Wednesday, 17 January 2018

MFE 2012-2013

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Contents

Modélisation 3D à partir d'images. (Alessandro Fontana)

Description :

L'utilisation de scanners 3D étant coûteuse, la photogrammétrie est de plus en plus utilisée pour modéliser en 3D des objets, des bâtiments ou des sites.

Des logiciels ont été développés dans des universités pour générer un nuage de points 3D colorés à partir d'images, puis pour reconstruire une surface 3D (exemple : //grail.cs.washington.edu/software/pmvs/). D'autre part, l'apparition de drônes 3D bon marché équipés de caméras permet d'obtenir facilement un grand nombre d'images d'un site.

Le but du mémoire est d'efectuer un état de l'art des logiciels existants et de mettre en oeuvre une solution complète (logicielle + matérielle) effectuant l'acquisition des données et leur traitement pour obtenir un modèle 3D texturé et sans trous d'un objet ou d'un site.

Contacts :Nadine Warzée (nawarzee_AT_ulb.ac.be), Rudy Ercek (rercek_AT_ulb.ac.be), Arnaud Schenkel (aschenke_AT_ulb.ac.be)

Status

attribué à Alessandro Fontana

Amélioration de la structure des complexes d’aiguillages. (libre)

Description :

A l’entrée des gares, les trains sont dirigés vers les quais en passant par des complexes d’aiguillages. Ceux-ci agissent comme des échangeurs routiers ou des centraux téléphoniques et sont établis sur base d’exigences d’exploitation à chaque fois spécifiques.

Ces ensembles peuvent compter chacun plus de 100 aiguillages. Infrabel, gestionnaire de l’infrastructure ferroviaire belge, cherche à réduire progressivement ce nombre, à en simplifier la structure et ainsi à en réduire les coûts d’établissement et de maintenance.

Pour rencontrer cet objectif, des outils informatiques seront développés pour étudier de manière approfondie l’exploitation et la circulation des trains dans ces ensembles, pour mieux évaluer leur disponibilité et pour produire des schémas alternatifs améliorant leur performance globale.

Ce travail d’analyse et de développement informatique sera réalisé en collaboration avec la Direction Infrastructure d’Infrabel, service Signalisation.

Contacts :Louis Brabant (louis.brabant_AT_INFRABEL.BE), Dominique Buset (dbuset_AT_ulb.ac.be), Nadine Warzée (nawarzee_AT_ulb.ac.be)

Status

libre

Conception / adaptation d’un logiciel de gestion de l’information sanitaire à destination des services de santé des pays en développement. (Hortense Maskens)

Description :
Contexte

Début des années 90, afin de soutenir le fonctionnement du système d’informations sanitaires de trois zones de santé en République démocratique du Congo, un logiciel, appelé GESIS, a été développé par l’ONG CEMUBAC de l’ULB (voir http://www.cemubac.org/) en collaboration avec AEDES (voir http://www.aedes.be/view/fr/Presentation.html). Ce logiciel a été conçu pour permettre à des personnes ayant des compétences très limitées en informatique de saisir et d’analyser les données d’activités produites par les structures de santé. Après de multiples évolutions et adaptations, ce logiciel a été utilisé et est encore utilisé, à des niveaux divers, dans différents pays d’Afrique. Il est aujourd’hui notamment utilisé au niveau national à Madagascar et au Burundi. Il est installé progressivement sur l’ensemble des provinces de la République du Congo (voir fiche descriptive en annexe).

Le logiciel GESIS a, afin de faciliter un transfert technologique vers des informaticiens locaux, été développé en ACCESS. Régulièrement, les adaptations nécessaires ont été faites pour lui permettre de suivre l’évolution de Microsoft mais GESIS commence à souffrir des choix techniques faits il y a plus de 20 ans. Une révision de l’analyse et une réécriture complète du logiciel s’impose. Objectifs

Elaborer une nouvelle version du logiciel GESIS en répondant aux contraintes d’utilisation liées au contexte des pays en développement, en permettant un transfert aisé de la maintenance et du développement du logiciel vers des informaticiens nationaux et en intégrant, dans la mesure du possible, les évolutions technologiques. Description du travail demandé

Le logiciel GESIS existant ainsi que ses manuels d’utilisation et de programmation seront mis à disposition. Des séances de travail avec le responsable du développement de GESIS pourront être organisées afin de définir les forces et les faiblesses du logiciel. Des séances de travail avec des acteurs de terrain permettront de se familiariser avec les contraintes d’utilisation du logiciel rencontrées sur le terrain telles que les compétences des utilisateurs, le matériel disponible, l’environnement, etc.

