Contribution a la mise en correspondance non rigide d'images medicales : une approche parametrique hierarchique sous contraintes topologiques. application au recalage deformable du cerveau en imagerie irm

• Auteur / Autrice : OLIVIER MUSSE
• Direction : Fabrice Heitz
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences médicales
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Strasbourg 1

Résumé

Nous abordons, dans cette these, le probleme du recalage non rigide d'images medicales inter-patients 3d du cerveau humain. L'approche proposee repose sur une modelisation parametrique hierarchique de la deformation inter-images, basee sur la theorie de l'approximation multiresolution des signaux d'energie finie. Le cadre general obtenu, s'appuie sur la construction d'un ensemble de sous-espaces emboites, associes a des champs de deformation parametres a des niveaux de resolution croissants, sur lesquels est menee une estimation multiresolution. Cette approche permet de resoudre a la fois le probleme intrinsequement mal pose du recalage non rigide, et celui de l'estimation de deformations non lineaires et de grande amplitude correspondant a la variabilite morphologique inter-individuelle des structures cerebrales. La methode de recalage necessite des temps de calcul peu importants, compatibles avec une utilisation en routine clinique. Nous abordons, par ailleurs, le probleme de la conservation de la topologie dans le recalage non rigide. Une propriete importante est en effet que la topologie des structures anatomiques du cerveau est la meme pour tout individu ne presentant pas de pathologie. Nous presentons donc une extension du modele initial, permettant d'assurer de maniere stricte, sans surcout calculatoire important, la conservation de la topologie au cours du recalage. Cette extension repose sur l'expression de la positivite du jacobien de la deformation sous la forme de contraintes d'inegalites lineaires par rapport aux parametres du modele. La conservation de la topologie, rarement assuree par les methodes existantes, est alors imposee strictement et mathematiquement demontree. Une evaluation de la methode, ainsi que de l'apport de la conservation de topologie, a ete effectuee a la fois sur des donnees synthetiques et sur une base d'images irm issues de patients differents.