Outils et méthodologies pour la chirurgie orthopédique assistée par ordinateur mini-invasive

Abstract

Cette thèse présente une méthodologie innovante pour la navigation chirurgicale minimalement invasive (MIS) dans un cadre orthopédique. Trois applications cliniques finales valident les concepts étudiés dans chaque chapitre : les arthroplasties d épaule, de hanche et de genou. Dans un premier temps, les techniques généralement mises en œuvre dans la chirurgie ouverte assistée par ordinateur sont présentées pour une indication originale, l arthroplastie d épaule. Cette chirurgie bien qu ouverte, présente tous les défis d une chirurgie MIS, offrant peu de zones anatomiques numérisables par le chirurgien. Pour résoudre ces problèmes d accès, nous proposons l utilisation d un palpeur échographique, permettant un accès à des zones anatomiques plus étendues. Nous démontrons la faisabilité technique de celui-ci en proposant une chaîne de numérisation échographique complète basée sur l utilisation d une sonde échographique 7,5 MHz, associée aux techniques décrites de navigation. Les problèmes liés à l utilisation peropératoire de la sonde, celui du calibrage spatial et des traitements d images nécessaires sont résolus et validés. L ensemble des solutions proposées permet d envisager une utilisation semi-automatique du palpeur en routine clinique. Ce dernier est ensuite utilisé pour initialiser un modèle déformable, permettant d obtenir une reconstruction patient-spécifique d un genou distal sans utilisation d imagerie préopératoire ionisante et compatible avec les exigences de la chirurgie MIS. Les travaux réalisés couvrent les différentes étapes du développement d un projet de GMCAO, de la preuve de concept jusqu à la première utilisation réelle sur patient.AIX-MARSEILLE3-BU Sc.St Jérô (130552102) / SudocSudocFranceF