Evaluation of innovative surgical instrument using haptic interface in virtual reality

International audienceNew technologies in HMI (Human Machine Interface) for Virtual reality applications can lead to new and exciting discoveries in many areas such as architechture, medicine, the arts, entertainment which impact upon our day to day lives. There are many different types of virtual reality systems but they all share the same characteristics such as the ability to allow the person to view three-dimensional images.Therefore, manufactured product linked with the use of virtual reality in surgical simulation allows better understanding, better planning and better work. In addition, the HMI for virtual reality supports the practitioner through the stages of diagnosis, therapy, and postoperative monitoring.In the DESTIN (DEsign of Surgical/Technological INnovation) project, researchers propose emulations in an operating room for co-evaluation of innovative products and new adapted surgical procedures. In this paper, we intend to evaluate the usage of the product in a virtual environment using a HMI 3D haptic feedback system. Researchers not only propose a better ergonomic situation of the physician in front of the operating screen, but also increase the performance of the simulator in order to allow the manipulation of the innovative surgical instrument developed. We used virtual reality environment and the manufactured prototype with the aim to validate the new surgical procedure and the innovative designed surgical instrument.Hội nghị toàn quốc lần thứ 2 về Điều khiển và Tự động hoá -VCCA-2013 VCCA-2013 Đánh giá dụng cụ phẩu thuật mới bằng giao diện xúc giác trong thực tế ảo Tóm tắt Những kỹ thuật mới trong giao diện người-máy cho những ứng dụng thực tế ảo có thể dẫn đến những khám phá mới và thú vị trong nhiều lĩnh vực như kiến trúc, y học, nghệ thuật, giải trí và có tác động đến cuộc sống hằng ngày.Có nhiều hệ thống thực tế ảo khác nhau nhưng chúng có cùng điểm chung là khả năng cho phép người sử dụng quan sát những hình ảnh trong không gian ba chiều.Do đó, những sản phẩm được chế tạo gắn liền với việc sử dụng thực tế ảo trong mô phỏng phẫu thuật cho phép người thiết kế hiểu rõ hơn, hoạch định kế hoạch tốt hơn và thực hiện công việc một cách có hiệu quả. Ngoài ra, thực tế ảo còn hỗ trợ các nhà chuyên môn thông qua các giai đoạn chẩn đoán, điều trị, và theo dõi sau phẫu thuật.Trong dự án DESTIN(DEsign of Surgical/Technological INnovation),các nhà nghiên cứu đề xuất các mô phỏng trong một phòng phẫu thuật để đồng đánh giá các sản phẩm mới và phương thức phẫu thuật mới thích ứng.Trong bài báo này, chúng tôi sẽ đánh giá việc sử dụng các sản phẩm đã được thiết kế trong một môi trường ảo bằng việc sử dụng hệ thống thông tin phản hồi xúc giác 3D.Các nhà nghiên cứu không chỉ đề xuất những tư thế làm việc tốt hơn cho bác sĩ phẫu thuật khi luôn ở phía trước màn hình phẫu thuật, mà còn tăng hiệu quả của thiết bị mô phỏng trong việc thao tác với các dụng cụ phẫu thuật đã được phát triển.Chúng tôi đã sử dụng môi trường thực tế ảo và các mẫu vật thử nghiệm đã được chế tạo với mục đích kiểm tra các thủ tục phẫu thuật và dụng cụ phẫu thuật mới. Abstract

Planning acetabular fracture reduction using patient-specific multibody simulation of the hip

International audienceAcetabular fractures are a challenge in orthopedic surgery. Computer-aided solutions were proposed to segment bone fragments, simulate the fracture reduction or design the osteosynthesis fixation plates. This paper addresses the simulation part, which is usually carried out by freely moving bone fragments with six degrees of freedom to reproduce the pre-fracture state. Instead we propose a different paradigm, closer to actual surgeon's requirements: to simulate the surgical procedure itself rather than the desired result. A simple, patient-specific, biomechanical multibody model is proposed, integrating the main ligaments and muscles of the hip joint while accounting for contacts between bone fragments. Main surgical tools and actions can be simulated, such as clamps, Schanz screws or traction of the femur. Simulations are computed interactively, which enables clinicians to evaluate different strategies for an optimal surgical planning. Six retrospective cases were studied, with simple and complex fracture patterns. After interactively building the models from preoperative CT, gestures from the surgical reports were reproduced. Results of the simulations could then be compared with postoperative CT data. A qualitative study shows the model behavior is excellent and the simulated reductions fit the observed data. A more quantitative analysis is currently being completed. Two cases are particularly significant, for which the surgical reduction actually failed. Simulations show it was indeed not possible to reduce these fractures with the chosen approach. Had our simulator being used, a better planning may have avoided a second surgery to these patients

Pre-operative planning in acetabular surgery: the first patient-specific biomechanical model

International audienc

South-polar features on Venus similar to those near the north pole

Venus has no seasons, slow rotation and a very massive atmosphere, which is mainly carbon dioxide with clouds primarily of sulphuric acid droplets. Infrared observations by previous missions to Venus revealed a bright 'dipole' feature surrounded by a cold 'collar' at its north pole (1–4). The polar dipole is a 'double-eye' feature at the centre of a vast vortex that rotates around the pole, and is possibly associated with rapid downwelling. The polar cold collar is a wide, shallow river of cold air that circulates around the polar vortex. One outstanding question has been whether the global circulation was symmetric, such that a dipole feature existed at the south pole. Here we report observations of Venus' south-polar region, where we have seen clouds with morphology much like those around the north pole, but rotating somewhat faster than the northern dipole. The vortex may extend down to the lower cloud layers that lie at about 50km height and perhaps deeper. The spectroscopic properties of the clouds around the south pole are compatible with a sulphuric acid composition