Analyse de cartes de profondeur pour la navigation active dans un volume image

Nous proposons une méthode de navigation automatique d'un endoscope virtuel à l'intérieur d'un volume image. Cette navigation est basée sur la vision, la décision de déplacement repose sur une perception locale des configurations spatiales sans traitement préalable (segmentation, modélisation) du volume. En effet nous privilégions ici une analyse de l'image -obtenue par lancer de rayons- à partir de sa carte de profondeur. De ce traitement nous obtenons la détection automatique des branchements et une information structurelle sur la scène observée

A 3D discrete model of the diaphragm and human trunk

In this paper, a 3D discrete model is presented to model the movements of the trunk during breathing. In this model, objects are represented by physical particles on their contours. A simple notion of force generated by a linear actuator allows the model to create forces on each particle by way of a geometrical attractor. Tissue elasticity and contractility are modeled by local shape memory and muscular fibers attractors. A specific dynamic MRI study was used to build a simple trunk model comprised of by three compartments: lungs, diaphragm and abdomen. This model was registered on the real geometry. Simulation results were compared qualitatively as well as quantitatively to the experimental data, in terms of volume and geometry. A good correlation was obtained between the model and the real data. Thanks to this model, pathology such as hemidiaphragm paralysis can also be simulated.Comment: published in: "Lung Modelling", France (2006

Application de la navigation active à la caractérisation automatique de structures anatomiques

Les volumes tridimensionnels obtenus par scanner hélicoïdal ou IRM permettent de se déplacer virtuellement à l'intérieur de structures anatomiques et de les observer. Nous proposons une nouvelle méthode pour guider la planification de trajectoires grâce à l'interprétation locale des images pendant la navigation à l'intérieur des cavités d'une structure anatomique et ce sans prétraitement sur le volume initial. Le capteur virtuel construit un modèle de la scène inconnue grâce à l'analyse de l'image. Cette exploration autorise la caractérisation quantitative et qualitative de la structure anatomique ce qui est fondamental dans cette nouvelle application de l'endoscopie virtuelle qui concerne la chirurgie vasculaire. Nous reportons en particulier les résultats obtenus sur des images volumiques de fantômes et de patients acquises par scanner hélicoïdal en conditions cliniques

Un modèle de thorax respirant pour l'évaluation d'algorithmes de reconstruction d'organes en mouvement par tomographie virtuelle

Nous proposons un système de tomographie dynamique et virtuel du thorax destiné à mettre en évidence l'effet du mouvement respiratoire sur la reconstruction de coupes. Ce système est basé sur un modèle anatomique des structures du thorax animé de manière réaliste à partir de fonctions de déformation volumiques dites de forme libre. Des projections X sont simulées à partir de ce modèle dynamique dans des configurations conformes à celles utilisées sur les tomographes dynamiques. La reconstruction à partir des projections montre l'impact du mouvement respiratoire sur la qualité des coupes reconstruites

Simulation of Endoscopic Surgery

International audienceThis paper describes preliminary work on virtual reality technology applied to liver surgery and proposes several enhancements leading towards realistic surgical simulation. We have built a realistic model of the liver, including the capsule and the four internal arborescences, from a complete set of slice images. A linear elastic biomechanical model was computed using a finite elements method (FEM). This task was performed off line, by pre-computing all possible deformations and force reactions. This approach allows real-time interaction during the simulation. The user interaction is effected by a set of mechanical devices, representing laparoscopic instruments. This haptic interface allows the surgeon to feel the contact forces exerted by the virtual deformable liver-model. The main medical applications of the simulator are in surgical planning, teaching and training. The combination of surgical planning and simulation will lead to improved intervention efficiency and optimal care delivery