Дисертації з теми "Modélisation anatomique"
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Palombi, Olivier. "Modélisation anatomique par surfaces implicites à squelettes." Grenoble INPG, 2007. http://www.theses.fr/2006INPG0189.
Анотація:
La modélisation 3D de structures anatomiques en informatique graphique est réalisée le plus souvent à partir de coupes 2D sériées. L'objectif de ce travail est de présenter une méthode originale de reconstruction 3D à l'aide de surfaces implicites à squelette. Une étude structurelle des formes présentes dans chaque plan de coupe est réalisée à travers l'extraction d'un squelette géométrique calculé à partir de l'axe médian (distance de chanfrein). Nous proposons d'utiliser ce squelette pour définir un -isquelette qui peut être utilisé comme squelette d'une surface implicite. Une surface de convolution à rayons variables le long de l'i-squelette permet de reconstruire le contour initial sans calcul d'optimisation. La reconstruction 3D à partir de coupes sériées est réalisée par le mélange des potentiels, générés par chaque squelette, dans l'espace inter-plan. La surface implicite continue résultante interpole ainsi les contoursComputer-based anatomical models are generated from data set of seriai 2D sections (medical imaging, histological sections). The goal of this thesis is to present an original method to build 3D-models using skeleton-based implicit surfaces. First, a geometric skeleton (g-skeleton) is extracted, for each structures sectioned in one plan, from the medial axis computed in a distance map (chanfrein distance are used). We propose to use g-skeleton to calculate an i-skeleton. This skeleton could be used to compute implicit surfaces. A convolution surface with variable radius along the i-skeleton allows reconstruction of outlines of the initial structures without optimisation computation. The 3D reconstruction from a set of contours is realised using a blending function between two adjacent plans. The implicit surface resulting is a continued surface witch interlopes contours
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Palombi, Olivier. "Modélisation anatomique par surfaces implicites à squelettes." Grenoble INPG, 2007. http://www.theses.fr/2007INPG0189.
Анотація:
La modélisation 3D de structures anatomiques en informatique graphique est réalisée le plus souvent à partir de coupes 2D sériées. L'objectif de ce travail est de présenter une méthode originale de reconstruction 3D à l'aide de surfaces implicites à squelette. Une étude structurelle des formes présentes dans chaque plan de coupe est réalisée à travers l'extraction d'un squelette géométrique calculé à partir de l'axe médian (distance de chanfrein). Nous proposons d'utiliser ce squelette pour définir un -isquelette qui peut être utilisé comme squelette d'une surface implicite. Une surface de convolution à rayons variables le long de l'i-squelette permet de reconstruire le contour initial sans calcul d'optimisation. La reconstruction 3D à partir de coupes sériées est réalisée par le mélange des potentiels, générés par chaque squelette, dans l'espace inter-plan. La surface implicite continue résultante interpole ainsi les contoursComputer-based anatomical models are generated from data set of seriai 2D sections (medical imaging, histological sections). The goal of this thesis is to present an original method to build 3D-models using skeleton-based implicit surfaces. First, a geometric skeleton (g-skeleton) is extracted, for each structures sectioned in one plan, from the medial axis computed in a distance map (chanfrein distance are used). We propose to use g-skeleton to calculate an i-skeleton. This skeleton could be used to compute implicit surfaces. A convolution surface with variable radius along the i-skeleton allows reconstruction of outlines of the initial structures without optimisation computation. The 3D reconstruction from a set of contours is realised using a blending function between two adjacent plans. The implicit surface resulting is a continued surface witch interlopes contours
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Hedou, Rouillier Véronique. "Méthodes numériques pour la modélisation électro-anatomique du cerveau." Rennes 1, 1997. http://www.theses.fr/1997REN10058.
Анотація:
L'objectif de cette these est de developper une methode realiste, rapide et fiable pour la resolution du probleme direct en electroencephalographie, le potentiel electrique etant regi par les equations de maxwell quasi-statiques. Pour ce faire, en tenant compte du type de donnees dont nous disposons et des attentes du milieu medical, nous avons opte pour une approche de type differences finies. Dans un premier temps, nous proposons le developpement d'un modele analytique a l'aide d'harmoniques spheriques, ou la tete est modelisee par des spheres concentriques. Nous presentons une validation de ce modele en le comparant a d'autres, moins complets, ne calculant le potentiel que pour un rayon strictement superieur a celui du dipole. Dans un deuxieme temps, nous presentons le developpement de differents schemas aux differences pour des coefficients discontinus, l'approche variant selon la facon dont sont considerees les surfaces de discontinuites, c'est-a-dire si l'on prend en compte les surfaces elles-memes ou deja une approximation de celles-ci. Des etudes theoriques (erreur d'approximation) et experimentales ont ete menees conjointement pour comparer ces differents schemas. Nous presentons ensuite le developpement de differentes methodes efficaces pour la resolution de grands systemes lineaires, notre probleme pouvant atteindre 512#3 equations. Les algorithmes utilises sont de type gradient conjugue, ainsi que differentes methodes multigrilles. Nous evoquons par ailleurs leur implementation sur la cm-5 (connection machine). Pour finir, des resultats numeriques sont presentes pour les differents schemas et methodes de resolution, et nous exposons les implications de ce travail pour les neurosciences.
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Pirró, Nicolas. "Modélisation du rectum et du tissu périrectal : étude anatomique et biomécanique." Aix-Marseille 2, 2008. http://www.theses.fr/2008AIX20670.
Анотація:
Cette thèse qui porte sur le rectum et le tissu périrectal comporte 3 axes principaux : l’étude morphologique du rectum et du tissu périrectal, l’évaluation des possibilités de reconstructions sphinctériennes sans implantation de matériel d’électro-stimulation et l’évaluation de la faisabilité de la modélisation pelvienne dynamique patient spécifique. L’étude morphologique du rectum nous a permis de démontrer la variabilité importante de la longueur du rectum et de la hauteur de la ligne de réflexion péritonéale. Cette variabilité suggère que l’évaluation de la localisation des tumeurs du rectum utilisant une simple mesure centimétrique est insuffisante. L’étude morphologique nous a également permis de démontrer une corrélation entre le nombre de noeuds lymphatiques du rectum et la morphométrie du mésorectum. Cette corrélation pourrait être prise en considération pour déterminer le nombre minimal de noeuds lymphatiques à examiner après la chirurgie pour les malades ayant un cancer du rectum. Dans la deuxième partie de cette thèse nous avons démontré la faisabilité anatomique des reconstructions sphinctériennes utilisant le muscle gracile réinnervé par le nerveux pudendal avec une anastomose nerveuse termino-terminale ou termino-latérale. Cette technique de reconstruction pourrait permettre au muscle transposé de développer les caractéristiques d'un sphincter anal externe et d’intégrer des mécanismes sensitifs. La dernière partie de cette thèse a permis le développement d’un modèle dynamique complet de la cavité pelvienne spécifique à chaque patient. La validation d’un tel modèle est la première étape avant l’élaboration d’un modèle spécifique simulant les troubles de la statique pelvienne d’un malade et leurs corrections. Ce modèle permettra d’évaluer avant l’intervention le résultat fonctionnel de la correction chirurgicale envisagée. Cette thèse est une base pour le développement de travaux cliniques dont le but est d’améliorer la prise en charge et la qualité de vie des malades ayant une pathologie fonctionnelle ou tumorale du rectumThe aim if this thesis was to evaluate the rectum and perirectal tissue with 3 principal views: the morphologic study of the rectum and perirectal tissue, the evaluation of the feasibility of reconstructing the anal sphincter without electro-stimulation material and the evaluation of the feasibility of pelvic dynamic patient-specific modelling. The morphological study of the rectum allowed us to demonstrate the important variability of the rectal length and of the height of rectal peritoneal insertion line. This variability suggests that the evaluation of the location of the tumours of the rectum using a simple centimetric measure is insufficient. The morphological study also allowed us to establish a correlation between the number of the rectal lymph nodes and the rectal morphometry. This correlation should be considered when determining the minimum number of lymph nodes required for histological examination after surgery for patients with rectal cancer. In the second part of this thesis we have demonstrated the technical feasibility of reconstructing the anal sphincter using a transposed gracilis muscle and a pudendal terminoterminal or termino-lateral nerve anastomosis. This procedure could allow transposing gracilis muscle to achieve the characteristics of the external anal sphincter and to integrate intact sensory mechanisms. The last part of this thesis allowed generating a complete dynamic model of female pelvis specific to each patient. The validation of this model is the first step before the simulation of a model of pelvic floor diseases and the simulation of their corrections. This model would be a tool for the planning of surgical procedure and for a preoperative functional evaluation of the correction of pelvic floor disorders. This thesis is a basis for the development of clinical works the purpose of which is to improve the healthcare and quality of life of patients with a functional or tumoral pathology of the rectum
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Bauer, Armelle. "Modélisation anatomique utilisateur-spécifique et animation temps-réel : Application à l'apprentissage de l'anatomie." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016GREAM071/document.
Анотація:
La complexité de l’anatomie fait de son apprentissage une tâche difficile. Au fil des années, différents supports de connaissances ont vu le jour dans le but de représenter et structurer l’anatomie : des dessins au tableau, aux livres d’anatomie, en passant par l’étape incontournable de la dissection, et des travaux pratiques sur maquettes 3d. Il est néanmoins difficile d’appréhenderla dimension dynamique de l’anatomie avec les outils d’apprentissage conventionnels ; connaissance qui est pourtant essentielle à la formation des médecins. A travers ces travaux de thèse nous proposons un système original et innovant pour l’apprentissage de l’anatomie intitulé « Living Book of Anatomy » (LBA). L’idée étant, pour un utilisateur donné, de superposer à sa propre image une maquette anatomique 3d (peau, squelette, muscles et viscères) et del’animer en mimant les mouvements de celui-ci. Nous parlons ici d’une application temps-réel de type « miroir augmenté ». Nous utilisons la Kinect comme capteur de mouvement.Le premier défi à relever est l’identification de caractéristiques morphologiques qui nous permettront de recaler notre maquette anatomique 3d sur l’utilisateur. Nous proposons ici deux technologies interchangeables en fonction des besoins. La première méthode, temps-réel, est basée sur l’utilisation de transformations affines attachées entre les repères positionnés à chaque articulation du squelette donné par la Kinect pour déformer la maquette 3d à l’aide de poids de skinning prédéfinis. La seconde méthode, plus couteuse en temps (de l’ordre de quelques minutes), se découpe en trois parties : dans un premier temps nous déformons la peau à l’aide de la position des articulations du squelette d’animation Kinect et du nuage de pointpartiel de l’utilisateur ; à partir de cela et de règles anatomiques strictes nous déformons le squelette ; pour finir nous déformons les tissus mous pour qu’ils comblent l’espace entre le squelette et la peau. Le second défi concerne la capture réaliste et temps-réel des mouvements utilisateurs. Reproduire le comportement des structures anatomiques est une tâche complexe due aux informations Kinect souvent partielles et très bruitées. Nous proposons ici l’utilisation de règles anatomiques concernant les articulations du corps (axes de rotation et butées articulaires) pour contraindre les mouvements donnés par la Kinect et obtenir des mouvements réalistes. Pour obtenir des mouvements fluides nous nous proposons d’utiliser des filtrages, notamment le filtre de Kalman. Le dernier défi concerne la dominante de retour visuel et d’interaction.Lors de ces travaux nous nous sommes tout particulièrement intéressés à un renducorps complet pour montrer le fonctionnement général du corps humain et de ces différentes articulations. Nous avons également choisi le membre inférieur comme structure anatomique d’intérêt avec pour but la mise en avant de phénomènes anatomiques spécifiques, comme l’activité musculaire.Les différents éléments ont été intégrés dans un système opérationnel présenté en détails dans ce manuscrit de thèse. Grâce à des expérimentations - avec des étudiants et des professionnels de différents domaines - et la présentation de ces travaux sous forme de démonstrations lors de différents congrès, nous avons validé cet outilTo ease the complex task of anatomy learning, there exist many ways to represent and structure anatomy : illustrations, books, cadaver dissections and 3d models. However, it is difficult to understand and analyse anatomy motion, which is essential for medicine students. We present the "Living Book of Anatomy" (LBA), an original and innovative tool to learn anatomy. For a specific user, we superimpose a 3d anatomical model (skin, skeleton, muscles and visceras) onto the user’s color map and we animate it following the user’s movements. We present a real-time mirror-like augmented reality (AR) system. A Kinect is used to capturebody motions.The first innovation of our work is the identification of the user’s body measurements to register our 3d anatomical model. We propose two different methods to register anatomy.The first one is real-time and use affine transformations attached to rigid positioned on each joint given by the Kinect body tracking skeleton in order to deform the 3d anatomical model using skinning to fit the user’s measurements.The second method needs a few minutes to register the anatomy and is divided in 3 parts : skin deformation (using Kinect body tracking skeleton and the Kinect partial point cloud), with it and strict anatomical rules we register the skeleton. Lastly we deformm the soft tissues to completly fill the space inbetween the registered skeleton and skin.Secondly, we want to capture realistically and in real-time the user’s motion. To do that we need to reproduce anatomical structure motion but it is a complex task due to the noisy and often partial Kinect data. We propose here the use of anatomical rules concerning body articulations (angular limits and degrees of freedom) to constraint Kinect captured motion in order to obtain/gain plausible motions. a kalman filter is used to smooth the obtaiined motion capture.Lastly, to embed visual style and interaction, we use a full body reproduction to show general knowledge on human anatomy and its differents joints. We also use a lower-limb as structure of interest to higlight specific anatomical phenomenon, as muscular activity.All these tools have been integrated in a working system detailed in this thesis.We validated our tool/system by presenting it as a live demo during different conferences and through user studies done with students and professionnals from different backgrounds
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Mitulescu, Anco Andréia. "Contribution à la reconstruction 3D du rachis et du bassin à partir de la stéréoradiographie conventionnelle et basse dose (Charpak)." Paris, ENSAM, 2001. http://www.theses.fr/2001ENAM0015.
Анотація:
Les méthodes radiographiques de reconstruction 3D à partir de radiographies planes sont généralement basées sur la stéréradiographie et l'algorithme Direct linear Transformation (DLT) permettant aux cliniciens, d'obtenir une information 3D personnalisée sur la déformation scoliotique tout en réduisant Ies risques d'irradiation par rapport au CT scan. La m. éthode de reconstruction 3D à partir de la stéreoradiographie a été récemment améliorée par l'algorithme Non Stéréo Corresponding Points (NSCP) qui permet d'augmenter considérablement le nombre de repères 3D reconstruits par vertèbre en ajoutant aussi de repères non stéréo correspondants, , c'est à dire visibles sur un seul cliché. Le but de notre travail a été de valider la technique de modélisation géométrique 3D personnalisée par DLT+NSCP+krigeage sur différentes bases de données, en conditions de laboratoire et de clinique de routine. La validation de la méthode a porté d'abord sur la stéréoradiographie conventionnelle (sur film). Ensuite les algorithmes ont été transférés et validés à nouveau sur le dispositif de radiologie numérique basse dose Charpak / EOS. Les résultats de cette etude mettent en évidence une bonne précision des modéles personnalisés de la plupart des vertèbres (scoliotiques et non-pathologiques). Quant aux bassins, les résultats préliminaires sont très encourageants mais pourraient être améliorés par l'intégration de nouveaux algorithmes d'optimisation qui sont en cours de développement. Néannoins, même si cette technique peut étre encore améliorée afin d'obtenir une plus grande précision des modèles géométtriques, elle pourrait à court terme être utilisée en clinique courante en tant qu'outil d'aide au diagnostic et d'analyse 3D des déformations vénébrales en vue de la planfication chirurgicale.
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Essahbi, Nabil. "Modélisation de corps mous appliquée à la commande de procédé robotisé de découpe anatomique de muscles." Phd thesis, Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00957821.
