Auswahl der wissenschaftlichen Literatur zum Thema „Scanner tomographique“

En orthopédie dento-faciale, le praticien dispose d’un large éventail de techniques d’imagerie médicale pour l’aider dans ses différentes phases de diagnostic ou de suivi thérapeutique. Les clichés rétro-alvéolaires, rétro-coronaires, panoramiques ou la téléradiographie sont des techniques bidimensionnelles que l’on pourra compléter, si nécessaire, par des techniques volumiques ou sectionnelles (scanner à rayons X, tomographie volumique à faisceau conique ou cone beam). À chaque type de clichés correspondent des critères de qualité qu’il faut respecter afin de tirer le meilleur de chaque image, éviter les artéfacts ou les images construites susceptibles de diminuer l’apport diagnostique et donc le service rendu au patient. Il faut savoir perdre alors quelques instants pour parfaire le positionnement du patient dans l’appareil radiologique plutôt que de multiplier les prises de vues par manque d’optimisation des protocoles de radiologie.

Le traumatisme crânio-cérébral léger correspond à 80 % de tous les traumatismes crânio-cérébraux. L'académie américaine de neurologie l'a défini de façon claire comme une modification temporaire de l'état mental d'un patient sans trouble neurologique avec ou sans perte de conscience ou amnésie. Selon le Glasgow coma scale, le traumatisme crânio-cérébral comprend un score GCS 14 et 15. Le GCS doit être tout de suite évalué. L'ATLS (Advanced Trauma Life Support) se base durant l'évaluation primaire sur le schéma A B C D E. Le pronostic d'un traumatisme crânio-cérébral est nettement plus mauvais en cas d'hypotension ainsi que d'hypoxémie concomitantes. Dans un petit hôpital, une observation de 24 heures est indispensable. L'indication à la tomographie computérisée cérébrale doit être large si cet examen est disponible. En règle générale, le GCS ne se péjore pas si le scanner reste sans particularité.

ZusammenfassungModerne bildgebende Verfahren der medizinischen Diagnostik, wie die Magnetresonanz-Tomographie (MRT) und die Positronen-Emissions-Tomografie (PET), erlauben eine immer präzisere und differenziertere Untersuchung von Krankheiten. Neben dem reinen PET- bzw. MRT-Ansatz befassen sich neue Methoden mit der simultanen PET-MR-Bildgebung, die erst durch die Entwicklung hybrider PET-MRT-Scanner ermöglicht wurde. Diese komplementären Bildgebungsverfahren kombinieren dabei in synergistischer Weise die hohe Auflösung durch MRT mit der großen Sensitivität durch die PET-Methode. Eine Möglichkeit, die Synergie beider Techniken zu nutzen, besteht darin, bereits klinisch etablierte PET-Radiopharmaka mit zugelassenen, paramagnetischen MR-Kontrastmitteln zu kombinieren. Diese Methode wurde in zahlreichen präklinischen und klinischen Studien untersucht. Eine alternative und elegantere Möglichkeit ist die Einführung beider Modalitäten in einer einzigen Kontrastsonde für die nicht invasive bimodale Bildgebung. Hier sind verschiedene Ansätze entwickelt worden, die jedoch umfangreichere Entwicklungsarbeit erfordern. Diese multifunktionellen Kontrastsonden wurden daher bislang nur in präklinischen Studien eingesetzt.

Les affections locomotrices sont l’une des principales causes de réduction de performance et de réforme des athlètes équins. Un diagnostic topographique et lésionnel précoce, complet et précis est indispensable afin d’assurer une prise en charge rapide et optimale de l’affection pour en limiter les conséquences sur le long terme et en établir le pronostic. Les différentes techniques d’imagerie font partie des outils diagnostiques disponibles. Outre la radiographie et l’échographie, techniques de routine offrant une grande complémentarité, l’imagerie vétérinaire a considérablement évolué ces dernières décennies et l’on dispose actuellement de techniques d’imagerie avancée telles que la scintigraphie, la tomodensitométrie (TDM) appelée scanner, l’imagerie par résonance magnétique (IRM) et la tomographie par émission de positrons (PET) [1–3, 11–12]. Plus coûteuses et moins accessibles, elles sont cependant en train de se démocratiser rapidement et permettent d’établir un diagnostic quand la radiographie et l’échographie ne le permettent pas, de préciser le pronostic de lésions et d’en suivre l’évolution dans le temps pour limiter les risques de récidive lors de la reprise de l’exercice. En raison de leurs caractéristiques techniques intrinsèques, ces modalités présentent chacune des avantages et des limites diagnostiques qui les rendent plus ou moins indiquées en fonction de la situation clinique.

