Segmentation d’images échographiques 3D

Dans ce chapitre, nous appliquons les descripteurs de textures proposés dans cette thèse afin de produire des segmentations sur des images échographiques 3D de la peau. Nous avons pu travailler sur ce type d’images grâce au système d’échographie haute réso- lution équipé d’une sonde 3D développé par l’équipe 5 de l’UMR INSERM U390 – CNRS ERL3106 – Université François Rabelais de Tours en collaboration avec la Société Lyon- naise ATYS Medical. En terme d’application, le traitement des images échographiques de la peau peut permettre d’aider au dépistage de pathologies, comme le mélanome ou le carcinome basocellulaire, d’estimer l’incidence ou de suivre l’évolution d’un traitement. En ce qui concerne la valorisation, des industriels (éditeurs de logiciels ou constructeurs de sondes 3D) se sont intéressés à nos travaux dans le but de proposer de nouveaux outils de mesure de paramètres cutanés permettant d’évaluer les effets de produits cosmétiques.Afin de détailler le contexte du travail développé dans ce chapitre, nous présentons briè- vement les modalités d’acquisition des images échographiques traitées. Nous voyons ensuite un état de l’art détaillant les principales méthodes de segmentation habituellement appli- quées à ce type d’images. Enfin, nous discutons les intérêts de notre proposition à travers la présentation du logiciel que nous avons mis en place en collaboration avec des spécia- listes en échographie 3D et à travers une comparaison avec d’autres méthodes d’analyse de textures.

Caractéristiques et modes d’acquisition des images ultra- sonores 3D

L’échographie est une technique d’imagerie très utilisée dans le domaine médical. En effet, les techniques ultrasonores présentent de nombreux avantages par rapport à d’autres méthodes comme la résonance magnétique (IRM), la tomographie à rayons X (CT) etc. Elles ne sont pas ionisantes (pas dangereuses pour les patients), le résultat est visualisé en temps réel avec un coût moins important qu’avec les autres techniques. Cependant, La combinaison d’un mode de balayage 2D à un autre, suivant un axe différent, permet d’obtenir un balayage 3D. Grâce à l’acquisition 3D, il devient alors possible de visualiser des plans de coupe non accessibles en 2D. Une acquisition 3D peut aussi être obtenue en déplaçant manuellement une sonde 2D suivant un axe perpendiculaire à l’axe de la sonde. Dans ce cas, il existe une perte de précision des mesures sur l’axe du déplacement manuel qui dépend de la dextérité de l’opérateur. L’utilisation d’une sonde 2D sur un portique est possible, mais cela reste souvent encombrant. Il est toutefois préférable d’utiliser une sonde 3D autonome, de poids et de taille faible, qui permet une acquisition de très bonne qualité. C’est ce type de sonde, aujourd’hui associé à l’appareil d’échographie DERMCUP d’Atys medical, que nous avons utilisé.

La segmentation des images ultrasonores est fortement influencée par la qualité des don- nées fournies [Noble et Boukerroui, 2006]. En effet, celles-ci contiennent un certain nombre d’artefacts et de variations liées aux phénomènes de propagation des ultrasons qui com- pliquent le processus de segmentation. Nous pouvons citer le speckle, l’atténuation du si- gnal, les bulles dans les produits de couplage ou la réflexion sur des interfaces obliques qui se traduit par l’absence de certaines frontières comme pour les vaisseaux sanguins. Il faut noter cependant un certain nombre d’améliorations concernant la résolution spatio-temporelle, les capteurs et la portabilité avec les appareils récents. Cela permet d’améliorer la qualité des informations et donc des acquisitions et des images à traiter [Noble et Boukerroui, 2006]. Le développement des techniques d’acquisition entraîne alors une émergence de l’intérêt d’utilisation des images ultrasonores. Il est même envisagé de pouvoir les utiliser dans le guidage d’intervention ainsi qu’en thérapie [Noble et Boukerroui, 2006]. Enfin, soulignons que l’échogénicité est primordiale dans l’analyse des images échographiques. Celle-ci repré- sente l’habilité d’un tissu à créer un écho. A l’intérieur d’une image ultrasonore, les zones échogènes contiennent un grand nombre de motifs blancs. C’est la raison pour laquelle les spécialistes utilisent principalement l’échogénicité, qui correspond en fait à une informa- tion de textures, comme caractéristique visuelle, pour décrire les structures normales et pathologiques.