Анотація:
Cette thèse intervient dans le cadre du projet ANR ARMS. L'objectif est de concevoir un système robotisé multi-bras pour la découpe anatomique de muscles. Ce travail vise à développer les modèles mécaniques nécessaires à la mise en place de la stratégie de commande. Il expose le cycle de développement d'un modèle mécanique faisant intervenir la construction de modèles géométriques à partir d'images IRM, l'identification expérimentale des paramètres rhéologiques des matériaux modélisés en passant par les étapes de maillage, de paramétrage, d'implémentation et de validation de tels modèles. Il présente une nouvelle méthode de modélisation dynamique de structures intitulée modèle masse-ressort non-linéaire isotrope transverse, une méthode qui témoigne d'un comportement mécanique alliant réalisme et interactivité. Il intervient aussi dans l'identification dynamique des trajectoires de coupe robotisée en proposant de nouvelles approches de modélisation de la découpe de corps mous et en développant un nouvel algorithme basé sur le calcul de courbures. Cette thèse aborde, aussi, le problème de variabilité des muscles bovins et propose une méthode de recalage dimensionnel du modèle géométrique générique par le biais de transformations géométriques définies par optimisation multicritère d'une fonction objectif. Enfin, en vue de synchroniser le flux d'informations entre les différents modules de commande de la cellule robotisée, une combinaison de la méthode des éléments finis avec la technique de condensation statique de Guyan a permis de développer un modèle mécanique quasi-statique réduit permettant de prédire rapidement l'évolution de la trajectoire de coupe robotisée.
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Tadde, Oladédji bachirou. "Modélisation dynamique des sphères anatomique, cognitive et fonctionnelle dans la maladie d’Alzheimer : une approche par processus latents." Thesis, Bordeaux, 2018. http://www.theses.fr/2018BORD0306/document.
Анотація:
En santé publique, l’étude de la progression d’une maladie chronique et de son mécanisme peut nécessiter la modélisation conjointe de plusieurs marqueurs longitudinaux et leur structure de dépendances. Des approches de modélisation existent dans la littérature pour répondre partiellement aux objectifs de modélisation. Ces approches deviennent rapidement coûteuses et difficiles à utiliser dans certaines maladies complexes à caractère latent, dynamique et multidimensionnel, comme la maladie d’Alzheimer. Dans un tel contexte, l’objectif de cette thèse était de proposer une méthodologie innovante pour modéliser la dynamique de plusieurs processus latents et leurs influences temporelles à des fins d’interprétations causales à partir d’observations répétées de marqueurs continus Gaussiens et non Gaussiens. L’approche proposée, centrée sur des processus latents, définit un modèle structurel pour la trajectoire des processus latents et un modèle d’observation pour lier les marqueurs longitudinaux aux processus qu’ils mesurent. Dans le modèle structurel, défini en temps discret, le niveau initial et le taux de variation des processus spécifiques aux individus sont modélisés par des modèles linéaires à effets mixtes. Le modèle du taux de variation comporte une composante auto-régressive d’ordre 1 qui permet de modéliser l’effet d’un processus sur un autre processus en tenant explicitement compte du temps. Le modèle structurel, tel que défini, bénéficie des mêmes interprétations causales que les modèles à équations différentielles (ODE) de l’approche mécaniste de la causalité tout en évitant les problèmes numériques de ces derniers. Le modèle d’observation utilise des fonctions de lien paramétrées pour que le modèle puisse être appliqué à des marqueurs longitudinaux possiblement non Gaussiens. La méthodologie a été validée par des études de simulations. Cette approche, appliquée à la maladie d’Alzheimer a permis de décrire conjointement la dynamique de l’atrophie de l’hippocampe, du déclin de la mémoire épisodique, du déclin de la fluence verbale et de la perte d’autonomie ainsi que les influences temporelles entre ces dimensions dans plusieurs phases de la maladie à partir des données ADNIIn public health, the study of the progression of a chronic disease and its mechanisms may require the joint modeling of several longitudinal markers and their dependence structure. Modeling approaches exist in the literature to partially address these modeling objectives. But these approaches become rapidly numerically expensive and difficult to use in some complex diseases involving latent, dynamic and multidimensional aspects, such as in Alzheimer’s disease. The aim of this thesis was to propose an innovative methodology for modeling the dynamics of several latent processes and their temporal influences for the purpose of causal interpretations, from repeated observations of continuous Gaussian and non Gaussian markers. The proposed latent process approach defines a structural model in discrete time for the latent processes trajectories and an observation model to relate longitudinal markers to the process they measure. In the structural model, the initial level and the rate of change of individual-specific processes are modeled by mixedeffect linear models. The rate of change model has a first order auto-regressive component that can model the effect of a process on another process by explicitly accounting for time. The structural model as defined benefits from the same causal interpretations as the models with differential equations (ODE) of the mechanistic approach of the causality while avoiding major numerical problems. The observation model uses parameterized link functions to handle possibly non-Gaussian continuous markers. The consistency of the ML estimators and the accuracy of the inference of the influence structures between the latent processes have been validated by simulation studies. This approach, applied to Alzheimer’s disease, allowed to jointly describe the dynamics of hippocampus atrophy, the decline of episodic memory, the decline of verbal fluency, and loss of autonomy as well as the temporal influences between these dimensions in several stages of Alzheimer’s dementia from the data of the ADNI initiative
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Delorme, Maxime. "Modélisation du squelette pour la génération réaliste de postures de la langue des signes française." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00672085.
Анотація:
Les avancées récentes en matière d'animation ont permis le déploiement de personnages virtuels à des fins diverses et variées. Les signeurs virtuels sont des personnages en trois dimension s'exprimant en langue des signes et permettant la diffusion de messages aux personnes sourdes et malentendantes signantes de manière anonyme et modulaire. Cependant, la génération d'animations pour ces personnages dépend de la description lexicale des signes, modèle linguistique dépendant du système de génération. Les signes décrits par ces modèles sont généralement des réalisations parfaites et géométriques menant à des mouvements robotiques et peu naturels de la part du signeur. Cette thèse s'intéresse à l'addition d'informations anatomiques au squelette de contrôle du personnage virtuel de manière à le faire signer de manière plus humaine et réaliste. Ces informations supplémentaires sont regroupées sous l'appellation de "modèle anatomique" et sont divisées en cinq contributions principales : une nouvelle représentation informatique du squelette, une étude anthropométrique sur la main, l'unification de dépendances articulatoires, un nouveau modèle de complexe carpo-métacarpien permettant l'opposition aisée du pouce et enfin un modèle calculant le confort d'une posture. Ces apports sont intégrés à une plateforme de génération au moyen de techniques adaptées aux contraintes imposées par les modèles linguistiques. Les travaux sont conclus par une évaluation du système ainsi qu'une réflexion sur les travaux futurs pouvant être élaborés à partir de cette thèse.
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Galdames, Grunberg Francisco Jose. "Segmentation d'images IRM du cerveau pour la construction d'un modèle anatomique destiné à la simulation bio-mécanique." Phd thesis, Université de Grenoble, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00747448.
Анотація:
Comment obtenir des données anatomiques pendant une neurochirurgie ? a été ce qui a guidé le travail développé dans le cadre de cette thèse. Les IRM sont actuellement utilisées en amont de l'opération pour fournir cette information, que ce soit pour le diagnostique ou pour définir le plan de traitement. De même, ces images pre-opératoires peuvent aussi être utilisées pendant l'opération, pour pallier la difficulté et le coût des images per-opératoires. Pour les rendre utilisables en salle d'opération, un recalage doit être effectué avec la position du patient. Cependant, le cerveau subit des déformations pendant la chirurgie, phénomène appelé Brain Shift, ce qui altère la qualité du recalage. Pour corriger cela, d'autres données per-opératoires peuvent être acquises, comme la localisation de la surface corticale, ou encore des images US localisées en 3D. Ce nouveau recalage permet de compenser ce problème, mais en partie seulement. Ainsi, des modèles mécaniques ont été développés, entre autres pour apporter des solutions à l'amélioration de ce recalage. Ils permettent ainsi d'estimer les déformations du cerveau. De nombreuses méthodes existent pour implémenter ces modèles, selon différentes lois de comportement et différents paramètres physiologiques. Dans tous les cas, cela requiert un modèle anatomique patient-spécifique. Actuellement, ce modèle est obtenu par contourage manuel, ou quelquefois semi-manuel. Le but de ce travail de thèse est donc de proposer une méthode automatique pour obtenir un modèle du cerveau adapté sur l'anatomie du patient, et utilisable pour une simulation mécanique. La méthode implémentée se base sur les modèles déformables pour segmenter les structures anatomiques les plus pertinentes dans une modélisation bio-mécanique. En effet, les membranes internes du cerveau sont intégrées: falx cerebri and tentorium cerebelli. Et bien qu'il ait été démontré que ces structures jouent un rôle primordial, peu d'études les prennent en compte. Par ailleurs, la segmentation résultante de notre travail est validée par comparaison avec des données disponibles en ligne. De plus, nous construisons un modèle 3D, dont les déformations seront simulées en utilisant une méthode de résolution par Éléments Finis. Ainsi, nous vérifions par des expériences l'importance des membranes, ainsi que celle des paramètres physiologiques.
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Bastien, Hugo. "Modélisation dynamique des effets de l'explosion d'une mine anti-véhicule sur le corps humain." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2009. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/1509.
Анотація:
e projet a permis de créer un modèle dynamique permettant d'observer les effets de l'accélération provenant de l'explosion d'une mine Anti-Véhicule (AV) sur les occupants de véhicule blindé léger. Le but du modèle est de prédire les lésions issues de ces accélérations. Ces prédictions permettent de tester et de mettre au point différents systèmes de protection pour les occupants. Il a tout d'abord été démontré que l'utilisation d'une tour de chute verticale permettait de reproduire les accélérations globales subies par le véhicule lors de l'explosion. Différents modèles dynamiques ont démontré qu'avec ces données d'accélération, un modèle à segments corporels rigides est suffisant pour représenter grossièrement la cinématique de chacun des segments lors de l'explosion. Les efforts internes aux segments, provoquant de toute évidence les lésions, calculés à l'aide du type de modèle mentionné plus haut semblent erronés. Par conséquent, une deuxième phase du projet a consisté à améliorer un modèle simple à segments corporels rigides par une représentation anatomique plus réaliste. Étant donné l'ampleur d'un tel travail, les travaux se sont concentrés sur le cou, apparemment plus susceptible aux lésions. Le modèle est basé sur LS-Dyna (v971, Livermore Software Technology Corporation, Livermore, CA, USA) et a été exécuté sur le système de calcul sériel Mammouth du Réseau québécois de calcul de haute performance afin d'accélérer le temps de calcul. Les résultats démontrent des déformations et des taux de déformation très élevés pour les muscles, ligaments et fasciae du cou. De plus, le modèle nous a permis d'identifier une séquence de lésion particulière. La première structure lésée est le ligament nucal, suivi du ligament antérieur. Les lésions arrivent plus spécifiquement au niveau CO-C1, à la base du crâne.
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Galdames, Francisco José. "Segmentation d'images IRM du cerveau pour la construction d'un modèle anatomique destiné à la simulation bio-mécanique." Thesis, Grenoble, 2012. http://www.theses.fr/2012GRENS007/document.
Анотація:
Comment obtenir des données anatomiques pendant une neurochirurgie ? a été ce qui a guidé le travail développé dans le cadre de cette thèse. Les IRM sont actuellement utilisées en amont de l'opération pour fournir cette information, que ce soit pour le diagnostique ou pour définir le plan de traitement. De même, ces images pre-opératoires peuvent aussi être utilisées pendant l'opération, pour pallier la difficulté et le coût des images per-opératoires. Pour les rendre utilisables en salle d'opération, un recalage doit être effectué avec la position du patient. Cependant, le cerveau subit des déformations pendant la chirurgie, phénomène appelé Brain Shift, ce qui altère la qualité du recalage. Pour corriger cela, d'autres données pré-opératoires peuvent être acquises, comme la localisation de la surface corticale, ou encore des images US localisées en 3D. Ce nouveau recalage permet de compenser ce problème, mais en partie seulement. Ainsi, des modèles mécaniques ont été développés, entre autres pour apporter des solutions à l'amélioration de ce recalage. Ils permettent ainsi d'estimer les déformations du cerveau. De nombreuses méthodes existent pour implémenter ces modèles, selon différentes lois de comportement et différents paramètres physiologiques. Dans tous les cas, cela requiert un modèle anatomique patient-spécifique. Actuellement, ce modèle est obtenu par contourage manuel, ou quelquefois semi-manuel. Le but de ce travail de thèse est donc de proposer une méthode automatique pour obtenir un modèle du cerveau adapté sur l'anatomie du patient, et utilisable pour une simulation mécanique. La méthode implémentée se base sur les modèles déformables pour segmenter les structures anatomiques les plus pertinentes dans une modélisation bio-mécanique. En effet, les membranes internes du cerveau sont intégrées: falx cerebri and tentorium cerebelli. Et bien qu'il ait été démontré que ces structures jouent un rôle primordial, peu d'études les prennent en compte. Par ailleurs, la segmentation résultante de notre travail est validée par comparaison avec des données disponibles en ligne. De plus, nous construisons un modèle 3D, dont les déformations seront simulées en utilisant une méthode de résolution par Éléments Finis. Ainsi, nous vérifions par des expériences l'importance des membranes, ainsi que celle des paramètres physiologiquesThe general problem that motivates the work developed in this thesis is: how to obtain anatomical information during a neurosurgery?. Magnetic Resonance (MR) images are usually acquired before the surgery to provide anatomical information for diagnosis and planning. Also, the same images are commonly used during the surgery, because to acquire MRI images in the operating room is complex and expensive. To make these images useful inside the operating room, a registration between them and the patient's position has to be processed. The problem is that the brain suffers deformations during the surgery, in a process called brain shift, degrading the quality of registration. To correct this, intra-operative information may be used, for example, the position of the brain surface or US images localized in 3D. The new registration will compensate this problem, but only to a certain extent. Mechanical models of the brain have been developed as a solution to improve this registration. They allow to estimate brain deformation under certain boundary conditions. In the literature, there are a variety of methods for implementing these models, different equation laws used for continuum mechanic, and different reported mechanical properties of the tissues. However, a patient specific anatomical model is always required. Currently, most mechanical models obtain the associated anatomical model by manual or semi-manual segmentation. The aim of this thesis is to propose and implement an automatic method to obtain a model of the brain fitted to the patient's anatomy and suitable for mechanical modeling. The implemented method uses deformable model techniques to segment the most relevant anatomical structures for mechanical modeling. Indeed, the internal membranes of the brain are included: falx cerebri and tentorium cerebelli. Even though the importance of these structures is stated in the literature, only a few of publications include them in the model. The segmentation obtained by our method is assessed using the most used online databases. In addition, a 3D model is constructed to validate the usability of the anatomical model in a Finite Element Method (FEM). And the importance of the internal membranes and the variation of the mechanical parameters is studied
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Guilley, Edith. "La densité du bois de chêne sessile (Quercus petraea Liebl.) : Elaboration d'un modèle pour l'analyse des variabilités intra- et inter-arbre; Origine et évaluation non destructive de l'effet « arbre »; Interprétation anatomique du modèle proposé." Phd thesis, ENGREF (AgroParisTech), 2000. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00002809.