Sur base de l’analyse effectuée, un cahier des charges sera élaboré. Dans la mesure du possible, afin de gagner du temps, il pourra être élaboré en faisant référence au GESIS existant (ce qu’on garde, ce qu’on change) sans devoir tout réécrire. Le cahier des charges précisera un ordre de priorité pour les développements futurs. Sur base du cahier des charges et des contraintes, différentes pistes techniques pourront être envisagées. Leurs avantages et inconvénients devront être analysés. La piste « ACCESS » ne devra pas obligatoirement être écartée et doit pouvoir être analysée avec objectivité.

Développement de l’application sur base du cahier des charges.

Si l’application développée est opérationnelle, un séjour sur le terrain est prévu pour mettre en place le système, former les partenaires et permettre une première évaluation. Collaborations

Ce travail sera réalisé en partenariat avec la CODEPO et le CEMUBAC.

Contacts :Antoine Nonclercq (anoncler_AT_ulb.ac.be), Nadine Warzée (nawarzee_AT_ulb.ac.be), Alain Wodon (CEMUBAC) (alain.wodon_AT_cemubac.org)

Status

attribué à Hortense Maskens

Organisation du dossier familial au sein d’un centre de santé de référence en RDC. (Fabian Janssens)

Description :

Contexte

Pour faire face à la piètre qualité de l’offre de soins dans la ville de Kinshasa, la MECRECO, mutuelle d’épargne et de crédit active sur l’ensemble de la RDC, désire mettre en place un centre de santé de bon niveau capable de répondre efficacement aux principaux besoins de santé de ses membres. Ce centre répondra aux principes d’organisation des soins de santé primaires et offrira aux membres et à leurs familles une prise en charge globale couvrant les soins préventifs et les soins curatifs de premier niveau. Pour les soins curatifs plus complexes, les patients seront référés vers une structure hospitalière plus développée. Un des éléments clés d’une bonne prise en charge globale des patients est la mise en place d’un dossier familial permettant de suivre l’évolution de l’état de santé de tous les membres d’une même famille. L’expérience montre que cette mise en place est assez complexe et doit faire face à de multiples problèmes. La reconnaissance des membres de la famille qui ont droit à des soins gratuits est déjà un problème non trivial. Des dossiers exclusivement papier ne sont pas gérables. Une informatisation complète n’est pas imaginable. Des solutions alternatives doivent être trouvées. Objectifs

Proposer l’architecture du système d’information du centre de santé, adaptée aux conditions locales, permettant la tenue et l’utilisation des dossiers familiaux et répondant aux besoins quotidiens du personnel. Description du travail demandé

Un voyage sur place devra permettre d’analyser l’organisation de la structure, de préciser le contenu de la demande et d’identifier les contraintes à prendre en compte. Sur base de l’analyse, un cahier des charges complet de la demande sera élaboré.

Un plan du circuit de l’information devra être proposé. Il décrira toutes les étapes de collecte et de traitement de l’information depuis le moment de l’inscription d’un patient jusqu’au stockage final de l’information. Le design des différents supports devra être décrit précisément qu’il s’agisse des supports « papier » (fiche, registre, bon…) ou des supports informatiques.

En fonction des besoins et des contraintes identifiées, les meilleurs choix techniques devront être proposés. Les questions suivantes sont parmi celles qui devront trouver réponse :

• Comment identifier les patients et les associer au dossier familial ?

• Comment intégrer l’outil informatique dans le système sans en paralyser tout le fonctionnement en cas de panne ?

• Comment assurer la maintenance et l’évolutivité du système ?

Les premiers éléments du système informatique proposé seront développés. Collaborations : Ce travail sera réalisé en partenariat avec la CODEPO et le CEMUBAC.

