Soutenance mémoire
L’imagerie médicale, en constante évolution ces dernières années, fournit un nombre croissant de données. Ce volume important de données doit ensuite être analysé. Les méthodes automatiques de traitement et d’analyse d’images se sont récemment multipliées pour assister l’expert dans l’analyse qualitative et quantitative de ces images et faciliter son interprétation. Ces méthodes doivent prendre en considération d’une part la quantité des données à analyser et d’autre part, la complexité structurelle des images IRM. Parmi ces méthodes, la segmentation fiable et précise des images IRM, normales ou pathologiques, reste un objectif premier en analyse d’images médicales car elle constitue un préalable incontournable pour différentes études telles que la mesure de la charge lésionnelle dans la pathologie de la Sclérose En Plaques (SEP), la détection des lésions ischémiques d’un accident vasculaire cérébral (AVC)… Cependant une segmentation manuelle effectuée par un médecin s’avère être une tâche fastidieuse montrant une grande variabilité inter et intraexpert, d’ou l’intérêt de développer des méthodes automatiques de segmentation. La difficulté à segmenter une image est due à la complexité structurelle des images IRM et au contraste souvent insuffisant pour extraire la structure d’intérêt, sans aucune connaissance a priori ni sur sa forme ni sur sa localisation.
La Sclérose En Plaques (SEP) est une « affection du système nerveux central caractérisée par un processus de démyélinisation localisé dans la substance blanche aboutissant à la constitution de plaques de sclérose et évoluant par poussées successives, plus ou moins régressives, survenant à intervalles irréguliers dont la durée est imprévisible » [34]. Le mot sclérose évoque le durcissement des tissus dans les régions atteintes par la maladie alors que le mot plaques évoque la localisation en plusieurs petites zones de la maladie. C’est la pathologie neurologique la plus fréquente chez le sujet jeune ; environ 10 000 malades atteints de sclérose en plaques en Algérie, en France 80 000 personnes atteintes de sclérose en plaques. La maladie est généralement diagnostiquée entre 20 et 40 ans et deux fois plus de femmes sont atteintes de sclérose en plaques que d’hommes [48]. Il n’est pas possible, pour l’instant, de guérir de la sclérose en plaques (mais la recherche se poursuit…). Par contre, il existe des traitements pour soulager le patient et gérer les différents symptômes qu’il subit. Au sein de la matière blanche, les zones attaquées par la pathologie (zones démyélinisées) forment des lésions anatomiques. Cette démyélinisation entraîne une altération de la conduction électrique dans l’axone : les informations transitent moins vite. Cela peut aboutir à des signes cliniques variés suivant les zones du cerveau qui sont touchées .
L’algorithme EM — pour Expectation-Maximization en anglais — est un algorithme itératif du à Dempster, Laird et Rubin (1977) [8]. Il s’agit d’une méthode d’estimation paramétrique s’inscrivant dans le cadre général du maximum de vraisemblance [17]. Il permet d’optimiser les paramètres d’un modèle en fonction d’une loi de vraisemblance de ces paramètres par rapport aux données traitées. Dans la version la plus simple de l’EM, cette optimisation se réalise en itérant deux étapes. La première, dite d’espérance, calcule l’attachement des données au modèle. La seconde, dite de maximisation, modifie les paramètres du modèle en fonction des données et de leur attachement au modèle. La convergence de cet algorithme est prouvée .
