Études de la méthode des éléments frontière PDF Download
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Author: Wei-Wen Dai Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 93
Book Description
L'IMAGERIE D'IMPEDANCE EST UNE NOUVELLE TECHNIQUE D'IMAGERIE MEDICALE, QUI A POUR BUT DE RECONSTRUIRE LA DISTRIBUTION DE CONDUCTIVITE ELECTRIQUE AU SEIN D'UN MILIEU PHYSIOLOGIQUE. CE TRAVAIL A POUR BUT LE DEVELOPPEMENT D'ALGORITHMES DE RECONSTRUCTION EN IMAGERIE D'IMPEDANCE. IL EST AXE SUR L'APPLICATION DE LA METHODE DES ELEMENTS FRONTIERE. LA THEORIE DU POTENTIEL EST PRESENTEE ET SERT DE BASE MATHEMATIQUE DE LA METHODE DES ELEMENTS FRONTIERE. UN LOGICIEL DE SIMULATION, QUI RESOUT LE PROBLEME DIRECT, EST ELABORE. IL PERMET DE FOURNIR DES DONNEES EXACTES POUR LA RECONSTRUCTION ET DE TESTER DES TECHNIQUES POUR RESOUDRE DES DIFFICULTES RENCONTREES LORS DE LA MISE EN UVRE DE LA METHODE DES ELEMENTS FRONTIERE. UN ALGORITHME DE RECONSTRUCTION, ALGORITHME DE "LAYER-STRIPPING" BASE SUR LA DECOMPOSITION DU DOMAINE, EST DEVELOPPE. LA METHODE HUM (HILBERT UNIQUENESS METHOD) EST UTILISEE POUR RESOUDRE LE PROBLEME INVERSE MAL POSE DE L'IMAGERIE D'IMPEDANCE. QUELQUES ETUDES SONT EFFECTUEES SUR LA MISE EN UVRE NUMERIQUE DE CET ALGORITHME, DONT L'ESSENTIEL EST LA RESOLUTION DES PROBLEMES DE DIRICHLET GENERES PAR HUM ET LA PRESERVATION DE LA STABILITE DE L'ALGORITHME. DES SUGGESTIONS POUR LA SUITE DE L'ETUDE SONT DONNEES A LA FIN DU MEMOIRE AFIN DE OUVRIR DE NOUVELLES VOIES DE RECHERCHE
Author: Wei-Wen Dai Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 93
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L'IMAGERIE D'IMPEDANCE EST UNE NOUVELLE TECHNIQUE D'IMAGERIE MEDICALE, QUI A POUR BUT DE RECONSTRUIRE LA DISTRIBUTION DE CONDUCTIVITE ELECTRIQUE AU SEIN D'UN MILIEU PHYSIOLOGIQUE. CE TRAVAIL A POUR BUT LE DEVELOPPEMENT D'ALGORITHMES DE RECONSTRUCTION EN IMAGERIE D'IMPEDANCE. IL EST AXE SUR L'APPLICATION DE LA METHODE DES ELEMENTS FRONTIERE. LA THEORIE DU POTENTIEL EST PRESENTEE ET SERT DE BASE MATHEMATIQUE DE LA METHODE DES ELEMENTS FRONTIERE. UN LOGICIEL DE SIMULATION, QUI RESOUT LE PROBLEME DIRECT, EST ELABORE. IL PERMET DE FOURNIR DES DONNEES EXACTES POUR LA RECONSTRUCTION ET DE TESTER DES TECHNIQUES POUR RESOUDRE DES DIFFICULTES RENCONTREES LORS DE LA MISE EN UVRE DE LA METHODE DES ELEMENTS FRONTIERE. UN ALGORITHME DE RECONSTRUCTION, ALGORITHME DE "LAYER-STRIPPING" BASE SUR LA DECOMPOSITION DU DOMAINE, EST DEVELOPPE. LA METHODE HUM (HILBERT UNIQUENESS METHOD) EST UTILISEE POUR RESOUDRE LE PROBLEME INVERSE MAL POSE DE L'IMAGERIE D'IMPEDANCE. QUELQUES ETUDES SONT EFFECTUEES SUR LA MISE EN UVRE NUMERIQUE DE CET ALGORITHME, DONT L'ESSENTIEL EST LA RESOLUTION DES PROBLEMES DE DIRICHLET GENERES PAR HUM ET LA PRESERVATION DE LA STABILITE DE L'ALGORITHME. DES SUGGESTIONS POUR LA SUITE DE L'ETUDE SONT DONNEES A LA FIN DU MEMOIRE AFIN DE OUVRIR DE NOUVELLES VOIES DE RECHERCHE
