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Niveau: Supérieur, Doctorat, Bac+8
Numéro d'ordre : Thèse présentée à l'Université Strasbourg I Louis Pasteur École doctorale MSII Laboratoire des Sciences de l'Image, de l'Informatique et de la Télédétection UMR 7005 CNRS/ULP par M. Arnaud Charnoz pour obtenir le grade de Docteur de l'Université Louis Pasteur Discipline : Informatique Recalage d'organes intra-patient à partir de l'étude de leur réseau vasculaire : application au foie soutenue publiquement le 26 janvier 2007 devant le jury composé de : M. Jean-Pierre Reveilles, rapporteur externe M. Michel Couprie, rapporteur externe M. Jean-Michel Dischler, rapporteur interne M. Mohamed Tajine, directeur de thèse M. Luc Soler, examinateur M. Grégoire Malandain, président du jury

  • échappée solitaire au milieu de compagnons de fortune

  • compagnons de la côte d'azur

  • véritable passion pour la recherche en informatique médicale

  • recalage d'organes intra-patient


Publié le : lundi 1 janvier 2007
Lecture(s) : 30
Source : scd-theses.u-strasbg.fr
Nombre de pages : 185
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Num?rod'ordre:anM.applicaTh?seMicpr?senaint?epubliquemen?M.l'UnivJean-Micersit?M.StrasbuourgfIjancompLouisrappPrappasteurrapp,?coleexaminateurdoductoraleasculaireMSIaIsoutenLableoratoire2007desleSciencesdedeReveillesl'Image,externedeCoupriel'InformatiqueexterneetDischlerdeinlaTT?l?d?tectiondeUMRSoler7005Gr?goireCNRS/ULPpr?sidenparr?seaM.vArnaud:Charnoztionpuouroieobtenirueletgrade26devierDocteurdevdetljury'Universit?os?Louis:PJean-Pierreasteur,Disciplineorteur:M.Infhelorma,tiqueorteurRecalaM.geheld'or,ganesorteurintra-pterneaMohamedtientajine?directeurpth?searLuctir,deM.lMaland'?tude,detleurjuryRemerciementsOnttienslesseforme,demandeunepquiarfoisetsiture,lapvietouteaancerunnossens...prisettanpuiscommencemenontr?vencm?dicale.ontraetoutesdeson?triciescettequi?donnentMoreauunconnaissances.senstr?s?fondlatr?svie.grandeGyulaJohanHal?szfondamenBrassa?IlsTuneouthercd'ableurord,traitemenjetout,tiensussi?donadressercoupsunedepartieaux.deVincenma?reconnaissanceconstammen?JeMohamed,Tainaasqueljineourpvourjugemenlaertinenpleinesurconancesurqu'iltm'aAaccord?deauvcommencemenLingrandttagnatdeuncetteetth?se.lesIltm'aenp?ritableermislad'?labenorergarderaiungnemenplanformationded'images,th?seanpamiti?ersonnel,e.propreje?pmeslesaspirations.ouJeptiensp?aexprimertramapreconnaissanceparticulier?AgnLucparticipSoler,tcquiheffaitaudegrandensecoLameur,Nicoleau,porest,our,m'aJean-Baptistevonoirtempsproptransmettreos?obser-cetteationsth?seleursettsl'apvts,oirtco-encadr?e.leL'?quipqueelaR&Dm'onde?t?l'Ircadinstructifs.estuuntpcetteeuamaensecondeDianefamilleetmainMontenanontjou?etr?lejetalsuisjeheureux?qu'ilremercier.m'aitonpropsuos?eillerd'ymoirester.vMercipassion?galemenourtrec?heGr?goireinformatiqueMalandain,Jepdeouraccompa-atvsolideoirenparticipt?mais?vcesttraunev?aux?preuvetAp,ourremerciem'alesversonnesoirtdonn?remarques,desuggestionslessagesdeouceconseilsttoutermisaufairelongvdecescesvtroisJeann?es.ensePenar?ailleurs,tjeus,remercieales?rappl'encadremenorteursdedeth?se,cetteath?setMicvivrehels?ancesCouprie,brainstorming.Jean-MicphelaussiDiscJulienhleryetSt?phaneJean-PierreCl?menRevFeillesSylvpTheryourJohanl'inett?r?tFpquiort?t?dumonpmanmeuscrit.leursLeursiiiEncettevivialeles?trenJacques,deersonnesth?se,Fj'aipdeptendresetppuens?esmespremercieourputouteAnne-Blandine,maChristophe.famille.ClubJeourglalignesremercieest?videmmengrand-ptd?diepC?teouretsonlairrempla?ablevetbinconditionneltroissoutien.GuillaumeElleGuillaumeap?t??quippr?senquitearrivpBoule,oure?cartertlesmondoutes,eausoignerparenlesoublessuresdeuxetdepartagerdeles:joies.Daniel,Cetter?d?ric.th?setesteunl'Ircadpquieudelamomenleurtaussi.:Merciamela,particuli?remenAlex,tt,?ChristianmaaussiM?re,cmontoutePdu?re,FIsabouvelle,?Marc,?Aur?lieTetDala.Crapule.cesMercipaussideux?tJulieMarcopplusourqu'oncettefaireamiti?etsiPforte?taitquiAnousersonnes,liemandepuis?notrecompagnonstendrelaenfance.d'AzurEnn,Alex,quelquesran?ois,pS?bastienens?esFpapillonnanJetes?galemenptouteourtroupVirginieconquidem'aaouvecertj'aisonpartagercotr?seuronsettsquiendanacesemann?esbras?Claire,lePmien.Carlos,FG.,aireMourad,desLauren?tudesNicolas,estB.,uneet?cJ'aihappdes?eens?essolitairehaleureusesauourmilieumondeecompagnonsHandballdeLafortuneamille(oum'ad'infortune).ertNousbrasnemonnous?erendonsStrasbpas:toujoursoph,compteBruno,?vidquelJPpJoincl?turetquelquesl'amiti?enpensaneut??trepimpparticuli?remenortan:tefr?redansquileletrabvcadeauail,tcommemedansmeslats,vie.monJe?reconservapequipr?cieusemenuntexceptionnel.lescesamiti?spquijememonlienuscrittth?se.Listedespublicationsd'ArnauderofInCharnozhingTandra,vVincenauxaph-BasedeConf?rencesrecyhercpageshe878886,li?stra?andlaBrunth?seeConf?rencesAutresinPierreternationalesaccurate[1]forArnaudeditors,Charnoz,hepaticVincenoftFAgnerlag.us,ternationauxGr?goireGr?goireMalandain,jine.Cl?menasculartenFesentationsorest,,Mohamed183TdeaDianejine,oulibalyandTLuctheSoler.cLivinerjdlaregistrationLNCS,for2004.theInfolloolumew-up,oft-hepaticSeptemtumors.SpringerInesJ.ailDuncanArnaudandAgnG.LucGerig,Teditors,reePrtooIncMarioeeditors,eRdingsPatternofoMICCAI'05olume,,vSpringer,olumev3750hercofternationalesLNCSArnaud,kpagesJacques155162,tagnatPwalmtationSprings,VCalifornia,cardium2005.bSpringerolumesVSPECTerlag.P[2]J.ArnaudECCVCharnoz,olumeVincenSpringer-VtofAgntumours.us,MICCAIGr?goirevMalandain,3217LucLNCSSoler,pagesandSainMohamedMalo,Trance,abjine.2004.VVascularGroupsystemdematcvhinginv[4]alidatedCharnoz,onttheus,livMalandain,er.Soler,InMohamedGaryaChristensenTandmatcMilanappliedSonkva,system.editors,LucPrandoVc.to,ofGrInformationdPreproincRessingcingnitionMevdic3434alLNCSImagingpages2005192.(IPMI'05)2005.,travauxolumerec3565heofinLNCS[5],Lingrand,pagesCharnoz,443455,MalicGlenKw,oDarcourt,oMondJohan.springs,oColorado,ardUSA,segmenJulyof2005.LSpringer.m[3]oArnaudandCharnoz,hamVincenertvAgnestimationus,gatedandsequences.LucT.Soler.aPandortalMatas,v8thein,registrationvfor3024,the267278.folloerlag,w-upiiiiv[6]ArnaudSegmenInArnaudCharnoz,3DDiane2003.Lingrand,andandeurJohanbleMonpagestagnat.nationalesADianelevMonelsetdubaseddesmethopardnivforasis'2003segmenMaitingConf?rencesthe[7]heartCharnoz,inLingrand,3D+TJohangatedtagnat.SPECTtationimages.coIndansFIMHsequences2003temp,ensemLNCS,depageseaux.5261.OrSpringer-V,erlag,5261,June2003.3R
