Applications médicales : de la formation d'images au guidage - 5MMAMIM

Objectif(s)

Les objectifs du cours sont:

• de présenter des méthodes mathématiques de tomographie, c'est-à-dire de reconstruction d'images médicales de type scanner 3D à partir de projections 2D
• d'introduire comment des méthodes de traitement d'images, d'apprentissage profond, de simulation ou de robotique peuvent être utilisées pour la planification et le guidage d'un geste médico-chirurgical

Ce cours vous montrera comment vos compétences acquises dans d'autres cours de la filière MMIS s'appliquent au domaine médical en plein essor.

Contenu(s)

Ce cours est organisé en deux parties:

1. Tomographie
Les images scanner 3D résultent de la résolution du problème inverse posé quand les radiographies mesurées sont exprimées comme des intégrales de ligne de l'image 3D recherchée. Le problème peut soit être résolu analytiquement puis la solution discrétisée pour avoir un algorithme de reconstruction direct, soit discrétisé puis résolu numériquement par un algorithme de reconstruction itératif. Cette partie du cours vise à donner les éléments de base des mathématiques de la tomographie, illustrés par des séances de travaux pratiques d'implémentation d'algorithmes de reconstruction.

2. Assistance aux gestes médico-chirurgicaux
Cette seconde partie est plus une ouverture, moins théorique et technique, abordant en particulier:

• les principaux composants d'un système d'assistance médico-chirurgical, à partir d'applications cliniques concrètes ;
• la segmentation et le recalage d'images médicales, par des techniques traditionnelles et d'apprentissage profond ;
• la modélisation biomécanique pour la planification et la simulation chirurgicale
• la navigation chirurgicale et la robotique médicale pour le guidage d'un geste clinique
  Nouveauté cette année: les cours seront réduits pour mettre en place un projet et implémenter un système de navigation chirurgicale.

En plus des séances à l'Ensimag, une demi-journée de visites et démonstrations sera organisée chez des industriels du secteur.

Transformées de Fourier et méthodes numériques, pour la partie tomographie.