Contexte
Les outils de simulation sont de plus en plus utilisés dans de nombreux domaines et en particulier dans domaine Biomédical. Ils permettent notamment d’anticiper l’impact d’un geste chirurgical ou l’effet d’un médicament. Dans ce contexte, le projet ANR VIP (Virtual Imaging Platform, [1]) piloté par le laboratoire porte sur le développement d’une plateforme de simulation de modalités d’imagerie médicale. De manière simplifiée, on pourra conduire avec VIP le même type d’examens que ceux réalisés sur des patients à l’aide de systèmes d’imagerie mais entièrement à partir du calcul. Dans ce contexte, nous proposons de créer une base de données d’images simulées du thorax et du cœur en mouvement qui servira de base à l’évaluation de méthodes de traitement d’images. Pour cela, il faut tout d’abord générer des modèles réalistes du thorax et du coeur. L’équipe a développé le modèle ADAM (A Dynamic Anthropomorphic Model of the thorax and heart) d’un thorax respirant et d’un cœur battant [2]. Ce modèle a été construit à partir d’images par Résonance Magnétique (IRM) acquises sur un volontaire sain. Il est donc spécifique. Notre objectif est de créer plusieurs modèles qui seront des exemples de la grande diversité observée chez l’homme qu’il soit ‘normal’ ou porteur d’une anomalie. On disposerait ainsi d’une collection de modèles correspondant à des individus de genre, d’âge et d’état fonctionnel différents qui pourrait être ‘imagés’ par la plateforme VIP.
Objectifs
Le modèle ADAM comporte une représentation de l’anatomie du cœur et du thorax, sous forme de maillages des structures anatomiques, et une représentation du mouvement des structures, sous forme d’une transformation spatio-temporelle. Une approche de la génération de multiples modèles peut être de ‘transporter’ la transformation spatio-temporelle sur une anatomie différente. Une version discrète de cette approche portant sur les maillages a été proposée dans le cadre d’un Master l’année dernière et a produit des résultats préliminaires sur des objets élémentaires animés de mouvements simples. Dans le cadre de ce Master, nos objectifs sont :
- Expérimenter largement la solution discrète dans des situations réalistes du point de vue du contexte en l’appliquant notamment au modèle de thorax respirant-cœur battant ADAM
- Etudier l’approche continue du problème de transport de transformation ce qui devrait conduire à une formalisation théorique et générique c’est à dire pouvant s’appliquer à diverses représentations de formes et de mouvement.
Compétences ou intérêts souhaités
- Traitement du signal et de l’image, infographie, modélisation de formes et de mouvement
- Programmation C++, VTK
- Intégration dans un contexte pluridisciplinaire
Références
[1] VIP, a Virtual Imaging Platform, Projet ANR du programme COSINUS, piloté par T. Glatard, CREATIS
[2] R. Haddad, "Un modèle numérique anthropomorphique et dynamique du thorax respirant et du coeur battant," CREATIS CNRS UMR 5220, Inserm U630: INSA de Lyon, 2007, p. 163.