Анотація:
Les objectifs principaux de ce travail sont i/l'élaboration d'un modèle de densité du bois chez le Chêne sessile (Quercus petraea Liebl.), en vue de son intégration dans des modèles de croissance en diamètre et en hauteur, ii/ l'évaluation du caractère général du modèle pour une utilisation dans des conditions climatiques, sylvicoles et stationnelles contrastées, iii/ la mise au point d'une méthode d'estimation de la variabilité individuelle de la densité (i.e. effet « arbre ») dans un peuplement de chênes sessiles à partir de prélèvements non destructifs et iv/ la mise en évidence des changements anatomiques qui expliquent les variations intra-arbre et inter-arbre de la densité du bois. Après avoir examiné dans un premier chapitre les relations qui sont mentionnées dans la bibliographie entre la densité du bois et différents aspects de la qualité interne du bois de Chêne, le chapitre 2 est consacré à l'élaboration d'un modèle de densité du bois pour le Chêne sessile. Le modèle est mis au point à partir de données (microdensité et infradensité du bois) provenant de 82 chênes sessiles échantillonnés dans cinq régions françaises (Alsace, Lorraine, Orne et Sarthe, Allier, Loir-et-Cher). Deux structures de peuplement (taillis sous futaie et futaie) ainsi que trois classes de fertilité étaient représentées dans chaque région. Le modèle établi, qui appartient à la famille des modèles mixtes, tient compte des deux principales sources de variation de la densité observées chez le Chêne : i/ les variations dans l'arbre (radiales et longitudinales) et ii/ les variations entre arbres. Le modèle élaboré est constitué i/ d'une partie déterministe, commune à l'ensemble des arbres, et ii/ d'une partie aléatoire, qui structure et quantifie les écarts propres aux arbres par rapport à la partie déterministe. Dans le manuscrit, ces écarts propres aux arbres sont appelés effets « arbre » et font l'objet d'études détaillées dans les chapitres 3 et 4. Le chapitre 3 s'intéresse à l'influence des facteurs stationnel, géographique et sylvicole sur le modèle de densité du bois précédemment établi. Nous intégrons ces différents facteurs dans le modèle de densité du bois et nous testons dans quelle mesure ces facteurs contribuent à l'effet « arbre ». Nous apportons notamment des informations sur la structuration de la variabilité individuelle pour la densité du bois (évaluée à l'échelle de plusieurs départements du centre et de la moitié nord de la France, dans des conditions stationnelles et sylvicoles contrastées). Nous recherchons également la présence éventuelle d'une tendance à long terme qui pourrait se manifester sur la relation entre la densité du bois et la croissance en diamètre du Chêne sessile. Au chapitre 4, nous présentons une méthode faisant appel à une utilisation originale des modèles mixtes et dont l'objectif est d'estimer sur le terrain les modèles individuels (i.e. spécifiques à chaque arbre) de densité du bois à partir de mesures de densité non destructives qui seraient réalisées sur un ou plusieurs groupes de cernes. Le chapitre 5 est dédié à la mise au point d'une méthode d'estimation de caractères anatomiques du bois de Chêne, en termes de densité et de proportion des tissus constitutifs des cernes, à partir de radiographies de barrettes radiales de faible épaisseur. La méthode proposée est basée sur des calculs de probabilités conditionnelles. Une validation de la méthode est présentée. Au chapitre 6, nous mettons en évidence les changements anatomiques qui accompagnent les variations de densité du bois. Pour cela, nous distinguons les variations intra-arbre et inter-arbre de la densité du bois structurées par le modèle mixte de densité élaboré au chapitre 2 et nous interprétons chaque partie du modèle au moyen de caractéristiques anatomiques (proportions et densités des tissus, caractéristiques des vaisseaux du bois initial) dont la plupart sont mesurées à l'aide de la méthode mise au point au chapitre 5.
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Comte, Nicolas. "Apprentissage des formes de scoliose à l'aide de modèles anatomiques et de la capture de mouvement." Electronic Thesis or Diss., Université Grenoble Alpes, 2023. http://www.theses.fr/2023GRALM068.
Анотація:
La scoliose est une pathologie complexe affectant différentes parties du corps humain, ce manuscrit commencera alors par des définitions anatomiques de la colonne vertébrale et une présentation générale de la scoliose idiopathique de l'adolescent dans un chapitre dédié. Ensuite, nous décrirons les méthodologies existantes et les approches récentes qui permettent une caractérisation complète de cette pathologie et sa détection précoce. Nous présenterons ensuite nos contributions et la manière dont elles répondent aux défis actuels.En couvrant différents types d'approches dans cette thèse, nous pouvons faciliter la dissertation en les classant en deux types distincts :Le premier type est l'examination statique à partir d'images médicales. Nous soulignerons les limites et les défis actuels dans la caractérisation des alignements de la colonne vertébrale à l'aide de radiographies aux rayons X. Un accent particulier sera mis sur la quantification des déformations 3D à partir de méthodes non ionisantes par l'analyse externe du torse à l'aide de méthodes d'apprentissage automatique. Nous ferons une revue de la littérature avant de présenter notre contribution qui permet une caractérisation 3D de l'ensemble de la colonne thoraco-lombaire tout en proposant une méthode d'examination accessible et non ionisante.Le deuxième type d'approche est dynamique, principalement basée sur l'analyse de la capture de mouvement. Nous présenterons les différents biomarqueurs qui sont habituellement suivis pendant les acquisitions et nous montrerons les différentes méthodes présentées dans la littérature avec leurs limites. Ensuite, nous présenterons notre approche pour relever les défis actuels de la caractérisation dynamique de la scoliose avec l'analyse de la capture de mouvement en tirant parti des modèles cinématiques sujet-specifiquesAs scoliosis is a complex medical condition affecting different parts of the human body, this manuscript will start with anatomical definitions of the spine and an introduction of Adolescent Idiopathic Scoliosis in a dedicated chapter. Next, we will outline the existing methodologies and state-of-the-art approaches that allow for a comprehensive characterization of this condition and its early detection. Then, we will present our contributions and how they address the current challenges.By covering different kind of approaches in this thesis, we can facilitate the dissertation by categorizing them into two distinct types:The first is the static method of examination from medical images. We will point out the current limitations and challenges in the characterization of the spinal alignments using X-ray radiographs. A particular emphasis will be placed on the quantification of the 3D deformities from non-ionizing methods by the external analysis of the torso using machine-learning methods. We will make a review of the literature before a presentation of our contribution that allow a 3D characterization of the full thoracolumbar spine while proposing an accessible, non-ionising examination method.The second type of approach is dynamic, mainly based on motion capture analysis. We will present the different biomarkers that are usually tracked during the acquisitions and show the different methods presented in the literature with their limitations. Then, we will present our approach to address the current challenges in the dynamic characterization of scoliosis with motion capture analysis by leveraging subject-specific kinematic models
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Malkani, Karan. "Modélisation géométrique de structures anatomiques extraites d'un volume numérique." Aix-Marseille 2, 1996. http://www.theses.fr/1996AIX22006.
Анотація:
La visualisation des organes et regions anatomiques du corps humain fournit au clinicien une description precise des structures anatomiques en meme temps qu'une evaluation qualitative de leurs parametres geometriques. Mais seule la modelisation geometrique de ces structures permet l'obtention des parametres caracteristiques necessaires au diagnostic ou la preparation de l'acte chirurgical. Historiquement, les approches volumiques, issues des techniques classiques d'analyse d'image, et les approches surfaciques, issues de la modelisation geometrique, ont longtemps ete presentees comme concurrentes. Ainsi, la plupart des processus de modelisation geometrique s'appuient sur des points de plan de coupes sans considerer ces points comme appartenant a un contexte volumique. De meme, la plupart des processus d'analyse de volumes numeriques ne prennent pas en compte la realite geometrique des objets qu'ils sont censes determiner. Il semble pourtant evident que ces deux approches, d'analyse et de modelisation, ne doivent pas etre concurrentes, mais au contraire complementaires, chacune permettant d'enrichir l'autre. Cela nous a conduit a etudier une approche nouvelle pour la modelisation geometrique de structures anatomiques a partir d'un volume numerique. Dans un premier temps, nous presentons un etat de l'art sur les techniques de visualisation de volumes numeriques, les methodes d'analyse de volumes numeriques, et la modelisation geometrique des structures anatomiques. Puis nous presentons une approche originale s'appuyant sur la complementarite des methodes d'analyse et de modelisation. La presentation de l'approche globale est suivie par celle, plus specifique, du processus interactif de selection initiale qui permet la caracterisation topologique de la structure etudiee. Pour finir, nous replacons notre travail dans le contexte d'applications medicales
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Hurpeau, Jean-Christophe. "Étude de modifications de la sensibilité cutanée après microchirurgie reconstructrice des membres supérieurs et de la main en particulier : métrologie et modélisation informatique associées." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1996. http://www.theses.fr/1996INPL151N.
Анотація:
Parmi les conséquences des lésions de nerfs périphériques sur la sensibilité cutanée, les médecins observent a- une baisse des seuils de sensibilité cutanée à la pression, b- une hypersensibilité au froid engendrant parfois des sensations de douleur (paresthésies, hyperpathie, allodynie). Les objectifs de ce travail sont a- de concevoir un dispositif de mesure automatisé du seuil de sensibilité cutanée à la pression et b- de proposer une modélisation à partir d'une hypothèse initiale suggérant les causes possibles de ces symptômes. Une démarche basée sur une analyse systématique des problèmes posés par la conception du dispositif et des solutions techniques envisageables nous permet de sélectionner puis de valider le principe d'un appareil proposé dans les années 80. Nous en présentons les inconvénients, mais les améliorations suggérées sont jugées trop complexes pour une utilisation clinique. Le froid et les lésions nerveuses provoquent des réductions des vitesses de conduction des influx nerveux nés de la stimulation de la peau. L’hypothèse sur laquelle repose la modélisation est que ces modifications peuvent engendrer des désynchronisations du message nerveux périphérique qui le rendent de ce fait incompréhensible par les centres nerveux. Grâce à une étude bibliographie rassemblant les connaissances (expérimentales et théoriques) sur les conséquences du froid et des lésions sur la propagation nerveuse, nous pouvons mettre en équations ces effets puis proposer une quantification des désynchronisations obtenues. Une étude statistique nous permet de montrer l'influence des conditions de refroidissement et de la gravité de la lésion sur l'ampleur des désynchronisations. Certains résultats sont interprétés aux vues des observations cliniques, d'autres sont analysés de façon théorique. Sans aboutir à une validation de l'hypothèse, tache nécessitant des résultats expérimentaux supplémentaires, nous avons pu, néanmoins proposer des éléments nouveaux sur les facteurs périphériques pouvant expliquer l'hypersensibilité au froid. Nous présentons pour conclure une méthode de validation de l'hypothèse reposant sur la recherche des conditions nécessaires pour une stimulation désynchronisée sur des sujets sains
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Dameron, Olivier. "Modélisation, représentation et partage de connaissances anatomiques sur le cortex cérébral." Rennes 1, 2003. http://www.theses.fr/2003REN1B077.
Анотація:
Domaine de la modélisation des connaissances médicales, et proposition d'une ontologie de l'anatomie sulco-gyrale du cortex cérébral humain chez l'adulte,qui soit partageable et réutilisable dans différents contextes d'application,par des humains comme par des programmes. La phase de modélisation met l'acccent sur la rigueur de la démarche, sur la représentation explicite du sens et sur le maintien de la cohérence. Elle s'inspire à la fois de modèles symboliques de l'anatomie existants, mais qui ne fournissent pas de description du cortex, et de travaux théoriques sur les aspects taxonomiques et méréotopologiques de la modélisation des connaissances. La démarche adoptée consiste à distinguer les relations de spécialisation, de composition et d'agencement spatial. Les propriétés de chaque relation sont définies explicitement. Une méthode originale de gestion de la cohérence sémantique basée sur les propriétés des relations est alors proposée. L'utilisation du modèle dans différents contextes applicatifs impose des contraintes sur les propriétés calculatoires de sa représentation. Au regard des besoins exprimés par le modèle,nous avons analysé et comparé l'expressivité de différents formalismes de représentation. Mise en évidence de la nécessité d'un changement de paradigme en faveur d'une modélisation dans un formalisme aussi expressif que possible,à partir duquel des représentations simplifiées sont générées en fonction des besoins des applications. Enfin les technologies du Web facilitent la réutilisation du modèle dans plusieurs contextes applicatifs. Particulièrement les services Web permettent de bénéficier d'un cadre standardisé pour accéder aux concepts et aux relations de modèles, ainsi que pour partager des traitements inférenciels.
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Pihuit, Adeline. "Croquis interactifs pour l’enseignement de l’anatomie." Grenoble, 2010. http://www.theses.fr/2010GRENM082.
Анотація:
Depuis quelques années, les technologies numériques sont fréquemment utilisées par les enseignants : CD-Rom, DVD interactifs ou encore logiciels de simulation 3D offrent de nouvelles ressources , de nouveaux points de vue sur un enseignement traditionnel qui s’était peu à peu standardisé. Les anatomistes ne sont pas en reste et exploitent eux aussi ces nouveaux supports multimédia. Parallèlement, la médecine voit progresser les techniques d’imagerie médicale. Les données obtenues, issues du vivant, sont de plus en plus exploitées par les enseignants souhaitant apporter à leurs cours l’aspect réaliste que n’offrent pas les croquis anatomiques réalisés manuellement au tableau : ces croquis, d’une qualité pédagogique indiscutable, sont ainsi peu à peu délaissés. L’objectif de cette thèse est de proposer aux anatomistes un nouvel outil de modélisation 3D de structures organiques exploitant à la fois leur savoir faire traditionnel du croquis anatomique 2D et les avantages des nouvelles technologies 3D. Dans ce contexte, nous avons ainsi été amenés à explorer le domaine de la modélisation 3D par croquis 2D selon trois approches complémentaires : une approche par modélisation incrémentale à partir de croquis 2D selon différents points de vue, une approche par modélisation à partir d’un ensemble de plans de coupe, telles des images IRM, et une approche par modélisation à partir d’un seul croquis représentant un unique point de vue sur un ensemble de structures imbriquées et non planes, tels des vaisseaux sanguins. L’association de ces trois approches a pour but d’offrir aux anatomistes un nouvel outil d’enseignement adapté à la spécificité de chacune des structures anatomiquesSince a few years, numerical technologies have become a new pedagogical tool which is more and more used by professors: CD-Roms, interactive DVDs or even 3D simulation software offer new resources as well as new points of view on traditional teaching. Of course, anatomists try to exploit these new multimedia supports in their teaching. Meanwhile, medical imaging techniques have made significant progress and now provide detailed images of the human body. Therefore, these data are more and more used by professors, whose goal is to add a realistic aspect to their courses. Despite the pedagogical benefit of hand-drawn sketches on a blackboard, these anatomical sketches cannot exhibit such a realistic aspect. The goal of our work is to provide anatomists with a new tool for 3D modeling of organic structures, which exploits both their 2D anatomical sketch know-how, and the advantages of modern 3D technologies. In this context, we are led to explore three complementary approaches for 3D modeling form a set of parallel cross-section images such as MRI and 3D modeling from a single sketch representing a single view of complex, overlapped and non –planar structures such as vascular systems. The combination of these three approaches results in a new system for teaching anatomy that eases the modeling of various anatomical structures, depending on their specificities
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Dumoncel, Jean. "Analyse morphométrique 3D de structures anatomiques pour la paléoanthropologie." Thesis, Toulouse 3, 2017. http://www.theses.fr/2017TOU30060/document.
