Prétraitement des images Tomodensitométriques

Taux d’incidence et conséquences de l’AVC dans le monde

Les AVC constituent un problème majeur de santé publique et représentent 10 % De l’ensemble des décès (LopezEt al.,2006). Leur coût socio-économique représente 2 à 4% du coût global des soins dans les pays industrialisés. L‘American Heart Association a estimé le coût de l‘AVC en 2004 aux Etats-Unis à 53,6 milliards d‘USD. En Angleterre par exemple leur coût est estimé à 7 milliards de livres chaque année. En effet, cette maladie est à l‘origine de séquelles fonctionnelles importantes, physiques et intellectuelles, aux conséquences familiales et professionnelles souvent graves (EL Machkour, 2011). Aux états-unis, les AVCs constituent la troisième cause de mortalité après les maladies cardiaques et le cancer. En moyenne, toutes les quatre minutes une personne décède suite à un AVC. En 2006, le taux de décès était estimé à 43.6 pour 100 mille personnes. Une différence de taux de décès était observée chez les deux races : une estimation de 41.7 pour 100 000 personnes pour les hommes de races blanches contre 67.1 chez les hommes de race noire. Une telle différence était observée chez l‘autre sexe des deux races : 41.1 pour 100 000 chez les blanches contre 57 pour 100 000 chez les noires.(cossi-marie,2004)

Taux d’incidence et conséquences de l’AVC en Algérie

En 2015, une étude épidémiologique a démontré que Près de 60.000 cas d‘accidents vasculaires cérébraux (AVC) sont annuellement enregistrés en Algérie.Selon le Pr. Hacene Zoubiri, spécialiste en neurologie au centre hospitalo-universitaire de la wilaya de Sétif, L’AVC est « aussi ravageur que les accidents de la circulation », causant en moyenne 20.000 décès chaque année.La pathologie étant devenue la deuxième cause de mortalité dans le pays. Elle touche 150 cas sur 100.000 habitants, et en hausse considérable ces dernières années.Au CHU de Tizi Ouzou, un système de surveillance de l‘AVC en milieu hospitalier, a été mis en place au niveau des urgences de médecine du CHU depuis l‘année 2000. Il est basé sur la collecte des données concernant les cas admis dans ce service. Ce travail a permis d‘analyser des caractéristiques des cas d‘AVC et la prévalence de certains facteurs de risque et également d‘établir que le nombre d‘hospitalisations se situait entre 90 et 100 par année. L‘analyse de la mortalité hospitalière enregistrée au CHU de Tizi Ouzou de 2001 à 2007 a montré que les maladies cardiovasculaires représentaient 24.6 % de l‘ensemble des causes de décès et que l‘AVC était responsable de 32.1 % des décès dans le groupe des maladies cardiovasculaires (Tibiche, 200). En Algérie, les données de population concernant les AVC sont très insuffisantes, bien que le constat clinique de la fréquence et de la difficulté de prise en charge de cette maladie ait été fait. Les registres de morbidité concernant l‘AVC ne sont pas encore établis en Algérie, contrairement à d‘autres maladies telles que les cancers.

Causes et facteurs de risque de l’AVC

Les causes de la survenue d‘un AVC sont multiples. Plusieurs facteurs de risques peuvent être présents chez le même sujet (patient).
 Hypertension Artérielle HTA : elle est le plus important des facteurs de Risque modifiables d‘AVC dans les deux sexes et quel que soit l‘âge. Elle multiple le risque d‘infarctus cérébral par 4 et d‘hémorragie par 10 si la pression artérielle systolique (PAs) est supérieure à 160mm Hg et la pression artérielle diastolique (PAd) >95mm Hg. (Fanny Pichard, 2014) La prévalence de l‘HTA est de 30% chez les patients de 20-75 ans et 90% chez les personnes plus agées (plus de 70 ans).
 Taux de cholestérol : L‘hypercholestérolémie est un facteur important des maladies coronaire et cardiaque, il constitue un facteur de risque pour les AIC. Plusieurs études ont montré une augmentation du risque relatif en cas d‘une dyslipidémie (RR=1.3).
 Diabète : est de nos jours un facteur de risque primordial. Il multiplie par 2 ou 3 l‘incidence d‘un AVC thrombo-embolique.
 Alcool et Tabac : A des fortes doses, l‘alcool augmente le risque d‘un AIC. Avec un RR=1.8 la consommation de tabac chez les sujets âgés favorise l‘apparition des lésions athérosclérose carotidienne Par ailleurs, d‘autres facteurs de risques dites non-modifiable sont connus pour augmenter le risque des survenue des AVC :
 L‘âge et le sexe : l‘âge est un facteur aggravant et le risque double à chaque décennie à partir de 55 ans. Les hommes sont plus susceptibles de développer un AVC.
 Héréditaire : les antécédents familiaux d‘AVC prédisposent à la survenue d‘un même type d‘accident. Ceci est expliqué par la transmission des mêmes facteurs de risque ainsi que le même style de vie.
 L‘association de plusieurs facteurs de risque a un effet additif et nécessite une prise en charge multifactorielle.

