Présentation Stage Automatisation de la segmentation des ...subsol/WWW/master1Abeza.0718.2.pdfValentin Favier !1 Présentation Stage Automatisation de la segmentation des os de la

David ABEZA

27/ 07/ 2018

Gérard SUBSOL

Valentin Favier

!1

Présentation Stage Automatisation de la segmentation

des os de la base du crâne

27/ 07/ 2018 David ABEZA Automatisation de la segmentation des os de la base du crâne !1

Déroulement

1. Contexte

2. Evaluation travail existant

3. Améliorations

4. Conclusion

!227/ 07/ 2018 David ABEZA Automatisation de la segmentation des os de la base du crâne !2

!3

Rattachements

Scanner Rayon X Image 3D Reconstruction 3D Impression 3D

Thèse de Valentin Favier

Contexte

FinalitéPlanification Préopératoire

Entraînement / simulation

Cours Anatomique

Test Dispositifs

Test Techniques

!327/ 07/ 2018 David ABEZA Automatisation de la segmentation des os de la base du crâne !3!3

!4

Rattachements

Scanner Rayon X Image 3D Reconstruction 3D Impression 3D

Thèse de Valentin Favier

Contexte

FinalitéPlanification Préopératoire

Entraînement / simulation

Cours Anatomique

Test Dispositifs

Test Techniques

!427/ 07/ 2018 David ABEZA Automatisation de la segmentation des os de la base du crâne !4!4

Problèmes Contexte

• Effet Volume Partiel 100 µm

• Voxel pavé

• Bruit

!527/ 07/ 2018 David ABEZA Automatisation de la segmentation des os de la base du crâne !5

• Image 3D d’un scanner

Déroulement

1. Contexte

3. Améliorations

4. Conclusion

2. Evaluation travail existant

• Principe de fonctionnement

• Résultats et problèmes

!627/ 07/ 2018 David ABEZA Automatisation de la segmentation des os de la base du crâne !6

Principe de fonctionnement Evaluation travail existant

Navigation

Largeur

Hauteur

Profondeur

Bloc

Seuil local * Moyenne * Mediane * Moyenne Harmonique * Otsu

Compare * Voxel > seuil alors 1 (os) * Voxel < seuil alors 0 (autre)

Présence os relatif

!727/ 07/ 2018 David ABEZA Automatisation de la segmentation des os de la base du crâne !7

Première version 7 conditions d’entrée : - image à traiter - image témoin - méthode - taille du bloc en X, Y et Z - seuil de densité osseuse

Abréviations : - voxel : V - condition en entrée - blocs : B - seuil : S

Programme :

for all VTrt (image à traiter ) calcul B( VTrt ) if V ∈ B > Seuil densité os calcul S( B ) if S( B ) < VTrt alors VBin = 1 else VBin = 0 else VBin = 0 Cas 2

Cas 1

P1

Evaluation travail existantRésultats et problème

!827/ 07/ 2018 David ABEZA Automatisation de la segmentation des os de la base du crâne !8

• Méthodes de calcul

• Otsu

• Meilleure Apparente

• Taille du Bloc

• Détection

• Bruit

• Moyenne

• Médiane

• Moyenne Harmonique

• Otsu

Bloc 3^3

Bloc 5^3

Bloc 7^3

Bloc 9^3

Originale

Témoin

!9

Déroulement

1. Contexte

2. Evaluation Travail existant

4. Conclusion

3. Améliorations

• Conditions ajoutées & modifications

• Programmation Otsu

• Résultats finaux

!927/ 07/ 2018 David ABEZA Automatisation de la segmentation des os de la base du crâne !9!9

!10

Conditions ajoutées & modifications

!10

Améliorations

27/ 07/ 2018 David ABEZA Automatisation de la segmentation des os de la base du crâne !10!10

• Seuil os absolu

200 201 200

202 205 198

199 187 200

Dernière version

Programme :

for all VTrt (image à traiter ) if VTrt > seuil absolu os alors VBin = 1 else if VTrt < seuil absolu air alors VBin = 0 else calcul B( VTrt ) calcul σ( B ) if σ( B ) < σmin alors VBin = 0 else if % V ∈ B calcul S( B ) if S( B ) < VTrt alors VBin = 1 else VBin = 0

Cas 3

Cas 4

Cas 5

P1

Cas 1

Cas 2

• Seuil écart type

• Seuil air absolu

• Présence osseuse en % osseux

• Comparaison seuil-calculé /voxel

!11!1127/ 07/ 2018 David ABEZA Automatisation de la segmentation des os de la base du crâne !11!11!11

Programmation OstuAméliorations

300 20 700 40 70 220 130 30 50 40• Tableau au départ

• Tri par ordre croissant 20 30 40 40 50 70 130 220 300 700

n- Var-

20

• 2 sous ensembles

n+ Var+

30 40 40 50 70 130 220 300 700

Val_min = n- * σ- + n+ * σ+ Voxel_Frontière = 30

• Calcul

!12!1227/ 07/ 2018 David ABEZA Automatisation de la segmentation des os de la base du crâne !12!12!12

Programmation OstuAméliorations

• Nouveau sous-ensemble

n- Var-

20 30

n+ Var+

40 40 50 70 130 220 300 700

• Comparaison Val < Val min ? • Oui : Nouvel Val_min et Voxel_Frontière • Non : garde Val_min & Voxel_Frontière

Val = n- * σ- + n+ * σ+

• Calcul

Voxel_Frontière

• Sort voxel Frontière n+

Var+

700

n- Var-

20 30 40 40 50 70 130 220 300

• Répète

Résultats finauxAméliorations

27/ 07/ 2018 David ABEZA Automatisation de la segmentation des os de la base du crâne !13!13

Originale

Témoin

0 %

10 %

1 %

OTSU5x5x3 11x11x9

MOYENNE5x5x3 11x11x9

MEDIANE5x5x3 11x11x9

Conclusion Conclusion

!1427/ 07/ 2018 David ABEZA Automatisation de la segmentation des os de la base du crâne !14

Test plusieurs méthodes concluant

Optimiser méthode Otsu

Augmenter taille bloc

Post traitement des images

!15

Merci de votre attention.

Annexe : échelle des densités d’absorptions des divers tissus

!1627/ 07/ 2018 David ABEZA Automatisation de la segmentation des os de la base du crâne !16