Анотація:
L'évolution biologique des organismes peut être étudiée comme une succession de transformations morphologiques qui sont caractérisées par le changement de leur géométrie tridimensionnelle globale et locale. Dans ce contexte, il est nécessaire de développer des outils mathématiques et informatiques comparatifs de formes tridimensionnelles afin d'étudier ces transformations et de pouvoir les comparer avec les variabilités inter- et intra-espèces. Dans la chaîne de traitement des données tridimensionnelles (images 3D ou maillages 3D) employée en " paléoanthropologie virtuelle ", la méthode la plus souvent utilisée en analyse comparative est basée sur des points de repère (en général, anatomiques) dont les coordonnées sont analysées à l'aide d'outils mathématiques tels que la " morphométrie géométrique ". Plus récemment, une autre classe de méthodes a été proposée. Elle permet des comparaisons globales entre les surfaces complètes de structures anatomiques sans avoir besoin de définir des points de repère. On obtient ainsi une analyse statistique de la forme moyenne et de sa variabilité en tout point. Dans cette thèse, nous proposons d'étudier la chaîne d'analyse morphométrique des données 3D utilisées en paléoanthropologie, de la numérisation à l'exploitation des données par les chercheurs. Cette thèse présente des méthodes analytiques pour le traitement des données issues de la paléoanthropologie, depuis la numérisation des sites de fouilles jusqu'à l'acquisition et l'analyse des spécimens. Nous établissons des modèles numériques de terrain (analyses multidimensionnelles de données issues de différentes modalités d'acquisition telles que les scans laser et la photogrammétrie) qui permettent d'appréhender les vestiges dans leur contexte et nous proposons des analyses qui répondent à des problématiques qui sont spécifiques aux études en biologie. En particulier, nous apportons des outils d'analyse et de visualisation (cartographies 3D et analyses statistiques) pour des problématiques de déformation basées sur des recalages surfaciques. Nous proposons également une méthode d'analyse sur des données partielles afin de pouvoir exploiter l'ensemble des données disponibles dans les registres fossiles et modernes. Nos résultats mettent en évidence que les méthodes par recalage surfacique augmentent non seulement les possibilités de capter les formes et leurs variations, mais permettent également de travailler sur des formes globales et non uniquement sur certains points. Nous montrons notamment que ces méthodes permettent le développement d'outils qui sont bien adaptés pour les études en paléoanthropologieThe biological evolution of organisms can be studied as a set of morphological transformations which are characterized by the modification of their global three- dimensional geometry and by some discrete traits. In this context, it is necessary to develop comparative mathematical and computational tools for the study of the inter- and intraspecific variation. Within the three-dimensional data processing workflow (3D images or 3D meshes) employed in " virtual paleoanthropology ", the method that is most commonly used in comparative analysis is based on landmarks (most often anatomical landmarks) from which coordinates are analyzed by using mathematical tools such as " geometric morphometrics ". More recently, other methods allowing global comparisons between three-dimensional reconstructions without landmarks have been proposed. They allow for example the statistical analysis of a global shape and its variability. We suggest to study the process for morphometric analysis of 3D data commonly used in paleoanthropology, from the digitization to the exploration of 3D data. This dissertation introduces analytical methods for the processing of data provided by paleoanthropological studies, from the digitization of the excavation sites to the acquisition and the analysis of specimens. We established digital ground models (multidimensional analyses of data from various modalities of acquisition such as laser scanner and photogrammetry) that contribute to a comprehensive understanding of fossil remains in their context and we proposed relevant analyses for resolving specific problems inherent to biological studies. In particular, we developed appropriate tools for analyses and viewing (3D mappings and statistical analyses) dedicated specifically to problems of deformation-based registrations. Additionally, we introduced a method for the analysis of partial data in order to use all the specimens available in the fossil and modern records. Besides opening up new possibilities of capturing shape variation, our results highlight that techniques based on surface registration provide a reliable methodological framework for working on global shapes without focusing on specific points. We reported in particular that these methods allow the development of tools which are particularly suitable for the paleoanthropological studies
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Hassan, Sahar. "Intégration de connaissances anatomiques a priori dans des modèles géométriques." Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00607260.
Анотація:
L'imagerie médicale est une ressource de données principale pour différents types d'applications. Bien que les images concrétisent beaucoup d'informations sur le cas étudié, toutes les connaissances a priori du médecin restent implicites. Elles jouent cependant un rôle très important dans l'interprétation et l'utilisation des images médicales. Dans cette thèse, des connaissances anatomiques a priori sont intégrées dans deux applications médicales. Nous proposons d'abord une chaîne de traitement automatique qui détecte, quantifie et localise des anévrismes dans un arbre vasculaire segmenté. Des lignes de centre des vaisseaux sont extraites et permettent la détection et la quantification automatique des anévrismes. Pour les localiser, une mise en correspondance est faite entre l'arbre vasculaire du patient et un arbre vasculaire sain. Les connaissances a priori sont fournies sous la forme d'un graphe. Dans le contexte de l'identification des sous-parties d'un organe représenté sous forme de maillage, nous proposons l'utilisation d'une ontologie anatomique, que nous enrichissons avec toutes les informations nécessaires pour accomplir la tâche de segmentation de maillages. Nous proposons ensuite un nouvel algorithme pour cette tâche, qui profite de toutes les connaissances a priori disponibles dans l'ontologie.
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Prieto, Bernal Juan Carlos. "Multiparametric organ modeling for shape statistics and simulation procedures." Thesis, Lyon, INSA, 2014. http://www.theses.fr/2014ISAL0010/document.
Анотація:
La modélisation géométrique a été l'un des sujets les plus étudiés pour la représentation des structures anatomiques dans le domaine médical. Aujourd'hui, il n'y a toujours pas de méthode bien établie pour modéliser la forme d'un organe. Cependant, il y a plusieurs types d'approches disponibles et chaque approche a ses forces et ses faiblesses. La plupart des méthodes de pointe utilisent uniquement l'information surfacique mais un besoin croissant de modéliser l'information volumique des objets apparaît. En plus de la description géométrique, il faut pouvoir différencier les objets d'une population selon leur forme. Cela nécessite de disposer des statistiques sur la forme dans organe dans une population donné. Dans ce travail de thèse, on utilise une représentation capable de modéliser les caractéristiques surfaciques et internes d'un objet. La représentation choisie (s-rep) a en plus l'avantage de permettre de déterminer les statistiques de forme pour une population d'objets. En s'appuyant sur cette représentation, une procédure pour modéliser le cortex cérébral humain est proposée. Cette nouvelle modélisation offre de nouvelles possibilités pour analyser les lésions corticales et calculer des statistiques de forme sur le cortex. La deuxième partie de ce travail propose une méthodologie pour décrire de manière paramétrique l'intérieur d'un objet. La méthode est flexible et peut améliorer l'aspect visuel ou la description des propriétés physiques d'un objet. La modélisation géométrique enrichie avec des paramètres physiques volumiques est utilisée pour la simulation d'image par résonance magnétique pour produire des simulations plus réalistes. Cette approche de simulation d'images est validée en analysant le comportement et les performances des méthodes de segmentations classiquement utilisées pour traiter des images réelles du cerveauGeometric modeling has been one of the most researched areas in the medical domain. Today, there is not a well established methodology to model the shape of an organ. There are many approaches available and each one of them have different strengths and weaknesses. Most state of the art methods to model shape use surface information only. There is an increasing need for techniques to support volumetric information. Besides shape characterization, a technique to differentiate objects by shape is needed. This requires computing statistics on shape. The current challenge of research in life sciences is to create models to represent the surface, the interior of an object, and give statistical differences based on shape. In this work, we use a technique for shape modeling that is able to model surface and internal features, and is suited to compute shape statistics. Using this technique (s-rep), a procedure to model the human cerebral cortex is proposed. This novel representation offers new possibilities to analyze cortical lesions and compute shape statistics on the cortex. The second part of this work proposes a methodology to parameterize the interior of an object. The method is flexible and can enhance the visual aspect or the description of physical properties of an object. The geometric modeling enhanced with physical parameters is used to produce simulated magnetic resonance images. This image simulation approach is validated by analyzing the behavior and performance of classic segmentation algorithms for real images
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Le, Goualher Georges. "Modélisation de structures anatomiques cérébrales pour l'aide à l'interprétation d'images médicales et à la fusion des données." Rennes 1, 1997. http://www.theses.fr/1997REN10010.
Анотація:
La resolution spatiale des volumes irm 3d permet une visualisation de plus en plus detaillee du cortex cerebral humain. En particulier, les structures sur lesquelles l'anatomie descriptive du cortex cerebral est basee (les sillons corticaux) peuvent maintenant etre visualisees in vivo. L'importance de ces marqueurs anatomiques (permettant une mise en correspondance inter-individuelle) est d'autant plus a souligner que certains d'entre eux permettent une localisation a priori de certaines zones fonctionnelles majeures. Plusieurs facteurs de variabilite se combinent au niveau du cortex cerebral et rendent son interpretation particulierement difficile. Cette complexite necessite la mise au point de methodes d'aide a l'interpretation d'images afin de faciliter la comprehension de ces structures. Nous presentons dans cette these deux contributions visant a faciliter l'interpretation du cortex cerebral. Nous presentons dans un premier temps une methode de modelisation de la topographie du cortex cerebral. La methode est basee sur l'utilisation d'un ruban actif dont la topologie change au cours de la phase de segmentation. Cette methode permet de modeliser la structure tridimensionnelle des reperes corticaux a partir d'une initialisation simple. Cette methode permet des lors de visualiser des configurations geometriques qu'il etait impossible d'observer a partir des donnees irm brutes et contribue ainsi a faciliter la comprehension de l'anatomie corticale. Nous proposons alors un modele permettant de decrire l'organisation de ces structures. La difficulte a ce niveau reside dans la forte variabilite inter-individuelle des entites elementaires sur lesquelles cette description est fondee. Nous avons utilise un formalisme de description pour preciser les concepts utilises par les experts pour decrire l'organisation des reperes corticaux. La structure (ou le schema) d'une base de donnees est alors definie a partir du modele obtenu. Cette methode permet de concevoir une base de donnees capable de stocker des descriptions de l'anatomie cerebrale, a partir de laquelle on pourra enrichir et preciser un modele prototypique de l'anatomie cerebrale. Nous presentons egalement deux applications integrant la modelisation des reperes corticaux. La premiere application utilise les reperes corticaux generiques pour contraindre la mise en correspondance inter-individuelle (fusion de donnees anatomique inter-individuelle). La seconde est une application de visualisation, dans un environnement anatomique, de donnees fonctionnelles meg. Cette seconde application permet d'interpreter tant la composante spatiale que temporelle des donnees fonctionnelles recueillies.
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Izard, Camille. "Modélisation et estimation statistique pour l'imagerie médicale : application à la détection d'amers." Thesis, Lille 1, 2008. http://www.theses.fr/2008LIL10026/document.
Анотація:
Dans ce travail, nous présentons une famille de modèles statistiques à atlas déformable pour l'analyse d'images médicales et plus particulièrement pour la détection d'amers. Les modèles à atlas déformable sont couramment utilisés pour la mise en correspondance d'images en vue de leur segmentation, alignement ou classification. Nous montrons que le problème de détection d'amers peut être formulé comme un problème de mise en correspondance locale. Dans un premier temps, nous présentons deux modèles statistiques qui utilisent les variations d'intensité ou les contours de l'image pour détecter les amers. Ensuite nous introduisons un modèle statistique plus riche qui permet de segmenter une nouvelle image et de la mettre en correspondance avec un atlas pour détecter les amers. À partir de chaque modèle proposé, nous obtenons par maximum de vraisemblance un algorithme d'apprentissage et un algorithme de détection. Les algorithmes ainsi dérivés sont à la fois simples et génériques. Grâce à l'étape d'apprentissage, la méthode proposée s'adapte automatiquement à différents types d'amers. Enfin, en introduisant le concept d'objet déformable et de fond d'image, il est possible de limiter les temps de calcul, en focalisant les efforts sur les sous parties de l'image qui caracterisent la position des amers. Cette modification s'avère utile en vue de l'application des algorithmes proposés à la détection d'amers dans des images médicales en 3D. Enfin nous présentons les résultats obtenus pour la détection d'amers dans des Images à Résonance Magnétique de cerveauWe present a family of statistical mode/s based on deformable template for medical image analysis, and more specifically for the detection of anatomical landmarks. Deformable template models are commonly used for image matching to perform segmentation, registration or classification. We show that if the position of the landmarks characterizes uniquely the deformation of an image, the landmark detection problem can be formalized as a local matching problem. Based on the proposed statistical models and using maximum Iikelihood principles, we derive both an algorithm to learn the model from training data and a testing algorithm for the detection of landmarks in new images. The first two statistical models we propose rely on intensity or edge matching to identify the location of the landmarks; while the third one uses simultaneous image segmentation and template registration to locate the landmarks. We introduce a foregroundlbackground statistical model for medical imaging, which allows us to limit the computational effort to matching discriminative patterns surrounding the land marks. The proposed a/gorithms provide simple generic methods to perform automatic detection of landmarks in medical imaging. We tested our approach on the detection of landmarks ln brain Magnetic Resonance Images
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Assi, Chahine. "La hanche : anatomie morpho-fonctionnelle du complexe muscle-aponévrose-tendon. (Bases biométriques de modélisation)." Montpellier 1, 1999. http://www.theses.fr/1999MON11061.
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Dekens, Alexandre. "Anatomie de la magnétographie." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2019. http://www.theses.fr/2019LORR0300.
Анотація:
Ce travail porte sur les presses d’impression magnétographique développées par l’entreprise NIPSON Technology. Dans ces systèmes d’impression, le support à l’enregistrement ou média est un cylindre métallique (tambour) recouvert d’un ensemble de couches magnétiques : un guide magnétique en FeNi et une couche d’enregistrement en CoNiP. Le développement de l’image par les particules d’encre aimantées procède grâce à la force magnétique issue de régions du tambour (micro-aimants) aimantées par les pôles magnétiques des têtes d’écriture. L’impression est finalisée en transférant les particules d’encre magnétiques sur le support papier, carton, etc. L’écriture de l’image pixélisée sur le média est identique à celle de l’enregistrement de données sur des disques durs. Toutefois, la magnétographie se distingue par la force magnétique des micro-aimants qui doit être suffisamment grande pour attirer les particules d’encre et par le caractère temporaire des micro-aimants du média. L’objectif de la thèse est d’offrir des options à NIPSON Technology pour leur permettre d’augmenter la vitesse d’impression de leurs imprimantes, de 150 m/min actuellement à 600 m/min à long terme. Pour ce faire, il est nécessaire d’approfondir la compréhension des processus magnétiques d’écriture et d’effacement. Le travail de thèse s’organise en trois étapes. Dans un premier temps, les champs magnétiques extérieurs appliqués sur la couche d’enregistrement lors de l’écriture et de l’effacement sont calculés par méthode des éléments finis. Puis on étudie les propriétés structurales du CoNiP qui compose la couche d’enregistrement, qu’on relie aux propriétés magnétiques exhibées par l’alliage lorsqu’on lui applique un champ magnétique uniforme. Enfin, en utilisant les résultats déterminés dans les deux premières phases, on est parvenu à produire un modèle en première approximation de la configuration magnétique d’aimantation des dots écrits ainsi qu’à saisir plus finement l’impact des différents paramètres du tambour et de la barre d’effacement sur le processus de désaimantation AC. Par ailleurs, l’alternative de l’effacement DC pour suppléer cette dernière ainsi qu’une modification incrémentale de la nature de la couche d’enregistrement ont été étudiées dans l’optique de passer à une vitesse d’impression de 600 m/minThe work presented here is about the magnetographic printing systems designed and manufactured by NIPSON Technology. The medium that is supposed to retain the information one would like to print is a metallic cylinder, called the drum, on which two magnetic layers are grown: a FeNi ferromagnetic underlayer that acts as a “magnetic keeper” and a CoNiP semi-hard ferromagnetic medium. Using writing heads, an assembly of magnetized dots is recorded, thus forming the latent image to be written. This latent image is then revealed with magnetic ink particles that are attracted to regions that exhibit high gradients of stray field. Then the printing process is finalized by transferring the ink onto plain paper, cardboards, etc. Magnetic printing seems, at first glance, to be similar to the hard disk drive technology in the way the writing process works. However, the “read-out” in the former case sets itself apart by the necessity of having a sufficiently strong magnetic force to attract the ink particles, which involves layers that are tens of microns thick. The main objective of the thesis is to provide NIPSON Technology with options as to how to improve the printing speed of their devices from 150 m/min currently up to 600 m/min in the long run. To achieve that, a deeper understanding of the writing and the erasing processes in the magnetic medium is necessary. The task in the thesis is threefold. First, the magnetic field applied on the medium was determined by finite elements modelling both in the writing and the erasure processes. In the meantime, we studied the structural properties of the CoNiP and how they were linked to the magnetic properties of the medium. Then, by analyzing the results obtained in the two previous steps we succeeded in establishing a first model of the magnetic configuration in a single dot written by magnetic printing. On the erasure side, we managed to figure out how the parameters of the printer shape the AC demagnetization process used to erase an old latent image. Furthermore, we examined the possibility of implementing a DC erasure process as an alternative to the AC demagnetization, as well as an incremental alteration of the magnetic medium, so as to get a printing quality at 600 m/min as good as what one has at 150 m/min in the current system
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Passot, Sixtine. "Exploration du système racinaire du mil et ses conséquences pour la tolérance à la sécheresse." Thesis, Montpellier, 2016. http://www.theses.fr/2016MONTT160/document.