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L'IMAGERIE PAR TOMOGRAPHIE D'IMPEDANCE EST UNE NOUVELLE TECHNIQUE, NON INVASIVE, QUI APPARAIT COMME POTENTIELLEMENT COMPLEMENTAIRE DES AUTRES TECHNIQUES. ELLE CONSISTE A RECONSTITUER DES IMAGES EN COUPE D'UN MILIEU PHYSIOLOGIQUE, A PARTIR D'INFORMATIONS ELECTRIQUES PROVOQUEES, FONCTIONS DES PROPRIETES DE CONDUCTIVITE DU MILIEU. DANS LE PREMIER CHAPITRE, UNE COMPILATION BIBLIOGRAPHIQUE CONDUIT A PRESENTER L'IMAGERIE PAR TOMOGRAPHIE D'IMPEDANCE. CETTE ETUDE NOUS A GUIDE DANS LE CHOIX D'UN MODELE MATHEMATIQUE CARACTERISANT L'INTERACTION ONDES-MATIERE (EQUATIONS DE MAXWELL). DES ALGORITHMES DE RECONSTRUCTION PERMETTANT DE RESOUDRE CE PROBLEME SOIT PAR DES METHODES ANALYTIQUES SOIT PAR DES METHODES NUMERIQUES. LA DEUXIEME PARTIE CONCERNE LEUR MISE EN UVRE DANS L'UNITE U305 ET LES RESULTATS OBTENUS. CE TRAVAIL DE RECHERCHE S'INTERESSE PLUS PARTICULIEREMENT A LA RESOLUTION NUMERIQUE ET A LA METHODE DES ELEMENTS FINIS. UNE PART IMPORTANTE DE CE TRAVAIL A ETE D'ADAPTER CETTE METHODE A LA TOMOGRAPHIE D'IMPEDANCE ET DE REALISER DES PROGRAMMES GENERAUX MODULAIRES, RELATIVEMENT SIMPLES D'EMPLOI. UN ALGORITHME DE RECONSTRUCTION SIMPLE PROPOSE PAR WEXLER A ETE TESTE. UN AUTRE ALGORITHME DE RECONSTRUCTION A ETE ELABORE, UTILISANT LA METHODE DE PERTURBATION SINGULIERE D'APRES UNE IDEE D'ALESSANDRINI (EN SUPPOSANT QUE LE POTENTIEL EST CONNU A L'INTERIEUR DU MILIEU). LES AMELIORATIONS ENVISAGEABLES SUR LES DIFFERENTES TECHNIQUES ABORDEES PRECEDEMMENT SONT ANALYSEES DANS LA TROISIEME PARTIE
Author: Dmitri Matenine Publisher: ISBN: Category : Languages : en Pages : 123
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La présente thèse s'inscrit dans le domaine de la physique médicale et, plus précisément, de l'imagerie médicale tridimensionnelle (3D) et de la dosimétrie 3D pour la radiothérapie. L'objectif global du travail était de concevoir et évaluer un nouvel algorithme de reconstruction itératif rapide pour la tomodensitométrie (TDM) à faisceau conique, une modalité consistant à créer des images 3D des densités du sujet imagé à partir de mesures d'atténuation partielle d'un faisceau de radiation incidente. Cet algorithme a été implanté sur matériel graphique (GPU), une plate-forme de calcul hautement parallèle, menant à la conception de stratégies d'optimisation originales. En premier lieu, un nouvel algorithme itératif statistique régularisé, dénommé OSC-TV, a été conçu et implanté sur GPU. Il a été évalué sur des ensembles de projections synthétiques et cliniques de TDM à rayons X à faisceau conique. L'algorithme proposé a démontré une qualité d'image supérieure à celle de méthodes semblables pour des acquisitions basse-dose, ainsi que des temps de reconstruction compatibles avec les activités cliniques. L'impact principal de ce travail est la capacité d'offrir au patient une réduction de dose de radiation ionisante de deux à quatre fois par rapport aux protocoles d'acquisition usuels. En second lieu, cet algorithme a été testé sur des données expérimentales en tomographie optique à faisceau conique, donnant lieu à l'une des premières études de ce genre. La résolution spatiale des images 3D résultantes a été améliorée et le bruit a été réduit. L'on a aussi démontré l'importance de considérer le spectre de la source lumineuse afin d'assurer la justesse de l'estimation des densités. Le principal impact de l'étude est la démonstration de la supériorité de la reconstruction itérative pour des données affectées par les aberrations propres à la tomographie optique à faisceau conique, résultant potentiellement en l'amélioration de la dosimétrie 3D par gel radiochromique en radiothérapie. En troisième lieu, différentes approches de gestion de la