Waleo 3 : Déclarations d'intention (PDF) - Recherche et Technologie

Waleo 3 Déclarations d’intention
Acronyme : PLANHIP
Titre : Système de radiographie digitale biplanaire de planification et de suivi pour l’arthroplastie totale de hanche
Durée : 36 mois
Promoteur : Frédéric SCHUIND, Université Libre de Bruxelles
Coord. scient. : Thierry LELOUP (02/650 22 96)
Partenaire n˚1 : Frédéric SCHUIND et Marc JAYANKURA, Orthopédie-Traumatologie, Hôpital Erasme, Université Libre de
Bruxelles
Partenaire n˚2 : Thierry LELOUP, Laboratoire de l’Image : Synthèse et Analyse, Université Libre de Bruxelles
Partenaire n˚3 : Jacques VERLY, Signal and Image Exploitation (INTELSIG), Université de Liège (Justus PIATER a également
marqué un vif intérêt pour la participation à ce projet)
Parrain n˚1 : MEDEX Loncin S.A., Hubert DE WIT
Résumé
L’arthrose de hanche est très fréquente et constitue la première indication
de pose d’une prothèse totale de hanche. Les fractures du col du fémur,
qui affectent plus particulièrement les personnes âgées, ostéoporotiques,
constituent une autre indication fréquente d’arthroplastie totale ou partielle
de hanche. L’implantation d’une prothèse de hanche requiert une planification
précise afin de déterminer plusieurs paramètres qui conduiront au
choix de la prothèse la plus adaptée. Habituellement, cette planification est
effectuée à l’aide de radiographies bidimensionnelles standardisées. Les
informations anatomiques sont superposées sur les clichés, rendant le dimensionnement
de la prothèse très complexe. Le choix proprement dit de
la prothèse s’effectue par essais et erreurs, en superposant des calques aux
clichés. Le problème se pose également lors de l’évaluation et du suivi
postopératoire où les mêmes mesures tridimensionnelles sont effectuées.
Le CT-scanner, fournissant des données 3D, n’est pas utilisé en routine clinique,
pour des raisons d’irradiation et de coût.
La recherche vise à concevoir un système de radiographie digitale permettant
de déterminer en 3D les paramètres anatomiques du patient nécessaires
à l’implantation d’une prothèse de hanche, en utilisant deux vues
orthogonales calibrées sur lesquelles seront identifiées les structures anatomiques
importantes, en s’aidant également de la correspondance entre les
deux vues et de modèles anatomiques (connaissance a priori). Ces informations
permettront de sélectionner automatiquement l’implant le plus adapté
dans une bibliothèque de modèles 3D des prothèses existantes. Différents
positionnements de l’implant pourront être testés, notamment pour éviter
les conflits entre les deux composants, souvent à l’origine de luxations. Le
système développé sera également utilisable pour les évaluations postopératoires.
En termes de délivrables, nos objectifs sont le développement d’une méthode
automatique d’acquisition tridimensionnelle de l’anatomie de la
hanche en vue de la pose ou du suivi d’une prothèse à partir d’une paire
d’images radiographiques calibrées à faible dose d’irradiation. Le prototype
d’un dispositif intégré d’imagerie biplanaire, de visualisation et de
simulation sera également fourni au terme du projet.
Ce projet comporte plusieurs étapes :
1. Acquisition de vues radiographiques digitales calibrées,
2. Détermination automatique de contours osseux sur une paire de radiographies
digitales,
3. Détermination et mesure automatique des paramètres anatomiques au
niveau de la hanche,
4. Conception d’une base de données des prothèses de hanche existantes
(fournie par les constructeurs),
5. Sélection automatique de l’implant optimal,
6. Ajustements interactifs des positions des deux composants de la prothèse
et tests de conflits,
7. Détermination de la dose minimale nécessaire pour obtenir des clichés
interprétables,
8. Intégration des algorithmes de reconstruction et visualisation dans une
plateforme unique couplée au dispositif radiographique et permettant le test
du système dans un service hospitalier.
Ce projet apportera des innovations scientifiques majeures dans le domaine
de la segmentation de structures osseuses à partir de deux vues orthogonales
et d’une modélisation de connaissance a priori. Du point de vue
technologique, ce projet apportera un nouveau type d’examen clinique,
plus fiable et limitant l’irradiation du patient, utilisable pour le planning
et le suivi postopératoire. Ces développements permettront en outre une
meilleure planification des opérations chirurgicales et des suivis postopératoires
plus précis pour une classe de pathologies très fréquentes. Ceci
constitue un enjeu social et économique évident pour la Région wallonne.
Celle-ci est d’ailleurs un terrain propice au développement industriel dans
le domaine de la radiographie digitale : la société Medex, anciennement
General Electric, située à Loncin, a hérité d’un savoir faire important et est
constamment à la recherche de produits innovateurs dans ce domaine.
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