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III. Réponses aux besoins




1. Adapter les données brutes


Les données brutes, sortant directement du scanner, sont des images 3D dans un format spécial : le format DICOM. Ceci pour permettre d'ajouter de nombreuses informations nécessaires au radiologue telles que le nom et l'âge du patient ou encore la date et la raison de l'examen.
Cependant, ces images sont très lourdes ( environ 700Mo ) et donc difficilement transportable, je veux dire par là qu'au delà de tout échange physique, l'envoie par mail est impossible. Il faudrait alors les uploader sur un site.
Par ailleurs, le format DICOM est difficilement utilisable sous Windows ou Linux car en effet MAC en a la quasi-monopole.
C'est pourquoi nous avons décidé de les convertir en un format plus léger et plus universel : le format NIFTI dont de nombreuses librairies sont disponibles sur Linux.

Une fois les images converties, il fallait alors les afficher. Or, il n'est pas simple d'afficher une image en 3D.
Nous avons donc opté pour l'affichage en vision triplanaire soit selon les 3 coupes Axial, Sagittal et Coronal.( cf ci-dessus et ci-contre).
Nous nous servons par ailleurs de 'trackbars' ( curseurs ) pour se déplacer dans l'image selon les différents plans. De plus, nous avons ajouté une synchronisation automatique lorsque l'on sélectionne un point sur une des coupes.


2. Évaluer le volume tumoral


L’algorithme est une technique qui consiste à faire progressivement grossir les régions autour de leur point source selon certains critères.

a. Analogie avec Paint

On effectue une première approche avec Paint et son outil de remplissage : cet outil permet de contourer une région de même couleur, ceci se fait par le biais d’une propagation sur les voisins proches du point source et donc grâce à une croissance de région.
En effet, la propagation à partir du point source se fera de voisins en voisins ( critère topologique ) selon un critère simple : si le point voisin est de la même couleur que le point source alors on le colore.( critère d'intensité ).


b. Exemple simple
On étudie l’algorithme à travers des exemples simples.
On peut trouver ci-contre une tumeur (entourée en rouge):

Une image est composée de pixel, cela sera les points sur lesquels on applique la croissance de région.
En général, les images sont en 3D, et les voxels (pixels en 3D) seront nos points d’études.
Nous affectons dorénavant un chiffre pour le niveau de gris de chaque pixel (entre 0 et 255).
Notre exemple sera composé d’une tumeur et d’un tissu à l’intérieur du poumon.(La tumeur est plus volumineux que le tissu)


On peut observer un dégradé de niveau de gris à l’intérieur même du poumon.
Sélectionnons un point pour démarrer l’algorithme , celui-ci se propagera sur ses 4 voisins les plus proches, ceux-ci seront compris dans le contourage s’ils vérifient un critère dépendant de la moyenne et de leur écart-type et d’un facteur sensibilité qui variera entre 1-2.


A la fin de l’algorithme nous avons contouré la tumeur, sans prendre en compte le tissu. D’où l’efficacité de l’algorithme.


c. Illustration du contourage tumoral effectué par notre logiciel FAST-V.
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3. Optimiser l'affichage


a. Fonction 'contrast'
Pour distinguer au mieux les tumeurs, nous avons créer cette fonction qui permet de régler, grâce à deux trackbars, le contraste noir et blanc permettant ainsi de faire ressortir au mieux la tumeur des scans en jouant sur ces dernières. Pour un soucis d'habitude et de compréhension, le radiologue (J.Garnon) préfère les nommer luminosité pour le réglage du blanc et contraste pour le noir.



b. Fonction 'zoom'
Pour palier au problème des tumeurs de petites tailles et les distinguer avec plus de précision, on peut désormais réaliser un zoom sur les scans de manière intuitive: en effet, en traçant un rectangle en maintenant le click gauche de la souris, on délimite une zone qui sera donc zoomée dans une nouvelle fenêtre ( permettant ainsi de mettre l'image zoomée en plein écran selon les besoins )



c. Fonction 'filtre'
Encore une fois cette fonction permet de rendre les tumeurs plus discernables. Par ailleurs elle permet d'avoir une image plus lisse, et donc de rendre le contourage plus précis, cependant l'image devient légèrement floutée car on utilise un filtre moyennant.



d. Fonction 'Switch'
Cette fonction permet lors de son utilisation d'afficher une seule coupe en grand écran dans l'ordre (Axial > Sagittal > Coronal). En effet au départ les 3 coupes sont visibles en vision tripalanaire.


e. Illustration de l'optimisation de l'affichage grâce à notre logiciel FAST.-V.
E3bz_1I0Eu8

4. Corriger les erreurs


a. Fonction 'eraser'
Cette fonction permet de palier au problème d'un éventuel contourage trop importanr.
Elle s'utilise de manière simple et intuitive dans le même style que les gommes de logiciel de retouche : en maintenant le click gauche de la souris on trace un coup de gomme sur une coupe.

Nous avions deux choix pour la gomme :
Choix n°1 : tracer un seul coup de gomme au plus gros du débordement et reporter ce coup de gomme sur toutes les autres coupes : rapide mais peu précis.
Choix n°2 : tracer un coup de gomme sur chaque coupe où le contourage a débordé : plus lent mais beaucoup plus précis.

Le radiologue J.Garnon a opté pour le choix n°2.
Spécificité de ce choix : cette gomme servant à délimiter deux zones en 3D, il faut faire attention en changeant de coupe à ce que les coups de gomme se chevauchent, sinon on ne coupera pas en 2 le contourage mais on créera des sortes de tunnels dans ce dernier.
Pour éviter ce problème ( coupé en 2 le contourage ) nous avons recopié la trace/l'ombre du coup de gomme à la position “z” sur les coupes adjacentes “z+1” et “z-1”. Ainsi nous colorons cette trace en bleu clair et en violet clair si la trace chevauche le contourage.
fonction eraser


b. Fonction 'distinction'
Cette fonction permet, une fois le coup de gomme effectué, de choisir quelle partie on souhaite garder ( celle comprenant la tumeur évidemment).
Elle permet donc de supprimer un éventuel débordement.



c. Fonction 'add'
Cette fonction est en quelque sorte la fonction inverse de la fonction gomme.
Elle permet de palier au problème de sous-évaluation du contourage, en effet en maintenant le click gauche de la souris, on en rajoute pour contourer au mieux la tumeur.



d. Illustration de la correction des erreurs de contourage grâce à notre logiciel FAST-V.
ZbUY2-XQX9E


⇐⇐ II. Expression des besoins
⇒⇒ IV. Résultats.

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