matrice-système de type exact à rayons fins ont été évaluées pour la TDM à faisceau conique. Le pré-calcul et le stockage complet de la matrice-système dans la mémoire vive du GPU s'est montré comme l'approche la plus rapide, mais la moins flexible en termes de géométries représentables, en raison de la taille limitée de la mémoire vive. Le traçage de rayons à la volée est apparu très flexible, offrant aussi des temps de reconstruction raisonnables. En somme, les trois études ont permis de mettre en place et d'évaluer la méthode de reconstruction proposée pour deux modalités de tomographie, ainsi que de comparer différentes façons de gérer la matrice-système.
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Les simulations Monte-Carlo représentent actuellement en imagerie médicale nucléaire un outil puissant d'aide à la conception et à l'optimisation des détecteurs, et à l'évaluation des algorithmes de reconstruction et des méthodes de corrections des effets physiques. Parmi les nombreux simulateurs disponibles aujourd'hui, aucun n'est considéré comme standard en imagerie nucléaire ce qui a motivé le développement d'une nouvelle plate-forme de simulation Monte-Carlo générique (GATE), basée sur GEANT4 et dédiée aux applications SPECT/PET. Au cours de cette thèse, nous avons participé au développement de la plate-forme GATE dans le cadre d'une collaboration internationale. Nous avons validé GATE en SPECT en modélisant deux gamma-caméras de conception différente, l'une dédiée à l'imagerie du petit animal et l'autre utilisée en routine clinique (Philips, AXIS), et en comparant les résultats issus des simulations GATE avec les données acquises expérimentalement. Les résultats des simulations reproduisent avec précision les performances des deux gamma-caméras mesurées. La plate-forme GATE a ensuite été employée pour développer une nouvelle méthode de reconstruction 3D (F3DMC), consistant à calculer par simulation Monte-Carlo la matrice de transition utilisée dans un algorithme de reconstruction itératif (ici, ML-EM), en y incluant les principaux effets physiques perturbant le processus de formation de l'image. Les résulats de F3DMC sont comparés aux résultats obtenus avec trois autres méthodes de reconstruction plus classiques (FBP, MLEM, MLEMC) pour différents fantômes simulés. Les résultats de cette étude montrent que F3DMC permet d'améliorer l'efficacité de reconstruction, la résolution spatiale et le rapport signal-sur-bruit avec une quantification satisfaisante des images. Ces résultats devront être confirmés par des études cliniques et ouvrent la voie vers une méthode de reconstruction unifiée, pouvant être appliquée aussi bien en SPECT qu'en PET
Author: JEAN FRANCOIS.. LECOMTE Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 247
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LA TOMOGRAPHIE A EMISSION DE POSITIONS (TEP) EST UNE TECHNIQUE INDIRECTE D'IMAGERIE METABOLIQUE. A PARTIR DES PROJECTIONS SUIVANT DE MULTIPLES DIRECTIONS D'UNE DISTRIBUTION RADIOACTIVE (SINOGRAMME), LA RECONSTRUCTION (PROBLEME INVERSE) PERMET DE RETROUVER L'INFORMATION SPATIALE. D'AUTRE PART, LES EXAMENS SONT AFFECTES PAR D'IMPORTANTES FLUCTUATIONS ALEATOIRES EN RAISON DE LA NATURE MEME DE LA MESURE. DANS UN PREMIER TEMPS, NOUS PRESENTONS LA MISE AU POINT D'UNE CHAINE DE PROJECTION / RECONSTRUCTIONS