Simulation biomécanique de la descente foetale sans trajectoire théorique imposée

A l'heure actuelle, le geste médical de l'accouchement est appris par les obstétriciens en réalisant de réels accouchements sous l'oeil attentif d'un expert. Ce geste devient plus compliqué lors des accouchements instrumentés, c'est-à-dire nécessitant l'utilisation de forceps ou de ventouses. L'utilisation d'un simulateur d'accouchement polyvalent prenant en compte différents cas anatomiques et pathologiques permettrait ainsi de compléter la formation des obstétriciens en améliorant la prise en charge de la parturiente. La réalisation d'un tel outil d'apprentissage peut reposer sur une partie logicielle, permettant la visualisation du comportement du foetus en interaction avec les organes de la parturiente (utérus, abdomen, bassin mou et osseux), et le calcul des efforts produits. Notons qu'en dehors des simulateurs basés sur un mannequin robotisé, qui sont disponibles dans le commerce, très peu d'outils de formation basés sur le calcul numérique des efforts produits ont été élaborés. Et malheureusement, tous ces simulateurs évaluent les forces d'expulsion de l'accouchement en imposant une trajectoire foetale pré-calculée. Ils ont ainsi des possibilités assez limitées et ne répondent pas aux exigences de polyvalence décrites ci-dessus. Par ailleurs, de nombreux travaux de recherches visent à simuler avec précision les effets de l'accouchement sur le dysfonctionnement du plancher pelvien et sur le prolapsus des organes, en se concentrant notamment sur les dommages causés aux muscles releveurs de l'anus. Mais ces modèles basés sur la méthode des éléments finis, ne prennent pas en considération l'ensemble des organes pelviens impliqués dans le processus de l'accouchement. Pour concilier l'exactitude des résultats et des temps de calcul interactifs, nous proposons une approche qui se situe entre les deux classes de travaux décrits ci-dessus afin d'effectuer une simulation réaliste de la descente du foetus au cours de l'accouchement. Dans cet article nous présentons la première étape de ce travail en mettant l'accent sur la modélisation géométrique et biomécanique des principaux organes impliqués. A ce stade, afin de vérifier l'exactitude de notre hypothèse, nous utilisons la méthode des éléments finis, en raison de sa fiabilité, sa précision et sa stabilité. La prochaine étape de notre travail portera sur l'optimisation de la simulation numérique pour obtenir du temps interactif afin de permettre son couplage avec un dispositif haptique

Non-random, individual-specific methylation profiles are present at the sixth CTCF binding site in the human H19/IGF2 imprinting control region

Expression of imprinted genes is classically associated with differential methylation of specific CpG-rich DNA regions (DMRs). The H19/IGF2 locus is considered a paradigm for epigenetic regulation. In mice, as in humans, the essential H19 DMR—target of the CTCF insulator—is located between the two genes. Here, we performed a pyrosequencing-based quantitative analysis of its CpG methylation in normal human tissues. The quantitative analysis of the methylation level in the H19 DMR revealed three unexpected discrete, individual-specific methylation states. This epigenetic polymorphism was confined to the sixth CTCF binding site while a unique median-methylated profile was found at the third CTCF binding site as well as in the H19 promoter. Monoallelic expression of H19 and IGF2 was maintained independently of the methylation status at the sixth CTCF binding site and the IGF2 DMR2 displayed a median-methylated profile in all individuals and tissues analyzed. Interestingly, the methylation profile was genetically transmitted. Transgenerational inheritance of the H19 methylation profile was compatible with a simple model involving one gene with three alleles. The existence of three individual-specific epigenotypes in the H19 DMR in a non-pathological situation means it is important to reconsider the diagnostic value and functional importance of the sixth CTCF binding site

Simulation biomécanique de la descente foetale sans trajectoire théorique imposée

A l'heure actuelle, le geste médical de l'accouchement est appris par les obstétriciens en réalisant de réels accouchements sous l'oeil attentif d'un expert. Ce geste devient plus compliqué lors des accouchements instrumentés, c'est-à-dire nécessitant l'utilisation de forceps ou de ventouses. L'utilisation d'un simulateur d'accouchement polyvalent prenant en compte différents cas anatomiques et pathologiques permettrait ainsi de compléter la formation des obstétriciens en améliorant la prise en charge de la parturiente. La réalisation d'un tel outil d'apprentissage peut reposer sur une partie logicielle, permettant la visualisation du comportement du foetus en interaction avec les organes de la parturiente (utérus, abdomen, bassin mou et osseux), et le calcul des efforts produits. Notons qu'en dehors des simulateurs basés sur un mannequin robotisé, qui sont disponibles dans le commerce, très peu d'outils de formation basés sur le calcul numérique des efforts produits ont été élaborés. Et malheureusement, tous ces simulateurs évaluent les forces d'expulsion de l'accouchement en imposant une trajectoire foetale pré-calculée. Ils ont ainsi des possibilités assez limitées et ne répondent pas aux exigences de polyvalence décrites ci-dessus. Par ailleurs, de nombreux travaux de recherches visent à simuler avec précision les effets de l'accouchement sur le dysfonctionnement du plancher pelvien et sur le prolapsus des organes, en se concentrant notamment sur les dommages causés aux muscles releveurs de l'anus. Mais ces modèles basés sur la méthode des éléments finis, ne prennent pas en considération l'ensemble des organes pelviens impliqués dans le processus de l'accouchement. Pour concilier l'exactitude des résultats et des temps de calcul interactifs, nous proposons une approche qui se situe entre les deux classes de travaux décrits ci-dessus afin d'effectuer une simulation réaliste de la descente du foetus au cours de l'accouchement. Dans cet article nous présentons la première étape de ce travail en mettant l'accent sur la modélisation géométrique et biomécanique des principaux organes impliqués. A ce stade, afin de vérifier l'exactitude de notre hypothèse, nous utilisons la méthode des éléments finis, en raison de sa fiabilité, sa précision et sa stabilité. La prochaine étape de notre travail portera sur l'optimisation de la simulation numérique pour obtenir du temps interactif afin de permettre son couplage avec un dispositif haptique

