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1 LTSI - Laboratoire Traitement du Signal et de l-Image

Abstract : Within the general scope of minimal invasive therapies, the presented works addresses some problems related with the planning of a percutaneous high intensity ultrasound therapy for the primary liver cancer. First, based on the analysis of some clinical CT scan dataset, the characterization of the liver anatomical structures is proposed with two graph cut-based methods: a fast and semi-interactive one allows extracting the liver and its eventual tumors; the other one extracts automatically the hepatic vascularization by help of a 3D geometrical moments-based local shape estimator. The second part is devoted to the 3D modeling of the thermal effect induced by an interstitial ultrasound therapy. The model allows simulating a multi-elements ultrasound probe. The power and delay of each element can be independently controlled. This model also takes the local vascularization into account. Three different points have been developed: 1 a fast analytical solving of the BHTE under some assumptions 2 some preliminary results of a 64 elements dynamically focused probe modeling and 3 the simulation based geometrical design of a 256 endocavitar probe.

Résumé : Dans le contexte général des thérapies minimalement invasives, les travaux de cette thèse portent sur le planning d-une thérapie interstitielle de tumeurs du foie par ultrasons haute intensité. Dans un premier temps, une caractérisation des structures anatomiques hépatiques à partir de données scanner X est proposée selon deux méthodes de segmentation basée sur le graph cut : l-une semi-interactive et rapide pour extraire le foie et les éventuelles tumeurs ; et l-autre automatique et spécifique à la segmentation de la vascularisation hépatique par l-introduction d-un a priori local de forme estimé à partir de moments géométriques 3D. La seconde partie de cette étude est consacrée à la modélisation des effets de la thérapie sur les tissus. Le modèle proposé offre la possibilité de simuler différents types de sonde composée d-une matrice d-éléments contrôlables en phase et intensité. La description de la vascularisation locale dans le milieu peut également être intégrée dans le modèle. Les travaux et résultats obtenus portent sur trois aspects et-ou applications de ce modèle : 1 une méthode pour accélérer la résolution de la BHTE sous certaines hypothèses, 2 des résultats préliminaires de modélisation d-une sonde 64 éléments à focalisation dynamique et 3 le design géométrique d-une sonde endocavitaire 256 éléments.

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Keywords : Computed guided surgery High intensity ultrasound Thermotherapy Image processing Hepatocellular Carcinoma 3D segmentation Vessel Therapy modeling

Mots-clés : Chirurgie assistée par l-image Ultrasons haute intensité Thermothérapie Traitement d-images Carcinome hépatocellulaire Segmentation 3D Graph cut Segmentation de vaisseaux Simulation de thérapie





Autor: Simon Esneault -

Fuente: https://hal.archives-ouvertes.fr/



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