Recalage et Mosaïques d’Images pour la Microscopie Confocale Fibrée Dynamique In Vivo

La microscopie confocale peut etre adaptee in vivo grâce a l’utilisation de fibres optiques et devrait permettre a terme de realiser des biopsies optiques. Le but de cette these est de depasser les limites materielles de ces instruments grâce au recalage d’images. Ce manuscrit est cadre par l’objectif de proposer, au travers de mosaiques d’images, des biopsies optiques a grand champ. Cette application est consideree comme un systeme qui prendrait en entree des donnees brutes et delivrerait en sortie des mosaiques d’images a grand champ. Nous detaillons les elements critiques du systeme avant d’en presenter la structure complete. Les donnees brutes sont difficiles a interpreter parce que modulees par la structure du reseau de fibres optiques et parce qu’entachees d’artefacts geometriques. Nous montrons qu’une reconstruction en temps reel permet d’obtenir des sequences videos directement interpretables. D’autre part, le mouvement relatif du tissu par rapport a la sonde optique implique qu’il est parfois difficile d’obtenir certaines mesures quantitatives. Nous avons donc attaque le probleme du recalage lineaire d’images. Nous montrons que des outils recents provenant du controle robotique par la vision peuvent surpasser les solutions standards utilisees en analyse d’images biomedicales. L’adequation de ces outils nous a amenes a revisiter le probleme du recalage non-lineaire. En interpretant le recalage non-lineaire comme un probleme d’optimisation sur un groupe de Lie, nous developpons un algorithme rapide de recalage diffeomorphe. Finalement, nous proposons un algorithme robuste de creation de mosaiques d’images. Cet algorithme a ete incorpore dans un essai clinique.