In July 1996, a flash flood resulted in the input of 9 million m3 of sediment toward the Bay of Ha! Ha!, leading to the elimination, partly or totally, of the benthic fauna of the bay. In this study, the CT scanner has been used in a highly perturbed environment, the Bay of Ha! Ha!, to both assess (i) the relationships between the variations of tomographic intensities and the sedimentologic parameters of the sedimentary column and (ii) to quantify the biogenic structures resulting from the activity of benthic organisms. Compaction, CaCO3 contents, and granulometry of sediments are the most important influences on the variation of tomographic intensities. The scanner allowed the study and quantification, in a non destructive way, of the sediment occupation by biogenic structures and, more particularly, allowed to further assess most of the relative importance of the fine fraction of biogenic structures (0.250–1 mm) in the surface sediment layer (0–5 cm). Sediment occupation by biogenic structures reached maximal values at the upper part of the sedimentary column and decreased with depth. If sedimentary reworking leads to an increase in the sediment porosity, destabilization generated by the activity of organisms is balanced by the consolidation of the wall of the biogenic structures. Bioturbation resulting from the activity of benthic organisms into the sediments has a significant role on the sedimentary structure and biogeochemical processes. It is therefore necessary to quantify the volume of sediments occupied by biogenic structures to assess the activity of benthic organisms in the sedimentary column.

De nos jours, les progrès de l’informatisation de l’imagerie médicale assistent au plus près les médecins dans leur soin au patient. Des modèles personnalisés computationnels sont utilisés pour le diagnostique, prognostique et planification du traitement, en diminuant lesrisques pour le patient, et potentiellement les frais médicaux.Heartflow est l’exemple même d’une compagnie qui réussit ce service dans le domaine cardiovasculaire. À partir d’un modèle extrait d’images tomographiques rayons X, les lésions avec impact fonctionnel sont identifiées dans les artères coronaires. Cette analyse qui combine l’anatomie à la fonction est néanmoins limitée par la résolution de l’image. En aval de ces larges vaisseaux, un examen fonctionnel dénommé Imagerie de Perfusion du Myocarde (IPM) met en évidence les régions du myocarde affectées par un déficit de flux sanguin. Cependant, l’IPM n’établie pas de relation fonctionnelle avec les larges vaisseaux coronaires lésés en amont.L’objectif de ce projet est de construire la connexion fonctionnelle entre les coronaires et le myocarde, en extrapolant l’analyse fonctionnelle depuis les larges vaisseaux vers le lit capillaire. À cette fin, il faut étendre le modèle vasculaire jusqu'aux microvaisseaux, et mener une analyse fonctionnelle en direction du comportement myocardique.Nous étendons une méthode de génération d’arbre vasculaire basée sur la satisfaction de principes fonctionnels, nommée Constrained Constructive Optimization (Optimization Constructive sous Contraintes), pour qu’elle s’applique à de multiples arbres vasculaires en compétition. L’algorithme simule l’angiogénèse avec minimisation du volume vasculaire sous contraintes de flux et de géométrie adaptant la croissance simultanée des arbres aux caractéristiques du patient. Cette méthode fournit un modèle hybride composé de coronaires épicardiales extraites d’images et de vaisseaux synthétiques jusqu’aux artérioles, emplissant le ventricule gauche du myocarde.Puis, nous construisons un pipeline d’analyse fonctionnelle multi-échelle pour étendre la simulation de flux depuis les coronaires vers le myocarde. Cela consiste en un modèle de flux coronaire 1D compatible avec la vasculature hybride, et l’analyse de la distribution spatiale des flux provenant des segments terminaux. Cette dernière est réalisée dans une nomenclature similaire à celle de l’IPM pour permettre la comparaison avec des données de vérité terrain fonctionnelles.Nous avons relié l’anatomie du réseau vasculaire à la distribution de flux dans le myocarde pour plusieurs patients. Cette analyse multi-échelle permet d’identifier des pistes pour affiner les méthodes de génération vasculaire et de simulation de flux. Cette extrapolation anatomique et fonctionnelle personnalisée est une première passerelle pour la simulation de perfusion du myocarde à partir d’imagerie tomographique scanner. La construction d’un tel modèle computationnel personnalisé pourrait aider à la compréhension de la physio-pathologie cardiovasculaire complexe et, enfin, à la santé du patient
Recent advances in medical image computing have allowed automatedsystems to closely assist physicians in patient therapy. Computationaland personalized patient models benefit diagnosis, prognosisand treatment planning, with a decreased risk for the patient,as well as potentially lower cost. HeartFlow Inc. is a successfull exampleof a company providing such a service in the cardiovascularcontext. Based on patient-specific vascular model extracted from XrayCT images, they identify functionally significant disease in largecoronary arteries. Their combined anatomical and functional analysisis nonetheless limited by the image resolution. At the downstreamscale, a functional exam called Myocardium Perfusion Imaging (MPI)highlights myocardium regions with blood flow deficit. However,MPI does not functionally relate perfusion to the upstream coronarydisease.The goal of our project is to build the functional bridge betweencoronary and myocardium, by extrapolating the functional analysisfrom large coronary toward the capillary bed. This objective requiresextension from the coronary model down to the microvasculaturecombined with a functional analysis leading to the myocardium compartment.We expand a tree generation method subjected to functional principles,named Constrained Constructive Optimization, to generate multiplecompeting vascular trees. The algorithm simulates angiogenesisunder vascular volume minimization with flow-related and geometricalconstraints, adapting the simultaneous tree growths to patientpriors. This method provides a hybrid image-based and synthetic geometricmodel, starting from segmented epicardium coronary downto synthetic arterioles, filling the left ventricle myocardium.We then build a multiscale functional analysis pipeline to allowblood flow simulation from the coronaries to the myocardium. Thisis achieved with a 1D coronary model compatible with the hybridvasculature, and a spatial blood flow distribution analysis of the terminalsegments. The latter is performed using a similar nomenclatureto MPI, to enable patient-specific comparison with functional groundtruthdata.We connected the vascular anatomy to blood flow distribution inthe myocardium on several patient datasets. This multiscale frameworkpoints out several leads to refine the vascular network generationand fluid simulation methods. This patient-specific anatomicaland functional extrapolation is a first gateway toward myocardiumperfusion from X-ray CT data. Building such personalized computational model of patient could potentially help investigating cardiovascularcomplex physio-pathology, and, finally, improve the patientcare