Анотація:
Le mil est une céréale d’importance majeure pour la sécurité alimentaire dans les régions arides d’Afrique et d’Inde. Pourtant, elle a fait l’objet de relativement peu d’efforts d’amélioration variétale par rapport à d’autres céréales. En particulier, l’amélioration de son système racinaire pourrait permettre une amélioration de la tolérance de cette plantes aux contraintes physiques qu’elle subit (sécheresse et faible disponibilité en nutriments) et ainsi un accroissement substantiel de la production. L’objectif de ce travail est de caractériser ce système racinaire, en vue de produire des connaissances nécessaires à l’amélioration variétale, axée principalement sur la tolérance à la sécheresse en début de cycle.Dans un premier temps, nous avons décrit précisément la morphologie du système racinaire dans les premiers stades de développement, la dynamique de mise en place des différents axes racinaires ainsi que l’anatomie des différents types de racines. Ce travail a mis en évidence l’existence de trois types anatomiques distincts pour les racines latérales. Nous avons également mis en évidence l’existence de variabilité dans la dynamique de mise en place précoce du système racinaire au sein d’un panel de diversité issu de variétés cultivées, ce qui ouvre la possibilité d’utiliser cette variabilité existante pour l’amélioration du système racinaire. Notre étude a aussi révélé une grande variabilité des profils de croissances au sein des racines latérales.Pour analyser plus avant cette diversité, la croissance d’un grand nombre de racines latérales a été mesurée quotidiennement et un modèle statistique a permis de classer ces racines latérales en trois grandes tendances, selon leurs profils de croissance. Ces trois catégories distinguent des racines avec des forts taux de croissance, et dont la croissance se poursuit après la fin du suivi, des racines avec des taux de croissance intermédiaires et des racines au taux de croissance faible, qui cessent rapidement de pousser. Ces différents types de racines sont répartis aléatoirement le long de la racine primaire et il ne semble pas y avoir d’influence des types racinaires sur les intervalles entre racines latérales successives. Les trois types cinétiques correspondent, imparfaitement cependant, aux trois types anatomiques mis en évidence dans le premier chapitre. Un travail similaire a été effectué sur le maïs, ce qui a permis de comparer ces deux céréales phylogénétiquement proches.Enfin, nous avons recherché de marqueurs génétiques associés à la croissance de la racine primaire, un trait racinaire supposément impliqué dans la tolérance à la sécheresse précoce. Ce travail a nécessité le phénotypage du trait racinaire en question sur panel de lignées de mil fixées, ce qui a confirmé la présence d’une grande variabilité existante pour ce trait. Ces lignées ont ensuite été génotypées par séquençage. Les analyses d’association génotype/phénotype sont en cours.Ce travail de thèse a permis de caractériser plus précisément le système racinaire du mil, relativement mal connu jusqu’à ce jour. Il a fourni des données utiles pour la paramétrisation et le test de modèles fonctionnels de croissance et de transport d’eau. La caractérisation cinétique précise des types de racines latérales est une approche originale et pourra être utilisée chez d’autres céréales. Enfin, les données acquises par génétique d’association devraient pouvoir servir à une meilleure compréhension de la mise en place de ce système racinaire et ouvrent la voie à l’amélioration assistée par marqueurs génétiques pour des traits racinaires chez le milPearl millet plays an important role for food security in arid regions of Africa and India. Nevertheless, it lags far behind other cereals in terms of genetic improvement. Improving its root system could improve pearl millet tolerance to abiotic constraints (drought and low nutrient availability) and lead to a significant increase in production. The objective of this work is to characterize pearl system root system development in order to produce knowledge for breeding, mainly targeted on tolerance to drought stress occurring at the early growth stages.First, we described the dynamics of early pearl millet root system development and the anatomy of the different root types. This work revealed the existence of three anatomically distinct types for lateral roots. We also showed the existence of variability in primary root growth and lateral root density in a diversity panel derived from cultivated varieties, which opens the possibility to use this existing variability in root system breeding. Our study also revealed a large variability among the growth profiles of lateral roots.To further analyze this diversity, the growth rates of a large number of lateral roots were measured daily and a statistical model developed to classify these lateral roots into three main trends, according to their growth profiles. These three categories distinguish roots with high growth rate that keep on growing after the end of the experiment, roots with intermediate growth rates and roots with low growth rates that quickly stop growing. These different lateral root types are randomly distributed along the primary root and there seem to be no influence of root types on the intervals between successive lateral roots. The three growth types correspond, though imperfectly, to the three anatomical types evidenced in the first chapter. A similar work has been performed on maize, which was used to compare these two phylogenetically close cereals.Finally, we searched for genetic markers associated to primary root growth, a root trait potentially involved in early drought stress tolerance. A large panel of genetically fixed pearl millet inbred lines was phenotyped, confirming the presence of a large variability existing for this trait. These lines were then genotyped by sequencing. Analyses of association between phenotype and genotype are underway.This work provides a precise description of pearl millet root system that was little studied to date. Our data were used for parameterization and testing of functional structural plant models simulating root growth and water transport. The statistical tool developed for the characterization of the different lateral root growth types is an original approach that can be used on other cereals. Finally, results from our association study will reveal new information on the genetic control of root growth and open the way to marker assisted selection for root traits in pearl millet
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Jeusel, Elise. "Evolution et modélisation tridimensionnelle du palais osseux des hominidés fossiles dans la perspective de l’acquisition du langage articulé." Aix-Marseille 3, 2007. http://www.theses.fr/2007AIX30035.
Анотація:
Le langage articulé moderne repose sur des bases anatomiques non conservées lors de la fossilisation. Seul le palais osseux est conservé. Ce travail a consisté à étudier cette structure complexe anatomiquement, métriquement et d’un point de vue tridimensionnel. Le matériel utilisé regroupe des Homo sapiens modernes, des grands singes et des hominidés fossiles. L’étude de cette cavité fonctionnelle a été effectuée à l’aide de silicone et d’un digitaliseur. Douze caractères non-métriques ont été étudiés. Certains montrent une évolution diachronique des premiers hominidés aux plus récents. L’anatomie palatine se complexifie avec une réorganisation spatiale. Le palais semble se moderniser avant le reste de la base du crâne. Ainsi, un palais quasi moderne existe dès les Homo erectus européens alors que la base du crâne n’a pas encore atteint sa flexion moderne. Un palais apte à la production d’un langage articulé de type moderne est donc en place chez ces hominidés. Cependant, la production du langage faisant intervenir de nombreux paramètres et fonctions physiologiques telles que le cerveau, il est donc impossible à partir du seul palais osseux de connaître le moment de l’émergence d’un langage articulé chez les hominidés fossilesThe modern articulated language rests on anatomical basis not preserved during fossilization. Only the bony palate is preserved. This work has consisted to study this complex structure anatomically, metrically and three-dimensionally. The studied material is composed of modern Homo sapiens, great apes and fossil hominids skulls. This functional cavity was studied with silicone and a digitizer. Twelve nonmetric palatine traits have been studied. Some show a diachronic evolution from first to more recent hominids. The palate tends to be more complex with a spatial restructuration, and to modernize before the posterior part of the basicranium. That way, a modern-like bony palate exists since Europeans Homo erectus whereas the basicranium has not attained his modern flexion. A palate suited to the production of modern articulated language is set up among these hominids. However, many parameters and physiological functions like cerebral one contribute to the language production ; therefore it is impossible starting from the bony palate to know the moment of the emergence of an articulated language in the fossil hominids
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Aubry, Sébastien. "Modélisation tridimensionnelle des vertèbres à but didactique en radio-anatomie et radiologie interventionnelle sous guidage tomodensitométrique." Besançon, 2007. http://www.theses.fr/2007BESA2031.
Анотація:
Les progrès technologiques de la tomodensitométrie en terme de résolution spatiale font que, devant la masse croissante des données à interpréter, les radiologues doivent travailler sur des consoles informatiques de post-traitement dédiées. Cette évolution récente n'a pas été répercutée sur les méthodes d'enseignement de la radio-anatomie et de la radiologie interventionnelle sous guidage tomodensitométrique (TOM). Dans un premier temps nous avons modélisé les vertèbres types puis nous avons développé un logiciel dont l'ergonomie et le design sont directement inspirés de ceux utilisés dans les services de radiologie. Il gère les acquisitions TOM comme un volume dont l'interprétation se fait en reconstruction multi-planaire. Il permet de construire et d'analyser à partir de leurs parties élémentaires constitutives, les vertèbres issues de la modélisation 3D. Il est une nouvelle modalité d'apprentissage de l'anatomie, plus attractive, complète et didactique. Parallèlement, la radiologie interventionnelle sous guidage TOM n'a cessé de se développer, que se soit à visée diagnostique ou thérapeutique. L'efficacité et la sécurité de ces interventions sont liés à la bonne connaissance par le radiologue interventionnel du trajet et des rapports des aiguilles. Nous avons modélisé au sein du volume réel des objets- virtuels et ainsi simulé les procédures typiques réalisées sous guidage TOM à visée rachidienne ou péri-rachidienne. Ceci permet aux radiologues interventionnels de mieux appréhender dans l'espace les gestes à accomplirThe high spatial resolution of computed tomography leads to a constant increase in size and number of medical images. Thus, radiologists must work on software platforms dedicated to volumic post-treatment. This recent evolution hasn't been yet integrated in radio-anatomy and interventional radiology under CT control teaching methods. After 3D modelling of vertebras, we developed a software inspired by those daily used in radiology departments. It considers CT -scan as a volume which can be analysed on multi-planar reconstructions. It allows to construct element by element the modelled vertebras. It is a new and more powerful and didactic radio-anatomy teaching way. At the same time, interventional radiology under CT control continually developed itself because it groups minimally invasive procedures : It is a secure guidance method for biopsy and treat with drug injections, neurolysis, cementoplasty and vertebroplasty. Efficiency and safety of these procedures are correlated with a perfect target and direction knowledge of needles. We used 3D modelisation to insert into the real volume virtual objects representing interventional material. We hereby simulated typical rachidian interventional procedures under CT control. Their spatial understanding and learning are then improved
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Turcotte, Marie-Christine. "La queue du rat : un modèle expérimental prometteur pour l'étude mécanobiologique du fascia in vivo." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2010. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/1584.
Анотація:
Le fascia est un tissu conjonctif mou présent à plusieurs endroits dans le corps. Selon la littérature, le fascia pourrait jouer un rôle biomécanique au sein du système musculo-squelettique. On croit donc que la dégradation ou des lésions des fascias pourraient être la cause de certains troubles musculo-squelettiques. Il importe donc d'étudier la mécanobiologie de ce tissu in vivo, c'est-à-dire son évolution dans le temps en réponse aux stimuli mécaniques auxquels il est soumis. Pour ce faire, il est nécessaire de trouver un modèle biologique compatible à notre étude. Par le présent projet, on désire procéder à l'examen de la queue de rat comme modèle expérimental pour l'étude mécanobiologique du fascia in vivo. La queue de rat sera considérée comme un modèle expérimental valide si : (1) on démontre théoriquement et/ou expérimentalement qu'il contribue à la biomécanique de la queue; (2) il est possible d'influencer son évolution temporelle par l'application de chargements spécifiques; et (3) on peut identifier ou développer une technique d'analyse permettant d'évaluer cette évolution. L'investigation des deux premiers points a nécessité la modélisation mécanique de la queue de rat à l'aide du logiciel Adams/View. Afin de modéliser et paramétrer judicieusement les composantes de la queue de rat, on a donc : étudié exhaustivement l'anatomie de la queue de rat par la revue littéraire, la dissection et différentes techniques d'imagerie; effectué une revue littéraire sur les dernières avancées scientifiques sur le fascia de même que sur les propriétés mécaniques des différentes structures anatomiques (tissus) de la queue; programmé un traitement d'images pour évaluer l'aire transversale et le bras de levier des structures complexes; développé une méthodologie de tests pour la caractérisation des propriétés mécaniques de la peau et du fascia de la queue de rat. Deux points sur trois ont été validés au cours de ce projet. Le modèle de queue de rat a permis de valider qu'il serait possible de modifier les stimuli mécaniques auxquels le fascia est soumis par blocage et/ou déformation d'une articulation par un appareillage de type Ilizarov. De plus, l'élaboration des tests de traction sur le fascia a permis de confirmer la possibilité d'évaluer l'évolution du fascia en fonction des stimuli mécaniques auxquels il est imposé. En conclusion, le modèle ne démontre pas la contribution du fascia à la biomécanique de la queue puisqu'il ne modélisait que son apport en rigidité longitudinale. Par contre, la modélisation a apporté d'autres hypothèses à propos du rôle joué par le fascia. Un nouveau modèle testant son rôle en cisaillement et en rigidité radiale devra être créé. On conserve donc l'hypothèse que la queue de rat constitue un bon modèle pour l'étude mécanobiologique du fascia in vivo.
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Nicolle, Stéphane. "Identification et modélisation du comportement viscoélastique linéaire et non linéaire du tissu cérébral en situation d'impacts." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2003. http://www.theses.fr/2003STR13157.
Анотація:
Ce travail a pour objectif de contribuer au développement du modèle par éléments finis de la tête humaine de l'ULP. Il intègre une étude du comportement viscoélastique linéaire et non linéaire du tissu cérébral dont la connaissance reste actuellement incomplète et contrastée. Les propriétés matérielles en cisaillement du cerveau sont déterminées aux petites déformations sur une gamme de fréquences inédite (de 0. 1 à plus de 6000 Hz) qui inclut les fréquences associées aux chocs automobiles et balistiques non pénétrant. La robustesse du protocole opératoire et la fiabilité des résultats expérimentaux sont confirmées par l'utilisation de deux outils de mesure différents et par l'analyse d'un certain nombre de facteurs pouvant influer sur l'objectivité des mesures. L'étude s'accompagne également d'une analyse de l'anisotropie pour une région particulière du cerveau (la couronne radiaire), et des différences inter-espèces et régionales. Le comportement du cerveau aux grandes déformations est appréhendé au travers d'essais de relaxation effectués sur une plage de déformations allant de 0. 1% à 50%. Il ressort que l'augmentation du niveau de déformation influe sur l'amplitude des modules mesurés mais non sur leurs temps de relaxation. Les résultats aux petites déformations aboutissent à une modélisation phénoménologique du comportement linéaire du cerveau par un modèle de Maxwell généralisé à cinq modes. Le comportement non linéaire est modélisé par une loi hyperélastique de Ogden dans sa phase caoutchoutique puis par une extension proposée de cette loi (loi visco-hyperélastique) qui tient compte des effets dissipatifs observés sur l'intervalle de temps considéré. Une confrontation des lois de comportement linéaire et non linéaire du cerveau est enfin réalisée au cours d'une simulation numérique d'un choc de référence et d'un choc balistique. Il ressort que la mise en évidence de l'apport des différentes lois nécessite d'autres critères de validation des modèles numériquesThe aim of this work is to contribute to the development of the ULP human head Finite Element model. This study concerns the linear and nonlinear viscoelastic brain tissue behaviour of which the knowledge remains currently incomplete and contrasted. The small shear strains brain properties are determined on new frequency range (from 0. 1 to more than 6000 Hz) which includes frequencies associated with traffic road accidents and non penetrating ballistic impacts. The robustness of the protocol and the reliability of the experimental results are confirmed by the use of two different testing devices and by the analysis of several factors which could affect measurements objectivity. The study is also accompanied by an analysis of the anisotropy for a particular area of the brain (the corona radiate), and inter-species and regional differences. The large strain brain behaviour is characterized by shear relaxation tests between 0. 1% and 50% strain. The results show the increase of the strain level affect the modulus magnitude but not their relaxation times. The brain linear behaviour is modelled by a phenomenological five-mode Maxwell model. The brain rubberlike behaviour is modelled by an Ogden hyperelastic law. This law is extended to take account of the observed dissipative effects on all time range (visco-hyperelastic law). Finally, a comparison of these brain linear and nonlinear constitutive laws is realised from numerical simulations of a reference and a ballistic impact. The conclusion is that the pertinence of the different laws contribution requires other numerical model validation criteria
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Wagnac, Eric. "Expérimentation et modélisation détaillée de la colonne vertébrale pour étudier le rôle des facteurs anatomiques et biomécaniques sur les traumatismes rachidiens." Thesis, Aix-Marseille 2, 2011. http://www.theses.fr/2011AIX22140.
