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BioIMAGe Partenaires : TIMC-IMAG, Unité INSERM 438, RMN Bioclinique, Laboratoire de Biologie des Populations d'Altitude Thématiques –BioInformatique –Modélisation.

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1 BioIMAGe Partenaires : TIMC-IMAG, Unité INSERM 438, RMN Bioclinique, Laboratoire de Biologie des Populations d'Altitude Thématiques –BioInformatique –Modélisation biomécanique médicales –Imagerie médicale (IRM, Tomographie)

2 Tomographie et transformée de Radon (problème direct) Source de rayon x Détecteur Mesure de latténuation Rf(,u) u 2 u0 O

3 DynCT : TOMO-FLUOROSCOPIE 3D intervention guidée par limage Radiology, Mai 1999 Lésion de faible contraste Guidage dune aiguille de biopsie Flou lié aux mouvements 3 IST

4 MI3 Nouveaux algorithmesNouveaux systèmes Nouveaux protocoles chirurgicaux 4 GMCAO : radiologie interventionnelle Radiologie numérique IST

5 Contraintes de temps => Reconstructions rapides Volume important de données et calcul MI3 = 3D 300 projections radiographiques = 3Go Plusieurs centaines de Gflops DynCT = faible 3D x temps ; 800 projections multicoupes (16) en 0.1s = 250Mo/s Plusieurs centaines de Gflops chaque seconde

6 Compression de calcul en tomographie pour limagerie médicale interventionnelle Présentation au C.S. de CIMENT 27/09/2001 T.Rodet TIMC-IMAG et CEA/LETI

7 Théorème de coupe projection s

8 Inversion de la transformée de Radon (problème inverse) Méthode classique FBP (Filtered Back Projection) Filtrage Rétroprojection Coupe-projection Rétroprojection filtrée s

9 Les méthodes daccélération des calculs tomographiques Reconstruction dans le domaine de Fourier. Rétroprojection rapide [Brady, SIAM 98 ], [Danielsson, 98] Notre approche basée sur la compression de calcul –[Rodet,Grangeat,Desbat, MIC 00, 3D 01] 9

10 Schéma de compression de calcul Composentes fréquentielles Decompositionindirecte Rétro- projection Fusion des données 10

11 Facteurs daccélération des calculs La rétroprojection dimagettes sous- échantillonnées. Le sous-échantillonnage angulaire adaptatif Lélimination des composantes nulles des projections. Quantifications des composantes de limage négligeable. 11

12 Facteurs augmentant le nombre de calculs Multiplications des FFT inverses (filtrage) dans létape de décomposition. Létape de fusion. 12

13 Temps de reconstruction en fonction du nombre dimagettes Facteur daccélération 3,35 13

14 Reconstruction avec quantification dune séquence dimages (1) Reconstruction de référence Amplitude du mouvement Reconstruction avec 38% des imagettes Images des différences Image 4Image 12Image 20Image 28 14

15 Reconstruction avec quantification dune séquence dimages (2) Amplitude du mouvement Reconstruction de référence Reconstruction avec 22% des imagettes Images des différences Image 4Image 12Image 20Image 28 15

16 Temps CPU utilisé pour les reconstructions 1.54% % % Notre algorithme 0% FBP Erreur relative 1 Accélé- ration Temps CPU (seconde) % dimagettes Types dalgorithme 16

17 Résultats sur grappe icluster 17 Facteur daccélération 3,1

18 Conclusions et perspectives Imagerie interventionnelle => nouveaux algorithmes de reconstruction rapide Analogie compression de données et compression de calcul Gains supplémentaires par parallélisation du code rapide Poursuite dans la direction des méthodes de compression => ondelettes + permettra une approche locale de la reconstruction.

19 (Catherine Mennessier) Astrophysique

20 Vitesse radiale dun point à la surface de létoile : v( ) Phase Phase v( ) Effet Doppler : décalage en longueur d ondes Longueur donde s Imagerie Doppler

21 s TomographieImagerie Doppler


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