Direction de recherche : Bertrand GRANADO, Xavier DRAY

Co-encadrement : PINNA Andrea

Smart Vision Chip pour l'exploration de colon

Le Cancer Colorectal (Colorectal Cancer (CRC)) est le second cancer le plus mortel avec un taux de décès de 47% (880 792 décès en 2018). 96% des cancers colorectaux débutent par l’apparition d’une tumeur (un polype) dans la paroi intestinale du côlon.
Le CRC est un cancer qui se traite bien, avec des rémissions dans 90% des cas à condition qu’il soit détecté tôt. C’est un vrai problème de santé publique où il est nécessaire de mettre en œuvre des politiques de dépistage précoce afin de réduire la mortalité de ce cancer.
La Capsule Endoscopique (CE), a été inventé par Paul Swain en 1990. Il s’agit d’une pilule intégrant une caméra et un système de radio communication que le patient avale. Pendant cette procédure, la capsule transmet les images du tube digestif vers un boîtier externe via une communication radio-fréquence. Une fois toutes les images transmisent, un gastroentérologue les télécharge pour réaliser une analyse visuelle et détecter les anomalies et les tumeurs. À l’aide de ce dispositif les médecins peuvent détecter des polypes, d’au moins 5 mm, avec une sensibilité et une spécificité respectivement de 68,8% et de 81,3%. Cette CE présente quelques limitations et faiblesses liées à la résolution spatiale et temporelle des images, à son autonomie énergétique et au nombre d’images transmises à analyser par le gastroentérologue.
Nous avons étudié la conception d’un système embarqué contenant une chaine de traitement capable de détecter des polypes et intégrée dans une capsule, créant un nouveau dispositif médical : une capsule endoscopique intelligente. Pour réaliser ce dispositif, nous avons pris en compte toutes les contraintes non fonctionnelles liées à l’intégration dans une capsule endoscopique. Ce dispositif doit être un nouvel outil de dépistage précoce des lésions précancéreuses colorectales : les polypes. La première partie de ces travaux de thèse est dédiée au développement d’une chaîne de traitement pour la détection automatique des polypes pouvant être intégrée dans une capsule. La deuxième partie de ces travaux est dédiée à la conception d’un système embarqué intégrable dans la capsule et contenant la partie la plus critique de notre chaîne : la transformée de Hough Les résultats obtenus dans cette thèse sont à l’état de l’art et contribuent au développement de la nouvelle génération de capsule endoscopique. Ils font preuve de la capacité de calcul qu’il est possible d’intégrer efficacement dans un environment très contraint (temps, surface et énergie).

Publications 2017-2021

• 2021
  • O. Chuquimia, B. Granado, X. Dray, A. Pinna : “Hand Crafted Method: ROI Selection and Texture Description”, chapter in Computer-Aided Analysis of Gastrointestinal Videos, pp. 49-58, (Springer International Publishing) (2021)
• 2020
  • O. Chuquimia, A. Pinna, X. Dray, B. Granado : “A Low Power and Real-Time Architecture for Hough Transform Processing Integration in a Full HD-Wireless Capsule Endoscopy”, IEEE Transactions on Biomedical Circuits and Systems, vol. 14 (4), pp. 646-657, (Institute of Electrical and Electronics Engineers) (2020)
• 2019
  • O. Chuquimia Camacho : “Smart Vision Chip pour l’exploration de colon”, soutenance de thèse, soutenance 22/11/2019, direction de recherche Granado, Bertrand Dray, Xavier, co-encadrement : Pinna, Andrea (2019)
  • O. Chuquimia, A. Pinna, X. Dray, B. Granado : “A Real Time Hough Transform Architecture Useable inside a WCE”, 2019 IEEE Biomedical Circuits and Systems Conference (BioCAS), Nara, Japan, pp. 1-4, (IEEE) (2019)
  • O. Chuquimia, A. Pinna, X. Dray, B. Granado : “Polyp follow-Up in an Intelligent Wireless Capsule Endoscopy”, 2019 IEEE Biomedical Circuits and Systems Conference (BioCAS), Nara, Japan, pp. 1-4, (IEEE) (2019)
  • Th. Garbay, O. Chuquimia, A. Pinna, H. Sahbi, X. Dray, B. Granado : “Distilling the knowledge in CNN for WCE screening tool”, 2019 Conference on Design and Architectures for Signal and Image Processing (DASIP), Montreal, Canada, pp. 19-22, (IEEE) (2019)
  • O. Chuquimia, Th. Garbay, W. Xu, A. Pinna, X. Dray, H. Sahbi, B. Granado : “Study to integrate CNN inside a WCE to realize a screening tool”, Journées d'Etude sur la TéléSanté, Paris, France (2019)
• 2018
  • O. Chuquimia, A. Pinna, Ch. Marsala, X. Dray, B. Granado : “FPGA-based Real Time Embedded Hough Transform Architecture for circles detection”, DASIP 2018 - Conference on Design and Architectures for Signal and Image Processing, Porto, Portugal (2018)
  • O. Chuquimia, A. Pinna, X. Dray, B. Granado : “Smart Vision Chip For Colon Exploration”, 13^e Colloque du GDR SoC/SiP 2018, Paris, France (2018)
• 2017
  • O. Chuquimia, A. Pinna, X. Dray, B. Granado : “Polyps Recognition Using Fuzzy Trees”, 12^e Colloque du GDR SoC/SiP 2017, Bordeaux, France (2017)
  • O. Chuquimia, A. Pinna, X. Dray, B. Granado : “Polyps Recognition Using Fuzzy Trees”, BHI-2017 International Conference on Biomedical and Health Informatics, Orlando, FL, United States, pp. 9-12, (IEEE) (2017)