Reconstruction 3D de sténoses par modélisation markovienne à partir de plus de deux images d’angiographie rotative par rayons X Moez CHAKCHOUK 1,2 , Sylvie SEVESTRE-GHALILA 1 , Christine GRAFFIGNE 2,3 , Mériem JAÏDANE 1 Hatem RAJHI 4 , Radhi HAMZA 4 1 Unité de Recherche Signaux et Systèmes (U2S), École Nationale d’Ingénieurs de Tunis Campus El Manar, 1002 Belvédère, Tunis, Tunisie 2 Laboratoire Mathématiques Appliquées de Paris 5 (MAP5), Université René Descartes Paris 5 45 rue des Saints-Pères, 75270 Paris Cedex 0645, France 3 École Supérieure de la Statistique et de l’Analyse de l’Information INSAT, Centre Urbain Nord, 1080 Tunis, Tunisie 4 Service Imagerie Médicale, Hôpital Charles Nicolle Boulevard 9 avril, 1001 Tunis, Tunisie {chakchouk,sevestre,graff}@math-info.univ-paris5.fr meriem.jaidane@wanadoo.tn, {hatem.rajhi, radhi.hamza}@rns.tn Résumé – Dans cette contribution, nous proposons une méthode de reconstruction tridimensionnelle (3D) locale de sténoses à partir de plus de deux images ou projections extraites d’une séquence d’images d’angiographie rotative par rayons X. Cette méthode utilise une modélisation markovienne dont l’énergie comprend un terme décrivant l’a priori sur la structure vasculaire à reconstruire ainsi qu’un terme d’ajustement aux projections. Cette modélisation est une généralisation de celle introduite dans [1]. En effet, l’énergie d’ajustement est modifiée afin de prendre en compte un nombre de projections supérieur à deux. Cette généralisation augmente le nombre de contraintes ce qui diminue le nombre de minima globaux de l’énergie markovienne. Les simulations réalisées dans ce travail montre que cela améliore sensiblement la qualité de la reconstruction dans le cas de présence de sténoses de formes complexes. Abstract – In this paper, we propose a 3D reconstruction method of vessel lesions by using more than two projections. These projections is extracted from an X ray rotational angiography image sequence. It is based on a markov model involving an energy composed of an apriori term and a term describing the adjustment to the projections data. This model is an extension of that proposed in [1]. In fact, the adjustment energy is modified in order to take into account a number of projections greater than two. This generalization increases the number of constraints and then decreases the number of energy minima. The simulations carried out in this work show that this generalization improve the reconstruction quality of complexe vessel lesions. 1 Introduction L’angiographie par rayons X est la modalité d’imagerie mé- dicale la plus utilisée pour le diagnostic des pathologies vascu- laires (sténoses, anévrisme, etc.). La routine clinique actuelle consiste à acquérir des séquences d’images acquises suivant plusieurs angles de vue permettant au radiologue de recons- truire mentalement le réseau vasculaire. Ces images sont uti- lisées pour détecter et quantifier la sévérité des différentes pa- thologies vasculaires. Dans le cas de sténoses, il s’agit de réa- liser le rapport des diamètres des vaisseaux mesurés à partir des contours détectés dans une image choisie par le médecin radiologue [10]. Afin d’améliorer les performances de l’ana- lyse quantitative de sténoses, deux modes d’acquisition ont été envisagés. Le premier, appelé mode d’acquisition biplan, uti- lise deux sources à rayons X. Il permet d’acquérir simultané- ment deux séquences d’images d’angiographie sous des inci- dences orthogonales (frontale et latérale) [5]. Le second, ap- pelé mode d’acquisition rotative, permet d’acquérir une série d’images d’angiographie par rayons X au cours d’une seule in- jection du produit de contraste et lors de la rotation continue du système d’acquisition autour du patient. Son avantage est de réduire la quantité de produit de contraste, le taux d’irradiation du patient et la durée de l’intervention [3, 10]. Ces deux modes d’acquisition ont rendu possible la reconstruction tridimension- nelle (3D) du réseau vasculaire qui s’avère déterminante pour le diagnostic des sténoses puisqu’elles permettent d’améliorer la précision des méthodes d’analyse quantitative bidimension- nelle (2D) classique par des critères 3D de type surfacique. Plusieurs méthodes de reconstruction 3D à partir d’images d’angiographie par rayons X ont été proposées. Nous distin- guons deux classes de méthodes : les méthodes tomographiques et les méthodes non-tomographiques appelées aussi géométriques [4, 5]. Les méthodes tomographiques permettent généralement une reconstruction volumique globale du réseau vasculaire. Elles ont été largement adoptées par les constructeurs d’équipements d’angiographie vasculaire. Suivant l’approche de reconstruc- tion utilisée, elles nécessitent l’utilisation de quelques dizaines [2] à une centaine d’images [3] d’angiographie rotative. Elles ont l’inconvénient d’être très coûteux en temps de calculs.