Анотація:
L’objectif de la thèse était d’étudier l’influence de facteurs anatomiques et biomécaniques tels que la présence d’ostéophytes vertébraux, le taux de chargement et le profil sagittal rachidien (défini par l’orientation et la forme de la colonne vertébrale dans le plan sagittal) sur les traumatismes de la colonne vertébrale thoracique et lombaire. Pour ce faire, des essais expérimentaux sur spécimens cadavériques rachidiens ont été réalisés et un modèle biomécanique détaillé du rachis T1-sacrum a été raffiné, validé expérimentalement et exploité. Les résultats ont démontré que les segments ostéophytiques présentaient des fractures de moindre sévérité localisées au niveau de la vertèbre proximale, contrairement aux segments sans ostéophytes, qui présentaient des fractures sévères (souvent comminutives) au niveau de la vertèbre médiane. Ils ont également confirmé que le taux de déformation jouait un rôle-clé dans l’initiation du traumatisme et que le profil sagittal avait une influence significative sur les caractéristiques des fractures osseuses lors d’accidents impliquant un mécanisme principalement en compression. En revanche, le profil sagittal n’exercerait qu’une influence limitée sur la nature des traumatismes lors d’un accident impliquant un mécanisme de flexion-distractionThe objective of this thesis was to study the influence of anatomical and biomechanical factors such as the presence of vertebral osteophytes, the loading rate and the sagittal profile of the spine (defined by the orientation and shape of the spine in the sagittal plane) on spinal injuries at the thoracic and lumbar levels. To fulfill this objective, experiments on human cadaveric spines were performed and a detailed biomechanical model of the spine was refined, validated against experimental data, and exploited. Results showed that the presence of large osteophytes significantly influenced the location, pattern and type of fracture, and provided to the underlying vertebra a protective mechanism against severe compression fractures (e.g. burst fractures). They also showed that the loading rate played a key-role on the onset of spinal trauma and that the sagittal profile of the spine had a significant influence on the bone fracture in accidents that involve compression mechanisms. On the other hand, the sagittal profile of the spine had a limited influence on the nature of spinal injuries in accidents that involved flexion-distraction mechanisms
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Junger, Jean-Claude. "Modélisation et réalisation d'une prothèse de genou." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1993. http://www.theses.fr/1993INPL052N.
Анотація:
La complexité du mouvement des os de l'articulation du genou requiert une étude anatomique pour construire une prothèse de genou. Une bonne prothèse repose sur des surfaces permettant tous les mouvements du genou. Le nouveau type de prothèse présenté ici, est le résultat de cette approche scientifique. Dans un premier temps, nous mesurons les surfaces des condyles et de la trochlée d'une population significative d'os humains en utilisant une machine triaxiale. Puis, nous déterminons une surface moyenne servant de base à la réalisation de notre prothèse. Ensuite, en utilisant les techniques des fonctions b-splines, nous étudions les paramètres permettant de reconstruire la surface des condyles tout en respectant la cinématique ligamentaire et la transmission des contraintes. Notre prothèse respecte la position de la rotule sur les condyles et la trochlée et présente une forme proche de la forme anatomique. En relation avec cette étude, nous avons développé de nouveaux types de tiges intramédullaires ainsi que la technique de pose associée
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Sol, Kevin. "Une approche combinatoire novatrice fondée sur les matroïdes orientés pour la caractérisation de la morphologie 3D des structures anatomiques." Thesis, Montpellier 2, 2013. http://www.theses.fr/2013MON20183/document.
Анотація:
Dans cette thèse, nous proposons une approche combinatoire novatrice fondée sur les matroïdes orientés pour l'étude quantitative de la forme de structures anatomiques 3D. Nous nous basons sur des points de repère qui ont été préalablement localisés par des experts sur la structure anatomique étudiée. La nouveauté de cette méthode provient de l'utilisation de matroïdes orientés. Ces outils mathématiques nous permettent de coder la position relative des points de repère de façon purement combinatoire, c'est-à-dire sans utiliser de notions d'angles ou de distances, en associant un signe (0, + ou -) à chaque sous-ensemble de (d+1) points de repère où d est la dimension de l'espace (dans notre cas 2 ou 3). Dans une première partie, nous supposons qu'il existe des contraintes d'ordres sur chaque axe de coordonnée pour les points de repère. Nous obtenons alors une caractérisation (en dimension 2 et 3) des sous-ensembles de points de repère dont le signe associé est constant, quelles que soient les valeurs des coordonnées satisfaisant les contraintes d'ordre. Dans une deuxième partie, nous cherchons à classifier un ensemble de modèles 3D, en les codant au préalable par ces listes de signes. Nous analysons d'abord comment s'appliquent les algorithmes de clustering classiques, puis nous décrivons comment caractériser des classes de façon directe, à l'aide des signes associés à quelques sous-ensembles de points de repère. Dans une troisième partie, nous détaillons les algorithmes et l'implémentation en machine de cette nouvelle méthode de morphométrie afin de pouvoir l'appliquer à des données réelles. Dans la dernière partie, nous appliquons la méthode sur trois bases de données composées chacune de plusieurs dizaines de points de repères relevés sur plusieurs dizaines à plusieurs centaines de structures crâniennes pour des applications en anatomie comparée, en orthodontie et sur des cas cliniques d'enfants présentant des déformations cranio-facialesIn this thesis, we propose an innovative combinatorial method based on oriented matroids for the quantitative study of the shape of 3D anatomical structures. We rely on landmarks which were previously defined by experts on the studied anatomical structure. The novelty of this method results from the use of oriented matroids. These mathematical tools allow us to encode the relative position of landmarks in a purely combinatorial way, that is without using concepts of angles or distances, by associating a sign (0, + or -) for each subset of (d+1) landmarks where d is the dimension of space (in our case 2 or 3). In the first part, we assume that there exist constraints of orders on each coordinate axis for the landmarks. We obtain a characterization (in dimension 2 and 3) of the subsets of landmarks of which the associated sign is constant, regardless of the values of the coordinates satisfying the constraints of order. In a second part, we try to classify a set of 3D models, encoding in advance by these lists of signs. We first analyze how to apply classic clustering algorithms, and then describe how to characterize the classes directly, using signs associated with some subsets of landmarks. In the third part, we explain the algorithms and the implementation of this new morphometry method in order to apply it to real data. In the last part, we apply the method to three databases each consisting of several dozens of points defined on several dozens to several hundreds of cranial structures for applications in comparative anatomy, in orthodontics and on clinical cases of children with craniofacial deformities
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Kulikova, Sofya. "Integration of multimodal imaging data for investigation of brain development." Thesis, Sorbonne Paris Cité, 2015. http://www.theses.fr/2015PA05T021/document.
Анотація:
L’Imagerie par résonance magnétique (IRM) est un outil fondamental pour l’exploration in vivo du développement du cerveau chez le fœtus, le bébé et l’enfant. Elle fournit plusieurs paramètres quantitatifs qui reflètent les changements des propriétés tissulaires au cours du développement en fonction de différents processus de maturation. Cependant, l’évaluation fiable de la maturation de la substance blanche est encore une question ouverte: d'une part, aucun de ces paramètres ne peut décrire toute la complexité des changements sous-jacents; d'autre part, aucun d'eux n’est spécifique d’un processus de développement ou d’une propriété tissulaire particulière. L’implémentation d’approches multiparamétriques combinant les informations complémentaires issues des différents paramètres IRM devrait permettre d’améliorer notre compréhension du développement du cerveau. Dans ce travail de thèse, je présente deux exemples de telles approches et montre leur pertinence pour l'étude de la maturation des faisceaux de substance blanche. La première approche fournit une mesure globale de la maturation basée sur la distance de Mahalanobis calculée à partir des différents paramètres IRM (temps de relaxation T1 et T2, diffusivités longitudinale et transverse du tenseur de diffusion DTI) chez des nourrissons (âgés de 3 à 21 semaines) et des adultes. Cette approche offre une meilleure description de l’asynchronisme de maturation à travers les différents faisceaux que les approches uniparamétriques. De plus, elle permet d'estimer les délais relatifs de maturation entre faisceaux. La seconde approche vise à quantifier la myélinisation des tissus cérébraux, en calculant la fraction de molécules d’eau liées à la myéline (MWF) en chaque voxel des images. Cette approche est basée sur un modèle tissulaire avec trois composantes ayant des caractéristiques de relaxation spécifiques, lesquelles ont été pré-calibrées sur trois jeunes adultes sains. Elle permet le calcul rapide des cartes MWF chez les nourrissons et semble bien révéler la progression de la myélinisation à l’échelle cérébrale. La robustesse de cette approche a également été étudiée en simulations. Une autre question cruciale pour l'étude du développement de la substance blanche est l'identification des faisceaux dans le cerveau des enfants. Dans ce travail de thèse, je décris également la création d'un atlas préliminaire de connectivité structurelle chez des enfants âgés de 17 à 81 mois, permettant l'extraction automatique des faisceaux à partir des données de tractographie. Cette approche a démontré sa pertinence pour l'évaluation régionale de la maturation de la substance blanche normale chez l’enfant. Pour finir, j’envisage dans la dernière partie du manuscrit les applications potentielles des différentes méthodes précédemment décrites pour l’étude fine des réseaux de substance blanche dans le cadre de deux exemples spécifiques de pathologies : les épilepsies focales et la leucodystrophie métachromatiqueMagnetic Resonance Imaging (MRI) is a fundamental tool for in vivo investigation of brain development in newborns, infants and children. It provides several quantitative parameters that reflect changes in tissue properties during development depending on different undergoing maturational processes. However, reliable evaluation of the white matter maturation is still an open question: on one side, none of these parameters can describe the whole complexity of the undergoing changes; on the other side, neither of them is specific to any particular developmental process or tissue property. Developing multiparametric approaches combining complementary information from different MRI parameters is expected to improve our understanding of brain development. In this PhD work, I present two examples of such approaches and demonstrate their relevancy for investigation of maturation across different white matter bundles. The first approach provides a global measure of maturation based on the Mahalanobis distance calculated from different MRI parameters (relaxation times T1 and T2, longitudinal and transverse diffusivities from Diffusion Tensor Imaging, DTI) in infants (3-21 weeks) and adults. This approach provides a better description of the asynchronous maturation across the bundles than univariate approaches. Furthermore, it allows estimating the relative maturational delays between the bundles. The second approach aims at quantifying myelination of brain tissues by calculating Myelin Water Fraction (MWF) in each image voxel. This approach is based on a 3-component tissue model, with each model component having specific relaxation characteristics that were pre-calibrated in three healthy adult subjects. This approach allows fast computing of the MWF maps from infant data and could reveal progression of the brain myelination. The robustness of this approach was further investigated using computer simulations. Another important issue for studying white matter development in children is bundles identification. In the last part of this work I also describe creation of a preliminary atlas of white matter structural connectivity in children aged 17-81 months. This atlas allows automatic extraction of the bundles from tractography datasets. This approach demonstrated its relevance for evaluation of regional maturation of normal white matter in children. Finally, in the last part of the manuscript I describe potential future applications of the previously developed methods to investigation of the white matter in cases of two specific pathologies: focal epilepsy and metachromatic leukodystrophy
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Nicolas, Guillaume. "Des données anatomiques à la simulation de la locomotion : application à l'homme, au chimpanzé, et à Lucy (A.L. 288-1)." Phd thesis, Université Rennes 2, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00198655.
Анотація:
L'identification des fondements de la locomotion passe par la compréhension des structures anatomiques et des mécanismes mis en jeu lors de ce mouvement. Les études expérimentales en biomécanique ont ainsi permis de mettre en évidence un grand nombre d'invariants tels que la minimisation de l'énergie. En paléoanthropologie, lorsqu'il s'agit d'étudier l'influence de la morphologie sur le mouvement, l'approche par« anatomie comparée» est la plus utilisée. A partir d'observations sur les espèces actuelles, cette approche propose un certain nombre d'hypothèses locomotrices pour des espèces fossiles. Toutefois, la plupart des analyses en paléoanthropologie se focalisent sur une partie isolée du squelette (la hanche, le genou ou le bassin par exemple) et il est difficile de faire fonctionner ensemble des caractéristiques anatomiques de nature très différente et provenant de différentes parties du corps. Dans ce travail, nous proposons d'adapter des méthodes de simulation du mouvement bipède afin d'étudier les relations entre les paramètres anatomiques et le mouvement. Nous proposons, dans un premier temps, une méthode pour modéliser des squelettes et les exploiter pour la simulation. Nous décrivons ensuite une solution pour calculer les mouvements de la chaîne articulaire pelvienne à partir d'une trajectoire connue des pieds. Enfin, nous décrirons comment cette précédente méthode peut être utilisée pour simuler une locomotion bipède incluant le calcul de la trajectoire des pieds. Après avoir validé cette approche globale chez l'homme, nous proposons une application à un chimpanzé et à un spécimen d'Australopithecus afarensis ("Lucy", A.L.288-1). L'application paléontologique vise à tester l'influence de la longueur de pas et de diverses reconstructions de squelettes sur les mouvements simulés. En plus de l'apport scientifique dans le domaine de l'analyse du mouvement, ce travail a des implications directes dans le domaine des activités physiques et sportives afin de comprendre les fondamentaux de la performance motrice
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Nguyen, Thi Minh Luan. "Vers une aproche multi-échelle pour la modélisation et la simulation des systèmes complexes : (application à la simulation de l'hippocampe)." Paris 8, 2005. http://www.theses.fr/2005PA082504.
Анотація:
L'objectif de cette thèse est l'étude de la programmabilité des systèmes hiérarchiques prenant la géométrie en compte. Il s'agit là de systèmes complexes à plusieurs niveaux de modélisation et qui présentent des caractéristiques communes alors que les domaines d'application peuvent apparaître totalement disjoints en première analyse. Des problèmes apparemment éloignés se trouvent en fait sous-tendus par des propriétés communes qui autorisent la mise au point de méthodes de résolution unifiées. La thèse s'applique à développer des aspects théoriques liés à cette problématique pour appréhender la modélisation et la simulation de systèmes complexes. Le thème central de la thèse consiste d'une part en la résolution des questions relatives à la manipulation de modèles hiérarchiques avec les graphes, et d'autre part en l'étude de la dynamique de tels systèmes de manière modulaire, hiérarchique par la combinaison des formalismes de Zeigler et des systèmes multi-agents situésThe aim of this thesis is to study the programmability of complex hierarchical systems taking geometry into account. These systems could be described by a hierarchy of interacting sub-systems, each being a set of interacting elements. Though complex systems may appear completely disjointed at first sight, they have some hidden common characteristics. The goal of the thesis is to develop theoretical aspects related to the problems mentioned above. We try to apprehend specifically complex systems modeling and simulation for observation and/or prediction purpose. Furthermore, the central topics of the thesis are, firstly, to solve the questions related to handling hierarchical models with graphs, and secondly to study the dynamics of these systems in a modular and hierarchical way by combining Zeigler's formalisms and multi-agents systems. The mapping of hierarchical graphs with Zeigler models and multi-agents systems is also studied
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Chalopin, Claire. "Modélisation topologique 3D de l'arbre coronaire pour l'étiquetage automatique en angiographie par rayons X." Lyon 1, 2000. http://www.theses.fr/2000LYO1T068.
