Medical Imaging

A la fin de cette unité d’enseignement, l’étudiant est capable de :

Eu égard au référentiel AA du programme « Master ingénieur civil biomédical », ce cours contribue au développement, à l'acquisition et à l'évaluation des acquis d'apprentissage suivants :

• AA1.1, AA1.2, AA1.3
• AA2.1, AA2.2, AA2.3, AA2.4
• AA4.1, AA4.2, AA4.4
• AA5.2, AA5.4

a.      Acquis d'apprentissage disciplinaires

À l'issue de ce cours, l'étudiant sera en mesure de :

Partie 1 (traitement informatique d'images numériques) :

• Définir de manière  formelle une image et ses propriétés (dimension, matrice de pixel/voxel, colormap, histogramme, encodage des couleurs ou des canaux, encodage de la matrice, compression, représentation de l'espace des fréquences). (axe 1.1)
• Enumérer les grandes classes de problèmes résolus par le traitement d'image (débruitage, déconvolution, filtrage, détection de bord, segmentation, recalage). (axes 1.1 et 1.2)
• Enumérer quelques méthodes types pour résoudre ces différentes classes de problèmes. (axe 1.2)
• Justifier le choix d'une méthode (représentation des données, critère à optimiser) en fonction de problèmes simples donné (segmentation d'une coupe, reclalage de deux coupes, etc.). (axes 1.3 et 2.3)
• Résoudre ces problèmes simples en implémentant en Matlab les algorithmes correspondant aux méthodes vues au cours. (axes 2.1, 2.2, 2.3, 2.4)

Partie 2 (IRM et échographie) :

• Expliquer le principe physique sur lequel repose l¿imagerie par résonance magnétique (IRM) : Résonance Magnétique Nucléaire (spins, excitation, réception, relaxation, déplacement chimique,...). (axe 1.1)
• Expliquer le principe qui permet de construire une image : gradients, sélection d'une coupe/volume, encodage de fréquence/phase, espace des k, transformé de Fourier, résolution,...,et décrire les artéfacts possibles. (axes 1.1 et 1.2)
• Enumérer et décrire quelques séquences pour l'acquisition des images (écho de spin et gradient., séquences ultrarapides et imagerie écho-planaire) et comparer leurs avantages, inconvénients, et conditions d'application. (axe 1.1)
• Enumérer et décrire les contrastes possibles : densité de protons, T1, T2, T2*, flux, diffusion, perfusion, IRM fonctionnelle et spectroscopique. (axe 1.1)
• Expliquer les principes de l'échographie : ultrasons, transducteurs, formation et qualité de l'image, mode Doppler,... (axe 1.1)

Partie 3 (modalités d'imagerie utilisant les rayonnements ionisants) :

• Enumérer les différentes modalités d'imagerie vues au cours (radiographie, tomographie CT, scintigraphie, SPECT et PET) et expliquer leur principe de fonctionnement (au niveau physique, essentiellement), mentionner leurs applications, leurs avantages et leurs limitations. (axe 1.1)
• Comparer les performances des différentes modalités ainsi que la qualité des images obtenues (résolution, bruit, contraste). (axe 1.2)
• Discuter de la spécificité de chaque technique et de la complémentarité des différentes modalités.  (axe 2.3)

b.      Acquis d'apprentissage transversaux

À l'issue de ce cours, l'étudiant sera en mesure de :

• Répondre aux objectifs d'un cours dispensé en anglais (compréhension des cours ex-cathedra et des supports écrits). (axes 5.2 et 5.4)
• Travailler en binôme sur des petits projets (challenges), c'est-à-dire : pouvoir répartir efficacement le travail, comprendre et décrire le travail de l'autre étudiant, rédiger conjointement un rapport. (axes 4.1, 4.2 et 4.4)