Client : Nabil CHAKFE (chef du service de chirurgie vasculaire de l'hôpital de Strasbourg)

Tuteur : Christophe COLLET

Equipe :
- Arnaud ABREU : chef de projet
- Christophe AUGUSTO : responsable budget
- Nicolas GAUTIER : responsable qualité
- Alexandre DURAND : responsable communication

Contact :
Arnaud ABREU

Lien vers les présentations et comptes-rendus de réunion

Lien rapport Version du 10/05/2015

La dissection aortique est une pathologie qui concerne 5 à 10 personnes par million d’habitants par an. Elle touche 3 fois plus d’homme que de femme. L’âge moyen est de 60 ans. Il s’agit d’une déchirure des couches les plus internes de l’aorte (intima + 2/3 interne de la média), le plus souvent au niveau d’une lésion préexistante. Cette déchirure va être à l’origine d’un clivage de la paroi aortique dans le sens longitudinal avec la création d’un faux chenal de perfusion. Selon la classification de Stanford, on distingue la dissection aortique de type A, touchant l’aorte ascendante, et la dissection aortique de type B, qui peut toucher tous les segments aortiques hormis l’aorte ascendante. Cette dernière nous intéresse plus particulièrement. Deux évolutions sont à distinguer dans la dissection aortique de type B : aiguë et chronique.

Lors de la dissection aiguë, la prise en charge varie selon qu’elle est compliquée ou non. Les complications regroupent : la rupture aortique, la malperfusion de membre ou d’organe (rein, intestin), la douleur et l’hypertension artérielle persistantes malgré un traitement médical optimal. Dans ce cas, il y a indication à un traitement chirurgical en urgence. Depuis le développement de la chirurgie endovasculaire, le traitement actuel consiste en la mise en place d’une endoprothèse de l’aorte thoracique qui va couvrir la porte d’entrée de la dissection. Le but de ce traitement est d’obtenir un remodelage aortique : ré-expansion du vrai chenal et thrombose du faux chenal aortique afin de traiter les complications, et de prévenir la dilatation du faux chenal à long terme. Lors de la dissection aiguë non compliquée, le traitement est médical : traitement anti-hypertenseur optimal associé à une surveillance régulière par angioTDM.

L’évolution d’une dissection aortique non traitée se fait dans la plupart des cas vers la dilatation anévrysmale progressive du faux chenal. A partir d’un diamètre aortique supérieur à 60mm, il y a indication à un traitement chirurgical au vu du risque de rupture aortique. Là aussi le traitement actuel est endovasculaire et consiste en la mise en place d’une endoprothèse aortique qui couvre la porte d’entrée dans le but de créer un phénomène de remodelage.

Ci-dessous, nous pouvons voir une coupe scanner d'un patient admis à l'hôpital de Strasbourg : dans le cadre l'aorte, la partie claire correspond au vrai chenal, l'autre correspond au faux chenal.

Coupe scanner d'un patient ayant subit une intervention chirurgicale (pose d'une endoprothèse)

Dissection aortique avant traitement :
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Dissection aortique après traitement :
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Les deux vidéos ci-dessus proviennent des images scanner que nous avons récupérées.

La dissection aortique reste une pathologie encore mystérieuse. En effet, par exemple, l'évolution du remodelage est mal connue (thrombose du faux chenal chez certain patient alors qu'on observe une dilatation du faux chenal chez d'autres).

Notre travail consiste à poser les bases d'un projet beaucoup plus vaste (qui sera repris par un étudiant pour un projet de fin d'étude, une thèse verra peut être le jour par la suite). Notre objectif est la création d'un logiciel de traitement d'images permettant aux médecins d'acquérir, par l'intermédiaire des scanners des patients, de multiples informations comme :

• La surface d'une section d'aorte.
• La forme de l'aorte en 3 dimensions.
• La forme et la géométrie des portes d'entrées et réentrées.
  

Malgré l'expérience des médecins, il peut être très utile d'augmenter la précision des informations que les images médicales leurs offrent. De plus, ils passent beaucoup de temps à analyser les images et notamment les déchirures aortiques.
Ce gain d'informations et de temps ne peut être obtenu que par l'intermédiaire d'un logiciel plus ou moins automatique de traitement d'images.

Le but du logiciel serait de faire une analyse rétrospective précis des scanners de suivi des patients. Il faudrait pouvoir effectuer :

• des mesures de surface du vrai chenal, faux chenal, faux chenal circulant à plusieurs niveaux aortiques au temps aortique et portal.
• des mesures de volume global des différents chenaux, au temps aortique et portal.
• détecter les portes d'entrée et de réentrée ainsi que leur localisation précise.

