Modélisation et correction des déformations du foie dues à un pneumopéritoine : application au guidage par réalité augmentée en chirurgie laparoscopique / Jordan Bano ; sous la direction de Christophe Doignon et de Luc Soler

Date :

Type : Livre / Book

Type : Thèse / Thesis

Langue / Language : français / French

Chirurgie endoscopique

Robotique en médecine

Imagerie tridimensionnelle en médecine

Biomécanique

Vision artificielle (robotique)

Pneumopéritoine -- Dissertation universitaire

Classification Dewey : 629.89

Doignon, Christophe (19.. -....) (Directeur de thèse / thesis advisor)

Soler, Luc (Directeur de thèse / thesis advisor)

Cachard, Christian (1956-....) (Président du jury de soutenance / praeses)

Delingette, Hervé (Rapporteur de la thèse / thesis reporter)

Ourselin, Sébastien (1973-....) (Rapporteur de la thèse / thesis reporter)

Nicolau, Stéphane (1978-....) (Membre du jury / opponent)

Université de Strasbourg (2009-....) (Organisme de soutenance / degree-grantor)

École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....) (Ecole doctorale associée à la thèse / doctoral school)

Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg) (Laboratoire associé à la thèse / thesis associated laboratory)

Résumé / Abstract : La réalité augmentée permet d'aider les chirurgiens à localiser pendant l'opération la position des structures d'intérêt, comme les vaisseaux sanguins. Dans le cadre de la chirurgie laparoscopique, les modèles 3D affichés durant l'intervention ne correspondent pas à la réalité à cause des déformations dues au pneumopéritoine. Cette thèse a pour objectif de corriger ces déformations afin de fournir un modèle du foie réaliste. Nous proposons de déformer le modèle préopératoire du foie à partir d'une acquisition intraopératoire de la surface antérieure du foie. Un champ de déformations entre les modèles préopératoire et intraopératoire est calculé à partir de la distance géodésique à des repères anatomiques. De plus, une simulation biomécanique du pneumopéritoine est réalisée pour prédire la position de la cavité abdomino-thoracique qui est utilisée comme condition limite. L'évaluation de cette méthode montre que l'erreur de position du foie et de ses structures internes est réduite à 1cm.

Résumé / Abstract : Augmented reality can provide to surgeons during intervention the positions of critical structures like vessels. The 3D models displayed during a laparoscopic surgery intervention do not fit to reality due to pneumperitoneum deformations. This thesis aim is to correct these deformations to provide a realistic liver model during intervention. We propose to deform the preoperative liver model according to an intraoperative acquisition of the liver anterior surface. A deformation field between the preoperative and intraoperative models is computed according to the geodesic distance to anatomical landmarks. Moreover, a biomechanical simulation is realised to predict the position of the abdomino-thoracic cavity which is used as boundary conditions. This method evaluation shows that the position error of the liver and its vessels is reduced to 1cm.