Recalage d'images difféomorphes par morceaux : Application à l'estimation du mouvement entre des images pulmonaires CT 3D avec conditions de glissement.

Résumé Dans cet article, nous proposons une nouvelle stratégie pour modéliser les conditions de glissement lors de l'enregistrement d'images 3D dans un cadre difféomorphe par morceaux. Plus précisément, notre principale contribution est le développement d'un formalisme mathématique permettant d'effectuer un enregistrement par cartographie métrique difféomorphe à grande déformation avec des conditions de glissement. Nous montrons également comment adapter ce formalisme au cadre d'enregistrement difféomorphe LogDemons. Nous montrons enfin comment appliquer cette stratégie pour estimer le mouvement respiratoire entre des images pulmonaires CT 3D. Des tests quantitatifs sont effectués sur des images synthétiques 2D et 3D, ainsi que sur des images pulmonaires 3D réelles provenant du défi MICCAI EMPIRE10. Les résultats montrent que notre stratégie estime des mappings précis de volumes entiers d'images thoraciques 3D qui présentent un mouvement de glissement, contrairement aux méthodes de recalage conventionnelles qui ne sont pas capables de capturer les déformations discontinues à la limite de la cage thoracique. Ils montrent également que, bien que les déformations ne soient pas lisses à l'emplacement des conditions de glissement, elles sont presque toujours inversibles dans l'ensemble du domaine de l'image. Cela pourrait être utile pour la planification et l'administration de la radiothérapie.