TIMC-Année 2RAGTIME

Laurent Desbat

TIMC-IMAG

17 janvier 2002

Participants de TIMC

• TIMC– Responsable du projet : Laurent Desbat, Pr. UJF.– Participants : Yohan Payan, CR CNRS.– Anne Bilgot, thésarde 3ième année (sur l’identification d’organes

osseux à partir de projections radiographique)– Nicolas Capit, ingénieur (CCD du projet CIMENT GRID)– Cecile Amblard, MdC, UPMF (co-encarde Florent Chatelain)

• PRAXIM : – Stéphane Lavallée PDG,– Antoine Leroy (suivi du projet MI3 et du projet RAGTIME),

interface avec la station surgetics de PRAXIM pour la navigation dans un modèle géométrique d’organe (identifié à partir d’images radiologiques en salle d’opération)

Travail réalisé

• A1 [Statistique de forme] : pas d’ADR = faible avancement mais bourse obtenue dans le cadre des allocations doctorales prospectives (candidat perdu car résultat fin octobre mais mais nouveau candidat, Mr Aramouni, Liban, a débuté le travail (mais en attente d’une carte de séjour).

• A2 [Fusion SPECT/CT] : pas d’ADR mais une publication en collaboration avec l’IN2P3 (pour la simulation du diffusé par Monte Carlo).

• Travaux sur l’échantillonnage en tomographie hélicoïdale + en tomographie dynamique (plusieurs publications).

• Contribution à CiGri (lien avec RAGTIME) : mise en place de la grille CiGri par Nicolas Capit

Publications• Journaux

– [RI 19] L. Desbat, S. Roux, P. Grangeat, and A. Koenig. Sampling conditions of 3D Parallel and Fan-Beam X-ray CT with application to helical tomography. Phys. Med. Biol., 49(11), 2377-2390, 2004.

– [RI 18] S. Roux, L. Desbat, A. Koenig, and P. Grangeat. Exact reconstruction in 2D dynamic CT: compensation of time-dependent affine deformations Phys. Med. Biol., 49(11):2169-82, 2004.

• Conférences– [CCLDRA 34] L. Desbat Sampling conditions and ecient schemes in helical tomography, In Abstracts of papers

presented to the AMS, Vol. 26(1) Issue 139, 1003-65-1512, pages 172, 2005.– [CCLDRA 33] F. Chatelain, L. Desbat, J.-F. Moreira, C. Amblard, V. Breton. SPECT/CT Registration with the

DCC and MC Simulations for SPECT Imaging, In IEEE, MIC conference proceedings, M9- 223, 2004– [CCLDRA 32] A. Bilgot, V. Perrier, L. Desbat Wavelets, Local Tomography and Interventional X-Ray

Imaging, In IEEE, MIC conference proceedings, paper M9-183, 2004– [CCLDRA 31] V. PERRIER, O. LE-CADET, A .BILGOT, L. DESBAT Ondelettes et Imagerie Médicale, In

CANUM 04, pages 3241, 2004.– [CCLDRA 30] L. Desbat, S. Roux, P. Grangeat and A. Koennig. Echantillonnage de la transformée en rayons-

X 3D, applications à la géométrie hélicoïdale In CANUM 04 , pages 138, 2004.– [CCLDRA 29] A. Bilgot, V. Perrier and L. Desbat. Inversion locale de la transformée de Radon par ondelettes.

In CANUM 04 , pages114, 2004.– [CCLDRA 28] S. Roux, L. Desbat, A Koenig and P. Grangeat. Méthodes analytiques de compensation des

déformations en tomographie dynamique. In CANUM 04 , pages 195, 2004.– [CCLDRA 27] P. GRANGEAT, A. KOENIG, S. BONNET, P.HUGONNARD, S. ROUX, J. KIMDON and L.

DESBAT. La compensation du mouvement en tomographie X dynamique. In CANUM 04 , pages 6263, 2004.• Thèse

– Sébastien Roux Modèles dynamiques en tomographie. Application à l’imagerie cardiaque.thèse de Maths applis, UJF Grenoble 1, le 14 octobre 2004.

Perspectives année 3

• SPECT / CT et correction du diffusé– Collaboration V. Breton IN2P3 avec un étudiant Mr

Aoun (demande de bourse CNRS BDE).

