Informatique et traitement d’images 3D

Olivier BEDELET
_______
LIMSI-CNRS
Groupe IMM
BP 133
91403 – Orsay Cédex
E-mail : bedelet@limsi.fr

Le projet de recherche présenté concerne la conception, mise en œuvre et implantation sur site d’un système informatique de navigation en temps réel dans des données 3D ainsi que la reconstruction tridimensionnelle réaliste des organes choisis par un opérateur. Ce système est actuellement utilisé dans le post-traitement d’images obtenues à partir d’unités de type CT-scanner, IRM ou échographe 3D.

Partant de l’ensemble de voxels, le système développé conduit à la génération assistée par ordinateur, à partir des choix du praticien, d’une forme volumique réaliste (à l’échelle réelle), en assurant 4 fonctions de base :

• • Le centrage et la mise à l’échelle des projections planes  : les images subissent les transformations géométriques nécessaires pour aboutir à une situation où toutes les images ont une seule et même origine. Par ailleurs un module de fenêtrage de niveaux de gris permet la sélection des niveaux visibles souhaites par l’opérateur, tout en gardant en mémoire les niveaux d’origine.
  • La détection assistée par ordinateur des zones d’intérêt : il semble illusoire d’imaginer un système complètement automatique de détection de contours ou de régions qui puisse assurer la mise en évidence des zones de l’image qui conduisent au diagnostic d’une pathologie. Le système informatique développé fournit au praticien un outil convivial, qui lui permet de décrire au système les zones qui lui semblent pertinentes, tout en minimisant les interactions. Il s’agit essentiellement d’un extracteur de contours auto-adaptatifs dont le paramétrage est fonction des choix effectués par l’opérateur sur les projections choisies du volume de voxels.
  • La reconstruction à métrique réelle : L’extracteur de contours assure la segmentation nécessaire des images de départ (plusieurs dizaines de millions d’octets) afin de traiter les zones d’intérêt dans des conditions de rapidité acceptables. Ce filtrage préserve le contenu des régions détectées ; en effet, il est indispensable de préserver toutes les informations des images originales, les lésions correspondant très souvent à des données qui auraient été filtrées par la plupart des opérateurs classiques de traitement d’images. Le système développé assure la métrique des volumes reconstitués : il fournit des mesures en mm, ou en grammes, des formes reconstruites et des régions d’intérêt (pouvant présenter des malformations).
  • La visualisation réaliste : ce module assure une visualisation et un positionnement réaliste des zones étudiées, en profitant des techniques récentes utilisées dans les processeurs graphiques des ordinateurs d’aujourd’hui. Le nombre très important de données à manipuler nous a conduit à l’utilisation de techniques de parallélisation graphique des affichages. En effet, pour certains organes, la reconstruction peut conduire à la manipulation de près d’un million de facettes.

Le système informatique est développé en langage C++, en ayant comme souci majeur la notion de modularité ; la partie graphique proprement dite est indépendante de l’interface “homme – machine” ainsi que de l’interface calcul. Cette conception nous permet d’implanter le système dans des ordinateurs de nature très différente, sous des systèmes d’exploitation et de sous – systèmes graphiques en évolution très rapide (Unix, Windows NT, X11, Motif, OpenGL, ActiveX, etc.).