La tomographie par rayons X est l'une des modalités d'imagerie les plus couramment utilisées dans les domaines médical et industriel. Ces dernières années, de nouvelles sources à rayons X ont été développées sur la base de cathodes en nanotubes de carbone (CNT). Leur taille compacte permet de concevoir une nouvelle génération de scanner multi-sources. Contrairement aux systèmes traditionels dotés d'une seule source mobile, ces scanners adoptent des architectures stationnaires où plusieurs sources sont fixées à des positions précises. Cela profiterait à la fois à l'industrie, avec des scanners moins chers, et aux applications médicales, avec des scanners légers et mobiles qui pourraient être déployés directement sur les sites d'urgence. Cependant, ce type de scanner a une couverture angulaire limitée, posant des défis importants en reconstruction d'images. Cette thèse se concentre sur la conception de tels scanners stationnaires. Trois axes d'étude sont examinés. La première contribution est le développement d'une métrique indépendante de l'objet, afin d'évaluer la capacité de reconstruction d'une géométrie de scanner. Basée sur la condition de Tuy, la métrique évalue l'incomplétude tomographique locale et est visualisée selon des cartes de champs vectoriels 3D. Elle est ensuite améliorée pour traiter les projections tronquées, la rendant plus applicable aux configurations du monde réel. Ces cartes permettent de classer différentes géométries, de prédire la qualité de reconstruction et d'identifier l'origine des artefacts géométriques. Elle est calculée pour une variété de géométries, y compris des scanners existants. La seconde est une nouvelle méthode de régularisation locale qui permet de relever les défis de la reconstruction à angle limité. Basée sur une régularisation de type variation totale directionnelle (DTV), la méthode adapte la force et les poids directionnels à chaque voxel sélectionné à partir de la métrique introduite précédemment. Deux approches sont explorées : des poids directionnels basés sur le ratio par rapport aux axes de l'image ou basés sur l'ellipse. L'algorithme de reconstruction est évalué dans des simulations 2D et 3D, en considérant des données bruitées et non bruitées, ainsi que des données réelles. La troisième est un outil d'optimisation de la géométrie des scanners. Étant donné un nombre fixe de sources et une surface disponible pour leur positionnement, l'outil optimise l'emplacement des sources en minimisant l'incomplétude tomograhique de la région imagée. Plusieurs algorithmes d'optimisation sont implémentés et testés sur des scénarios simples 2D et 3D
Computed tomography (CT) is one of the most commonly used modality for three-dimensional (3D) imaging in the medical and industrial fields. In the past few years, new X-ray sources have been developed based on carbon nanotube (CNT) cathodes. Their compact size enables the design of a new generation of multi-source CT scanners. In contrast to traditional systems with a single moving source, these scanners often adopt stationary architectures where multiple sources are static. It would benefit both industry with cheaper and motionless systems and medical applications with light-weight and mobile scanners which could be brought to emergency sites. However, this type of scanner uses a fewer number of measurements, known as projections, and may acquire data with a limited range of angles, leading to well-known image reconstruction challenges. This thesis focuses on the design of such stationary CT scanners. Three axes of study were investigated. The first contribution is the development of an object-independent metric to assess the reconstruction capability of a given scanning geometry. Based on Tuy's condition, the metric evaluates local tomographic incompleteness and is visualized through 3D vector field maps. It is further extended to handle truncated projections, improving its applicability to real-world configurations. The metric enables ranking different geometries, predicting image quality reconstruction, and identifying the origin of geometric artifacts. It is applied to a variety of geometries, including existing scanners. The second is a novel local regularization method to address limited-angle reconstruction challenges. The method employs a directional total variation (DTV) regularizer whose strength and directional weights are adaptively selected at each voxel. The weights are determined based on the previously introduced metric. Two approaches for directional weights were explored: ratio-based weighting relative to image axes and ellipse-based weighting. The reconstruction algorithm is evaluated in both 2D and 3D simulations, considering noiseless and noisy data, as well as real data. The third is a tool for optimizing the geometry of CT scanners. Given a fixed number of sources and the surface area available for their positions, the tool optimizes the placement of sources based on the proposed metric. Several state-of-the-art optimization algorithms were implemented and tested on simple 2D and 3D scenarios