Contacts :Antoine Nonclercq (anoncler_AT_ulb.ac.be), Nadine Warzée (nawarzee_AT_ulb.ac.be), Alain Wodon (CEMUBAC) (alain.wodon_AT_cemubac.org)

Status

attribué à Fabian Janssens


Comparaison de critères de sélection de variables quantitatives dans les algorithmes d'arbre de décision/classification. (libre)

Description :
Ce travail consiste à étudier les méthodes actuelles de construction d'arbre de décision en classification supervisée en se focalisant sur le traitement des variables quantitatives. Des critères prenant en compte les caractéristiques des distributions statistiques des valeurs, ainsi que la notion de marge maximale, seront mis en oeuvre et comparés sur des bases de données artificielles et réelles.

Pré-requis: analyse de données multivariées, notions de classification supervisée, notions de programmation

Contacts :Christine Decaestecker (cdecaes_AT_ulb.ac.be)

Status

libre


Développement d'un système d'analyse d'images échographiques des structures intramusculaires. (Yves-Remi Van Eycke <yveycke_AT_ulb.ac.be>)

Description :
Dans le cadre d'un projet visant à comprendre et minimiser l'augmentation du risque de chute chez les seniors, différentes mesures biomédicales sont réalisées lors de tests d'équilibre chez des patients âgés. Une partie de ces mesures concernent l'enregistrement d'images échographiques des muscles de la jambe sous forme de petites vidéos permettant de suivre les mouvements des structures intramusculaires au cours des tests d'équilibre. L'une des difficultés est de pouvoir analyser en continu les mouvements de ces structures afin d'en extraire les informations les plus pertinentes. Le but de ce mémoire est de développer un programme informatique permettant:

• un traitement de l'image afin d'augmenter la luminance des pixels situés au niveau des structures musculaires à analyser;

• de positionner des marqueurs sur des points particuliers de ces structures (zones cibles);

• de développer un algorithme permettant aux marqueurs de suivre les zones cibles et de calculer l'amplitude de leur déplacements;

Ce programme devra notamment offrir la possibilité de suivre plusieurs marqueurs au cours d'une même séquence d'analyse, de permettre de choisir les durées ainsi que les moments de début et de fin des séquences d'analyse sur base de signaux relatifs au déplacement du centre de masse de la personne.

Le mémoire sera réalisé en collaboration avec le laboratoire de biologie appliquée - Faculté des sciences de la motricité (campus Erasme)

Contacts :Jacques Duchateau (jduchat_AT_ulb.ac.be), Nadine Warzée (nawarzee_AT_ulb.ac.be), Olivier Debeir (odebeir_AT_ulb.ac.be)

Status

attribué à Yves-Remi Van Eycke <yveycke_AT_ulb.ac.be>


Extraction automatique de mesures par compartiment cellulaire à partir d'images de cellules acquises par microscope à fluorescence. (Alaa Hage <Alaa.Hage_AT_ulb.ac.be>)

Description :
Les logiciels de traitement et d'analyse d'image disponibles sur les plateformes de microscopie sont généralement très bien fournis. Cependant, pour certaines applications, les routines proposées sont trop génériques pour être efficaces. Le projet vise à développer un ensemble de routines de base permettant de traiter différents cas de figure rencontrés en recherche. Outre la recherche de l'état de l'art dans le domaine, le travail visera à l'extraction des contours d'intérêt (manuel / semi-automatique ou automatique en fonction de la difficulté des images traitées), l'extraction des attributs descriptifs pour les différentes cellules, et à l'automatisation du processus en vue d'acquérir un grand nombre de données pour un grand nombre d'images. Ce projet sera réalisé en étroite collaboration avec le laboratoire de microscopie à fluorescence (Pr. V. Kruys) du "Center of Microscopy and Medical Imaging" (CMMI). Pré-requis: analyse d'image, programmation (python,C), notions de biologie cellulaire.

Contacts :Olivier Debeir(odebeir_AT_ulb.ac.be), Christine Decaestecker (cdecaes_AT_ulb.ac.be)

Status

attribué à Alaa Hage <Alaa.Hage_AT_ulb.ac.be>


Modélisation spatio-temporelle de la forme des cellules observée in vitro par contraste de phase. (libre)

Description :
Partant de trajectoires et de formes issues de l'analyse d'image, le projet visera à extraire des caractéristiques spatio-temporelle de la forme de cellules pouvant mener à l'identification d'un comportement cellulaire ou d'états particuliers tels qu'ils sont reconnus par les biologistes. Une méthode telle le "particle filter" pourra être envisagée. Pré-requis: analyse d'image, programmation (python,C), notions de biologie cellulaire.

