Abstract FR:

Cette these presente une methode de detection de structures tubulaires dans des images 3d, ainsi que son application a des images d'angiographie par resonance magnetique. Nous avons adapte une sequence d'imagerie, ainsi qu'une methode de segmentation permettant la mise en uvre de l'extraction de structures. Le premier chapitre presente un panorama des travaux existants traitant de l'extraction et de l'organisation de structures lineaires ou tubulaires sur des images en 2 et 3 dimensions. Nous presentons les differentes primitives utilisees pour identifier et extraire les structures, ainsi que les methodes et les algorithmes utilises pour la determination de ces primitives a partir de l'image. Le groupement et l'organisation de ces elements caracteristiques en ensembles de plus haut niveau est aussi un aspect important que nous decrivons. Les structures d'arbre et de graphe sont utilisees pour representer la topologie et la geometrie des structures. Parmi les travaux que nous avons etudies, l'arbre et le graphe sont majoritairement utilises, car ce sont les representations naturelles pour les structures etudiees (reseaux anatomiques tels qu'arbre vasculaire ou reseau bronchique). Nous proposons une methode semi-automatique pour l'extraction de structures tubulaires dans des images 3d segmentees. Cette image est constituee d'ensembles de voxels connectes. Nous proposons un modele de cylindre generalise comprenant deux elements : une ligne de centre decrite par courbe spline analytique ainsi qu'un ensemble de contours batis sur des sections orthogonales a cette ligne de centre. Le processus d'extraction est base sur une poursuite iterative de points appartenant a la ligne de centre ainsi que de l'estimation de l'orientation locale de la structure. Ces points sont detectes sans contraintes a priori ni modelisation geometrique. Nous utilisons une modelisation de l'apparence locale de la structure dans l'image pour le calcul du point suivant et de l'estimation de la direction. La precision de l'estimation est mesuree sur des structures synthetiques presentant des caracteristiques diverses : profil en niveau de gris, courbure, diametre et changement de diametre. Nous appliquons cette methode a des images angiographiques acquises sur une machine d'imagerie par resonance magnetique. Une sequence specifique d'imagerie a ete adaptee afin d'obtenir des images 3d en haute resolution (1 mm 3) de la tete complete. Afin d'obtenir des regions de voxels connectes, une segmentation en trois etapes successives est necessaire. La premiere etape consiste en une correction d'intensite coupe a coupe afin de compenser des artefacts dus a la methode d'imagerie. La deuxieme etape est une etape de filtrage par diffusion. La derniere etape de pre-traitement est une croissance de regions selon un critere d'intensite, utilisee pour construire les ensembles de voxels connectes. La methode d'extraction de structures decrite dans le chapitre precedent est appliquee a l'image segmentee. Nous montrons enfin quelques exemples de cette application.