Présentation de la chaine de prétraitement

Les différents prétraitements utilisés dans ce chapitre permettent de préparer les images à la segmentation des tissus cérébraux afin de détecter les lésions ischémiques avec un minimum de faux positifs. Amélioration du contraste. Un rehaussement du contraste entre les tissus cérébraux normaux et la région touchée est nécessaire pour aider les radiologistes à identifier la lésion. En réglant correctement la largeur et le centre de la fenêtre, le contraste des images de scanner cérébral peut être amélioré. Cependant, ceci est insuffisant pour la détection précoce de l’AVC, nous proposons d‘intégrer dans cette étape une approche multi-échelle pour améliorer le contraste cérébrale à savoir le laplacien pyramidal (LP). Utilisée en première étape, elle facilite les processus ultérieurs. Sélection de la coupe médiane. Un scanner cérébral axial consiste en plusieurs coupes 2D à différentes hauteurs dans la direction axiale. Normalement, il y a 20 coupes et la distance entre chaque coupe est d’environ 5 mm. La sélection des bonnes coupes est cruciale, y compris celle du niveau ganglionnaire, car il affecte la segmentation de plusieurs ROI tels que caudé (c), capsule interne (IC) et insula (I). Filtrage. L‘image issue d‘un examen scanner cérébral englobe deux régions différentes: la région qui présente le cerveau radiographié, la région non exposée : fond, et les artéfacts radio-opaques. De tels objets peuvent être facilement ignorés par un système d‘interprétation visuel humain. Cependant, un système automatisé doit au préalable les identifiés et les classifiés, ce qui nécessite l‘application d‘opération de filtrage.

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Table des matières

Remerciements
Résumé
Abstract
Abréviation
Liste des Figures
Liste des Tableaux
Introduction générale
Chapitre 1. Contexte Médical
1.1. Introduction
1.2. Physiopathologie de l‘ischémie
1.3. Territoires vasculaires cérébraux
1.4. Taux d‘incidence et conséquences de l‘AVC dans le monde
1.5. Taux d‘incidence et conséquences de l‘AVC dans l‘Algérie
1.6. Modalités d‘imagerie pour le diagnostic
1.6.1. Scanner cérébral
1.6.2 Imagerie par résonnance magnétique
1.7. Classification et fréquences des différents types d‘AVC
1.8. Traitement
1.9. Causes et facteurs de risques des AVC
1.10. Signes précoces des AVC
1.11. Score ASPECTS
Chapitre 2. Etat de l’Art
2.1. Introduction
2.2. Approche de segmentation
2.2.1. Définition
2.2.2. Approche classique
2.2.3. Logique floue, ensembles, statistiques
2.2.4. Modèles déformables
2.3. Détections des AVC hémorragiques
2.4. Détection des AVC ischémiques
2.5. Conclusion
Chapitre 3. Prétraitement des images Tomodensitométriques
3.1. Introduction
3.2. Introduction rapide à la TDM
3.2.1. Chaine radiologique
a. Générateur X
b. Tube
c. Filtrage et collimation
d. Système de détection
3.2.2. Scanner nono-coupe et multi-coupe
3.2.3. Paramètres d‘acquisition
a. collimation primaire
b. kV, mA et temps de rotation
c. pitch
3.2.4. Paramètres de reconstruction
a. Matrice de reconstruction
b. Filtre de reconstruction
c. Algorithme d‘interpolation
3.2.5. Qualité de l‘image et irradiation
a. Résolution en contraste
b. Résolution spatiale
c. Résolution temporelle
3.2.6. Artéfacts
3.3. Présentation de la chaine de prétraitement
3.4 Amélioration de contraste
3.5. Sélection de la coupe médiane (CM)
3.6. Opération de filtrage
a. domaine spatial/fréquentiel
b. Filtre passe bas, lissage
c. Filtre passe-haut, passe bande
d. choix du filtre
3.7. Conclusion.
Chapitre 4. Tracé de la ligne de symétrie
4.1. Introduction
4.2. Prétraitement
4.2.1. Amélioration du contraste
4.2.2. Sélection de la coupe médiane (CM)
4.2.3. Opération de filtrage
4.3. Tracé de la ligne de symétrie
4.3.1. Algorithme d‘estimation de la ligne médiane déformée
a. Identification des marqueurs P1 et P2
b. Identification des marqueurs P3 et P4
4.3.2. Génération de la ligne médiane
4.4. Conclusion
Chapitre 5. Détection Automatique des lésions ischémiques
5.1. Introduction
5.2. Extraction du cerveau
5.3. Segmentation des ROIs
5.3.1. Segmentation de C, I, IC et L
5.3.2. Segmentation de M1-M6
5.4. Suppression du LCR et anciens infartus
5.5. Extraction des caractéristiques
5.6. Détection des lésions et calcul du score ASPECTS
5.7. Conclusion
Chapitre 6. Résultats et discussion
6.1. Introduction
6.2. Résultats expérimentaux
6.2.1. Prétraitement
6.2.2. Tracé de la ligne de symétrie
6.3. Détection des lésions ischémiques
6.4. Evaluation des résultats
6.5. Evaluation quantitative
6.6. Conclusion
Conclusion Générale