Automatisation de méthodes d'imagerie et de modélisation 3D de structures biologiques

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L'imagerie 3D et la modélisation géométrique des structures du système ostéo-articulaire sont essentielles pour leur analyse structurale et mécanique, pour le diagnostic précis des pathologies associées, pour la conception et l'évaluation d'orthèses ou de prothèses et pour la planification, l'évaluation et le guidage per opératoire des interventions chirurgicales.  Plusieurs techniques d'imagerie médicales permettent l'accès au 3D, soit d'une part, les techniques volumétriques (scannographie hélicoïdale, résonance magnétique), et d'autre part, les techniques stéréophotogrammétriques ou bi-planaires (stéréoradiographie). Depuis plusieurs années, nos intérêts de recherche ont porté sur le développement de méthodes permettant la modélisation géométrique de structures à partir de ces différentes technologies. Ces méthodes permettent d'obtenir une information 3D, leur représentation sur écran d'ordinateur et leur modélisation géométrique, mais au prix de contraintes méthodologiques et pratiques  rendant leur utilisation peu fonctionnelle dans un cadre clinique de routine ou de recherche : très grande quantité d'information à acquérir et à traiter, temps de traitement humain très long, précision et qualité des images et des modèles 3D liées de façon importante à l'habileté de l'opérateur, absence d'automatisation des méthodes. L'objectif général du programme de recherche est de modéliser en 3D de façon précise et quantifiée des structures du système ostéo-articulaire (colonne vertébrale, bassin, jambe, épaule, crâne) à partir d'images radiographiques acquises en mode biplan en combinant des méthodes issues du traitement numérique des images et de la conception assistée par ordinateur avec le minimum d'intervention de l'opérateur et en un minimum de temps.   Ces travaux devraient avoir un impact considérable sur la qualité des reconstructions 3D obtenues, sur leur précision, sur le temps requis par l'opérateur et par voie de conséquence, sur leur utilisation en clinique et en recherche.