Ce mémoire porte sur l'évaluation et l'amélioration des performances du premier appareil commercial de Tomographie d'Émission par Positrons (TEP) pour petits animaux basé sur des détecteurs à photodiode avalanche (PDA) et une électronique de traitement entièrement numérique. Cet appareil est la version améliorée d'un premier prototype TEP basé sur les PDA datant de 1995. Cette nouvelle version a été conçue sur une plateforme électronique numérique pour améliorer à la fois la résolution spatiale, permettant de détecter de plus petites structures chez la souris, et la sensibilité afin d'injecter une dose de radiotraceur plus faible à l'animal. Le but d'utiliser une électronique numérique était d'augmenter la flexibilité du traitement des signaux pour l'adapter selon de nouvelles applications. Afin de vérifier toutes ces caractéristiques potentielles, nous avons effectué une évaluation systématique et exhaustive des performances de ce nouveau scanner (désigné sous le sigle commercial « LabPET ») pour l'application en imagerie moléculaire. Des procédures d'ajustement automatique de plusieurs paramètres du scanner, dont la tension de polarisation des détecteurs PDA dans les conditions optimales d'opération, ont été mises au point pour faciliter l'étalonnage du grand nombre de détecteurs (1536 ou 3072 selon la version du scanner). Une technique pour normaliser les délais temporels de chaque détecteur a permis d'améliorer les performances temporelles du scanner et la qualité d'image. Cette technique a aussi servi à caractériser de façon individuelle les détecteurs au niveau de leur résolution en temps, ce qui permet de connaître leurs performances et de suivre leur possible dégradation à long terme. Par la suite, les performances de l'appareil pour l'imagerie, telles que la résolution spatiale et temporelle, la résolution en énergie, la sensibilité, le temps mort et le taux de comptage, ont été mesurées en suivant dans la mesure du possible les recommandations des normes de la National Electrical Manufacturers Association (NEMA) pour l'évaluation d'appareils d'imagerie. De plus, des balises pour l'élaboration de protocoles d'acquisition ont été établies afin d'obtenir des images optimales. Pour ce faire, une caractérisation plus exhaustive de la qualité d'image à l'aide de mires et d'images de rats et de souris a été réalisée. Deux appareils avec champ axial de 3.75 et 7.5 cm ont été caractérisés dans le cadre de ce projet de maîtrise. À la suite de toutes les améliorations apportées à l'appareil et à la lumière des résultats obtenus, la plupart des concepts utilisés pour la fabrication de l'appareil ont conduit à des images de qualité supérieure.

