Ministère de l’enseignement supérieur et de la recherche scientifique Faculté des sciences

République Algérienne Démocratique et Populaire
Ministère de l’enseignement supérieur et de la recherche scientifique
Université Abou-Bakr Belkaid-Tlemcen
Faculté des sciences
Département d’Informatique
Mémoire pour l’obtention du diplôme de Magister en Informatique
Option : IAAD
(Intelligence Artificielle et Aide à la Décision)
Thème :
Présenté par :
Mr : MEZIANE Abdelfettah
Devant le jury composé de:
Mr BESSAID Abdelhafid Professeur à l’université de Tlemcen Président
Mr MAHMOUDI Said Maître de Conférences A à l’université Encadreur
de MONS - Belgique
Mr CHIKH Mohammed Amine Maître de Conférences A à l’université Examinateur
de Tlemcen
Mme DIDI Fedoua Maître de Conférences A à l’université Examinatrice
de Tlemcen
Mr BENAMAR Abdelkrim Maitre de Conférences B à université Invité
de Tlemcen
Soutenu en Juillet 2011
Année universitaire : 2010-2011

Résumé
La segmentation automatique des structures cérébrales est une étape fondamentale pour
les analyses quantitatives des images, et cela dans de nombreuses pathologies cérébrales
telles que la maladie d’Alzheimer, la détection des tumeurs cérébrales ou la sclérose
en plaques. La grande variation de ces structures nécessite la mise en place de méthodes
d'études spécifiques, souvent abordées par le biais de l'Imagerie par Résonance Magnétique
(IRM).L'objectif de notre travail est de mettre en œuvre trois méthodes de segmentation
automatique de ces structures. Il s'agit de : la méthode de croissance de régions, les modèles
actifs de forme(ASM) et les modèles actifs d’apparence(AAM), afin d’évaluer leurs efficacité
lors du processus d’aide au diagnostic, et aussi de comparer leurs performances.
Mots clés: Structures Cérébrales - Segmentation Automatique -Modèles Actifs de Forme-
Modèles Actifs d’Apparence-Aide au Diagnostic.
Abstract
Automatic segmentation of brain structures is a fundamental step for quantitative analysis
of images in many brain’s pathologies such as Alzheimer's, the brain’s tumors or multiple
sclerosis. The large variation of structures requires the development of methods for specific
studies, often discussed by means of Magnetic Resonance Imaging (MRI). The goal of our
work is to implement three automatic segmentation techniques of brain’s structures: the
region growing method, active shape models (ASM) and active appearance models
(AAM).Another goal of this work is to compare the performances of these segmentation
approaches, and also to evaluate their use in a computer aided diagnosis tools and to compare
their performances.
Keywords: Brain Structures - Active Shape Models - Active Appearance Models - Automatic
Segmentation – Computer Aided Diagnosis.
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Remerciement
En premier lieu, je remercie « Allah » qui m’a procuré ce succès.
Je remercie Mon Directeur de thèse : Mr Mahmoudi Said Maitre de conférence à
l’Université de MONS (Belgique), pour ses aides, ses encouragements, et ses critiques
constructifs qui m’ont beaucoup aidé à apprécier ce travail et à mieux éclairer mes
perspectives, et particulièrement pour la confiance qu’il m’a fait.
Mes remerciements vont également à Monsieur BESSAID Abdelhafid,
Professeur à l’université de Tlemcen pour l’honneur qu’il m’a fait pour présider le jury de
ce mémoire.
Avec beaucoup de gratitude et de sincérité, je remercie vivement
Mr CHIKH Mohamed Amine, Maître de Conférence à l’université de Tlemcen pour
m’avoir fait l’honneur d’évaluer mon travail.
Je suis très honoré de la présence de Madame Didi Fedoua Maître de Conférence
à l’université de Tlemcen, et je la remercie pour l’intérêt qu’elle a porté à mon
travail et d’avoir accepté de juger ce mémoire.
Mes remerciements sont également destinés à Monsieur BENAMAR abdelkrim,
Maitre de conférence à l’université de Tlemcen, pour son soutien morale et administratif.
Je tien à remercier également ma famille et mes ami(e)s, ce travail n'aurait
Certainement jamais vu le jour sans leurs aides, et leurs soutiens, je tiens vivement à les
remercier.

Dédicaces
À mes chers parents Pour leurs soutiens moral et financier
durant mes études, à toute ma famille proche soit-elle ou lointaine, et à
tous mes fidèles amis, à tous ceux que j’aime, et à tous ceux qui me sont
chers.
A. Meziane

Table des Matières
Introduction générale .............................................................................................................................. 8
1. Contexte générale ............................................................................................................................ 8
2. Problématique .................................................................................................................................. 8
3. Organisation du manuscrit .............................................................................................................. 9
Chapitre 01 : Anatomie du cerveau, les pathologies cérébrales et l’IRM
1 .Introduction ....................................................................................................................................... 11
2. L’anatomie du cerveau ....................................................................................................................... 12
2.1 .Quelques éléments d’anatomie cérébrale .................................................................................. 12
2.1.1. Description ........................................................................................................................... 12
2.1.2. Observation du cerveau ....................................................................................................... 13
2.2. Les régions à détecter par les méthodes de segmentation ......................................................... 14
2.3. Variabilité morphologique interindividuelle ................................................................................ 18
3. les différentes modalités .................................................................................................................... 18
3.1. Introduction ................................................................................................................................ 18
3.2. Les modalités d'observation du cerveau ....................................................................... 19
3.2.1. Imagerie Anatomique : ......................................................................................................... 20
3.2.2. Imagerie fonctionnelle ......................................................................................................... 29
4. Les différentes Pathologies cérébrales ............................................................................................... 31
4.1.La maladie d’Azenheimer ............................................................................................................. 31
4.2. Démarche diagnostique pour la sclérose en plaques .................................................................. 32
5. Les Tumeurs cérébrales ...................................................................................................................... 33
5.1. Définitions ................................................................................................................................... 33
5.1.1. Tumeur cérébrale ................................................................................................................. 33
5.1.2. Tumeurs cérébrales bénignes et malignes : ......................................................................... 34
5.1.3. Diagnostic radiologique d’une tumeur cérébrale : ............................................................... 34
5.2. Classifications des tumeurs cérébrales ........................................................................................ 34
5.2.1. Principaux tumeurs primitives (classification) : ................................................................... 34
5.2.2. Classification des tumeurs en fonction de leurs emplacements ........................................... 39
5.2.3. Classification des tumeurs en fonction de leur apparence radiologique : ............................ 40
6. Conclusion ......................................................................................................................................... 42