Simulateur de réduction des fractures du bassin Lieu : Laboratoire TIMC-IMAG, Grenoble équipe Gestes Médico-Chirugicaux Assistés par Ordinateur Encadrement : Matthieu Chabanas ([email protected]) Durée: 5 ou 6 mois, au 1er semestre 2015 Indemnisation : 436€ net / mois Le/la candidat(e) devra présenter des compétences parmi : Programmation Orientée Objet (Java/C++), Génie logiciel, Modélisation 3D, Vision par Ordinateur, Simulation biomécanique, Intérêt pour les applications cliniques. Contexte et objectifs Les fractures du cotyle, cavité du bassin accueillant la tête du fémur, résultent généralement d'un polytraumatisme grave. Leur prise en charge est rendue délicate par la multiplicité des types de fractures, leur situation anatomique profonde au sein d'éléments anatomiques vasculo-nerveux, et une procédure chirurgicale difficile et longue avec une courbe d'apprentissage importante. L’objectif de ce stage est de développer une application de simulation de la réduction des fractures du cotyle. Elle permettra au clinicien de mieux appréhender la complexité de la fracture, via une visualisation et une analyse en 3D, et de simuler différentes stratégies de repositionnement des fragments osseux. Le but est d'aider le chirurgien à déterminer la ou les voies d'abord optimales et d'anticiper les difficultés de réduction, afin d’obtenir un meilleur résultat thérapeutique tout en diminuant la durée opératoire. Ce travail sera réalisé en étroite collaboration avec le Dr. Mehdi Boudissa, interne au service de Chirurgie Orthopédique et Traumatologique du CHU de Grenoble, qui réalise en ce moment un Master sur ce thème au sein du laboratoire. Exemple de fracture complexe (image F. De Peretti) Fracture transverse du cotyle : image scanner puis avec superposition d’une reconstruction 3D des fragments osseux. Travail attendu Une première partie du travail portera sur l’application générale, notamment : Comprendre les besoins des cliniciens et établir des spécifications détaillées. Afficher les différents fragments osseux de la fracture, préalablement segmentés à partir de coupes scannographiques, dans une scène 3D et en superposition avec les images scanner. Permettre la manipulation directe des fragments, librement en 3D (translation et rotation) ou avec des contraintes géométriques (appariement de points, symétrie par rapport au côté sain). L’implantation devrait être faite sur la plateforme CamiTK (http://camitk.imag.fr) développée au sein du laboratoire. Il s'agit d'un environnement C++ Open Source, multi-OS, basé sur les libraires Qt, VTK et ITK. Il fournit notamment différentes fonctionnalités de visualisation 2D et 3D, de traitement d'images et de simulation numérique. Certains éléments développés dans le cadre de ce stage pourront être intégrés dans la prochaine version de CamiTK. Le second aspect porte sur la simulation proprement dite d’une procédure chirurgicale : Représenter virtuellement des outils chirurgicaux classiques (Daviers, Vis de Schanz, etc.) et proposer une interface intuitive permettant de simuler leur utilisation. Simuler les déplacements des fragments osseux en réponse aux actions des outils du chirurgien. Ceci sera réalisé à l’aide d’un modèle biomécanique considérant les fragments osseux comme des corps rigides, soumis à différentes forces (outils, système musculaire, …) et en intégrant les contacts entre structures. Le moteur de simulation sera la plateforme Artisynth (www.artisynth.org), écrite en Java mais directement interfaçable depuis l’application développée. Ce travail fait suite à un prototype évalué dans le cadre d’un projet IRL d’un étudiant de 2ème année Ensimag en 2013 : https://ensiwiki.ensimag.fr/index.php/Hadrien_OLIVERI:_R%C3%A9duction_virtuelle_des_fractures_du_cotyle Selon l’avancement et les envies du/de la candidat(e), d’autres aspects plus exploratoires de ce projet pourront être abordés, par exemple : Réduction de la visibilité de la scène en cohérence avec les abords opératoire réels (graphisme), Segmentation des images médicales, Classification semi-automatique des types de fractures, … Réduction d’une fracture à l’aide d’un Davier (image F. De Peretti) Simulation de la réduction à l’aide d’un modèle biomécanique, sur la plateforme Artisynth.
© Copyright 2024 ExpyDoc