Depuis une vingtaine d'années, le GRAMS et le CIMS travaillent en collaboration dans le domaine de l'imagerie médicale, plus précisément sur la tomographie d'émission par positrons destinée à la recherche préclinique sur petits animaux. Après le scanner TEP Sherbrooke en 1994 et le LabPET I commercialisé par Advanced Molecular Imaging (AMI) Inc., Gamma Medica Ideas et GE Healthcare au cours des années 2000, l'aspiration vers de meilleures performances est le moteur de la réalisation d'une nouvelle version : le LabPET II. L'augmentation importante du nombre de détecteurs, nécessaire pour atteindre une meilleure résolution spatiale, amène de nouveaux défis autant sur le plan matériel que logiciel. Un des défis est de compenser les disparités en gain des détecteurs à base de photodiodes à avalanche (PDA) qui engendrent des différences intercanaux. Le but de ce projet de maîtrise est de développer et d'implémenter un algorithme capable de corriger ces différences de façon automatisée.

Les structures naturelles sont constituées de formes complexes qui sont pour la plupart difficiles à modéliser avec de simples équations analytiques. La complexité de la représentation est due à l'hétérogénéité du milieu physique et à la variété des phénomènes impliqués. Nous nous intéressons dans notre étude à la représentation des structures volumiques complexes issues des images tomographiques. Grâce aux récentes avancées technologiques en tomographie assisté par ordinateur, l’acquisition d'images de formes avec les scanners est maintenant possible. Cependant, ces données images, constituées de voxels, ne sont pas directement utilisables pour simuler un certain nombre de phénomènes. Dans cette thèse, nous proposons une approche de modélisation de ces formes qui consiste à effectuer une approximation par morceaux des données images par des volumes quadriques. Nous proposons d'utiliser une stratégie de division-fusion et un algorithme de croissance de régions pour optimiser une fonctionnelle incluant à la fois un terme erreur d'approximation et un facteur d'échelle. Les données en entrée de notre algorithme sont un ensemble brut de voxels qui décrit une forme volumique complexe et le résultat en sortie est un ensemble de volumes quadriques tangents ou disjoints représentant la forme de départ de façon intrinsèque. Nous appliquons notre méthode pour représenter l'espace poral 3D du sol obtenu à partir des capteurs d'images tomographiques. Ainsi, dans ce contexte spécifique, nous validons notre modélisation géométrique en procédant aux simulations du drainage de l'eau et de l'activité de décomposition microbienne sur des données réelles d'échantillons de sol. Cette étude comporte plusieurs enjeux d’ordres écologique, agricole et industriel
Most of the natural shapes have complex volume forms that are usually difficult to model using simple analytical equations. The complexity of the representation is due to the heterogeneity of the physical environment and the variety of phenomena involved. In our study, we are interested by the complex volume shapes structures representation from computed tomographic images. Thanks to the technological advances in Computed Tomography scanners, the image acquisition of complex shapes becomes possible. However, these image data are not directly usable for simulation or modeling purposes. In this thesis, we investigate an approach of modeling of such shapes which consists in making a piecewise approximation of the image data by quadric volumes. We propose to use a split-merge strategy and a region growing algorithm to optimize a function that includes both an approximation error term and a scale factor term that is opposed to it. The input of our algorithms is voxel-based shape description and the result is a set of tangent or disjoint quadric volumes representing the shape in an intrinsic way. We apply our method to represent 3D soil pore space obtained from the Computed Tomography scanners. Within this specific context, we validate our geometrical modeling by performing simulations of water draining and microbial decomposition activities on real data soil sample. This study involves several ecological, agricultural and industrial issues

