Estimation du mouvement dans des séquences IRM et échographiques

- Contexte L’étude du mouvement des tissus (çad le déplacement, la vitesse, l’accélération, la déformation,) et de son évolution au cours du temps peut contribuer au diagnostic ou à la quantification de certaines pathologies. Dans le cas du cœur, la déformation du myocarde au cours du cycle cardiaque est un indicateur du développement de maladies cardiovasculaires. - Objectifs Deux objectifs dans cette étude du mouvement des tissus mous à partir de la phase spatiale des signaux hypercomplexes de deux modalités d'imagerie très utilisées pour l’analyse du coeur: - Former une image échographique ou IRM adaptée au suivi du mouvement en générant des signaux hypercomplexes [1], [2], - A partir de l'analyse des séquences d'images de signaux hypercomplexes, intégrer les informations de phase pour extraire la trajectoire de points matériels et des cartes de déformations des tissus. - Matériel et méthodes Notre équipe a développé une nouvelle méthode d'estimation du mouvement pour les séquences IRM et échographiques. Par ailleurs, le laboratoire possède un échographe sur lequel l'implantation de cette nouvelle technique sera à réaliser. Cette méthode est basée sur un modèle local de mouvements non rigides et sur l'exploitation des propriétés de la phase des images. Dans le cadre de cette étude, cette méthode sera appliquée à l'estimation et au suivi de paramètres caractéristiques du mouvement pour l'obtention de trajectoires de points matériels en échographie et IRM cardiaque. - Travail à réaliser Une première partie du stage sera consacrée à l'étude en simulation de la stratégie de traitement à mettre en place pour l'obtention des images de phase. La méthode retenue devra pouvoir fonctionner sur les images des deux modalités d'imagerie étudiées (IRM + échographie). Elle devra de plus répondre à la contrainte de "temps réel" qui est un atout principal de l'échographie. La stratégie retenue sera ensuite intégrée sur l'échographe et testée sur des séquences IRM expérimentales. La deuxième partie du stage permettra le développement du modèle spatio-temporel du mouvement pour l'extraction de trajectoires de points matériels et l'estimation de cartes de déformation. Le modèle et les traitements s'appuieront sur les caractéristiques des images obtenues à la première étape. Finalement un démonstrateur logiciel intégrant la méthode et les résultats du stage sera réalisé. - Compétences souhaitées o Traitement du signal et de l’image o Programmation Matlab/C++, QT, VTK o Instrumentation, paramétrage de composants programmables (DSP, FPGA, …) o Goût pour la physique médicale, o Capacité d’intégration rapide dans un contexte pluridisciplinaire [1] T. Bülow and G. Sommer, “The hypercomplex signal—A novel extension of the analytic signal to the multidimensional case,” IEEE Transactions on Signal Processing., vol. 49, no. 11, pp. 2844–2852, 2001. [2] M Felsberg and G Sommer, "The monogenic signal", IEEE Transactions on Signal Processing, vol. 49, no 12, pp. 3136-3144, 2001.