Contacts :Olivier Debeir(odebeir_AT_ulb.ac.be), Christine Decaestecker (cdecaes_AT_ulb.ac.be)

Status

libre

Segmentation hiérarchique d'images obtenues par scanner haute résolution de lames histopathologiques. (libre)

Description :
L'objectif du travail est d'adapter un algorithme basé sur la méthode des "level-sets" afin de traiter des images de très grandes dimensions telles que celles produites par les scanners de lames. Ce projet sera réalisé en étroite collaboration avec le laboratoire DIAPath (Digital Image Analysis in Pathology) du "Center of Microscopy and Medical Imaging" (CMMI, Biopark de Gosselies). Pré-requis: analyse d'image, programmation (python,C).

Contacts :Olivier Debeir(odebeir_AT_ulb.ac.be), Xavier Moles Lopez (xmoleslo_AT_ulb.ac.be), Christine Decaestecker (cdecaes_AT_ulb.ac.be)

Status

libre

Développement d’un système de vision et d’un programme de segmentation de tissu (libre)

Description :
Un des traitements possible de l’obésité morbide consiste à stimuler électriquement l’estomac, ce qui perturbe son activité électrique naturelle, pour induire un sentiment de satiété chez le patient. Dans ce cadre, on est amené à étudier le comportement électrique de l’estomac en simulation. Pour valider les simulations, nous étudions des tranches d’estomac. À cette fin, un système de positionnement rapide et précis des morceaux de tissu est nécessaire pour déplacer le morceau de tissu sur un réseau d’électrodes. Il fera partie d’un dispositif plus complet ayant pour but de mesurer les propriétés électriques du tissu de l’estomac (tenseurs de conductivité équivalent).

Le travail consistera à développer un système de vision pour :

1. Déterminer précisément la forme du morceau de tissu avant son positionnement sur le réseau d’électrode (segmentation de l’image basée sur la texture) ;

2. Localiser initialement ce morceau de tissu par rapport à des repères fixes placés sur le robot de placement pour connaître avec précision sa position et son orientation ;

3. Rechercher des points de repère qui auront été placé préalablement sur ce morceau de tissu et qui serviront à l’étape suivante de l’étude (ces repères seront des injections d’encre de chine)

En effet, les propriétés électriques du tissu que l’on cherche à mesurer sont fonction de la forme du réseau de cellules (cellules interstitielles de Cajal). Une étape de la recherche devrait mener à reproduire cette géométrie particulière par microscopie. Afin de mettre en relation les mesures électriques précédemment effectuées sur le réseau d’électrodes et ce que l’on peut observer par microscopie, il faut être capable de mettre en correspondance les endroits stimulés et les endroits visualisés.

Contacts :Antoine Nonclercq (anoncler_AT_ulb.ac.be), Olivier Debeir(odebeir_AT_ulb.ac.be),Nicolas Julémont (njulemon_AT_ulb.ac.be)

Status

libre

Application de la méthode des particle filter à la segmentation d'images échographiques. (libre)

Description :
Les images échographiques sont caractérisée par un bruit important. Ce bruit rend la segmentation peu aisée. Il existe une méthode, basée sur un modèle, qui optimise ce modèle pour correspondre à une donnée, dans cet exemple il s'agit d'une image bruitée. Le modèle proposé est lié aux structures anatomiques sous-jacentes.

