Plate-forme d'imagerie virtuelle – VIP

La simulation d'images médicales est désormais un outil essentiel pour améliorer la compréhension des phénomènes biologiques, le diagnostic des pathologies et leur traitement. La disponibilité à grande échelle d'images médicales simulées améliorerait notablement la conception de nouvelles techniques d'imagerie, le développement de modèles physiologiques réalistes et la validation des procédures d'analyse d'images. Néanmoins, l'utilisation des simulateurs reste complexe, nécessite des compétences techniques importantes et un accès à des ressources de calcul pour permettre (i) la compatibilité entre les simulateurs et les modèles d'organes, (ii) l'interopérabilité entre simulateurs et (iii) le calcul de simulations réalistes en un temps raisonnable. En pratique, les problèmes d'interopérabilité rendent la simulation multi-modale très difficile et simuler des acquisitions telles que le cœur en mouvement nécessite environ un mois de temps CPU. La plate-forme d'imagerie virtuelle (VIP) propose de développer un environnement permettant la simulation d'images médicales multi-modalités, multi-organes et dynamiques (4D). Notre plate-forme intégrera des simulateurs de référence pour les 4 modalités principales (IRM, US, TEP et CT) en adressant les problèmes d'interopérabilité, de compatibilité avec les modèles et en fournissant un accès transparent à des ressources de calcul et de stockage. Pour traiter les problèmes d'interopérabilité, nous expliciterons la sémantique des modèles et des outils de simulation à l'aide d'annotations faisant référence à un ensemble cohérent d'ontologies décrivant les modèles d'organes, les processus de simulation, les outils de simulation et les images simulées. Les annuaires et interfaces logicielles associées faciliteront la définition d'expériences de simulation et fourniront une assistance à l'intégration de nouveaux simulateurs et modèles d'organes. Pour répondre aux besoins en calcul, VIP propose de développer un environnement d'exécution multi-plateforme permettant d'exploiter à la fois des ressources locales (grappes et serveurs de calcul) et des grilles de calcul. Néanmoins, aucune opération de parallélisation des codes n'est envisagée : l'accélération sera produite principalement par une exploitation du parallélisme de donnée s'exprimant naturellement dans les simulations. Pour garantir l'adéquation de l'environnement produit avec les besoins des développeurs de séquences d'imagerie, des concepteurs de modèles et des traiteurs d'image, VIP inclut une forte composante applicative. En particulier, 4 applications seront exploitées pour démontrer cette adéquation, à savoir (1) la validation du simulateur CT SINDBAD, (2) le développement d'une nouvelle séquence US pour la détection de mouvement, (3) la modélisation du processus d'inflammation à partir d'images IRM et (4) l'évaluation de méthodes de segmentation cardiaque à partir d'images multi-modalité. VIP est conçu comme un projet de recherche industrielle. Il inclut deux partenaires industriels rassemblant 30% de la main d'œuvre totale. Il produira un logiciel exploitable par la communauté académique dès la fin du projet et des débouchés commerciaux sont envisagés quelques années après son terme