Figure

Objet

Conception, mise en oeuvre et implantation sur site d'un système informatique de génération de représentations tridimensionnelles, à partir de coupes parallèles. Navigation assistée par ordinateur dans les représentations virtuelles d'organes, obtenues par reconstruction polyédrique.

Description

Réalisation d'un système informatique de reconstruction de formes 3D, avec inclusion d'un opérateur humain dans la boucle de traitement. Partant de coupes planes (scanner ou IRM), il conduit à la génération d'une forme volumique réaliste (à l'échelle réelle), en assurant cinq fonctions de base :

Le centrage et la mise à l'échelle des coupes  : les différentes images scanner ou IRM subissent les transformations géométriques nécessaires pour aboutir à une situation où toutes les images ont une seule et même origine. En pratique, il est fréquent que l'opérateur qui effectue le scanner change l'échelle sur certaines coupes, afin de rehausser des détails cliniques importants. Il est indispensable de <<revenir>> à une situation d'identité entre les échelles des coupes afin d'obtenir une représentation géométriquement isomorphe.

La détection assistée par ordinateur des zones d'intérêt : en regardant n'importe quelle image provenant d'un scanner, d'une unité de résonance magnétique ou même d'une mammographie, 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.

La reconstruction à métrique réelle : il est indispensable de réduire la quantité d'information disponible (plusieurs millions de voxels) afin d'assurer une interaction en temps réel. La reconstruction de contours développée conduit à un modèle de facettes compatible avec les contraintes du système. Les mesures physiques des lésions présentent une importance considérable dans le diagnostic et dans l'évaluation de l'évolution de chaque pathologie. Le système développé fournit des mesures en mm, ou en grammes, des formes reconstruites et des régions d'intérêt (pouvant présenter des malformations).

La visualisation réaliste: dans le domaine de l'imagerie médicale, la notion de transparence s'avère d'un grand intérêt. L'image des organes reconstruits comporte une surface externe mais aussi les informations nécessaires au diagnostic contenues dans les coupes (voxels). 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 système de traitement et de génération de représentations tient compte du caractère réel des formes générées : la notion de pixel est importante d'un point de vue <<visuel>>, mais le dimensionnement réel des volumes matériels représentés a constitué un point clé de ce projet.

Résultats et perspectives

Le système informatique est développé en langage C++, en ayant comme souci majeur la notion de modularité. En effet, il nous a semblé indispensable que la partie graphique proprement dite soit 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.).

En raison de l'apparition et de la rapide mise à disposition des utilisateurs de scanners hélicoïdaux, nous avons lancé le développement d'un module informatique qui permet à l'utilisateur de <<parcourir>> les zones mémorisées entre les différentes coupes afin d'affiner la reconstruction des éventuelles malformations décelées entre deux coupes successives (situation qui présente un intérêt particulier dans la mesure de malformations ganglionnaires). Par ailleurs, ce module permet de <<naviguer>> dans le volume de voxels correspondant aux organes en étude selon un plan de coupe non nécessairement perpendiculaire aux axes du volume.

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