Correction par traitement d'images de l'artéfact de susceptibilité magnétique dans les images IRM

= Susceptibility artifact correction in MR images using image processing

• Auteur / Autrice : Boubakeur Belaroussi
• Direction : Christophe Odet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Images & Systèmes
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Lyon, INSA
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Électronique, électrotechnique, automatique (Lyon)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : CREATIS - Centre de Recherche et d'Application en Traitement de l'Image et du Son, UMR5515 (Lyon, Rhône1995-2006)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Simulation par ordinateur

Susceptibilité magnétique

Traitement d'images

Imagerie par résonance magnétique

Résumé

L'imagerie par résonance magnétique (IRM) est une modalité d'imagerie qui s'est imposée aujourd'hui comme une technique de choix à la fois dans le cadre clinique et dans le cadre recherche. Les informations extraites des images IRM peuvent être anatomiques ou fonctionnelles comme en imagerie de diffusion ou de perfusion. L'IRM est une imagerie sensible à des artéfacts dont les sources sont multiples. Parmi ces artéfacts, l'artéfact de susceptibilité magnétique est l'un de ceux qui pose le plus de problèmes. L'origine de cet artéfact est la différence de susceptibilité magnétique entre deux milieux. L'artéfact de susceptibilité magnétique est présent dans les principales familles de séquences écho de spin (ES), écho de gradient (EG) et écho planar (EPI). Son impact sur l'image IRM, qui se traduit par une modification des niveaux de gris et de la géométrie des objets imagés, perturbe l'analyse et la quantification des images IRM. Dans ce travail de thèse, nous présentons CASTI, une nouvelle méthode de correction par traitement d'images de l'artéfact de susceptibilité magnétique dans les images IRM anatomiques acquises en ES et en EG. CASTI permet de corriger à la fois les distorsions géométriques et d'intensité lorsqu'une carte des hétérogénéités du champ magnétique est connue. Les effets de susceptibilité magnétique ont été modélisés par une carte des déplacements des pixels et une carte des distorsions d'intensité. La carte des distorsions d'intensité est construite en utilisant le simulateur IRM SIMRI pour lequel nous avons contribué à l'intégration de l'eefet de susceptibilité magnétique. Cette approche donne un caractère générique à notre méthode de correction qui n'est plus spécifique d'une séquence IRM particulière, mais qui peut s'appliquer sur toutes les séquences dés lors qu'elles sont intégrables dans le simulateur SIMRI. Le processus de correction consiste à corriger l'intensité de chaque pixel de l'image artéfactée avec la carte des distorsions d'intensité et à remettre le pixel à sa bonne position en utilisant la carte des déplacements des pixels. Pour valider la méthode CASTI, nous avons mis en place une méthodologie d'évaluation permettant de quantifier la correction des déplacements des pixels et des distorsions d'intensité. Les résultats obtenus sur des données réelles et simulées d'objet simples et complexes sont très satisfaisants en ES et encourageants en EG.

In this work, we present CASTI, a new susceptibility artifact correction method based on image processing for anatomical SE and GE images. CASTI allows for both geometric and intensity distortion correction when a field map of the imaged object is known. Susceptibility artefact effects have been modeled by means of a pixel shift map and an intensity distortion map. Those two maps are built from the field map of the imaged object. From an MR Simulator we have modified to include susceptibility artefact simulation, we can build the intensity distortion map of any MR sequence relying on its implementation on the MR simulator. For a given pixel, the correction process consists in its intensity modification by mean of the intensity distortion map and then its shift to its correct position using the pixel shifting map.