desmati?res1...Con.texte.1.1.1.Motiv.ation.m?dicale......Les.....v...trage...:.................2.2..able....v.........2.3....3.1.1.133Recaler.pArbresour.mieuxdudiagnostiquer..?.........38...tation...............V.de..4oisinages1.1.1.1.Le.suivi.deettumeur...........................................5.1.1.1.2.L'?v.olution36des.r?seaux.v.eineux36...................2.1.2.teractiv......6.1.1.2.Recaler.p.our.mieux.planier.les.op.?rations....26.xel,.et.euclidien.....2.2.2.our.xels......9.1.1.2.1.Des2.2.3structures.anatomiques.partielles........2.2.4.squelette...........d?lisation10.1.1.2.2.Recaler.p.our.aner.les.structures.visibles2.3.1.et...........Graphes..11.1.1.2.3.Recaler.p.our.a34jouter.les.structures.in.visibles......2.3.2........12.1.2.Recalage.duDufoie.:.d?.tec.hnique,.nouv.elle.m?thoLesde..........36..............14.1.2.1.Recalage.:.con.texte22tecSegmenhniquein.e.......................25.Squelettisation............14.1.2.1.1.F.ormalisation.du.probl?me..........2.2.1.o.pa.ages.maillages.l'espaceT..........27.V14p1.2.1.2lesRecalageoiconique.et.g?om?trique..................28.Simplicit?.terminalit?....14.1.2.1.3.Choix.du.t.yp.e.de.recalage..30.Cen.du.curviligne...................32.Mo....16.1.2.2.Une.nouv.elle.appro.c.he.?.l'aide.des.arbres.v.asculaires....32.D?nitions.graphes.arbres....17.1.3.Con.tributions..........2.3.1.1.............................2.3.1.2..........................18.235MoCr?ationd?lisationgraphed'un.r?seau.v.asculaire.21.2.1.Segmen.tation............2.3.3.graphe.l'arbre...........................2.3.3.1.micro-cycles....................22.2.1.12.3.3.2Segmenmacro-cyclestation.automatique....................vTabledes..teractifmati?res.vi.2.3.4.Un.arbre.orien.t?Remarque...Con...................................74.74.et.....sortan.de.3.2.3.440.2.3.5.Suppressionlades.branc.hesautomatiqueind?sirables....65.....Estimation.4.1.2...........lo........40.2.4loRemarques............d'un...Co?t.....t.....hoix...3.2.4.v...de.....64.v.Conclusion.........la...........con40.3.Appariemen.t.des4.1.3arbres.43.3.1.Probl?matique........4.3.......T.......ane.......ane.....ransformation.....76...............3.2.3.2.t....44613.1.1appariemenConheminstexte.tec.hnique..de.........62.le.param?tres.......dication.de.le.....3.2.4.1.uelle...........M?tho.v.de44653.1.2.Un.probl?me.sp.?cique..........Estimation.67...................68.transformation.tec.....sp......46.3.1.3.F.ormalisationdedu.probl?me.d'appariemen.ts.des.arbres4.2..............47.3.1.3.1.Notationsransformation.............73.ane.............T.cale.............T.et....47.3.1.3.2.F4.7ormalisationloduloprobl?me........Bilan..........................48.3.1.3.360D?nomCo?tbremenappariementd'ar?tes.tes.........3.2.3.3.d'un.t.c.............62.Co?t.non-appariemen..........49.3.1.4.Une.nouv.elle3.2.3.5m?tho:decadapt?edes.............63.Mo.de.m?tho.:.ers.semi-in.........64.M?tho.man50.3.2.Appariemen.t.automatique.d'arbres.orien.t?s........3.2.4.2.de.a.ec.alidation.l'utilisateur...3.3............51.3.2.1.D?roulemen.t.de.l'algorithme..............4.de.transformation.4.1.texte....................51.3.2.1.1.Concept............4.1.1.d'une.:.texte.hnique.......68.Probl?matique.?cique......................51703.2.1.2Strat?gieProtransformationcessus.d'appariemen.t.:.exemple............71.Notations..........52.3.2.2.G?n?ration.des.appariemen.ts.p.ossibles..........72.T.lin?aire.cale..............55.3.2.2.1.?tap.e.I.:4.4appariemenransformationtglobaledes.ar?tes.sortan.tes.................554.53.2.2.2ransformation?taploe.I.I.:.appariemen.t.de.c.hemins..........4.6.ransformation.globale.lin?aire.cale......56.3.2.3.S?lection.des.appariemen75tsT.ane.cale.lin?aire.cale.................4.8..................58.3.2.3.1.Co?ts.des.similarit?s.basiques..........77viiTable.Observ.des.mati?res.5.Suivi.de.patien.tRemarque:.cr?ation.de.bases.de.donn?es.79.5.1ChoixCr?ation.d'une101base6.2de.cas6.2.1.1r?elsqualit?..............................................80.5.1.16.2.2R?cup.?ration.d'acquisitions.r?elles....v..............................80la5.1.2.LeObservmanque.d'images.p.ouraisle.suivi.de.patien.t..transformation.....103...............10380.5.2.Cr?ation.d'une.base.de.cas.synationsth?tiques............110.......cole.......111.......de83.5.2.1.Reconstruction1123D.d?taill?e.d'un.foie........Bilan...............98.param?tres.de....84985.2.1.1.Visible.man........99.les.ts.....Bilan...............de.............Proto..84.5.2.1.2.Reconstruction.3D........?riences.............Mesure....................84.5.2.2.Sim.ulation.r?aliste6.2.2.1d'un.suivi.de.patien.t....6.2.2.2...............Recalage........86.5.2.2.1.Des6.3.1cas.r?alistes..............Exp.............6.3.1.2.............R?sultats..86.5.2.2.2.Sim.ulation.de.la.d?formation112.............112................87.5.2.2.3.Cons?quences.d'un.mauv.ais.con.traste..6.1.2.1.des.de.m?tho.............6.1.2.288ations5.2.3.Pr?paration.?.la.v.alidation..............6.1.2.3.sur.mauv.appariemen...........6.1.2.4............90.5.2.3.1.G?n?ration.de.base.de.test....102.Estimation.la.........................6.2.190cole5.2.3.2.Mesure.des.p.erformances......................103.Exp..........93.5.3.Conclusion............6.2.1.2.de.......................103.R?sultats..............................941046ObservV.alidation.sur.les.cas.syn.th?tiques.95.6.1.Appariemen.ts.des.arbres104vBilanasculaires............................6.3.d'organes.ascularis?s..........96.6.1.1.Proto.cole......111.Proto.................................6.3.1.1.?riences..................96.6.1.1.1.Exp.?riences111.Mesure.qualit?.......................6.3.2......................96.6.1.1.2.Mesure.de.qualit?..6.3.2.1.ations.........................6.3.2.2..............97.6.1.2.R?sultats.:.m?tho.de.automatique..113Tabledes..cancermati?res.viii.7.Exp.?rimen.tation.sur8.2.3.2les.cas.r?els.115.7.1.Appariemendetsr?elsdes.arbres.v.asculaires....du.149.A.4.1.......ersp...........8.2.3...pro..........116.7.1.1.R?sultats.:.m?tho.deth?rapiesd'appariemen.t.automatique.....................116.7.1.2.R?sultats.:.m?thoalidationdes.in.teractiv.es......P.......es.....le.v.........ph....119.7.1.3.Bilan.sur.les.m?tho.desdud'appariemen.ts............Les..................121.7.28.2Recalageesd'organes.v.ascularis?s............8.2.1.m?tho...........8.2.2.des.............p....122.7.2.1.Application.:141recalageectivdehestumeurs..........ersp.taines.........144.et.A.1.t-prop........122.7.2.2.Application.:.fusionA.2dedumo.d?les.v.asculaires........A.3.................Le124et7.2.3.Application.:.recalage.des.v.aisseauxcancer...............153.ts................127.7.3.Bilan.sur.les.di?ren.tes.exp.?rimen.tations......138.P.ectiv..........................130.8.Conclusions.et.P138erspAm?liorationectivlaesde133.8.1.Nos.con.tributions............139.V.sur.cas.......................140.Applications.?riph?riques................134.8.1.1.Mo.d?lisation8.2.3.1.ersp.es.c.....................141.P.ectiv.loin.....................A.foie.le1341478.1.2AAppariemenantsos.................................148.La.ysiologie.foie..................135.8.1.3.Recalage......148.L'anatomie.foie...............................A.4.cancer.foie.ses................136.8.1.4.Une.nouv153elleLem?tho.de.ecace............................A.4.2.traitemen..........137.8.1.5.Bilan..............155

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