Accélération d'une approche régularisée de reconstruction en tomographie à rayons X avec réduction des artéfacts métalliques

Ce travail porte sur l'imagerie par tomographie à rayons X des vaisseaux périphériques traités par angioplastie avec implantation d'un tuteur endovasculaire métallique. On cherche à détecter le développement de la resténose en mesurant la lumière du vaisseau sanguin imagé. Cette application nécessite la reconstruction d'images de haute résolution. De plus, la présence du tuteur métallique cause l'apparition d'artéfacts qui nuisent à la précision de la mesure dans les images reconstruites dans les appareils tomographiques utilisés en milieu clinique. On propose donc de réaliser la reconstruction à l'aide d'un algorithme axé sur la maximisation pénalisée de la log-vraisemblance conditionnelle de l'image. Cet algorithme est déduit d'un modèle de formation des données qui tient compte de la variation non linéaire de l'atténuation des photons X dans l'objet selon leur énergie, ainsi que du caractère polychromatique du faisceau X. L'algorithme réduit donc effectivement les artéfacts causés spécifiquement par le tuteur métallique. De plus, il peut être configuré de manière à obtenir un compromis satisfaisant entre la résolution de l'image et la variance de l'image reconstruite, selon le niveau de bruit des données. Cette méthode de reconstruction est reconnue pour donner des images d'excellente qualité. Toutefois, le temps de calcul nécessaire à la convergence de cet algorithme est excessivement long. Le but de ce travail est donc de réduire le temps de calcul de cet algorithme de reconstruction itératif. Cette réduction passe par la critique de la formulation du problème et de la méthode de reconstruction, ainsi que par la mise en oeuvre d'approches alternatives.