Le travail consistera à développer:

1. mettre en oeuvre un système de filtre à particule et le tester sur des images synthétiques entièrement connues

2. définir un modèle relatif à la zone observée par l'échographie

3. chercher à optimiser le temps de calcul et critiquer la qualité des résultats obtenus

Le mémoire sera réalisé à partir de données fournies par le laboratoire de biologie appliquée - Faculté des sciences de la motricité (campus Erasme)

Contacts :Olivier Debeir (odebeir_AT_ulb.ac.be)

Status

libre

Développement d'un fantôme pour la standardisation de l'imagerie de perfusion (IRM). (libre)

Description :

Le projet consiste à développer une méthode de validation pour l' imagerie de perfusion en résonance magnétique. Dans la littérature on trouve plusieurs publications contradictoires ceci étant dû aux des différentes méthodes de modélisation et de post traitement. Le projet s'inscrira dans le développement d'un fantôme et d'un logiciel pour standardiser la procédure. Le mémoire sera réalisé en collaboration avec l'institut Bordet

Contacts :Olivier Debeir (odebeir_AT_ulb.ac.be), Stylianos Drisis (Stylianos.Drisis_AT_ulb.ac.be)

Status

libre

Moteur de rendu de nuages de points. (Gautier Devuyst <gdevuyst_AT_ulb.ac.be>)

Description :

Les technologies de numérisation produisent des modèles tridimensionnels de tailles de plus en plus grandes, favorisant l'utilisation de nuages de points pour un rendu à l'écran. Par contre, de tels rendus ne donnent pas toujours visuellement de très beaux résultats (vision d'un modèle troué, visibilité de points qui devraient être cachés...). Le projet porte donc sur l'implémentation d'un moteur de rendu de nuages de points sur GPU, permettant d'avoir l'impression d'un modèle complet et lui supprimant les parties normalement cachées.

Contacts :Olivier Debeir (odebeir_AT_ulb.ac.be), Arnaud Schenkel (aschenke_AT_ulb.ac.be)

Status

attribué à Gautier Devuyst <gdevuyst_AT_ulb.ac.be>

Etude de la perfusion et de la fonction hépatique en Imagerie par Résonance magnétique. (libre)

Description :
L'imagerie par résonance magnétique (IRM) est une technique d'imagerie médicale en plein essor. En IRM, outre le diagnostic basé sur le contraste visuel, il est désormais possible de quantifier la fonction des organes en étudiant l'évolution du signal de ceux-ci après l'injection d'un agent de contraste contraste à base de Gadolinium. La distribution de l'agent de contraste définit les fonctions qui sont quantifiées (perfusion, activité cellulaire). Le projet consiste en la réalisation d'un logiciel de traitement d'images qui permettent l'étude de la perfusion et de la fonction des organes. Ces images de résonance magnétique nucléaire sont obtenues sous forme de répétitions dynamiques 2D ou 3D acquises avant et après injection d'un agent de contraste. En particulier la fonction hépatique peut être évaluée en IRM par l'injection intraveineuse d'un agent de contraste (Primovist) qui a la propriété d'être capté par les hépatocytes (50% de la dose administrée) et d'être éliminé par voie biliaire. Le logiciel comprendra un module de réalignement de la suite temporelle d'images permettant éventuellement l'exclusion d'images inutilisables, un module de conversion d'intensité de signal en concentration de Gd ainsi que d'un module uilisant plusieurs modèles pharmacocinétiques qui enfin fourniront les cartes des paramètres de perfusion. Les mesures de ces paramètres se feront également via des régions d'intérêt dessinées par l'utilisateur. Un logiciel prototype qui a été développé pour l'étude de la perfusion du pancréasexiste en Matlab et servira de point de départ au travail. Le logiciel fera l'objet d'une phase de validation sur base de données existantes ou acquises dans ce but. Le travail sera encadré par le Dr Thierry Metens (Physicien à Erasme, Pr Faculté de Médecine ULB) en collaboration avec le Dr M A Bali (Radiologue, Erasme) et le Dr V Denolin (Ingénieur spécialisé chez Philips Healthcare). Le service LISA (Faculté des Sciences Appliquées ULB) mettra à disposition son expertise pour les aspects de programmation. Références Sourbron S Radiology: Volume 263: Number 3—June 2012 Bali MA Radiology. 2011 Nov;261(2):456-66 & Radiology. 2008 Apr;247(1):115-21.

Contacts :Thierry Metens <tmetens_AT_ulb.ac.be>, Vincent Denolin <vincent.denolin_AT_philips.com>, Dr M A Bali (Radiologue, Erasme), Olivier Debeir <odebeir_AT_ulb.ac.be>

Status

libre