Méthode d’évaluation des reconstructions 3D de colonne vertébrale, issues d’images radiographiques bi-planaires

Résumé

Les méthodes d’analyses d’images médicales permettent de réaliser des mesures sur des structures biologiques, directement ou par l’intermédiaire de détection des structures (segmentation et extraction d’objets 3D pour visualisation). Quel que soit le domaine d’application ou la modalité d’imagerie, de nombreux algorithmes automatiques sont développés pour améliorer la rapidité, la fiabilité et la précision de ces mesures. Il manque par ailleurs une standardisation des méthodes d’évaluations de cette fiabilité et de cette précision, encore plus lorsqu’il n’y a pas d’étalon or auquel se comparer. De plus, très souvent les objectifs cliniques derrière la tâche d’analyse d’image ne sont pas pris en compte pour l’évaluation de la performance. Lors de reconstructions 3D de colonne vertébrale pour l’évaluation de la gravité des scolioses par exemple, une erreur sur la mesure déterminant la décision de chirurgie du patient aura beaucoup plus d’impacts sur le patient qu’une erreur sur une mesure secondaire qui ne joue aucun rôle sur la décision chirurgicale. Dans les deux cas il existe des impacts pour le patient, mais avec une gravité différente qu’il faut être capable de discriminer pour mieux caractériser la performance de la méthode d’évaluation. L’objectif de ce travail est de participer à améliorer les méthodes d’évaluations en l’absence d’étalon or en proposant une méthodologie de création de référence qui s’appuie sur l’expérience de terrain, et une méthodologie d’évaluation qui prenne en compte des critères cliniques qui permettent de nuancer les performances atteintes par une méthode automatique. La méthode d’évaluation propose d’inclure une méthodologie de production de référence à l’aide d’experts qui permet d’obtenir des intervalles de confiance de mesures plus fiables, en incluant des discussions entre les experts. La méthode d’évaluation inclut ces intervalles de confiance ainsi que de nouveaux critères cliniques inspirés des sociétés savantes liées à notre domaine d’application, l’analyse de la scoliose, et à notre modalité d’imagerie, les reconstructions 3D issues de radiographies bi-planaires avec le système EOS. La méthodologie mise en place est généralisable à d’autres domaines et d’autres modalités d’imagerie où les mêmes problématiques sont rencontrées. Cette approche a été par la suite transférée à l’entreprise partenaire pour pouvoir conduire des évaluations sur les algorithmes automatiques de reconstructions 3D de colonne vertébrale pour les patients pédiatriques et les patients adultes présentant des déformations de la colonne.

Date	6 août 2021
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Jacques A. de Guise (Directeur(-trice)) & Carlos Vázquez (Codirecteur(-trice))