Segmentation 3D du foie

Le domaine de l’imagerie médicale a connu ces dernières années des progrès fulgurants notamment grâce au perfectionnement continu des imageurs médicaux et de l’explosion de la puissance de calcul des ordinateurs modernes. Ces développements ont eu une influence majeure sur plusieurs disciplines de la médecine, entre autres la chirurgie hépatique qui a évolué en une spécialisation distincte faisant intervenir des équipes multidisciplinaires composées de chirurgiens hépato-biliaires, hépatologues, oncologues, radiologues et ingénieurs en vision numérique. La rencontre de ces spécialistes favorise le développement de solutions innovantes qui permettent de réaliser des chirurgies toujours plus ambitieuses en minimisant les risques opératoires. Ces exploits sont rendus possibles entre autres grâce à de meilleurs outils de visualisation et de planification préopératoire. En modélisant avec précision les structures anatomiques d’un patient puis en dressant son bilan hépatique, il est possible de pratiquer des simulations chirurgicales et d’évaluer méticuleusement l’issue d’une procédure. Une étape fondamentale dans l’utilisation de ces outils de planification est la modélisation précise des structures anatomiques du foie depuis des examens radiologiques issus de modalités telles que la tomodensitométrie (TDM) et l’imagerie par résonance magnétique (IRM). Cette étape, appelée segmentation 3D, consiste à délimiter les contours des organes afin d’en produire des modèles géométriques 3D. Ces modèles sont essentiels pour évaluer nombre de paramètres cliniques pertinents comme le volume de l’organe ou encore la proximité entre une lésion et les zones vasculaires sensibles de l’organe. Les travaux rapportés dans cette thèse portent sur ce sujet, qui même après plusieurs années de recherche demeure une problématique ouverte. Un premier volet propose un outil de segmentation interactif et présente les possibilités qu’il offre en terme de modélisation interactive de divers structures anatomiques. Dans un deuxième temps, un outil dédié à la modélisation du parenchyme hépatique est décrit et évalué pour la segmentation d’images TDM et IRM. Finalement, un outil de modélisation des arbres vasculaires est présenté, permettant de définir les zones de perfusion et de drainage du foie. Une attention particulière est portée à l’application des méthodes proposées aux examens IRM, à l’efficience et au potentiel d’adoption clinique