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Fiche détaillée Thèses
Université d'Angers (29/11/2010), Christian Jeanguillaume (Dir.)
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Amélioration des algorithmes de reconstruction d'image pour la tomographie d'émission par collimation à trous larges et longs
Richard Simonnet1

Le projet CACAO - Caméra A Collimation Assistée par Ordinateur - a pour but d'améliorer la qualité des images scintigraphiques. Des collimateurs à trous plus larges et profonds sur les gamma caméras, ainsi qu'un mouvement de balayage supplémentaire dans le protocole d'acquisition permettraient d'améliorer à la fois la résolution spatiale et la sensibilité des caméras; mais cela implique l'utilisation de nouveaux algorithmes de reconstruction. Avant cette thèse, la reconstruction des images CACAO se basait sur un algorithme utilisant pour la déconvolution la transformée de Fourier rapide qui présente un avantage en terme de rapidité et a donné des résultats très intéressants. Cependant un travail basé sur la théorie de l'information nous fait penser qu'il est possible d'obtenir de meilleurs résultats. L'étape limitante du projet étant la déconvolution, le travail de thèse avait pour but d'étudier et d'améliorer cette étape avec de nouveaux algorithmes. Plusieurs algorithmes basés sur une déconvolution appelée minimale avec un traitement ligne par ligne de l'image et l'utilisation de programmation linéaire ont été développés et donnent de bons résultats dans plusieurs cas sur des données exactes. Nous avons ensuite appliqué cette idée au problème dans son ensemble, ce qui donne de bons résultats sur des données exactes et permet également de simplifier la reconstruction. Nous avons aussi effectué la dualisation de nos données qui permet de réduire le temps de calcul et de traiter de plus grandes images. Enfin, nous avons mis au point la déconvolution médiane qui se montre efficace pour des images bruitées.
1 :  LISA - Laboratoire d'Ingéniérie des Systèmes Automatisés
scintigraphie – tomographie d'émission – déconvolution minimale – déconvolution médiane – programmation linéaire

Algorithm improvements of emission tomography using a collimator with large a long holes
The CACAO project is aimed to improve the quality of scintigraphic images. The use of a collimator with wider and deeper holes should improve both spatial resolution and sensitivity of the system. An added linear scanning motion in the acquisition sequence ensure an overdetermined system but imply new reconstruction algorithms. At the beginning of this work, a fast algorithm based on Fast Fourier Transforms was used to reconstruct the CACAO images. Good results were obtained with it, but not as good as we wanted. An information-theory based work demonstrated that it is possible to get a far better result with CACAO than with the conventional thin hole collimator way. Up to know we failed to show that practically that point. As the limiting step in that algorithm was the deconvolution, we aimed to study and improve this step with new algorithms. Several algorithms based on a deconvolution called minimal, with a line by line proccesing and the use of linear programming were developped and gave mild results with exact data. Then we proposed a new algorithm, still based on a minimal deconvolution, but this time processing the whole image, which give very good results on exact data.We also worked at reducing the processing time. We tried the dualization of our data, which allowed us to solve larger dimensions matrices and speed up the process. Finally we proposed a new reconstruction algorithm based on a median criteria, which appears to be very efficient on on noisy data.
scintigraphy – tomographic emission – minimal deconvolution – mediane deconvolution – linear programming