Reconstruction de modèles 3D de la forme et la densité du système musculo-squelettique à partir des radiographies bi-planaires de base dose

 

Carlos Vazquez

École de technologie supérieure

 

Domaine : technologies de l'information et des communications

Programme établissement de nouveaux chercheurs universitaires

Concours 2015-2016

La construction de modèles trois dimensionnels (3D) personnalisés des structures anatomiques du système musculo-squelettique à partir des radiographies biplanaires joue un rôle important dans la planification de procédures orthopédiques ainsi que pour le traitement d'un nombre croissant de maladies et des conditions orthopédiques. Les méthodes de reconstruction utilisées à l'heure actuelle sont basées sur le recalage d'un modèle statistique de la forme des os sur des images radiographiques à l'aide de la segmentation des structures dans les images.

Dans cette proposition de recherche, nous suggérons d'aborder ce problème en utilisant une approche globale. D'abord, on propose de définir un modèle statistique volumétrique qui tient compte non seulement de la forme, mais aussi de l'information de densité des os et des tissus mous. Un modèle de formation de l'image radiographique qui prend en considération les effets physiques de dispersions de rayons et les différentes caractéristiques d'absorption des tissus est aussi proposé. Enfin, on propose d'utiliser une approche d'optimisation globale avec un algorithme itératif pour la reconstruction du volume dans un espace épars contenant le modèle 3D. Des techniques d'optimisation inspirées du domaine de l'acquisition comprimée (CS) seront explorées dans la solution d'un problème clairement mal posé. Une implémentation des algorithmes sur processeurs graphiques, afin de les rendre rapides, est aussi proposée.