• Modèle déformable : la thèse de Mr. Amarouni (bourse Région Prospective) vient de débuter (officieusement car attente de carte de séjour).

• Tomo dynamique : généralisation à des déformations non-affines en cours (conférence orale à 3D05, Salt Lake City, Desbat, Roux, Grangeat).

Tomographie dynamique : applications cardiaques

Enjeu des études cardiaques : diagnostic précoce

•Études cinétiques et fonctionnelles

•Études non invasives des coronaires

Avantages des scanners X en cardiologie:•Facilité d’accès en milieu hospitalier et usage accepté

•Pas de contre-indication /patient ( IRM)

•Non invasif ( usage catheter)

•Forte résolution spatiale (études cardiovasculaires)

www.imp.uni-erlangen.de/

Tomographie par rayons X : dispositif d’acquisition

RX

Tomographie X : dispositif d’acquisition

RX

Tomographie X : dispositif d’acquisition

RX

Rotation continue : tomographie dynamique

IMAGERIE D’UN VOLUME DYNAMIQUE : RECONSTRUCTION 4D

Evolution des scanners:

- augmentation du nombre de coupes acquises simultanément 64

- augmentation de la vitesse de rotation 0.4s

temps

t1

t2t3

t4

O

Modélisation du problème de reconstruction

x

0

z

0

O x1

x2

rayon(,) ou

Géométrie 2D éventail

rayon

Géométrie 3D conique

plan de détection

Géométrie 2D parallèle

O x1

x2

rayon(,s)s

)(

)(a

)(a

),(

),(

Opérateur de déformation

f(t0)S(t1))

S(t2)) S(t3))

acquisition réelle à t=t1

Géométrie virtuelle d’acquisition (temps de référence t0)

(t1) (t3)(t2)

S(t1) f(t1) f(t2) f(t3)

S(t2) S(t3)

acquisition réelle à t=t2 acquisition réelle à t=t3

Trajectoire de la source

Trajectoire virtuelle de la source

))(()( 0 xfxf tt

Propriété des déformations affines

O x

y

a(

n

trajectoire réelle

O x

yA

Tn

a(

objet de référence f0O x

y

O

s

objet dynamique f

ns

O x

y

s’ nbAss

.' 1O

même mesure

)(a

source path

zxy

))(()(0 aa

x

0

z

0y0

A

même mesure

même mesure

objet de référence f0

objet de référence f0

objet dynamique f

objet dynamique f

trajectoire virtuelle

trajectoire réelle

trajectoire virtuelle

)(

)(

)()(

)()()(

2

1

2221

12110 tb

tbx

tata

tataBxAxx tttttt

Test sur un mouvement respiratoire

)(

0

)(0

0)()(

20

22

110

b

xa

axx

a

b

0,7

0,8

0,9

1

1,1

1,2

1,3

0 90 180 270 360

0,7

0,8

0,9

1

1,1

1,2

1,3

0 90 180 270 360

-15

-10

-5

0

5

10

15

0 90 180 270 360

a

a) b)

d)c)

Résultats (=300°)

a) exactb) short scanc) méthode de Crawfordd) avss

SPECT/CT registration with the DCC and MC simulations for

SPECT imaging

F.Chatelain1, J.F.Moreira2, C.Amblard3, L. Desbat1 , V. Breton2

1TIMC-IMAG, UMR CNRS 5525, IAB, Faculté de Médecine, UJF, 38706 La Tronche (Grenoble FRANCE)

2LPC, CNRS/IN2P3, Campus des Cézeaux 63177 Aubière Cédex 1, FRANCE.3LabSAD, UPMF, BP 47, 38040 Grenoble Cédex 9, FRANCE.

Results of the DCC 3D optimization

True activityActivity after DCC optimization

Activity without DCC optimization

True attenuationInitial attenuation Attenuation after

DCC optimization

DCC and MC methods cooperation

DCCoptimization

Diffusion correctionwith MC

Data d ; diffusion data estimation dd model 0 ; initial estimation T, such that x=0(Tx)

g=d-ddActivity f estimation(Novikov)

(x)=0(Tx)g,T f

T opt

g=d-dd

dd

d