Dans les cabinets dentaires, la dévitalisation des dents est un traitement réalisé quotidiennement (6 millions de traitement par an en France). Une bonne connaissance de l'anatomie canalaire (intérieur de la dent ou endodonte) est un pré requis indispensable au succès d'un traitement endodontique. Pour faire face aux nombreuses variations anatomiques qui viennent compliquer cette thérapeutique, les chirurgiens-dentistes ne disposent essentiellement que de la radiographie intra-buccale deux dimensions (2D) laquelle ne permet pas la complète compréhension de cette anatomie 3D. Distorsion, compression de l'anatomie et superposition des structures avoisinantes perturbent la qualité de l'image n'autorisant pas une évaluation qualitative et quantitative précise de cette anatomie. Les appareils de tomographie volumique à faisceau conique (TVFC) présents dans les cabinets dentaires pourraient constituer une alternative en fournissant de petites reconstructions 3D de structures dento-maxillofaciales. Mais l'évaluation de la précision diagnostique des TVFC dentaires sur l'anatomie canalaire est nécessaire afin de pouvoir justifier leur indication pour les traitements endodontiques. En effet, le développement d'une méthode de segmentation endodontique sur des images de TVFC n'est pas aisée du fait de la finesse de cette anatomie canalaire par rapport à la résolution du système d'imagerie, de la qualité d'image et de la difficulté à valider les résultats obtenus. Afin d'aider la thérapeutique endodontique, les travaux réalisés dans cette thèse ont pour but de fournir des outils informatiques et des méthodes utiles à l'obtention d'une évaluation quantitative du réseau canalaire radiculaire. Après une présentation de l'anatomie endodontique et des principes du traitement canalaire, nous avons décrits les caractéristiques techniques des appareils de tomographie volumique à faisceau conique et les outils existants pour évaluer de manière quantitative cette anatomie sur des images issues de micro-scanners haute-résolution dédiés à la recherche. Nous avons ensuite proposé une méthode pour évaluer les résultats de segmentation endodontique en TVFC par comparaison avec les données micro-scanners. Afin de valider cette méthode et d'évaluer la faisabilité de segmenter l'endodonte en TVFC, nous avons testé un seuillage local adaptatif développé pour répondre à notre problématique sur des dents extraites. Pour permettre la validation des résultats de segmentation sur des images de qualité clinique (dégradée par les structures anatomiques autour des dents dans et hors champ de vue), nous avons élaboré et validé un fantôme parodontal réalisé autour de dents extraites et permettant de préserver la comparaison avec la vérité terrain fournie par les micro-scanners. En fin de thèse, nous avons évoqué les perspectives basées sur l'apprentissage profond et les premières études réalisées pour compenser la réduction de la qualité d'image afin de pouvoir tester et valider la segmentation endodontique en condition clinique
In dental offices, endodontic or root canal treatments are daily performed (over 6 million treatments per year in France). A good knowledge of the root canal anatomy (inside of the tooth or pulp) is an indispensable prerequisite for ensuring the success of root canal treatment. To understand and overpass common morphological variations which are potential source of failures during the treatment, two-dimensional (2D) intra buccal radiography can help dental surgeons. However, distortion, anatomical compression and neighboring anatomical structures superposition reduce image quality and do not allow an accurate qualitative and quantitative evaluation of the root canal anatomy. Cone-beam computed tomography (CBCT) available in dental offices might be an alternative by providing 3D reconstructions of dento-maxillofacial structures. But the evaluation of the diagnostic accuracy of dental CBCT devices in identifying root canal anatomy is necessary to justify their indication in endodontic treatment. Indeed, root canal segmentation on (CBCT) images is difficult because of the noise level, resolution limitations, and to the difficulty to validate results. To help dental surgeons in root canal treatment, this thesis aims at providing image processing methods in order to develop segmentation and visualization methods of the inside of the teeth. To begin with, we have introduced the root canal morphology, the different rules of the root canal treatment and described technical specifications of CBCT devices. We also investigated existing techniques and methods to explore quantitatively root canal anatomy on high resolution microcomputed tomography (µCT) images. Afterwards, we proposed a method to evaluate CBCT endodontic segmentation results by comparing with equivalent µCT data. To validate this method and to test endodontic segmentation on CBCT images, we developed a local adaptive thresholding and evaluated results on extracted teeth. To ensure validation on image quality similar to in vivo condition (quality reduced by anatomical structures in and out of the field of view), we designed and validated a periodontal phantom which are made around extracted teeth and allowing to preserve comparison with the ground truth providing by the µCT. At the end of the thesis, we evocated our perspectives based on deep learning and our first results to compensate image quality reduction in order to test endodontic segmentation in clinical condition

