Traitement et visualisation temps réel dans le domaine fréquentiel spatio-temporel pour le guidage du geste chirurgical
Langue Anglais
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Auteur : Aguenounon, Enagnon
Date de soutenance : 25-09-2020

Directeur(s) de thèse : Gioux, Sylvain - Uhring, Wilfried Patrick

Établissement de soutenance : Strasbourg
Laboratoire : Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg ; 2013-....)
École doctorale : École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....)
 
Discipline : Electronique, microélectronique, photonique
Classification : Médecine et santé, Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres : Imagerie optique diffuse, Spatial Frequency Domain lmaging, Imagerie multispectral, Chirurgie guidée par l'imagerie, Système temps réel, GPGPU
Mots-clés :
  • Chirurgie -- Pratique
  • Imagerie interventionnelle
  • Imagerie spectroscopique
  • Traitement d'images -- Techniques numériques
Résumé : L'imagerie optique diffuse a le potentiel pour apporter énormément à la chirurgie guidée par l'imagerie. L'une de ses méthodes appelée SFDI pour « Spatial Frequency Domain lmaging » permet d'extraire les propriétés optiques d'un tissu à partir de lumière structurée et en utilisant ces mesures acquises à plusieurs longueurs d'onde nous pouvons remonter aux informations physiologiques et structurelles interprétable par le chirurgien. Cette thèse consacrée au développement d'un instrument d'imagerie temps réel pour la chirurgie se base sur SSOP « Single Snapshot imaging of Optical Properties » l'implémentation à acquisition rapide de SFDI. Pour atteindre nos objectifs, nous avons conçu un système qui utilise la modulation spatio-temporelle de lumière, où SSOP est encodée spatialement et temporellement nous encodons les longueurs d'ondes. Au nombre de nos développements, nous avons proposé deux méthodes, une dans le domaine de Fourier et une à apprentissage profond pour l'amélioration de la qualité visuelle et de la précision des résultats SSOP. Un système à deux longueurs d'ondes (665nm et 860nm) a été créé et nous l'avons ensuite validé in vivo pour la mesure du taux de saturation en oxygène et démontrer qu'il peut détecte l'ischémie d'un tissu. Enfin, pour garantir le traitement et la visualisation temps réel, tous les algorithmes développés ont été implémentés sur processeur graphique GPU. Somme toute, aujourd'hui, nous disposons du premier système d'imagerie permettant de visualiser en temps réel et sur un large champ de vue le taux oxygénation d'un tissu. En perspectives, nous envisageons de faire évoluer le système pour mesurer les taux de lipides, de mélanine et d'eau et ensuite de le valider au cours d'étude pré-cliniques.
 
Type de contenu : Text
Format : PDF
 
Entrepôt d'origine : STAR : dépôt national des thèses électroniques françaises
Identifiant : 2020STRAD016
Type de ressource : Thèse