Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Cet article présente un système informatique d'aide à la réalisation d'actes chirurgicaux mini-invasifs (cœlioscopies, ponctions ou thérapies interventionnelles). Ce logiciel segmente notamment des formes 3D à partir d'images DICOM (scanner, IRM, échographie) conduisant à la localisation précise et à la mesure des volumes des organes et des lésions. Il peut ainsi être utilisé dans le diagnostic et dans l'évaluation de traitements. La projection des segmentations 3D sur le corps du patient, et le pistage d'outils à partir du traitement avancé d'images, aident notablement le praticien dans l'accomplissement de l'acte chirurgical.
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This article presents a computer assistance system for minimally invasive surgical procedures (laparoscopic surgery, lumbar punctures or interventional therapies). This software segments 3D shapes from Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM) (scanner, MRI, echography) resulting in the precise localization and measurement of the volume of organs and lesions. It can thus be used in the diagnosis and evaluation of treatments. The projection of 3D segments on the body of the patient, as well as tool tracking from the advanced image processing, significantly assists surgeons in performing the surgical procedure.
Auteur(s)
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Angel OSORIO Y SAINZ : Docteur ès sciences physiques - Docteur en médecine - Directeur de recherche au CNRS - LIMSI-CNRS, Orsay, France
INTRODUCTION
Cet article présente un système informatique d'aide à la réalisation d'actes chirurgicaux mini-invasifs (cœlioscopies, ponctions ou thérapies interventionnelles). Ce logiciel segmente notamment des formes 3D à partir d'images DICOM (scanner, IRM, échographie) conduisant à la localisation précise et à la mesure des volumes des organes et des lésions. Il peut ainsi être utilisé dans le diagnostic et dans l'évaluation de traitements. La projection des segmentations 3D sur le corps du patient, et le pistage d'outils à partir du traitement avancé d'images, aident notablement le praticien dans l'accomplissement de l'acte chirurgical.
This paper presents new software to help in performing surgical acts (laparoscopies, punctures and interventional therapies). It realizes 3D segmentations from DICOM images (CT, MR US slices) leading to a precise localization and volumes measurements of organs and lesions which helps in the diagnostic and follow up of patients. The program allows projecting the organs and lesions shapes, realistically reconstructed and scaled, over the patient's body, using a standard video projector. Moreover the automatic tools tracking, using an image advanced process, give the surgeon the necessary feedback to control the surgical act.
Cœlioscopie, Radiologie, Segmentation 3D, Réalité Augmentée, Pistage d'outils chirurgicaux.
Laparoscopy, Radiology, 3D segmentation, Augmented Reality, Surgical tools tracking.
Domaine : Traitement et analyse d'images pour la chirurgie
Degré de diffusion de la technologie : Émergence | Croissance | Maturité
Technologies impliquées : imagerie radiologique, modèles 3D, reconnaissance de formes
Domaines d'application : chirurgie, évaluation en médecine, diagnostic
Principaux acteurs français : CNRS, INSERM, INRIA
Pôles de compétitivité : Systematic, Medicen, Advencity
Centres de compétence : N/A
Industriels : fabricants de scanners et IRM
Autres acteurs dans le monde : centres de recherche hospitaliers, fabricants de scanners et IRMS
Contact : [email protected] et http://www.perso.limsi.fr/osorio/
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Contexte
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4. Perspectives et évolutions
L'utilisation généralisée du système PTM3D implique la modification des habitudes chirurgicales dans les centres de santé. En effet, le processus de préparation à la planification des interventions requiert de consacrer un temps supplémentaire et de disposer d'une certaine maîtrise dans l'utilisation du système informatique. La définition du rôle de chaque intervenant s'est avérée cruciale dans toutes les utilisations cliniques de PTM3D. Dans certains hôpitaux, le service de radiologie a été pressenti comme responsable des manipulations des données radiologiques conduisant à la segmentation 3D. Dans d'autres cas, il a été décidé d'effectuer ce travail au niveau du service de chirurgie. Le système PTM3D disposant d'un système de helps compatible avec le système d'aide en ligne des ordinateurs à usage courant, la question de la formation à son utilisation s'est révélée être moins importante que prévue. Reste à définir le type d'intervention pour lequel l'utilisation du système est souhaitable, voire nécessaire.
Dans un futur immédiat, la priorité a été donnée à l'inclusion dans PTM3D de modules spécifiques pour chaque type d'intervention. Des modules pulmonaires, hépatiques, prostatiques ou rénaux existent aujourd'hui dans le logiciel, d'autres sont en cours d'élaboration. Le gain de temps et de fiabilité constaté dans toutes les interventions effectuées laisse présager une utilisation très large du système.
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - CHAMPAULT (G.), CAZACU (F.), TAFFINDER (N.) - Serious trocar accidents in laparoscopic surgery : a French survey of 103 852 operations. - Surgical Laroscopy and Endoscopy, vol. 6, no 5, p. 367-370 (1996).
-
(2) - OSORIO Y SAINZ (A.), MERRAN (S.), BEDELET (O.) - PC based software for 3D instant volumes measurements on CT images : application to lymph nodes measurements in lymphomas follow-up. - RSNA 1999, infoRAD, Supplement to Radiology, vol. 213, p. 577 (1999) http://www.perso.limsi.fr/osorio/ in RSNA 1999
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(3) - LOPES (A.), BRODLIE (K.) - Improving the robustness and accuracy of the marching cubes algorithm for isosurfacing - . IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics, vol. 9, no 1, p. 16-29 (2003).
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(4) - KASS (M.), WITKIN (A.), TERZOPOULOS (D.) - Snakes : active contour Models - . In International Journal of Computer Vision, vol. 1, no 4, p. 321-331 (1988).
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(5) - MCINERNEY (T.), TERZOPOULOS (D.) - T-snakes : topology adaptative snakes. - Medical Image Analysis, vol. 4, no 2, p. 73-91 (2000).
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