L’algorithme EM tire son nom du fait qu’à chaque itération il opère deux étapes distinctes :
– la phase « Expectation », souvent désignée comme « l’étape E », procède comme son nom le laisse supposer à l’estimation des données inconnues, sachant les données observées et la valeur des paramètres déterminée à l’itération précédente ;
– la phase « Maximization », ou « étape M », procède donc à la maximisation de la vraisemblance, rendue désormais possible en utilisant l’estimation des données inconnues effectuée à l’étape précédente, et met à jour la valeur du ou des paramètre(s) pour la prochaine itération.
la Sclérose en plaques (SEP)
La SEP est la principale des maladies démyélinisantes inflammatoires du système nerveux central constitué de l’encéphale, la moelle épinière et le nerf optique [37,48]. Elle est caractérisée par la présence de plaques de démyélinisation localisées de façon prépondérante au niveau de la substance blanche du cerveau, c’est-à-dire, la destruction multifocale des gaines de myéline matures normales qui est une substance lipidique protectrice entourant les fibres nerveuses de la substance blanche, associée à un syndrome inflammatoire. Cette atteinte de la myéline est accompagnée d’un durcissement ou cicatrisation du à un dépôt anormal de tissu conjonctif [48]. Ce durcissement est nommé Sclérose et apparait en plusieursendroits du cerveau et de la moelle épinière sous forme de plaques. Ces plaques apparaissent comme des foyers grisâtres visibles à l’œil nu dont la taille varie de quelques millimètres à quelques centimètres de diamètre jusqu’à de larges plaques occupant la quasitotalité d’un hémisphère. Elles sont de formes souvent arrondies ou polycycliques et de coloration jaunâtre ou gris rosé et variables [26].
La première cible de cette attaque est la myéline (le manchon protecteur de la cellule nerveuse du système nerveux central (SNC) qui entoure les fibres nerveuses du cerveau, du cervelet, et de la moelle épinière, et qui facilite le passage de l’influx nerveux) et les cellules nerveuses elles-mêmes peuvent être touchées [49].
symptômes et diagnostic
La SEP peut provoquer de multiples symptômes qui retentissent sur la vie quotidienne par les handicaps qu’ils entraînent : troubles de la motricité, troubles sensitifs (fourmillements), troubles de la vision, troubles neurologiques (maladresse des gestes) et troubles génitourinaires [48].
Le diagnostic de la maladie n’est pas pour autant facile en raison des différentes formes qu’elle peut prendre. Les médecins se basent alors sur divers critères : les symptômes décrits par le patient, le mode et l’âge de survenue et l’élimination de toute autre maladie de la liste des causes possibles des symptômes. Pour établir ces critères de diagnostic, les médecins disposent de plusieurs examens répartis en trois catégories : électrophysiologique, biologique et radiologique [21,32]. L’électrophysiologie se fait par l’étude des potentiels évoqués visuels et consiste à mesurer la vitesse de conduction de l’influx nerveux. Les mesures biologiques se basent par exemple sur l’analyse du liquide céphalorachidien (prélevé chez le patient par ponction lombaire) [26,34]. La radiologie concerne l’ensemble des examens produisant des images (dans notre cas, du cerveau ou de la moelle épinière). L’une des procédures les plus utilisées est l’imagerie par résonance magnétique (IRM). Elle sert souvent de référence pour valider les études des autres domaines. Elle permet d’obtenir des images précises du cerveau et d’identifier les plaques.
les différentes formes de la SEP
La sclérose en plaques s’exprime le plus souvent par poussées [32,35], augmentations rapides du nombre des symptômes pendant quelques jours. En fonction de ce phénomène, différentes formes de SEP sont définies [48,49]:
➤ Les formes bénignes : 10% des cas, se caractérisent par un handicap non significatif après 10 ans d’évolution.
➤ Les formes primaires progressives : 15% des cas, consistent en une aggravation progressive et continue des symptômes.
➤ Les formes rémittentes : 75% des cas au début, présentent des poussées plus ou moins nombreuses avec ou non une invalidité résiduelle .
➤ Les formes secondaires progressives : 50% des formes rémittentes après 10 ans, correspondent à un début de la maladie sous forme rémittente mais qui est suivi par une aggravation progressive et continue de la maladie .
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Table des matières
I)INTRODUCTION
II) GENERALITES
III) METHODOLOGIE
IV) RESULTATS
V) COMMENTAIRES ET DISCUSSION
VI) CONCLUSION
VII) REFERENCES
ANNEXES
RESUME
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