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MULTImodal and multiSENSory interfaces for intEraction with muscolo-skeletal Models

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Un environnement innovant pour la médecine assistée par ordinateur

Un environnement de visualisation et d'interaction a été développé, dans lequel toutes les informations requises pour planifier une opération de remplacement de la hanche sont présentées avec un ensemble de représentations basées sur des modalités d'imagerie médicale.

Économie numérique

Les modèles tridimensionnels de la structure squeletto-musculaire du patient «classique» ne suffisent pas pour les pratiques médicales modernes. Diagnostic et traitement se fondent inévitablement sur l'utilisation de méthodes non-invasives telles que des techniques d'imagerie médicale pour collecter des informations pertinentes pour les patients. Malgré tout, les chirurgiens manquent d'outils qui fourniraient un chemin simulé dans le corps humain et ont peu de possibilités d'évaluer virtuellement de nouvelles procédures. Pour répondre à ce besoin, le projet MULTISENSE a associé des dispositifs haptiques avec des outils de visualisation au sein d'un environnement de réalité virtuelle unique pour la chirurgie orthopédique. La modalité haptique sert à localiser et mesurer l'incision et à évaluer l'accès chirurgical que cette incision fournirait. De plus, cela permettrait de positionner et d'orienter un implant, ainsi que d'identifier tout handicap fonctionnel produit par les dommages sur les tissus mous. Au cœur de cet environnement pré-opérationnel pour la chirurgie orthopédique se trouve un outil de modélisation semi-automatique qui utilise les données collectées à partir d'analyses tomodensitométriques pour créer un modèle spécifique du patient. Même si les analyses tomodensitométriques permettent d'obtenir une description précise des os sous la surface de la peau, la structure des muscles reste difficile à distinguer. Les chercheurs de l'Istituti Ortopedici Rizzoli en Italie se sont attelés à la conception d'un outil dédié qui pourrait prendre en charge la déformation interactive d'un modèle musculo-squelettique générique. Cet atlas interactif d'anatomie des membres est basé sur des représentations numériques détaillées du corps humain qui ont été développées dans le cadre du projet Visible Man. Il utilise un modèle simple basé sur des ressorts pour visualiser la contraction musculaire avec la fonction des ligaments des membres inférieurs. Les contours des muscles squelettiques sont projetés sur ce modèle musculo-squelettique générique puis surimposés sur des analyses synthétiques générées selon des axes prédéfinis. Ces contours sont déformés à l'aide d'opérations géométriques simples pour correspondre aux structures musculaires sous-jacentes et obtenir une représentation précise de l'anatomie fonctionnelle du patient.

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