Méthodes de recalage d'images par fonctions de similarité (application au repositionnement de patients en radiothérapie)

La radiothérapie est le deuxième mode de traitement du cancer, derrière la chirurgie et avant la chimiothérapie. L'enjeu est de réussir à délivrer une dose létale à la tumeur tout en préservant les tissus sains avoisinants. Ceci requiert une très bonne reproductibilité de la position du patient au cours des différentes étapes du traitement. L'un des moyens de vérifier ce positionnement est l'utilisation de l'imagerie portale, qui fournit une image du patient en position de traitement, grâce à l'accélérateur de rayons X. En comparant ces images à des radiographies numériques calculées à partir de l'examen scanner et représentant la position idéale du patient, on peut évaluer l'écart de positionnement du patient par rapport à la position planifiée et la corriger le cas échéant. Pour ce faire, nous avons développé deux méthodes basées sur un recalage rigide d'images multimodales par maximisation d'une fonction de similarité, ne nécessitant pas de segmentation des images. Pour tenir compte des contraintes cliniques, nous avons d'une part, développé une méthode bidimensionnelle, rapide et nécessitant peu d'interaction avec l'utilisateur. D'autre part, conscients des limites du recalage bidimensionnel, nous avons élaboré une méthode basée sur un recalage rigide 3D/2D, plus précise, pour l'instant encore un peu lente pour être compatible avec une utilisation clinique, mais permettant d'envisager une faisabilité à moyen terme. Nous proposons dans cette thèse une évaluation de l'approche et mettons en évidence l'intérêt clinique des deux méthodes comme outils d'aide à la décision, dans le cadre d'un protocole de repositionnement élaboré par l'équipe médicale.Radiotherapy is the second most frequent type of cancer treatment after surgery and before chemotherapy. Its aim is to deliver a lethal dose to the tumour, while sparing surrounding healthy tissue. A very precise daily set-up of the patient is crucial. The major way of checking patient set-up is the use of electronic portal imaging device, which gives a real-time X-ray image of the patient set-up. By comparing this portal image to a digitally reconstructed radiograph, computed from the CT examination and which represents the ideal set-up of the patient, we are able to evaluate difference between the planed set-up and the real one and to correct for it if necessary. In order to find this position, we have developed two segmentationless methods based on rigid registration of multimodal images using maximization of a similarity criterion. So as to take clinical constraints into account, we have elaborated a two-dimensional and fast method, needing a small level of interaction with the user. On the other hand, as we are aware of two-dimensional registration limits, we have developed a more precise method based on 3D/2D rigid registration, which is today still too slow to be compatible with routine clinical use, but which can permit a mid-term feasibility. We propose in this document an evaluation of the approche and we highlight clinical interest of both methods, which can be seen as a decision-making assistance, in the scope of a set-up correction protocol, made by the medical staff.GRENOBLE1-BU Médecine pharm. (385162101) / SudocPARIS-BIUP (751062107) / SudocSudocFranceF