Imagerie médicale 3D par caméra Ultrarapide



Tuteurs :

  • Wilfried Uhring : Professeur à l'Université de Strasbourg, Chercheur au CNRS
  • Patrick Poulet : Praticien Hospitalier, Maître de conférences à l'Université de Strasbourg, Chercheur au CNRS

Equipe :

  • Michael Antunes : Chef de projet
  • Lucie Pilot : Responsable budget
  • Mélodie Spérandio : Responsable qualité
  • Brice Valentin : Responsable technique

Client:







Pour rendre les interventions chirurgicales moins invasives, on cherche des moyens précis pour visualiser l’intérieur du corps sans l’ouvrir, mais aussi des techniques de réalité augmenté pour guider le geste du chirurgien. Actuellement, l’IRM et les scanners permettent d’obtenir de tels résultats, mais avec de nombreuses contraintes (encombrement, impossibilité d’utiliser des matériaux ferromagnétiques, exposition aux rayons X,…). On souhaite donc utiliser de l’imagerie optique couplée à de la fluorescence. Comme les tissus absorbent et diffusent la lumière, on a une baisse importante de la luminosité et l’image obtenue est floue. Pour avoir à la fois une information spatiale et une information temporelle - permettant de connaître la profondeur des différents objets- on utilise une caméra ultrarapide (son temps d’exposition de 200ps permet de voir des effets dus à la propagation de la lumière).



Une telle caméra a été mise au point par le laboratoire LINC, qui collabore avec notre client, Telmat Industrie, pour développer un logiciel de pilotage et d’acquisition des images orienté vers les applications médicales. Cependant ce logiciel est difficile à paramétrer et renvoie des images pouvant être difficiles à interpréter. Le but de ce projet est donc d’améliorer le logiciel de pilotage de la caméra et d’y implémenter des techniques de traitement des images acquises.



Objectifs :

  • comprendre le principe de fonctionnement de la caméra et du logiciel de pilotage ;
  • simplifier le paramétrage de la caméra (possibilité d’implémenter une auto-calibration pour obtenir une image optimale) ;
  • implémenter dans le software les déclinaisons possibles du dispositif (3D, fluorescence, spectroscopie, tomographie) ;
  • rendre les images exploitables : traitement pour réduire le rapport signal à bruit et uniformiser l’image (algorithmes simples et efficaces, pour permettre une imagerie en quasi-temps réel) ;
  • implémenter une technique de recalage d’image, pour utiliser de la réalité augmenté en chirurgie laparoscopique ;
  • réfléchir à la présentation des résultats (images traitées) dans la salle d’opérations ;
  • implémenter un pilotage de la roue à filtres de la caméra.


Ce travail sera effectué sous un environnement WinDev (licence fournie par le client). Le projet ne s’intéresse pas à la reconstruction en 3D de l’image par tomographie (sujet d’une thèse).



I. Mise en situation
II. La caméra Spirit
III. Expression des besoins et Budget
IV. Résultats