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Pomero, Vincent. "Modélisation géométrique et mécanique des muscles du tronc : relation entre musculature, troubles posturaux et surcharges vertébrales." Paris, ENSAM, 2003. http://www.theses.fr/2003ENAM0004.
Анотація:
L'objectif de ce travail est d'élaborer un modèle d'évaluation musculaire adapté à l'étude de patients, afin de déterminer les relations existantes entre la musculature du tronc, un trouble postural et les surcharges rachidiennes. Dans cet objectif, un premier chapitre s'attache à présenter le problème (anatomie fonctionnelle et formulation mécanique), puis une revue de littérature est proposée afin d'identifier les différents modèles et protocoles d'acquisition des données proposés par différents chercheurs. Dans le chapitre III, un modèle de régulation musculaire est proposé, fondé sur l'hypothèse que le système musculaire est un système de régulation permettant de maintenir les efforts rachidiens en deçà de seuils mécaniquement admissibles. Ce modèle, par plan de coupe au niveau de la liaison intervertébrale considérée, est comparé à d'autres de la littérature et se révèle pertinent, notamment du fait de sa capacité à proposer des configurations musculaires régulant en particulier les efforts de cisaillement. Une exploitation préliminaire permet d'apprécier les potentialités de cette approche. Le chapitre IV aborde l'acquisition clinique tridimensionnelle des données d'entrée personnalisées des sujets pour ce modèle de régulation musculaire. Nous proposons un protocole adapté au contexte clinique (rapide et peu invasif), qui permet d'obtenir, sur la base d'une stéréoradiographie (couplée à une mesure des pressions plantaires et à des photos des membres inférieurs) le torseur des efforts de la partie haute sur la partie basse, les géométries musculaires volumiques personnalisées (à partir de 9 coupes IRM), ainsi que les contraintes admissibles maximum des muscleThe objective of this work is to build a muscular model adapted to patient evaluation, in order to investigate relationship between the trunk muscular system, postural default and spine overloading. The first chapter introduces the global issue (functional anatomy, mechanical formulation). A literature review is, then, performed to identify the different approaches proposed in the past concerning muscular modelling and its data acquisition protocols. In chapter III, a muscle regulation model is presented. This model is based on the hypothesis that the muscular system is a regulation system which maintains mechanical joint loads within the spine below mechanically admissible thresholds. Compared to literature, this model (described in the transversal section at the investigated intervertebral level) is relevant, particularly because of its ability to propose alternative muscular patterns that reduce intervertebral shear forces. A preliminary exploitation allows the reader to appreciate the potentiality of this approach. Chapter IV deals with personalized three-dimensional data acquisition for subjects in order to obtain the input data for the muscular regulation model. We propose a protocol adapted to the clinical environment (quick and minimally invasive). From a stereo-radiography (associated with a feet pressure measurement and photography of the lower limbs of the subject), 3D-reconstruction of the spine, the rib cage, the trunk external shape and of the pelvis are performed; a free body diagram allowed to calculate the external loads at the intervertebral levels. Combining 9 MRI slices of the subject with the 3D-reconstruction, personalized 3D-reconstructio
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Perez, Alain François. "Modélisation de la dynamique du carpe." Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 1994. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00344523.
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Brémond-Gignac, Dominique. "Croissance du globe oculaire du fœtus et de l'enfant en imagerie par résonance magnétique." Paris 5, 1999. http://www.theses.fr/1999PA05S028.
Анотація:
La détermination d'une courbe précise de croissance anatomique du globe oculaire permet d'envisager de nombreuses applications en ophtalmologie. Notre étude a consisté à calculer la surface oculaire dans le plan axial neuro-oculaire sur des examens en imagerie par résonance magnétique. Ces examens en IRM ont été effectués chez des femmes enceintes, sur des fœtus de 20 à 40 semaines, ainsi que chez des enfants de 0 à 13 ans. Les mesures ont été effectuées sur des séquences pondérées en t2, avec retraitement de l'image, agrandissement, puis calcul automatique de la surface a l'aide d'un algorithme. Les mesures de surfaces oculaires ont été réalisées sur des clichés IRM effectues sur 163 cas, dont 48 fœtus et 115 enfants. Les données ont permis de réaliser une courbe en fonction de l’âge et de la surface oculaire en mm 2. Cette courbe a été modélisée et analysée pour déterminer les différentes phases de croissance, rapide et lente, du globe oculaire. La phase de croissance rapide a été estimée jusqu'à l’âge de 5 mois post-natal, comprenant ainsi la phase de croissance fœtale. Une courbe de modélisation ainsi réalisée avec des percentiles, ce qui permet d'avoir une estimation de la surface du globe oculaire selon l’âge. L'application clinique apparait intéressante dans les malformations fœtales du globe oculaire, dans les cataractes congénitales et dans l'appréciation de la croissance du globe dans les différentes pathologies oculaires.
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Barillé, Laurent. "Ecophysiologie de l'alimentation de l'huître Crassostrea Gigas soumise aux variations naturelles et contrôlées de la nourriture particulaire : de l'ultrastructure à la modélisation." La Rochelle, 1995. http://www.theses.fr/1995LAROS006.
Анотація:
Un modèle prédictif de la porosite branchiale de l'huitre japonaise Crassostrea Gigas est élaboré en fonction de la taille des particules en suspension et de la quantité de matière particulaire présente dans l'eau de mer. Pour une taille donnée, la rétention des particules sur la branchie est une fonction linéaire décroissante de la charge particulaire, alors que la qualité alimentaire n'a pas d'influence. Ce mécanisme permet d'optimiser l'acquisition d'énergie, en ne retenant pas les particules minérales de petite taille qui dominent les distributions de particules dans le bassin de Marennes-Oléron, mais aussi en évitant le colmatage branchial. Pour des conditions de rétention optimales, l'huitre retient les particules dont le diamètre sphérique-équivalent est supérieur à 4 m, avec une efficacité de 100%. Cette valeur correspond à l'espacement minimum entre deux cirres eulatero-frontaux, qui composent la structure responsable de la capture des particules. Le matériel particulaire retenu sur le ctenidium est ensuite trié par l'huitre qui opère une sélection entre le matériel minéral et le matériel organique, mais également au sein même du matériel organique, par l'intermédiaire d'une sélection préférentielle des particules vivantes (phytoplancton) par rapport aux particules détritiques. Cependant, le mécanisme responsable de cette sélection n'a pu être élucidé, aucune cellule sensorielle n'ayant été détectée sur la branchie ou les palpes labiaux. Une sélection des particules reposant sur leur taille a été écartée. L’étude des fonctions d'alimentations in situ révèle l'influence des cycles de marée vives-eaux-mortes-eaux et du cycle semi-diurne sur la disponibilité du matériel particulaire. Les fortes concentrations en matière en suspension entrainent une diminution de l'activité de filtration qui peut aller jusqu'à un arrêt total en raison du colmatage de la branchie. Les cellules phytobenthiques, remises en suspension dans la colonne d'eau, semblent avoir une grande importance pour l'alimentation du mollusque à Marennes-Oléron. Les différents résultats ont été intégrés dans un modèle déterministe simulant la croissance de l'huitre et les interactions entre le bivalve et l'environnement.
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Duchateau, Emmanuel. "Modélisation de la morphologie et de la distribution des nœuds à l’intérieur des tiges d’espèces résineuses." Thesis, Université Laval, 2014. http://www.theses.ulaval.ca/2014/30309/30309.pdf.
Анотація:
La présence de nœuds à l'intérieur de la tige est une des caractéristiques internes ayant le plus d'impact sur les propriétés mécaniques du bois. Il existe une grande quantité de modèles décrivant l’impact de la croissance et des stratégies sylvicoles sur le développement des branches et quelques modèles décrivant la géométrie des nœuds. Cependant la difficulté à obtenir des données internes précises explique que très peu d’études se sont intéressées à modéliser les relations entre les caractéristiques morphologiques des nœuds et les caractéristiques externes des branches et de l’arbre. La présente recherche a pour objectif principal d’améliorer nos connaissances de la nature des nœuds (fréquence, répartition, forme et taille) de manière à les intégrer dans des modèles de croissances des arbres. Dans un premier volet, nous avons mis au point un modèle statique de la géométrie des nœuds utilisant seulement 5 paramètres à partir d’une combinaison de deux équations non linéaires. La grande flexibilité de ces équations nous a permis de décrire des nœuds de morphologies très variables. Les paramètres obtenus ont ensuite été exprimés en fonction de caractéristiques externes facilement mesurables, afin d’être intégrables dans un modèle de croissance. Dans un second volet, nous avons analysé le ratio d’allocation de matière entre les nœuds et la tige au cours du développement de l’arbre, puis élaboré un modèle linéaire mixte qui se veut dynamique dans le temps. Ce dernier décrit l’évolution de la morphologie d’un nœud en fonction de la croissance secondaire de la tige. Finalement, par une méthode empirique basée sur deux filtres successifs tenant compte du diamètre des branches et de leur espacement, nous avons pu améliorer le positionnement des unités de croissance le long de tiges d’épinette. Cette délimitation nous a permis de modéliser le nombre de branches dans les unités de croissance ainsi que leurs positions autour et au long du tronc. L’intégration de ces modèles de nœuds couplés à une distribution plus réaliste des nœuds dans le tronc permettra de développer un simulateur de la croissance des arbres capable de représenter la morphogénèse des nœuds à l’intérieur de la tige.The presence of knots is one of the internal characteristics with the greatest impact on the mechanical properties of wood. Several models describe the impact of tree growth and of silvicultural strategies on the development of branches but fewer models describe the geometry of knots. However, the difficulties to obtain accurate internal data may explain that very few studies have focused on modelling the relationship between the knot morphology and tree and branch characteristics. The main objective of this study was to improve our knowledge of knottiness (frequency, distribution, shape and size) for integration into existing growth models. In a first stage, we developed a static model of knot geometry using only 5 parameters from a combination of two nonlinear equations. The flexibility of these equations allowed us to describe a wide range of knot types. The parameters obtained were then modelled as functions of measurable tree and branch characteristics, to facilitate the integration into a growth model. In a second stage, we analysed the ratio of knot to stem allocation over the tree development, and then developed a mixed effect model that was dynamic in time. The latter describes the evolution of knot morphology as a function of the stem’s secondary growth. Finally, through an empirical method based on two successive filters and using the branches diameter and the distance between them, we were able to improve the positioning of the growth units along black spruce stems. This allowed us to model the number of branches within growth units and their positions along and around the stem. The integration of these knot models coupled to a more realistic distribution of the knots along the trunk will allow the development of a tree growth simulator capable to represent the knot morphogenesis inside the stem.
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Blendea, Sorin. "Modélisation de l'anatomie acétabulaire et de son influence sur le risque de luxation prothétique. Application à l'arthroplastie totale de hanche assistée par ordinateur." Thesis, Grenoble, 2012. http://www.theses.fr/2012GRENS030.
Анотація:
L'arthroplastie totale de hanche est une des interventions le plus pratiquées en chirurgie orthopédique. Malgré un taux de réussite élevé, cette chirurgie présente des limites, liées aux complications possibles, dont la luxation reste la principale cause de reprise chirurgicale. Les causes de l'instabilité prothétique ne sont pas entièrement connus. La relation entre la position de la cupule acétabulaire et l'instabilité n'est pas consensuelle, dans la littérature. Le développement de la navigation chirurgicale a le mérite de mettre en évidence ces limites. L'objectif de cette thèse est de proposer un positionnement optimal de la cupule acétabulaire, pour diminuer le risque de luxation. Deux études différentes ont été réalisé, la première étant une analyse de l'orientation anatomique de 150 sujets sains et la deuxième, une étude comparative cas-temoin analysant le risque de luxation en fonction de l'orientation acétabulaire. La première étude à retrouvé une très grande variabilité d'orientation acétabulaire anatomique. La deuxième étude à permis d'identifier un algorithme de calcul du risque de luxation en fonction du débord prothétique par rapport à l'orientation de l'acetabulum (la difference entre l'orientation de l'acetabulum et celle de la cupule prothétique). Cette recherche montre que le positionnement prothétique acétabulaire le plus proche de l'orientation de l'acetabulum diminue le risque de luxation. Ce résultat original pourra être utilisé par les systèmes de navigation pour améliorer la précision de la chirurgie conventionnelleThe hip arthroplasty is one of the most successful interventions in orthopedics. Despite its good results, there are still some important issues to clarify. One of the most disturbing complication is dislocation. It represents the number one cause of failure. Its causes are not fully understood, especially the relationship between the orientation of the acetabular cup and dislocation. There is no generally accepted optimal cup orientation, in the literature. Computer navigation technologies contributed to recognize these limitations in the field of hip arthroplasty. The thesis purpose is to identify the optimal position of the ace tabular cup, in relation withe the risk of dislocation. Two studies were conducted in parallel: firstly, the analysis of the normal anatomical acetabular orientation on 150 healthy subjects and secondly, a comparative case control study, analyzing the relationship between the risk of dislocation and the cup orientation. The first study found a very important variability in the anatomical orientation of the acetabulum. The second one allowed to describe and quantify the relationship between the risk of dislocation and the ace tabular cup overhang (the difference between the orientation of the acetabulum and the cup orientation). This research shows that cup positioning closest to the acetabulum orientation, diminishes the dislocation risk. This original data could be used by the navigation systems to increase the cup placement accuracy
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Hostettler, Alexandre. "Modélisation et simulation patient-dépendante, préopératoire, prédictive, et temps-réel du mouvement des organes de l'abdomen induit par la respiration libre." Strasbourg 1, 2008. http://www.theses.fr/2008STR13218.
Анотація:
L'objectif de cette thèse est de modéliser et de simuler en temps réel le mouvement des viscères de l'abdomen durant la respiration libre à partir d'une acquisition 3D TDM. En effet, de nombreuses applications médicales (radiothérapie) ne compensent pas la variation de position des organes et aboutissent à des traitements potentiellement inadaptés. Nous utilisons un champ de déplacement calculé à partir du suivi optique de la position de la peau, et d'une modélisation patient-de��pendante du diaphragme à partir d'acquisitions en position inspirée et expirée. Les viscères sont assimilés à une entité unique et incompressible glissant le long du péritoine et de la plèvre. L'originalité de la méthode est de prendre en compte le déplacement cranio-caudal des viscères, mais également les déplacements latéraux et antéropostérieurs causés par l'asymétrie du mouvement. La position des viscères est alors calculée à 50 Hz, avec une précision évaluée sur deux patients comprise entre 2 et 3 mmThe aim of this PhD thesis is to model and simulate in real-time the viscera motion during free breathing using a 3D CT acquisition. Indeed, many medical applications (radiotherapy) do not compensate variations in organ position and lead potentially to ill adapted treatments. We use a deformation field computed from the knowledge of the skin position (optical tracking) and a patient specific modelling of the diaphragm (from 3D CT acquisitions in inhale and exhale position). Viscera are assimilated to a single incompressible entity sliding along the peritonea and the pleurae. The originality of the method is to take the cranio-caudal viscera motion into account, as well as the anteroposterior and lateral motion due to the asymmetry of the motion. The new viscera position is computed at 50 Hz, and its accuracy has been evaluated on two patients within 2 and 3 mm
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Jourdan, Christophe. "Modélisation de l'architecture et du développement du système racinaire du palmier à huile (Elaeis guineensis Jacq. )." Montpellier 2, 1995. http://www.theses.fr/1995MON20208.
