Quantitative evaluation of fibroglandular tissue for estimation of tissue-differentiated absorbed energy in breast tomosynthesis - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 2014

Quantitative evaluation of fibroglandular tissue for estimation of tissue-differentiated absorbed energy in breast tomosynthesis

Evaluation quantitative de tissu fibroglandulaire pour l'estimation de l'énergie absorbée différenciée par tissu en tomosynthèse du sein

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Abstract

In this research project the main goals were a) to implement a method for the computation of the volumetric breast density (VBD), and b) to propose an improved quantity for the assessment of individual radiation-induced risk, in particular during mammography, together with a method to quantify it. The breast density is known as a breast cancer risk factor. The objective quantification of the volumetric breast density was developed, based on already published methods, and improved. The method was implemented for two mammography systems. It is based on the calibration of the mammography system acquisition chain with breast equivalent phantoms and computes a breast density map. Our most important contribution resides in a new validation method applicable to any VBD computation, consisting in comparing its results with the VBD obtained from a thorax CT examination for the same patient. This validation method was applied to our VBD computation. We found an average deviation between mammography and CT of less than 10%. Our results are comparable to the state-of-the-art results for other validation methods. For the individual radiation risk, we proposed to replace the average glandular dose by the imparted energy, which depends on the quantity and distribution of the glandular tissue, which is the tissue at risk. The volumetric imparted energy is computed from Monte Carlo simulations. The VBD, computed for the 0° projection of tomosynthesis exams, helps us to localize the glandular tissue and to attribute the imparted energy to the different tissues. A proposition was implemented for geometric phantoms, a textured phantom and a patient case.
Cette thèse avait deux buts principaux : a) l'implémentation et l'amélioration d'une méthode de calcul de densité volumique du sein (VBD), et b) la proposition d'une mesure d'irradiation utilisable pour l'évaluation du risque individuel en mammographie avec une méthode pour l'estimer. La densité du sein est connue comme indicateur de risque du cancer. Une méthode de quantification objective de la VBD a été développée, à partir d'approches existantes, et améliorée. La méthode a été implémentée pour deux systèmes de mammographie. Elle repose sur l'étalonnage du système de mammographie et la chaîne d'acquisition avec des fantômes équivalents aux tissus mammaires. Une carte de densité est calculée.La contribution majeure de la thèse consiste en une nouvelle méthode de validation, applicable à tout calcul de VBD d'image de mammographie. Elle consiste à comparer les résultats aux valeurs de densité obtenues par des scanners thoraciques pour la même patiente. Cette validation a été appliquée à notre méthode de calcul et nous avons trouvé 10% d'écart moyen entre les deux méthodes, ce qui est comparable aux résultats de l'état de l'art. Pour le risque d'irradiation individuel, nous proposons de remplacer la dose glandulaire moyenne par l'énergie déposée, qui dépend de la quantité et de la distribution du tissu glandulaire, qui est le tissu à risque. L'énergie volumique déposée est calculée par simulation de Monte Carlo. Le VBD, calculé pour l'image de projection à 0° en tomosynthèse, aide à localiser le tissu glandulaire et à attribuer l'énergie déposée dans les tissus différents. Une proposition a été faite pour des fantômes géométriques, un fantôme texturé et un cas de patiente
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Dates and versions

tel-01397370 , version 1 (15-11-2016)

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  • HAL Id : tel-01397370 , version 1

Cite

Nausikaa Geeraert. Quantitative evaluation of fibroglandular tissue for estimation of tissue-differentiated absorbed energy in breast tomosynthesis. Signal and Image processing. Télécom ParisTech; Katholieke universiteit te Leuven (1970-..), 2014. English. ⟨NNT : 2014ENST0060⟩. ⟨tel-01397370⟩
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