Diagramme de Gantt final :

Diagramme de Gantt :

Cahier des charges :

Diagramme FAST :

Bilan financier :
budget_previsionnel_projet.pdf

Le projet a bien avancé entre fin mars et début mai. En effet, nous avons pu intégrer une reconstruction multi planaire à notre interface graphique. De nouveaux boutons ont été ajoutés pour la rendre plus ergonomique. Les dossiers contenant les données des patients (images, reconstruction, fichier contenant les coordonnées des polynômes et des plans) ont été géré afin d'être clair. Les résultats sont très encourageants et nous avons réussi à obtenir des surfaces de section d'aorte qui nous semblent cohérente (pour l'image ci-dessous, surface = 5.867 cm²)

Réunion projet avec nos tuteurs: le 02 avril 2015 de 13h à 14h (C218)

• L'objectif à présent serait d'arriver à une application homogène.
• Discussion à propos d'une nouvelle croissance de région.
• Préparation de la fin du projet.

Réunion projet avec nos clients: le 30 mars 2015 de 18h à 19h (NHC)

• Présentation aux médecins des avancées du projet : base de donnée de polynômes, interface graphique couplé à la visualisation des polynômes, croissance de région et segmentation complète d'un patient.
• Après discussion avec les clients, nous continuerons le projet comme prévu, les résultats leurs semblent satisfaisants.

Réunion projet avec nos tuteurs: le 12 mars 2015 de 13h20 à 14h (salle C218)

• Discussion autour de avancées du projet : intégration des polynômes d'interpolations à l'interface graphique, plan de coupe des images scanner, croissance de région.
• Préparation de la seconde présentation.

Réunion projet en groupe: le 4 mars 2015 de 13h à 14h (salle A204)

• Réunion de groupe afin de discuter des avancées du projet et de préparer la présentation.
• Une interface graphique codée sous python est opérationnelle. Elle est basique pour le moment, mais nous allons la développer.
• Préparation de la seconde présentation.

Réunion projet en groupe: le 19 février 2015 de 13h à 13h40 (salle A204)

• Réunion en équipe afin d'établir une répartition des tâches.
• Nicolas s'occupera de trouver le plan de section de l'aorte.
• Christophe sera en charge des recherches concernant les croissances de régions.
• Arnaud tentera de coder un algorithme de correction du polynôme.
• Alexandre se chargera des recherches sur les interfaces graphiques permettant de traiter des fichiers DICOM.

Réunion projet avec Mr NAEGEL: le 12 février 2015 de 13h à 13h40 (salle C218)

• Discussion autour des avancées du projet : polygone de détourage et polynôme.
• Discussion à propos des problèmes rencontrés autour de l'interface graphique.
• Test de ITK Snap.

Réunion projet avec Mr CHAKFE et Mr GEORG: le 10 février 2015 de 17h à 17h40 (salle de l'équipe du service de chirurgie vasculaire)

• Présentation de l'avancée des travaux : polygone et polynôme notamment.
• Discussion autour du degré d'automatisation du logiciel: placement de points d'intérêts par le médecin.
• Discussion autour des zones d'intérêts de l'aorte: porte(s) d'entrée(s), zone des gros vaisseaux de la crosse aortique et zone des premières artères digestives.
• Acquisition d'images scanner pour 14 patients supplémentaires.

Réunion projet avec Mr COLLET: le 29 janvier 2015 de 13h30 à 14h15 (salle C218)

• Discussion à propos des interactions praticiens-logiciel : quel degré d'automaticité du logiciel ?
• Discussion sur un logiciel développé par une société basée à Rennes : Endosize par Therenva (sélection de certaines région d'intérêts afin de ne pas reconstruire des zones non utile pour le praticien, voir : https://www.youtube.com/watch?v=7V5Ofkz-tds).
• Demander aux médecins se qu'ils pensent de cette manière de travailler.

Réunion projet en équipe: le 19 janvier 2015 de 13h à 14h (salle A204)

• Mise en commun des recherches et avancées effectuées pendant les vacances.
• Modification de la méthode de segmentation (abandon de mahotas pour pymorph).
• Création d'un logiciel en C++ permettant de détourer l'aorte avec un polygone.
• Test d'un code permettant de sélectionner une région d'intérêt (Region Of Interest).

Réunion projet avec Mr COLLET: le 28 novembre 2014 de 16h à 16h45 (salle C218)

• Découverte et explication de trois techniques de seuillage :
  • Méthode de OTSU.
  • Méthode utilisant l'entropie des images.
  • Méthode utilisant une somme de gaussienne.
• Obtention du cours de Mr COLLET sur le traitement des images.

Réunion projet avec Mr NAEGEL: le 27 novembre 2014 de 11h à 12h15 (salle C230)

• Discussion à propos de la transformée en tout ou rien.
• Utilisation d'éléments structurant afin d'effectuer des transformations d'érosion et de dilatation.
• Discussion des package et références utiles en rapport avec cette méthode.