Анотація:
Le systeme racinaire du palmier a huile a ete caracterise par une analyse detaillee de son architecture et de sa dynamique d'edification. Les resultats de cette analyse revelent l'existence, apres une phase juvenile transitoire, de 8 types racinaires distincts dont chacun peut-etre caracterise par un mode de developpement et un etat de differenciation particulier. La disposition relative des racines primaires verticales (ri vb) et horizontales (ri h), des racines secondaires horizontales (rii h), verticales dirigees vers le haut (rii vh) et verticales dirigees vers le bas (rii vb), des racines tertiaires de surface (riiis) et profondes (riiip) et enfin des racines quaternaires (riv), represente une veritable unite morphologique et fonctionnelle de l'appareil souterrain, appelee unite architecturale racinaire du palmier a huile. La reconnaissance de ces types racinaires, selon leur etat de differenciation et leur sequence de mise en place, nous a permis d'etablir les bases qualitatives d'une formalisation mathematique du fonctionnement des meristemes racinaires. Les modeles mathematiques utilises sont bases sur des processus stochastiques (graphes, automates, lois de probabilite). Les processus de croissance, de ramification et de mortalite des axes, ainsi que leurs parametres geometriques ont ete dans un premier temps formalises puis rassembles dans un modele synthetique: l'axe de reference. L'utilisation de logiciels de simulation, a permis de creer des maquettes numeriques tridimensionnelles dont la validation parait satisfaisante. Ces maquettes permettent d'estimer et de localiser la biomasse racinaire, les surfaces absorbantes et le volume de sol utile pour les elements, explore par les racines. Ces divers resultats permettent d'envisager des perspectives plus larges comme l'etude des flux de carbone dans le systeme racinaire et la plante entiere ou l'approche des phenomenes complexes de competition racinaire
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Boisvert, Jonathan. "Modèles de la variabilité géométrique du rachis scoliotique." Phd thesis, Université de Nice Sophia-Antipolis, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00630221.
Анотація:
Le rachis est constitué d'un ensemble de vertèbres entourées de tissus mous. Celui-ci est flexible, mais il est aussi rigide par morceau. Un modèle articulé permet de prendre en compte la nature particulière des déformations acceptables du rachis en vue de la création d'un modèle statistique. Cependant, les modèles articulés appartiennent naturellement à une variété Riemannienne et non à un espace vectoriel ce qui nous a amené à utiliser la moyenne de Fréchet et une mesure généralisée de la covariance lors de la création des modèles statistiques. Ceux-ci peuvent être visualisés de façon intuitive et comparés à l'aide de tests d'hypothèses. L'analyse d'un grand groupe de patients scoliotiques a révélé que la variabilité de la forme du rachis est inhomogène et anisotrope et qu'il est aussi possible de localiser les niveaux vertébraux significativement affectés par un traitement orthopédique. L'analyse par composantes principales dans le plan tangent de la moyenne de Fréchet permet quant à elle d'extraire des modes de déformations typiques qui facilitent l'analyse de grandes bases de données. Ces déformations typiques révélèrent des groupements cliniquement intéressants chez les patients scoliotiques. Finalement, une procédure d'estimation d'un maximum a posteriori permet la reconstruction 3D de modèles complets à partir de modèles 3D incomplets ou à partir de repères 2D identifiés sur des radiographies. Les résultats obtenus indiquent que notre méhode de reconstruction à partir de repères 2D est plus performante que la méthode la plus utilisée actuellement. De plus, une erreur inférieure à 2 mm a été obtenue lorsqu'au moins 25 % des vertèbres étaient disponibles pour la reconstruction d'un modèle complet du rachis. Les résultats obtenus indiquent donc qu'un modèle statistique de la géométrie du rachis complet basé sur une modélisation articulée mène à des statistiques descriptives interprétables cliniquement et à des algorithmes qui permettent d'obtenir des modèles 3D du rachis dans des circonstances où cela aurait été impossible par le passé.
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Girinon, François. "Modélisation géométrique personalisée du membre inférieur à partir de radiographies bi-planes." Thesis, Paris, ENSAM, 2018. http://www.theses.fr/2018ENAM0068.
Анотація:
La compréhension des pathologies et leur diagnostic nécessitent une représentation tridimensionnelle de notre squelette. Comparativement aux modalités d’imagerie telles que le CT scan ou l’IRM, le système EOS, s’inscrit comme un moyen peu irradiant permettant la reconstruction tridimensionnelle des os à partir de radiographies bi-planes en position érigée. Des méthodes de reconstruction 3D du membre inférieur ont été proposées et sont déjà implémentées en clinique. Cependant, elles nécessitent un opérateur expérimenté. Cette thèse a pour objectif la quasi-automatisation de ces méthodes afin de réduire la dépendance et les temps opérateurs tout en conservant la précision des précédentes. Dans ce but, nous avons développé une nouvelle approche se caractérisant par une solution initiale basée sur une saisie intuitive suivie d’une phase d’ajustement entièrement automatisée. Cette dernière s’appuie sur une déformation statistique (régression par processus gaussien) couplée à un algorithme de minimal path adapté permettant la détection automatique de contours images. Ce nouveau processus de reconstruction rapide (2 min. temps opérateur) a été évalué en termes de forme et de paramètres cliniques pour le fémur, le tibia, la patella et le bassin. Comparativement aux travaux précédents, les erreurs que nous obtenons en termes de justesse sur les paramètres cliniques sont inférieurs ou comparables dans une tolérance de 1°. De plus, nous avons montré que notre approche est systématiquement plus reproductible, quand bien même l’opérateur est novice. Ces travaux rendront les méthodes de reconstruction 3D du membre inférieur plus efficaces conduisant à un diagnostic plus précisFor better understanding and efficient diagnosis of musculoskeletal and osteoarticular pathologies and a more efficient diagnosis, 3D modeling of the skeleton is essential. Compared to imaging modalities such as CT-scan or MRI, the EOS system allows to acquire the 3D skeletal geometry from low dose bi-planar x-rays in standing position. To obtain these reconstructions, various methods have already been proposed and implemented in clinical routine. Nevertheless, these processes rely on a qualified operator. This work aims to automate the process, thus lowering the inter operator variability and accelerating the reconstruction with a comparable precision. Therefore, a new methodology is proposed, which relies on an initial solution based on an intuitive digitization followed by an entirely automatic optimization. This last step relies on a statistical deformation (gaussian process regression) combined with an adapted minimal path algorithm allowing automatic detection of the image contours. This fast and robust approach yields a precise 3D reconstruction in less than two minutes and has been validated in terms of shape and clinical parameters for femur, tibia, patella and pelvis. Compared to previous works, we obtained lesser or identical errors on clinical parameters within a tolerance of 1°. In addition, the approach allows better reproducibility even though the operator is a beginner. The proposed tools open the way for a more efficient 3D reconstruction of the lower limbs leading to a more accurate diagnosis
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Delerba, Frédéric. "Modélisation géométrique et mécanique tridimensionnelle du rachis thoracique et lombaire en configuration de choc automobile." Phd thesis, Paris, ENSAM, 2001. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00005772.
Анотація:
La thèse " Modélisation mécanique et géométrique tridimensionnelle du rachis thoracique et lombaire en configuration de choc automobile " est une coopération entre le Laboratoire de Biomécanique de l'ENSAM de Paris (LBM) et le Laboratoire d'Accidentologie et Biomécanique (LAB) crée par les constructeurs PSA - Peugeot Citroën - et Renault. Elle porte sur la réalisation d'un modèle numérique du rachis thoracique et lombaire, représenté en position assise, et validé dans le domaine statique et surtout dynamique. Il a pour vocation d'être intégré au sein d'un modèle entier d'" être humain ", ce qui permettra d'améliorer la réponse lésionnelle de ce dernier lors d'une simulation de choc automobile.Le sujet se divise en trois parties : une recherche bibliographique dans laquelle nous avons recensé les articles portant sur les axes instantanés de rotation de segments rachidiens ainsi que les auteurs ayant étudié le comportement expérimental du rachis en dynamique. Enfin, nous avons recensé les articles portant sur la modélisation de la colonne vertébrale et sur la validation de ces modèles ; une partie expérimentale dans laquelle nous avons étudié le comportement dynamique de segments rachidiens thoraciques, thoraco-lombaires et lombaires. Les sollicitations dynamiques, imposées sous forme d'impacts, reproduisent des mouvements purs de flexion, torsion et inflexion. Les influences ligamentaires ont été quantifiées par des sections successives sur chaque spécimen. La volonté d'imposer des couples les plus purs possibles a nécessité la réalisation d'un banc d'essais complémentaire afin de connaître les positions des axes instantanés de rotation des spécimens testés ; une partie modélisation qui consiste à réaliser un modèle " éléments finis " du rachis lombaire et thoracique validé en statique par les données de la littérature et en dynamique par les expérimentations décrites précédemment.
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Girod, Loïc. "Développement et modélisation d'éléments de prothèse pour la main." Thesis, Nancy 1, 2010. http://www.theses.fr/2010NAN10076/document.
Анотація:
Comme toute articulation fonctionnelle, l’articulation interphalangienne proximale(IPP) est la cible de lésions ou de pathologies pouvant compromettre les fonctions globales de la main. Les principaux objectifs d’une arthroplastie digitale sont de restituer la fonction et la stabilité de l’articulation et de réduire ou supprimer la douleur de manière durable. Le présent travail de thèse porte sur le développement et la modélisation de deux concepts prothétiques pour l’articulation IPP : une prothèse semi-contrainte en alliage de nickel-titane et une prothèse de resurfaçage. Outre le travail de dimensionnement, des essais de fatigue et d’usure sont conduits sur les deux implants. Des études complémentaires à chaque concept sont présentées. Celles-ci portent en premier lieu sur la mise en forme et les traitements thermiques de la prothèse semi-contrainte accompagnées d’une étude de relargage de nickel et une investigation sur les mécanismes mis en jeu. Enfin, une modélisation par éléments finis de l’interaction entre une prothèse articulaire et son environnement osseux est présentée de manière à évaluer la stabilité primaire des implantsAs any functional joint, the proximal interphalangeal joint (PIP) is the target of hurts or of pathologies which can compromise the global functions of the hand. The main objectives of a digital arthroplasty are to restore the function and the stability of the joint and to reduce or suppress the pain in a long-lasting way. The present work of thesis concerns the development and the modeling of two concepts of PIP prostheses: a semiconstrained prosthesis made of nickel-titanium alloy and a resurfacing prosthesis. Besides the work of sizing, fatigue and wear tests are done on both implants. Additional studies are presented for each concept. First, we focus on the shaping and the heat treatments of the semi-constrained prosthesis accompanied with a study nickel ion release and an investigation on the involved mechanisms. Eventually, a finite element modeling of the interaction between the prosthesis and the surrounding bone is presented to estimate the primary stability of implants
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Jean, Dit Gautier-Gaudenzi Estelle. "Modélisation du système pelvien de la femme enceinte et simulation d'accouchement : outil analytique et pédagogique." Thesis, Lille 2, 2018. http://www.theses.fr/2018LIL2S019/document.
Анотація:
L'objectif principal de notre projet est de créer un modèle numérique complet du système pelvien de la femme enceinte prenant en compte l'intégralité des structures anatomiques de suspensions du pelvis, leurs propriétés biomécaniques et permettant la simulation d'accouchement eutocique et dystocique.Nous travaillons avec un modèle tridimensionel du pelvis de la femme enceinte créé à partir d'IRM réalisées chez une parturiente volontaire à différents âges gestationnels de la grossesse (16, 32 et 38SA) et en post-partum (2mois, 1an). Chaque organes, muscles et ligaments du pelvis ont été reconstruits numériquement permettant de générer un modèle géométrique complet représentatif du système pelvien. Nous avons effectué une analyse géométrique de ces structures, notamment musculaires et ligamentaires. Par la suite nous avons effectué des simulations numériques par méthode des Eléments Finis (EF), en intégrant notamment les propriétés biomécaniques des tissus et des trajectoires de tête imposées. Ce système permet d'analyser les déformations des structures périnéales lors d'un accouchement normal puis dystocique.L'étude approfondie au cours de la grossesse des ligaments utérosacrés et du muscle releveur de l'anus, met en évidence une modification géométrique de ces structures, jouant un rôle dans la statique pelvienne et ce dès le 2ème trimestre de grossesse. Cette reconstruction numérique en 3D a permis de réaliser un modèle d'enseignement (mannequin simple) et d'entraînement au geste de délivrance artificielle et de révision utérine. Cet outil a été testés auprès de gynécologue-obstétriciens, sages-femmes et internes afin d'élaborer un modèle final dont l'intérêt pédagogique a été validé. Par la suite, nous avons élaboré un modèle de simulation d'accouchement, paramétré, permettant de faire varier différents critères maternels et foetaux comme l'orientation, la taille et la flexion de la tête foetale. Dans un premier temps la simulation d'accouchement physiologique permet l'analyse de l'impact de l'accouchement sur ces mêmes structures pelviennes. Nous avons dans un second temps fait varier différents critères permettant d'aboutir à la dystocie. Nous travaillons également sur le développement de capteurs de pressions et mouvements, intégrés à des cuillères de forceps. Cet outil permet d'effectuer une analyse numérique du geste d'extraction par forceps.Cet outil paramétré de simulation numérique d'accouchement va permettre d'étudier les différents impacts de l'accouchement sur l'équilibre fragile des structures pelviennes. Ainsi il serait possible d'analyser la survenue de complications obstétricales maternelles et foetales. Ainsi il serait possible d'expliquer les lésions périnéales à court, moyen et long terme lié à l'accouchement. Cet outil permettrait également d'enseigner la mécanique et la gestuelle obstétricale parfois complexeWe aim at developing a complete 3D numerical model of a parturient pelvic system representing all the anatomical structures of the pelvis such as ligament, muscle and organs. Then we generate a parametric FE model that allows simulating normal and dystocic vaginal delivery.We have developed a parturient pelvic numerical model at different gestational ages, 16, 32 and 38 weeks of gestation, (WG) and in postpartum (2months and 1year) from MRI. The different organs, muscles and ligaments of the pelvic system were segmented in order to generate a complete anatomical 3D model. Starting from this numerical model we studied the changes the muscles and ligaments undergo during pregnancy. Then we performed a Finite Element (FE) model that allows simulation and analysis of the deformations of pelvic anatomical structures under the stress induce by normal and dystocic vaginal delivery. In particular, we investigated the influence of the head size, terms and cephalic orientation and flexion. We particularly studied the structures that play an important role in the stability of the pelvic system.ResultsThe analysis during pregnancy of the US ligaments and levator ani muscle (LAM) reveals some geometrical modification, even then at the beginning of the second pregnancy trimester. This 3D anatomical model help to develop a teaching model for manual removing of the placenta, that could be integrated in a simple physic mannequin. The proof of pedagogical interest of this tool was made by different series of tests, underwent by gynaecolog-obstetrician and midwives. Then we worked with FE simulation of the vaginal delivery. The model developed is parametric. Than mean we can then change different maternal and fetal criteria such as gestational age, fetal head size, orientation and flexion. First place we performed normal vaginal delivery to study the impact of the fetal head descent in the pelvic system, and his stress impact on the different anatomical structures. Then we introduce dystocic element. We can evaluate and localize the strain levels and the most injured areas. Posterior cephalic presentation presents higher injury risk than the anterior one. Maternal geometry at different terms brings equivalent results contrary to the fetal head sizes that have an influence on the strain level and the potential damage induced. We developed pressure and trajectories sensors integrated in a forceps. We can then record an ex-vivo forceps extraction and then integrate all the information in the FE model.ConclusionThis multi-parametric investigation allows us to have a customizable and predictive tool evaluating the potential damages on the pelvis during vaginal delivery. We could then explain, understand and maybe predict some maternal and fetal complications that could happen during vaginal delivery. We can in particular try to explain the perinea injuries during, after and long time after vaginal delivery. This tool can be used to teach the complexity of obstetric