PERMETTANT, A PARTIR D'UN FANTOME NUMERIQUE QUELCONQUE, DE SIMULER UN EXAMEN TEP. LES PROPRIETES STATISTIQUES DES DONNEES DE PROJECTION SIMULEES DOIVENT ETRE PROCHES DE CELLES OBTENUES PAR UN IMAGEUR DE TYPE ECAT HR + SIEMENS. DANS UN SOUCI DE RAPIDITE ET AFIN DE POUVOIR SIMULER UN GRAND NOMBRE D'EXAMENS, LA PROJECTION EST REALISEE DE MANIERE ANALYTIQUE EN UTILISANT UN MODELE DE BRUIT ADDITIF, GAUSSIEN ET DEPENDANT DU SIGNAL. A COTE DE LA METHODE ANALYTIQUE DE RECONSTRUCTION STANDARD PAR RETROPROJECTION DES DONNEES FILTREES, NOUS ENVISAGEONS LE PROBLEME INVERSE DANS UN CONTEXTE ALGEBRIQUE. UN ALGORITHME DETERMINISTE, DE MINIMISATION SEMI-QUADRATIQUE DU CRITERE DU MAXIMUM A POSTERIORI (MAP-GCSQ) A ETE ADAPTE ET IMPLEMENTE. CETTE RECONSTRUCTION EST RENDUE POSSIBLE DANS UN TEMPS RAISONNABLE PAR L'EMPLOI D'UN ALGORITHME DE REBINNING. CE REARRANGEMENT DES DONNEES EST ENVISAGE DANS L'ESPACE DE FOURRIER PAR L'UTILISATION DE L'ALGORITHME FORE ET PAR APPLICATION DU THEOREME DE SECTION CENTRALE (FOSA). NOUS CARACTERISONS L'INFLUENCE DE LA METHODE DE RECONSTRUCTION SUR LES PROPRIETES STATISTIQUES DES IMAGES OBTENUES. CE TRAVAIL REQUIERT UNE PUISSANCE DE CALCUL IMPORTANTE ET SA REALISATION PASSE PAR L'UTILISATION D'UN SUPERCALCULATEUR CRAY J916. NOTRE IMPLEMENTATION EST EN ACCORD AVEC SON ARCHITECTURE PARTICULIERE. LES NOTIONS DE VECTORISATION ET DE PARALLELISATION SONT ILLUSTREES SUR DEUX PROCEDURES DE LA CHAINE PROJECTION / RECONSTRUCTIONS.
Author: Julia Mascolo-Fortin Publisher: ISBN: Category : Languages : en Pages : 59
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La tomodensitométrie avec faisceau conique (CBCT) est actuellement utilisée en radiothérapie externe pour visualiser le patient dans la salle de traitement. Le mouvement respiratoire des patients y est encore difficilement pris en compte et des avancées sur le sujet pourraient améliorer la précision des traitements. En ce sens, l'obtention d'une séquence imageant les mouvements dans la région d'intérêt serait souhaitable. Ce mémoire présente le développement d'un algorithme de reconstruction 4D pour CBCT qui tente de répondre à certains besoins cliniques, soit l'obtention d'une qualité d'image suffisante, une facilité de mise en place clinique et une rapidité de calcul. L'algorithme 4D développé se base sur l'algorithme itératif convexe avec sous-ensembles ordonnés et régularisation de variation totale. Cette méthode a été choisie pour sa rapidité d'exécution, procurée par l'utilisation de sous-ensembles et la parallélisation des calculs sur carte graphique, et pour sa capacité à diminuer les artéfacts de rayons, communs en imagerie 4D, procurée par la régularisation de variation totale. La méthode développée pour obtenir une image 4D à partir d'acquisitions CBCT standards a fait appel à l'algorithme Amsterdam Shroud pour déduire le mouvement respiratoire de l'ensemble de projections CBCT. Elle a été validée sur un fantôme numérique et sur des acquisitions cliniques. Les résultats obtenus démontrent le potentiel de l'algorithme, puisqu'une image de résolution spatiale et temporelle satisfaisante a été reconstruite en moins de 5 minutes. Un tel temps de calcul se compare avantageusement à d'autres méthodes disponibles et ouvre la porte à une visualisation rapide du mouvement respiratoire en salle de traitement.
