Contexte :
La Dégénérescence Maculaire Liée à l’Age (DMLA) est la première cause de cécité légale chez les personnes de plus de 65 ans dans les pays développés. Son dépistage aux stades précoces est un enjeu important et permettrait de mieux connaitre et de prévoir l’évolution de la maladie. Aussi une campagne d’acquisition d’images sur des patients atteints unilatéralement de la forme la plus invalidante de la maladie est en cours. Un examen du patient est réalisé à intervalle régulier (défini dans un protocole expérimental). Des images de différentes modalités sont acquises de manière à observer le plus finement possible les caractéristiques pathologiques résultant de la DMLA (néo-vaisseaux choroïdiens, drusen, hémorragies, …) : IR (infra rouge), ICG (angiographie à l’indocyanine), FAF (auto fluorescence), AF (angiographie à la fluorescéine), Red free, image couleur du fond d’œil.Problématique :
Le travail à effectuer par le CMM sur ce projet s’articule autour d’un objectif : l’extraction d’informations diverses pouvant servir à évaluer l’évolution de la DMLA. Dans ce but plusieurs outils de prétraitement des images sont nécessaires : recalage d’images, correction des défauts d’éclairage, normalisation des images (FAF notamment), placement automatique d’une grille d’évaluation de la gravité de la maladie en fonction de la position et de la taille des lésions..Travail effectué, résultats :
Le premier travail effectué sur ce projet concerne le prétraitement des images. Sur les images ophtalmologiques du projet deux types de recalage doivent être réalisés : un recalage intra modalité et un recalage inter modalité. Deux applications du recalage intra modalité sont possibles dans le projet. Au cours de l’acquisition d’une série d’images, il arrive que l’œil du patient ait de petits mouvements qu’il est nécessaire de compenser pour analyser les images (les moyenner par exemple). D’autre part un recalage intra modalité est nécessaire dans le but de suivre chez un patient l’évolution de la maladie au cours d’examens successifs.Le recalage inter modalité permet d’observer les pathologies sur différentes modalités. Par exemples, les drusen (pathologie caractéristique de la DMLA dans les stades précoces) qui se présentent sous forme de différents types sont bien visibles dans les clichés couleur (pris à 45°). Cependant, la détection et la quantification de ces différents types qui ne représentent pas le même degré de gravité passe par une analyse incluant d’autres modalités comme les angiographies ICG, et AF. Dans le cadre de cette étude deux méthodes de recalage ont été réalisées :
- Méthode géométrique basée sur la notion de « shape context » puis recalage non rigide par la méthode des plaques minces [3]. La méthode de « shape context », basée sur la distribution des points dans le voisinage est efficace mais demande un travail de prétraitement des images important : extraction des vaisseaux, squelettisation, filtrage du squelette, puis extraction des points de bifurcation. Ce qui rend les résultats dépendants de la qualité du prétraitement appliqué, mais aussi du nombre de points de bifurcation présents. En outre cet algorithme souffre d’un temps de calcul assez long dû aux prétraitements des images.
- Méthode Hybride basée sur le descripteur SURF (Speeded Up Robust Features) en collaboration avec le CAOR (laboratoire de l’EMP) dans le cadre du projet Carnot-Mines. L’avantage de cette méthode est d’être directement applicable à l’image. Les méthodes d’appariement définies : appariement robuste affine et appariement par la méthode de Ransac (basées sur un algorithme de recherche par quadtree), se basent sur l’hypothèse que la transformation entre les deux images à recaler est de type affine et est identique sur l’ensemble de l’image (c'est-à-dire que la méthode de transformation appliquée est globale). L’avantage de cette méthode est sa rapidité, sa robustesse au changement d’échelle et au problème d’illumination de l’image.
Ces travaux concernent :
- La correction d’illumination (généralisable aux images couleur), la normalisation et la standardisation des images de manière à suivre l’évolution de la fluorescence du fond d’œil au cours du temps [4].
- Etude de la texture du fond d’œil basée sur la mesure des paramètres de Tamura (granularité, contraste, directionnalité, rugosité, régularité) [5].
- L’extraction automatique des éléments de la rétine (papille, macula, vaisseaux), dans le but de placer et d’orienter automatiquement une grille servant à l’évaluation du stade de gravité de la maladie [2].
- L’étude des atrophies, des zones d’hyper et d’hypo fluorescence, pour comprendre les relations entre la fluorescence du fond d’œil et la progression des pathologies de la DMLA [1]. Des travaux sont en cours au sujet de l’étude des drusen. Un algorithme basé sur la décomposition morphologique de type squelette est adopté après un prétraitement des images utilisant des algorithmes de correction d’illumination adaptés aux images couleur suivi d’un rehaussement local de l’image. Cet algorithme devrait permettre d’extraire les drusen sur les images couleur quelque soit leur nature (drusen milliaire, drusen séreux, drusen confluents…).
Une identification plus fine des drusen sera effectuée en utilisant l’information multimodale disponible.
Publications relatives:
- A.R. Chaudhry, C. Bellmann, V. Le Tien, J.C. Klein, E. Parra-Denis (22-26 juin 2009). Automatic macula detection in human eye FAF images. Application to eye disease localization, 10th European congress on stereology and image analysis, Milan .
- A.R. Chaudhry, J.C. Klein, E. Parra-Denis (1-3 sept 2008). Ophtalmologic registration based on shape context: Application to fundus Autofluorescence (FAF) images, Vizualization Imaging and Image Processing, Palma de Majorque. Nationaux
- A.R. Chaudhry, J.C. Klein, E. Parra-Denis (8-11 septembre 2009). Uniformisation de l’éclairage en imagerie rétinienne : Application pour les images d’autofluorescence du fond d’œil. Gretsi 2009, Dijon, actes du congrès.
- A.R. Chaudhry, C. Bellmann, E. Parra-Denis, J.C. Klein (avril 2008).Classification of fundus autofluorescence patterns in Age-related Macular Degeneration, ARVO, Fort Lauderdale (Etats Unis). Nationaux
- E. Parra-Denis, JC Klein (février 2011). Méthode de recalage d'image basée sur des descripteurs de type SURF appliquée au domaine de l'ophtalmologie, 34ème Journée ISS France (Paris).
- E. Parra-Denis, J. Hernandez (novembre 2008). Recalage d'images.