Physique de l'imagerie médicale

Compétences requises

Biophysique, formation des images (reconstruction tomographique), traitement des images (filtre d’image, transformée de Fourier), principes de base de la propagation des ondes, régime sinusoïdal, spectre en fréquence, convertisseur analogique numérique.

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Biophysics, image reconstruction (tomography), image processing (image filter, Fourier Transform), basics of wave propagation, sinusoidal mode, frequency spectrum, Analogic-numerical converter.

Compétences visées

Connaître les principes physiques régissant l’acquisition de l’image médicale en IRM, médecine nucléaire et imagerie optique
Connaître le mode de reconstruction de l’image médicale dans ces modalités
Connaître les spécificités de chacune de ces modalités d’imagerie
-    En terme d’instrumentation
-    En terme d’origine du signal représenté et de contraste
-    Afin de choisir la plus appropriée à une problématique donnée

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The goals of this lecture are to:
- be able to describe the physical principles allowing the acquisition of medical images in MRI, nuclear medicine and optical imaging
- know the principle of image reconstruction for these imaging modalities

After this lecture, the student will be able to:
Describe the origin of the measured signal and contrast for each imaging modality
Know the hardware and mathematical transforms required for each imaging modality
Choose the most appropriate imaging modality for a given problem

Syllabus

- Image médicale numérique (1 CM - 1 TD) : historique, image numérique, notion de fenêtrage, visualisation des images médicales, notions sur PACS et DICOM, fantôme de test / calibration
- IRM (Imagerie par Résonance Magnétique, 2 CM - 2 TD) : signal RMN, contraste des images, séquences de base, encodage spatial, plan de Fourier, description de l’instrumentation
- Imagerie optique (2 CM - 2 TD) : Bases physiques : absorption, diffusion, fluorescence.  Propriétés optiques des tissus. Modèles de propagation de la lumière. Méthodes d’imagerie optique : imagerie optique diffuse endogène et de fluorescence.
- Médecine nucléaire (1 CM - 1 TD): transformations radioactives, radiotraceurs, SPECT et TEP, algorithmes itératifs en médecine nucléaire.

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- Numerical medical image (1 CM - 1 TD):  brief historical background, numerical image, windowing, viewing medical images, introduction to PACS and DICOM, test/calibration phantom
- MRI (Magnetic Resonance Imaging, 2 CM - 2 TD) : NMR signal, contrast, basic pulse sequences, spatial encoding, k-space, hardware
- Optical Imaging (2 CM - 2 TD) : Basics of contrast: absorption, scattering, fluorescence. Optical properties of tissues. Optical imaging methods: diffuse optical imaging (endogenous and fluorescence).
- Nuclear Medicine (1 CM - 1 TD): radioactive decay, radiotracers, SPECT and PET ; iterative methods in nuclear medicine.

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