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Caractérisation et correction des mouvements patients

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Cette section décrit les travaux de l'équipe concernant l'utilisation de méthodes de recalage et de reconstruction d'images pour l'amélioration qualitative et quantitative des images médicales multi modales (TEP, TDM...) affectée par le mouvement (respiratoire, cardiaque, involontaire) induisant des artefacts qualitatifs et quantitatifs réduisant la valeur de l'imagerie pour la caractérisation des pathologies, notamment cancéreuses. L'objectif est de fournir aux cliniciens des images corrigées du mouvement et améliorées quantitativement et qualitativement. Un autre aspect des travaux est le suivi et la caractérisation de ces mouvements, grâce à des techniques nouvelles, comme la caméra temps-de-vol (camera TOF), avec des applications comme le (re)positionnement en radiothérapie externe, la délivrance de dose synchronisée avec le mouvement (radiothérapie 4D), ainsi que la reconstruction optimisée.

La démarche commune à ces travaux est le développement innovant de techniques avancées, la validation rigoureuse de ces méthodologies sur des données synthétiques et simulées, et enfin sur données cliniques.

Travaux

  • Modélisation structures déformables
    Ces travaux consistent en le développement d'algorithmes de recalages élastiques (b-splines, flot optique) et leurs applications en correction de mouvement respiratoire, notamment dans le contexte de reconstruction itérative d'images à partir de données listmode.

    P. Bruyant, et al, A method for synchronizing an external respiratory signal with a list-mode PET acquisition, Medical Physics 2007;34(11):4472-5
    F. Lamare, et al, Respiratory motion correction for PET oncology applications using affine transformation of list mode data, Physics in Medicine and Biology 2007;52(1):121-40
    F. Lamare, et al, List-mode-based reconstruction for respiratory motion correction in PET using non-rigid body transformations, Physics in Medicine and Biology 2007;52(17):5187-204
  • Super-résolution
    L'intérêt de la super résolution a été exploré pour l'amélioration quantitative et qualitative des images TEP en exploitant le mouvement respiratoire, chaque image synchronisée du cycle respiratoire servant d'image base résolution combinées par l'algorithme de super résolution afin de générer une image de haute résolution, corrigée des effets de mouvements respiratoires.

    D. Wallach, et al, Super-resolution in respiratory synchronized positron emission tomography, IEEE Transactions on Medical Imaging 2012;31(2):438-48.
  • Modèles génériques de respiration
    Ce travail s'est intéressé au développement de modèles de respiration générique, susceptibles d'être adapté à chaque patient spécifique. A partir de recalages entre patients et entre cycles respiratoires d'un même patient de volumes 4D-TDM, les méthodologies développées permettent, grâce à un signal externe de la respiration (1D ou surfaces 3D, voir la caméra temps de vol ci-dessous) et deux images statiques, de générer une image correspondant à n'importe quel instant du cycle respiratoire.

    H. Fayad et al, Correlation of respiratory motion between external patient surface and internal anatomical landmarks, Medical Physics 2011 Jun;38(6):3157-64.
  • Caméra Temps de Vol
    Ces travaux s'attachent à la caractérisation des performances de cette nouvelle technologie de caméra infrarouge permettant la visualisation de la surface 3D des patients, en lien avec les applications cliniques de caractérisation des mouvements des patients tels que la respiration en imagerie, ou le repositionnement du patient entre chaque session de radiothérapie.

    T. Wentz, et al, Accuracy of dynamic patient surface monitoring using a Time-of-Flight camera and B-splines modeling for respiratory motion characterization, Physics in Medicine and Biology 2012, in press.
Mise à jour le Lundi, 14 Mai 2012 13:36