Journal de Physique PDF Download

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Category : Physics
Languages : en
Pages : 1012

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Author: AFSOUN.. ZOLFAGHARI
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Languages : fr
Pages : 171

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DANS LES TECHNIQUES RECENTES DE TOMOGRAPHIE X, ON UTILISE DE PLUS EN PLUS DES RESEAUX BIDIMENSIONNELS DE DETECTEURS ET DES SOURCES DE RAYONS X PONCTUELLES POUR UNE ACQUISITION RAPIDE DES DONNEES. LA GEOMETRIE CONIQUE DE CE GENRE DE DISPOSITIFS NECESSITE DES METHODES DE RECONSTRUCTION REELLEMENT TRIDIMENSIONNELLE OU LES TROIS DIMENSIONS DE L'ESPACE SONT PRISES EN COMPTE SIMULTANEMENT. LORS DE CE PRESENT TRAVAIL, NOUS AVONS DEVELOPPE UN LOGICIEL DE RECONSTRUCTION TRIDIMENSIONNELLE EN GEOMETRIE CONIQUE BASE SUR LA METHODE ITERATIVE ART. LE CALCUL DE LA MATRICE DE PROJECTION POUR UN FAISCEAU DIVERGENT EST EFFECTUE GRACE A UN ALGORITHME DE TRACE DE RAYON UTILISANT L'EQUATION PARAMETRIQUE DE LA DROITE. CECI NOUS A PERMIS D'INTRODUIRE DIRECTEMENT DANS LE PROCEDE DE RECONSTRUCTION, DES CONTRAINTES GEOMETRIQUES PERMETTANT LA CORRECTION DES ARTEFACTS PRODUITS PAR LES DEFAUTS MECANIQUES DE L'AXE DE ROTATION. LES PREMIERS RESULTATS DE RECONSTRUCTION OBTENUS PAR SIMULATION DEMONTRENT L'EFFICACITE DE LA DEMARCHE SUIVIE MEME AVEC PEU DE PROJECTIONS, A CONDITION QUE LES DONNEES GEOMETRIQUES PARTICULIERES DE L'EXPERIENCE SOIENT CONNUES DE MANIERE PRECISE. DIFFERENTS EXEMPLES D'APPLICATION SONT DONNES DANS LE CADRE DE LA TOMOGRAPHIE A RAYONS X. CES EXPERIENCES, REALISEES AVEC UN PROTOTYPE DE MICROTOMOGRAPHE X DE LABORATOIRE, NOUS ONT PERMIS D'ETUDIER TROIS POINTS ESSENTIELS: L'AMELIORATION DE LA RESOLUTION SPATIALE DANS L'OBJET RECONSTRUIT, LA POSSIBILITE DE RECONSTRUIRE A PARTIR DE PROJECTIONS FORTEMENT BRUITEES ET DE FAIBLE CONTRASTE ET, FINALEMENT, L'AMELIORATION DE LA QUALITE VISUELLE DE LA RECONSTRUCTION GRACE A UN FILTRAGE SELECTIF DU VOLUME RECONSTRUIT

Author: Dmitri Matenine
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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.

Author: FRANCOISE.. PEYRIN FI
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Languages : fr
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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: Solange Delageniere-Guillot
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Languages : fr
Pages : 208

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LA RECONSTRUCTION TRIDIMENSIONNELLE D'IMAGE A PARTIR DE PROJECTIONS DESIGNE UN ENSEMBLE DE TECHNIQUES QUI PERMETTENT D'OBTENIR DES INFORMATIONS SUR LA STRUCTURE INTERNE D'UN OBJET. CES TECHNIQUES SONT SURTOUT UTILISEES EN IMAGERIE MEDICALE OU EN CONTROLE NON DESTRUCTIF. LA RECONSTRUCTION D'IMAGE EST UN PROBLEME INVERSE MAL POSE. IL EST NECESSAIRE ALORS DE REGULARISER L'INVERSION. NOUS CONSIDERONS DANS CETTE THESE L'INTRODUCTION D'INFORMATION A PRIORI DANS L'ALGORITHME DE RECONSTRUCTION. CES CONNAISSANCES SONT EXPRIMEES SOUS LA FORME D'UN MODELE DE L'OBJET A RECONSTRUIRE. L'APPROCHE PROPOSEE EST APPLIQUEE AU DOMAINE MEDICAL DANS LE CADRE DES METHODES DE RECONSTRUCTION 3D EN GEOMETRIE CONIQUE. NOUS TRAITONS DEUX PROBLEMES BIEN SPECIFIQUES. NOUS ABORDONS TOUT D'ABORD LA RECONSTRUCTION D'OBJETS CONTRASTES. CECI PEUT S'APPLIQUER AU CAS DE LA MORPHOLOGIE OSSEUSE (OS AU MILIEU DE TISSUS MOUS), OU DE L'ANGIOGRAPHIE (PRODUIT DE CONTRASTE INJECTE DANS UN RESEAU VASCULAIRE). EN PRESENCE DE BRUIT, LES FILTRES UTILISES DANS LES METHODES CLASSIQUES ONT TENDANCE A LISSER LES TRANSITIONS FRANCHES NATURELLEMENT PRESENTES DANS LES OBJETS ETUDIES. AFIN DE REGULARISER LA RECONSTRUCTION MAIS DE PRESERVER LES CONTRASTES, NOUS INTRODUISONS UN MODELE DE CLASSES QUI FERA APPEL A LA THEORIE DES CHAMPS DE MARKOV. NOUS DEVELOPPONS UN SYSTEME DE RECONSTRUCTION DE TYPE RECONSTRUCTION ANALYTIQUE-REPROJECTION. NOUS TRAITONS ENSUITE LE CAS D'UN OBJET EN EVOLUTION AU COURS DE L'EXAMEN. CECI S'APPLIQUE TYPIQUEMENT EN ANGIOGRAPHIE LORSQUE L'EMBOLE DE PRODUIT DE CONTRASTE EVOLUE AU TRAVERS DU RESEAU VASCULAIRE. LE PROBLEME SE POSE COMME LA RECONSTRUCTION DYNAMIQUE D'UN PRODUIT EN EVOLUTION PENDANT L'ACQUISITION DES MESURES. NOUS DEFINISSONS ALORS UN MODELE D'EVOLUTION DE TYPE AR ET NOTRE SYSTEME DE RECONSTRUCTION UTILISE UNE METHODE ALGEBRIQUE. NOUS DECRIVONS AINSI L'OBJET A UN INSTANT DONNE COMME UNE ETAPE INTERMEDIAIRE ENTRE L'ETAT DE L'OBJET AU DEBUT ET A LA FIN DE L'ACQUISITION. NOUS TESTONS NOS DEUX METHODES SUR DES DONNEES REELLES ET SUR DES DONNEES SIMULEES ET MONTRONS AINSI DANS QUELLE MESURE L'UTILISATION D'UN MODELE A PRIORI DE L'OBJET AMELIORE LES RESULTATS