Un atlas anatomique est un modèle géométrique d'un organe du corps humain qui constitue une abstraction (simplification) des principales caractéristiques de cet organe, pour un sujet "moyen" et sain. Les atlas sont utilisés pour l'enseignement, et aussi de plus en plus pour l'interprétation quantitative des données issues de l'imagerie médicale : par exemple, pour detecter quels "segments" d'un organe sont sains ou déficients.
Des atlas anatomiques 3D existent pour différents organes comme le cerveau, le rein, le poumon. Cependant, à de rares exceptions près, aucun consensus n'existe dans le monde médical permettant l'échange et l'utilisation d'atlas standards. Nous avons la chance de collaborer avec une équipe de médecins radiologues qui peuvent nous fournir les données (images et connaissances anatomiques) nécessaires à la construction d'un atlas pour le poumon, ainsi que valider les résultats obtenus.
Notre but sera, à partir d'un scanner 3D de la cage thoracique, de réaliser une division de la zone pulmonaire en ses différents lobes et segments. Pour cela, on cherchera à extraire des images les arbres bronchique et artériel, dont les principales divisions correspondent aux lobes et segments. Nous privilégierons une approche basée sur des opérateurs topologiques développés au laboratoire A2SI. En effet, la connaissance a priori des caractéristiques topologiques des objets à extraire doit nous faciliter la tâche, de plus l'analyse topologique du résultat est nécessaire pour identifier la hiérarchie des subdivisions successives. Une méthode issue du cadre de la morphologie mathématique, la ligne de partage des eaux, permettra ensuite de délimiter automatiquement les zones recherchées.
A gauche: sur une coupe 2D, les différents segments ont été dessinés "à la main". Notre but sera de faire la même chose en 3D, en cherchant à automatiser le processus. A droite: les premières divisions de l'arbre bronchique, qui correspondent aux segments pulmonaires.
Sujet proposé par Michel Couprie, en collaboration avec le service de médecine nucléaire de l'hôpital Henri Mondor de Créteil.