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Analyse et traitement d'images anatomiques en IRM cérébrale| Réf : MED910 v1
Auteur(s) : Vincent NOBLET, Christian HEINRICH, Fabrice HEITZ, Jean-Paul ARMSPACH
Date de publication : 10 nov. 2013
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Le choix des attributs utilisés pour guider le recalage est crucial. Il est largement conditionné par la nature des images à traiter. Deux approches se distinguent : les approches géométriques et les approches iconiques. Les méthodes géométriques consistent à extraire, manuellement ou automatiquement, des primitives géométriques éparses de l'image (points, courbes ou surfaces) et à les mettre en correspondance. Les approches iconiques utilisent l'ensemble dense de l'information portée par les niveaux de gris de l'image, soit directement en comparant les intensités, soit en comparant les valeurs de l'image après traitement (par exemple en calculant des caractéristiques différentielles de l'image ou en considérant la transformée de Fourier). Par ailleurs, des méthodes hybrides combinant ces différentes approches ont aussi été proposées.
Description
Les approches géométriques sont basées sur l'extraction dans les images de sous-ensembles de points homologues (primitives) qu'il s'agit ensuite de mettre en correspondance. L'objectif est l'estimation d'une transformation permettant d'apparier les points homologues ou de minimiser un certain critère faisant intervenir une distance géométrique entre les points homologues (dans ce cas, l'appariement n'est pas nécessairement exact). Le choix des primitives doit être guidé par un certain nombre de propriétés : détection aisée et précise, répartition sur l'ensemble de l'image, robustesse au bruit, aux artefacts et aux différents changements liés à l'acquisition. Trois types de primitives géométriques peuvent être distingués : les points, les courbes et les surfaces.
Différents types de primitives géométriques
L'utilisation de points caractéristiques, appelés aussi « amers » ou « landmarks », est l'une des premières idées, assez naturelle, pour guider le recalage. Deux types d'amers sont utilisés : les amers extrinsèques et intrinsèques. Les amers extrinsèques sont des marqueurs externes (cadre stéréotaxique, vis ou marqueurs externes collés sur la peau) visibles dans la modalité d'imagerie. Les amers intrinsèques sont déterminés à partir de l'image, soit manuellement par un expert, soit...
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TECHNOLOGIES BIOMÉDICALES
(1) - AMIT (Y.) - A nonlinear variational problem for image matching. - SIAM Journal on Scientific Computing, 5(1), p. 207-224 (1994).
(2) - ARSIGNY (V.), PENNEC (X.), AYACHE (N.) - Polyrigid and polyaffine transformations : a novel geometrical tool to deal with non-rigid deformations – Applications to the registration of histological slices. - Medical Images Analysis, 9(6), p. 507-523, déc. 2005.
(3) - ASHBURNER (J.), ANDERSSON (J.), FRISTON (K.) - Image registration using a symmetric prior – in three dimensions. - Human Brain Mapping, 9(4), p. 212-225 (2000).
(4) - ASHBURNER (J.), FRISTON (K.J.) - Nonlinear spatial normalization using basis functions. - Human Brain Mapping, 7, p. 254-266 (1999).
(5) - ASHBURNER (J.), FRISTON (K.) - Voxel-based morphometry – The methods. - NeuroImage, 11, p. 805-821 (2000).
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Logiciels de recalage d'images médicales
AIR (Automated Image Registration) : http://www.bishopw.loni.ucla.edu/air5/
FSL (the FMRIB Software Library) : http://www.fmrib.ox.ac.uk/fsl/
HAMMER : https://www.rad.upenn.edu/sbia/software/index.html
ITK (Insight Segmentation and Registration Toolkit) : http://www.itk.org/
Medipy : http://www.code.google.com/p/medipy/
MRIWarp : http://www.hendrix.imm.dtu.dk/software/
SPM (Statistical Parametric Mapping) : http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/
ANTS (Advanced Normalization Tools) : http://www.picsl.upenn.edu/ANTS/
Elastix : http://www.elastix.isi.uu.nl/
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