Segmentation of embryonic and fetal 3D ultrasound images based on pixel intensity distributions and shape priors

International audience<p>This paper presents a novel variational segmentation framework combiningshape priors and parametric intensity distribution modeling for extractingthe fetal envelope on 3D obstetric ultrasound images. To overcome issuesrelated to poor image quality and missing boundaries, we inject three types ofinformation in the segmentation process: tissue-specic parametric modelingof pixel intensities, a shape prior for the fetal envelope and a shape modelof the fetus' back. The shape prior is encoded with Legendre moments andused to constraint the evolution of a level-set function. The back model isused to post-process the segmented fetal envelope. Results are presentedon 3D ultrasound data and compared to a set of manual segmentations.The robustness of the algorithm is studied, and both visual and quantitativecomparisons show satisfactory results obtained by the proposed method onthe tested dataset.</p

Biomechanical simulation of the fetal descent without imposed theoretical trajectory

International audienceThe medical training concerning childbirth for young obstetricians involves performing real deliveries, under supervision. This medical procedure becomes more complicated when instrumented deliveries requiring the use of forceps or suction cups become necessary. For this reason, the use of a versatile, configurable childbirth simulator, taking into account different anatomical and pathological cases, would provide an important benefit in the training of obstetricians, and improve medical procedures. The production of this type of simulator should be generally based on a computerized birth simulation, enabling the computation of the reproductive organs deformation of the parturient woman and fetal interactions as well as the calculation of efforts produced during the second stage of labor. In this paper, we present a geometrical and biomechanical modeling of the main parturient's organs involved in the birth process, interacting with the fetus. Instead of searching for absolute precision, we search to find a good compromise between accuracy and model complexity. At this stage, to verify the correctness of our hypothesis, we use finite element analysis because of its reliability, precision and stability. Moreover, our study improves the previous work carried out on childbirth simulators because: (a) our childbirth model takes into account all the major organs involved in birth process, thus potentially enabling different childbirth scenarios; (b) fetal head is not treated as a rigid body and its motion is computed by taking into account realistic boundary conditions, i.e. we do not impose a pre-computed fetal trajectory; (c) we take into account the cyclic uterine contractions as well as voluntary efforts produced by the muscles of the abdomen; (d) a slight pressure is added inside the abdomen, representing the residual muscle tone. The next stage of our work will concern the optimization of our numerical resolution approach to obtain interactive time simulation, enabling it to be coupled to our haptic device

Automatic segmentation of ante-natal 3D ultrasound images

International audience<p>The development of 3D ultrasonic probes and 3D ultrasound imaging offersnew functionalities that call for specific image processingdevelopments. In this paper, we propose an original method for thesegmentationof the utero-fetal unit (UFU) from 3D ultrasound (3DUS) volumes, acquired during the first trimester of gestation.UFU segmentation is required for a number of tasks, such as precise organ delineation, 3D modeling, quantitative measurements and evaluation of the clinical impact of 3D imaging.The segmentation problem is formulated as the optimization of a partition of theimage into two classes of tissues: the amniotic fluid and the fetaltissues. A Bayesian formulation of the partition problem integrates statistical models of theintensity distributions in each tissue class as homogeneity constraints and regularity constraints on the contours.An energy functional is minimized using a level set implementation of a deformable model to identify the optimal partition. We propose to combine Rayleigh, Normal, Exponential and Gamma distribution models to compute the region homogeneity constraints.We tested the segmentation method on a database of 19 ante-natal 3DUS images. Promising results wereobtained, showing the flexibility of the level set formulation and the interest of learning the most appropriatestatistical models according to the idiosyncrasies of the data and the tissues. The segmentation method was shown to be robust to different types of initialization and to provide accurate results, with an average overlap measure of 0.89 when comparing with manual segmentations.</p

Segmentation of fetal envelope from 3D Ultrasound images based on pixel intensity statistical distribution and shape priors

International audienc

Customized versus population-based birth weight standards for identifying growth restricted infants: A French multicenter study

International audienceThis study was undertaken to describe the characteristics of pregnancies according to a customized definition of fetal growth restriction and to determine the association between customized standards and adverse pregnancy outcomes

Conservative Management of an Advanced Abdominal Pregnancy at 22 Weeks

Abstract Objective We report an uneventful conservative approach of an advanced abdominal pregnancy discovered at 22 weeks of gestation. Study Design This study is a case report. Results Attempting to extend gestation of an advanced abdominal pregnancy is not a common strategy and is widely questioned. According to the couple's request, the management consisted in continuous hospitalization, regular ultrasound scan, and antenatal corticosteroids. While the woman remained asymptomatic, surgery was planned at 32 weeks, leading to the birth of a preterm child without any long-term complications. Placenta was left in situ with a prophylactic embolization, and its resorption was monitored. Conclusion Depending on multidisciplinary cares and agreement of the parents, when late discovered, prolonging advanced abdominal pregnancy appears to be a reasonable option