Réunion projet avec nos encadrants: le 25 novembre 2014 de 13h à 13h45 (salle C218)

• Discussion sur les objectifs principaux du projet : segmentation de l'aorte et reconnaissance des différents chenaux.
• Proposition par les encadrants de méthodes de segmentation : croissance de région, watershed, transformée en tout ou rien.
• Mise en place de deux rendez-vous respectivement le jeudi 27/11 à 11h avec Mr NAEGEL et le vendredi 28/11 à 16h avec Mr COLLET afin de discuter des méthodes de segmentation.

Réunion projet en équipe: le 21 novembre 2014 de 14h à 15h (salle A204)

• Discussion autour des objectifs et de l'établissement du cahier des charges (compte-rendu à venir).
• Installation de canopy : logiciel regroupant python et 70 packages (sciPy, numPy …).
• Installation de PyDicom (non pris en compte avec la version gratuite de canopy) et installation de Mayavi (permet la visualisation de données en 3 dimensions).
• Premier programme python : récupération des données d'une série d'image et création d'une matrice 3D (512x512x888 pour cette série) contant les valeurs des pixels des 888 images (exprimés en Hounsfield).

Réunion projet avec Mr CHAKFE et Mr GEORG: le 14 novembre 2014 de 15h à 16h (service de chirurgie vasculaire, NHC)

• Discussion sur les recherches effectuées depuis le début du projet.
• Le Dr GEORG sera notre référent au sein de l'hôpital.
• Idée de Mr CHAKFE : repérer les déchirures d'entrée et de sortie de la dissection, les représenter en 3 dimensions pour observer leur forme, géométrie et surface (voir compte rendu de réunion n°7 pour plus de précision).
  

Réunion projet avec Mr COLLET: le 10 novembre 2014 de 13h à 14h (salle C218)

• Réunion avec Benoît NAEGEL (chercheur au sein de l’équipe MIV du laboratoire iCube, directeur des études du département Informatique, IUT Robert Schuman) et Kilian HETT (étudiant en M2 dont le PFE sera la suite de nos travaux).
• Discussion des avancées de nos recherches pendant les vacances (test sur matlab et repérage anatomique).
• Le projet se fera sur Python plutôt que sur matlab (POO, multiplateforme, accessible).
• Ouverture d'un accès au serveur de l'équipe MIV du laboratoire iCube.
• Préparation de la prochaine réunion avec Mr CHAKFE et Mr GEORG le vendredi 14 novembre à 15h.
  

Réunion projet en équipe: le 6 novembre 2014 de 13h à 14h (salle A204)

• Discussion des avancées de nos recherches pendant les vacances.
• Etablissement d'une première ébauche de cahier des charges (avec l'aide de Adeline SCHWEIN).
• Attribution des postes (Nicolas : responsable qualité, Christophe : responsable budget, Alexandre : responsable communication).
• Préparation de la prochaine réunion avec Mr COLLET le lundi 10 novembre à 13h.
  

Réunion projet avec Mr CHAKFE: le 24 octobre 2014 de 16h à 16h30 (NHC)

• Présentation de l'équipe.
• Récupération des images scanner de 5 patients admis à l'hôpital de Strasbourg entre 2005 et 2014.
  

Réunion projet avec Mr COLLET : le 24 octobre 2014 de 13h à 13h50 (salle C218)

• Discussion principalement sur la partie technique du projet.
• Le 1er objectif serait de reproduire l'aorte en 3 dimensions afin de pouvoir effectuer différentes mesures.
• Nous utiliserons probablement matlab.
• Rendez-vous avec le client l'après-midi, il faut accéder aux images (3 ou 4 patients pour débuter).
• Travail pendant les vacances : recherche sur les segmentations d'aortes et sur le traitement des images médicales.
  

Réunion de projet avec Adeline SCHWEIN (interne des hôpitaux de Strasbourg en année de recherche à Houston):

• Réunion à travers Skype (20h30 à Strasbourg - 13h30 à Houston).
• Base de données de 41 patients hospitalisés à Strasbourg entre 2005 et début 2014 (admission, état clinique préopératoire, facteurs prédictif, complication à court terme, suivi du patient …).
• Installation de MicroDICOM (logiciel de visualisation d'images médicales au format DICOM).
• Intérêt du logiciel :
  • Gain en fiabilité, précision et temps pour l'analyse des images.
  • Problème de l'évolution de la pathologie qui est mal connue : quels sont les facteurs à prendre en compte pour le suivi des patients (nécessite d'avoir beaucoup d'images).
• Précision de certains points concernant la pathologie.
  

Première réunion avec le tuteur : le 9 octobre 2014 de 13h à 13h45 (salle C218)

• Présentation de l'équipe.
  
• Discussion à propos de la phase initiale du projet.
  
• Rencontrer le client le plus vite possible.
  
• Obtenir des images de dissection aortique (voir compte-rendu de réunion n°1).