blanche (sb) ainsi que des objets susceptibles de representer des hsb. Une suite d'operations morphologiques genere une image contenant la sb et les eventuels hsb. Une seconde segmentation, en deux classes, de cette image resulte en un masque des hsb, et permet de calculer leur nombre, leur taille, et leur position dans le referentiel de l'irm. Enfin, les coordonnees des centres de masse des hsb sont passees dans le referentiel de talairach, autorisant des analyses statistiques sur un grand nombre de sujets. La methode a ete partiellement appliquee a une base de donnees de 850 jeux d'irm cerebrales. Les phases de correction des inhomogeneites, de recalage, d'edition, et de detection de ca et cp aboutissent a un taux de reussite global superieur a 90%.