Rehaussement de vaisseaux sanguins appliqué aux images médicales 3D

La segmentation des vaisseaux du foie dans les images médicales reste un problème ouvertencore aujourd’hui. Celle-ci est pourtant utile pour les médecins lors de la planification opéra-toire. Les difficultés de la segmentation des vaisseaux hépatiques sont multiples. Les vaisseauxconstituent une faible part du volume total de l’organe. Ils présentent un faible contrastepar rapport aux tissus environnants, une morphologie variable et une taille approchant lalimite de résolution des images pour les vaisseaux les plus fins. Le contexte d’acquisition desimages hépatiques rend la tâche d’autant plus difficile, car l’imagerie tomodensitométrique(TDM) et l’imagerie par résonance magnétique (IRM) ajoutent des difficultés supplémentairespar le biais d’artefacts (bruit, hétérogénéité de contraste, mouvements, etc.). Pour faciliter lasegmentation, on peut utiliser des filtres de rehaussement de vaisseaux. Ces filtres permettentd’augmenter le contraste des vaisseaux en ne filtrant que les structures tubulaires. Un certainnombre de filtres ont été proposés dans la littérature, mais en pratique on observe un recoursquasi systématique aux mêmes filtres et l’utilisation de paramètres par défaut. Nous avonsdonc voulu comprendre la validité de ces pratiques, comparer les performances de différentsfiltres et étudier leur pertinence dans le contexte de l’imagerie du foie. Dans ce contexte,nous proposons un banc de test reproductible et extensible qui permet d’évaluer des filtres derehaussement dans un ensemble de zones d’intérêt définies par un utilisateur. Nous mettonsensuite ce banc de test en pratique en analysant sept filtres de rehaussement de vaisseaux àtravers trois jeux de données (TDM, IRM et IRM synthétique). Une analyse exhaustive desperformances de ces filtres est proposée à travers l’étude du rehaussement dans six zonesd’intérêt couvrant : l’organe, le voisinage des vaisseaux par tailles et les bifurcations desvaisseaux. Nous discutons également de l’influence des paramètres des filtres et proposonsune série de recommandations d’usage en fonction du contexte. L’ensemble du code nécessaireà nos travaux est disponible publiquement : les outils d’annotations, les bases de données,l’implémentation des filtres ainsi qu’une démonstration en ligne. Cette thèse regroupe doncun ensemble de connaissances et d’outils pour toute personne souhaitant travailler avec lesfiltres de rehaussement de vaisseaux.