Author: FRANCOISE.. PEYRIN FI Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages :
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CE TRAVAIL CONCERNE LA RECONSTRUCTION D'IMAGES EN TOMOGRAPHIE REELLEMENT 3D PAR RAYONS X. LA METHODE CONSISTE A ACQUERIR DES RADIOGRAPHIES DE L'OBJET POUR DIFFERENTES POSITIONS D'UNE SOURCE CONIQUE DE RAYONS X. L'IMAGE 3D EST ENSUITE OBTENUE PAR RESOLUTION D'UN PROBLEME DE RECONSTRUCTION A PARTIR DE PROJECTIONS CONIQUES. APRES AVOIR SITUE LA METHODE PAR RAPPORT AUX AUTRES MODALITES D'IMAGERIE TOMOGRAPHIQUE ET PRESENTE UNE ETUDE BIBLIOGRAPHIE DES METHODES DE RECONSTRUCTION D'IMAGES, LA GENERALISATION D'UNE FORMULE D'INVERSION EST DEMONTREE. L'ALGORITHME EN DECOULANT MIS EN UVRE SUR UN CALCULATEUR VECTORIEL EST TESTE SUR DES SIMULATIONS. LORSQUE LA SOURCE SE DEPLACE SUR LA SURFACE D'UNE SPHERE, LA FORMULE D'INVERSION EST EXACTE ET LES IMAGES RECONSTRUITES SONT SATISFAISANTES. POUR D'AUTRES TRAJECTOIRES DE LA SOURCE, L'IMAGE OBTENUE PEUT ETRE CONSIDEREE COMME UNE PREMIERE APPROXIMATION DE L'OBJET. AFIN D'ETRE MOINS DEPENDANT DES CONDITIONS D'ACQUISITION, UNE APPROCHE ALGEBRIQUE A CE PROBLEME EST CONSIDEREE. L'UTILISATION DE TROIS ALGORITHMES DE RECONSTRUCTION ITERATIFS PAR BLOCS POUVANT INCLURE DES CONTRAINTES SIMPLES EST PROPOSEE. ENFIN, LES DIVERSES METHODES SONT APPLIQUEES A LA RECONSTRUCTION D'UN FANTOME OSSEUX A PARTIR DE PROJECTIONS PHYSIQUES, ET QUELQUES CONCLUSIONS CONCERNANT LA REALISATION D'UN SCANNER REELLEMENT 3D, SONT PRESENTEES
Author: Jean Goubault-Larrecq Publisher: Springer Science & Business Media ISBN: 9781402003684 Category : Computers Languages : en Pages : 448
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Interest in computer applications has led to a new attitude to applied logic in which researchers tailor a logic in the same way they define a computer language. In response to this attitude, this text for undergraduate and graduate students discusses major algorithmic methodologies, and tableaux and resolution methods. The authors focus on first-order logic, the use of proof theory, and the computer application of automated searches for proofs of mathematical propositions. Annotation copyrighted by Book News, Inc., Portland, OR
Author: Wei-Wen Dai
Author: Wei-Wen Dai
Author: Wei-Wen Dai
Author: Rodolphe Bourret
Author: Dmitri Matenine
Author: Corentin Friedrich
Author: Delphine Lazaro
Author: JEAN FRANCOIS.. LECOMTE
Author: Julia Mascolo-Fortin
Author: FRANCOISE.. PEYRIN FI
Author: Jean Goubault-Larrecq