Traitement des images acquises dans le cadre du projet Modatos
IV.Simulation d’images radiographiques
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- IV.2.Portage du simulateur SINDBAD
IV.Simulation d’images radiographiquesIV.1.Simulateur SINDBADLe logiciel SINDBAD développé par le LETI est un outil de simulation de chaîne radiographique capable de calculer des radiographies synthétiques d’objets définis par une description CAO ou par un volume voxellisé. Il a été adapté au projet MODATOS pour simuler les radiographies des volumes 3D discrétisés fournis à l’étape précédente à partir des images microtomographiques. Ce développement est décrit en détail dans le document « Simulations d’échantillon d’os pour l’affaire MODATOS». Nous rappelons les points essentiels. Le logiciel SINDBAD permet de prendre en compte les caractéristiques du matériau (os dans notre cas), les caractéristiques de la chaîne radiographique au niveau de la source de rayons X (spectre utilisé...), au niveau du détecteur (taille de pixel, FTM du détecteur, bruit...), ainsi que les caractéristiques géométriques (angles de projection, distance source-détecteur, distance source-échantillon,..). Il a été adapté au projet, en se limitant à l’utilisation de volumes voxellisés, et en adaptant les descriptions de chaînes radiographiques et des détecteurs à ceux typiquement utilisés dans des applications en densitométrie. Dans un premier temps, et compte tenu de la date des premières acquisitions à l’ESRF, les radiographies simulées à l’aide de SINDBAD ont été évalués sur quatre images de calcanéum acquises antérieurement en microtomographie par rayonnement synchrotron. Les images de calcanéum 3D reconstruites ont été mises en entrée du logiciel afin de simuler des radiographies avec un rayonnement monochromatique. Celles-ci ont pu être directement comparées aux radiographies acquises à l’ESRF en rayonnement monochromatique. Les comparaisons ont montré une bonne adéquation entre données simulées et données physiques.Après ces phases de test, l’outil de simulation a été préparé pour le portage. IV.2.Portage du simulateur SINDBADLe simulateur SINDBAD du LETI permet de simuler des radiographies X en prenant en compte les nombreux paramètres d'un système d'imagerie par rayons X. Afin de pouvoir plus aisément tester les différentes méthodes d'analyse de texture en fonction des configurations possibles de prises de vue, il a été décidé de mettre ce simulateur à la disposition de CREATIS pour la durée du projet MODATOS. Compte tenu des systèmes informatiques disponibles et de la taille des données devant être manipulées par la suite, une étape de portage a été réalisée conjointement par le LETI et par CREATIS. Les objectifs étaient :
Compte tenu des dates des acquisitions d’échantillons pour le projet MODATOS , les premiers tests de validation du logiciel, ont été réalisés sur des échantillons de calcanéum acquis lors de précédentes expérimentations à l’ESRF. L’étape de portage a été réalisée avec succès. Le simulateur est opérationnel à CREATIS soit dans un environnement Linux pour réaliser des tests simples sur des petits volumes, soit sur le système quadri-processeur pour les simulation plus volumineuses. Des essais de simulation ont été réalisés afin de valider le portage, de déterminer les temps de simulation en fonction de l'environnement informatique et enfin de tester quelques possibilités de variation des paramètres de simulation. La simulation utilise un volume osseux acquis a l'ESRF dont la précision permet très facilement d'obtenir avec une grande précision les détails de la structure osseuse. Ce volume est ensuite segmenté pour isoler l'os. Les données obtenues sont converties dans un format compatible avec le simulateur et une couche d'os cortical est rajoutée pour se rapprocher des conditions réelles de prise de vues. Sur un PC/Linux pentium 4 2Ghz avec 756 Mo de RAM, à partir d'un volume de 330 x 330 x 330 voxels (résolution isotrope 20 microns), la conversion des fichiers et la simulation nécessite de l'ordre d'une minute pour une radiographie simulée de taille 128 x 128 pixels. L'utilisation de volumes plus importants sur ce type de machine conduit à des temps prohibitifs à cause du manque de mémoire. Sur une machine quadri-processeur (avec cependant un seul processeur utilisé actuellement, car le code de SINDBAD n'est pas parallélisé) disposant de 8Go de RAM, à partir d'un volume 1980 x 660 x 660, la conversion des fichiers prend 5 minutes. La simulation d'une radiographie 128x128 dure environ 1,5 minute. Il faut noter que l'étape de conversion ne doit être réalisée qu'une seul fois pour un volume donné, sauf si on désire changer l'épaisseur d'os cortical rajouté. Le volume de stockage nécessaire, compte tenu de la capacité disque disponible sur la machine quadri-processeur, oblige cependant à effectuer des transferts de données par le réseau. Le temps de transfert d'un volume initial est de l'ordre de 3 à 5 minutes suivant la charge du réseau. Dans ces conditions, la simulation d'une radiographie prend 5 à 10 minutes en moyenne. Au total, les 33 volumes initiaux occupent 76 Goctets d'espace disque. En accord avec les partenaires du projet, les principales conditions de simulation retenues sont les suivantes:
L'aspect texturée des radiographies dépend visuellement beaucoup de l'orientation de l'échantillon définie par les angles de bascule autour des axes X et Y (l'axe Z étant l'axe source détecteur et l'origine du repère placée au centre de l'échantillon). Dans un appareil réel, il sera effectivement très difficile d'orienter précisément le patient. Il est donc nécessaire de rechercher des méthodes et des paramètres de texture qui sont dans une large mesure indépendants de l'orientation de la structure 3D de l'os. Dans ce but, pour chaque échantillon des deux séries, les radiographies ont été simulées pour des angles de bascule en X et Y de -10° à 10° par pas de 2° et 5°, soit au total 137 radiographies par échantillons. Yüklə 0,77 Mb. Dostları ilə paylaş:
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