Vers un système de navigation 3D en neuroradiologie interventionnelle
Résumé
In interventional neuroradiology, the X-ray angiography machine is the reference imaging system to guide the doctor during the treatment. This machine allows the acquisition of 3D image showing the patient arteries (or 3DXA). Nevertheless, visual control of the tools deployment (guide, catheter ) in the arterial network is carried out with a real time 2D X-ray image (or fluoroscopic image). The purpose of this thesis was to contribute to the improvement of the image guidance techniques by proposing tools to allow the use of the 3D image during the treatment. The images being acquired with the same angiography machine, one part of this work was to develop reliable method to calibrate the imaging chain carried by the rotary arm of the machine. The goal was to understand if the arm is deformed or not under the influence of its own weight. Using the fact that images are acquired with the same machine, we proposed a 3D2D registration method between the 3DXA and the fluoroscopic image. This method exploits the position sensors of the system and incorporates the mechanical deformations undergone by the arm. Following this work, a system allowing the fusion of the image 3DXA with the fluoroscopic image was developed in collaboration with GE Healthcare and evaluated with the CHU of Nancy for the treatment of cerebral aneurysm. A new system equipped with two imaging chains (biplane system) was installed in Nancy during our thesis. After having developed a method to detect in 2D the guide in the fluoroscopic images, a first study was initiated to make a 3D reconstruction of the guide thanks to the biplane images.
En neuroradiologie interventionnelle, la machine d'angiographie RX est le moyen d'imagerie par excellence pour guider le médecin dans l'accomplissement de son geste thérapeutique. Cette machine permet l'acquisition d'une image 3D montrant les artères du patient (ou 3DXA). Cependant, le contrôle visuel du déploiement des outils (guide, cathéter...) est effectué en 2D avec une image temps réel (ou fluoroscopie). Cette thèse a pour ambition de contribuer à l'amélioration des techniques de guidage en proposant des outils permettant une utilisation de l image 3D durant le traitement. Les images étant acquises avec la même machine d'angiographie, nous avons consacré une partie de notre travail au développement de méthodes fiables de calibrage de la chaîne image portée par l'arceau rotatif de la machine. Le but était de comprendre si l'arceau se déformait ou non sous l'influence de son poids. Tirant parti du fait que les images sont acquises avec la même machine, nous avons ensuite proposé une méthode de recalage 3D2D entre l'image 3DXA et la fluoroscopie. Cette méthode exploite les capteurs de position du système et incorpore les déformations subies par le système. Suite à ces travaux, un système permettant la fusion de l'image 3DXA avec la fluoroscopie a été développé en collaboration avec GE Healthcare et évalué au CHU de Nancy pour le traitement des anévrismes cérébraux. Enfin, un nouveau système doté de deux chaînes images (ou système bi-plan) a été installé à Nancy durant notre thèse. Après avoir développé une méthode de détection 2D du guide dans les images fluoroscopiques, nous avons initié une première étude de la reconstruction 3D du guide à partir des images bi-plan.