Cette étude porte sur l'application de la tomographie a rayons X pour le contrôle et la caractérisation des alliages d'aluminium et leurs composites. Le travail propose permet de fournir une meilleure compréhension de l'interaction entre les photons X et la matière afin d'interpréter convenablement les résultats obtenus par cette technique. A ce propos, nous présentons dans la première partie un bilan théorique de l'interaction entre les photons X et la matière. Puis, nous analysons les différents paramètres qui interviennent dans la reconstruction d'une image afin de proposer une méthodologie d'utilisation de l'appareil médical dans le domaine industriel. La seconde partie de l'étude a consisté à étudier quelques applications industrielles appartenant à la production et à la recherche dans cette discipline. Les résultats montrent qu'à l'échelle macroscopique le scanner apporte des renseignements importants pour la détection des défauts de fonderie et l'analyse dimensionnelle. A l'échelle mésoscopique il est aussi utile pour la mise en évidence de la distribution des renforts et des porosités. Finalement, il a été montré par des essais de déformation plastique, que la résolution du scanner permet de distinguer la taille des grains et la texture des échantillons
This study deals with the application of x-ray tomography to the control and characterization of aluminum alloys and their composites. The proposed work provides a good understanding of the interaction between x-ray - material, giving more information for accurate results. Thus, a theoretical assessment of the interaction between the x-ray and the material is presented during the first part of the thesis. Afterwards, different parameters related to the slice reconstruction were analyzed to propose an utilization methodology of the medical scanner in the industrial field. The second part of this research consisted in studying applications related to the industrial production and to the research on this field. Some of the results showed, at macroscopic level, that the scanner provides significant information for the cast defects detection and for the dimensional analysis. At mesoscopic level, the distribution of reinforcements and porosities can be highlighted. Finally, it has been shown by plastic deformation tests; that the scanner resolution makes it possible to distinguish samples grain size and texture

L'évolution des techniques d'acquisition des imageries médicales et leur importance de plus en plus grande dans la prise en charge du patient (diagnostic, préparation d'intervention, suivi, etc.), font émerger de nouveaux besoins autour du traitement informatique des images. La reconnaissance du type de lésions hépatiques est un grand enjeu, notamment car le cancer du foie, létal et très répandu, est souvent diagnostiqué trop tard pour sauver le patient. C'est dans ce cadre qu'est né le projet de recherche de ce manuscrit, fruit d'une collaboration entre la société IMAIOS et le Laboratoire d'Informatique, de Robotique et de Microélectronique de Montpellier (LIRMM).Cette thèse présente un système complet et automatique permettant, à partir d'images de lésions au format médical DICOM, d'extraire des descripteurs visuels de divers nodules hépatiques puis de les différencier à l'aide de ces derniers. Les contributions décrites s'articulent autour de divers axes : normalisation des niveaux de gris des images de lésions par rapport au foie sain, proposition, analyse et tests de descripteurs visuels (s'appuyant notamment sur les informations temporelles ou de densité des tissus), caractérisations diverses des différents types de lésions grâce à ces descripteurs et à un algorithme de classification. Les données sur lesquelles ces travaux ont été effectués sont des examens scanner multiphasiques
Medical imaging acquisition has taken benefits from recent advances and is becoming more and more important in the patient care process. New needs raise, which are related to image processing. Hepatic lesion recognition is a hot topic, especially because liver cancer is wide-spread and leads to death, most of the time because of the diagnosis which is made too late. In this context is born this manuscrit research project, a collaboration between IMAIOS company and the Laboratory of Informatics, Robotics and Micro-electronics ofMontpellier (LIRMM).This thesis presents a complete and automated system that extracts visual features from lesion images in the medical format DICOM, then differenciate them on these features.The various described contributions are: intensity normalization using healthy liver values, analysis and experimentations around new visual features, which use temporal information or tissue density, different kind of caracterisation of the lesions. This work has been done on multi-phase Computed Tomography acquisitions