Recalage de séquences cardiaques spation

Recalage de s´equences cardiaques spation-temporelles
IRM et TEP/SCAN
Xavier Bˆaty
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Xavier Bˆaty. Recalage de s´equences cardiaques spation-temporelles IRM et TEP/SCAN. do-
main other. Universit´e d’Angers, 2007. Fran¸cais. <tel-00346306>
HAL Id: tel-00346306
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Submitted on 11 Dec 2008
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UNIVERSITÉ D'ANGERS Année 2007
N° d'ordre : 800
RECALAGE DE SÉQUENCES CARDIAQUES
SPATIO-TEMPORELLES IRM ET TEP/SCAN
THÈSE DE DOCTORAT
Spécialité : Traitement d'Images
ÉCOLE DOCTORALE D'ANGERS
Soutenance pévue :
le : 13 juillet 2007
à : Angers
par : Xavier BÂTY
Devant le jury ci-dessous :
Isabelle BLOCH (Rapporteur), Professeur, ENST Paris
Bernard GIBAUD (Rapporteur), Chargé de Recherche, IRISA Rennes
Jean-Louis FERRIER (Examinateur) Professeur, Université d'Angers
Michel MÉNARD (Examinateur) Professeur, Université de La Rochelle
Christophe ARGAUD (Invité) General Electric Healthcare
Abdelaziz LAOUAR (Invité) General Electric Healthcare
Directeur de thèse : Jean-Jacques LE JEUNE Professeur, Université d'Angers
Co-encadrant : Christine CAVARO MÉNARD Maître de Conférence, Université d'Angers
Laboratoire d’Ingénierie des Systèmes Automatisés (LISA) EA 4014
62 avenue Notre Dame du Lac, 49000 ANGERS

Table des matières
Table des figures vii
Liste des tableaux xi
Notations 1
Introduction générale
1 Contributionsdecetravail............................... 6
2 Organisationdudocument............................... 7
Partie I Cadre de travail
Chapitre 1
Introduction
1.1 Le cœur et ses moyens d’imagerie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.1.1 Anatomie et fonctions cardiaques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.1.2 Techniques d’imagerie cardiaque . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
1.2 Intérêt clinique de la fusion d’images cardiaques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
1.3 Problématique du recalage de séquences cardiaques multimodales . . . . . . . . . . 22
1.3.1 Caractéristiques des images traitées . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
1.3.2 Orientation des travaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
i

Table des matières
Chapitre 2
Le recalage d’images
2.1 Introduction ...................................... 26
2.2 Définition mathématique d’un système de recalage . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
2.3 Naturedesprimitives.................................. 27
2.3.1 Approche géométrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2.3.2 Approcheiconique............................... 29
2.4 Critèresdesimilarité.................................. 29
2.4.1 Critères de similarité fonctionnels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.4.2 Critères de similarité issus de la théorie de l’information . . . . . . . . . . . 30
2.4.3 CadredeShannon............................... 31
2.4.4 Généralisation................................. 34
2.4.5 Utilisation des critères issus de la théorie de l’information . . . . . . . . . . 36
2.5 Espace et Nature des transformations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
2.5.1 Transformations linéaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
2.5.2 Transformations de dimensions supérieures . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
2.5.3 Régularisation................................. 41
2.6 Méthodesd’optimisation................................ 44
2.6.1 Méthodes sans gradient . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
2.6.2 Méthodes avec gradient . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
2.6.3 Cas des grands espaces de recherches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
2.7 Grands déplacements et réduction du temps de calcul . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
2.7.1 StratégieMultigrille.............................. 49
2.7.2 Stratégie Multiéchelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
2.7.3 Analyse Multirésolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
2.8 Conclusion....................................... 51
Chapitre 3
Recalage et imagerie cardiaque
3.1 Recalage cardiaque par approche géométrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
3.1.1 Recalagegéométrique............................. 55
3.1.2 À propos des modèles cardiaques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
3.2 Recalage cardiaque par approche iconique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
3.2.1 Recalage iconique monomodal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
3.2.2 Recalage iconique multimodal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
3.3 Conclusion....................................... 61
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