Computer Based Interactive Medical Simulation 

Stéphane Cotin 1
1 SHACRA - Simulation in Healthcare using Computer Research Advances
LIFL - Laboratoire d'Informatique Fondamentale de Lille, Inria Lille - Nord Europe, Inria Nancy - Grand Est
Résumé : La simulation médicale interactive sur ordinateur est une technologie révolutionnaire pour améliorer l'efficacité de nombreuses interventions médicales tout en réduisant le niveau de risque pour les patients. Bien que visant essentiellement l'apprentissage, ces simulations pourraient être utilisées, dans un futur proche, pour la planification d'interventions complexes ou même pour assister le praticien / clinicien dans la salle d'opération. Ce manuscrit présente une revue détaillée du domaine multi-disciplinaire de la simulation médicale, et illustre nos différentes contributions dans ce domaine. Après une vue d'ensemble, au Chapitre I, de nombreuses applications en simulation médicale, le Chapitre II décrit nos contributions sur les modèles, depuis la modélisation anatomique (afin de créer des représentations réalistes, et potentiellement adaptées au patient, de l'anatomie humaine) jusqu'à la modélisation biomécanique (pour déterminer les caractéristiques des tissus mous et définir des modèles mathématiques décrivant leur comportement). Les problématiques liées à la modélisation de matériel médical (instruments flexibles ou systèmes d'imagerie) ou encore la modélisation physiologique (pour le calcul d'écoulement sanguin par exemple) sont également abordées. Le Chapitre III s'attache à la modélisation des interactions entre instruments et tissus mous, qui occupent une part très importante dans toute intervention médicale. Les différentes techniques à mettre en oeuvre pour modéliser de telles interactions (détection de collision, modélisation des contacts et rendu haptique) sont décrites dans ce chapitre. Au Chapitre IV sont présentées plusieurs contributions liées à la validation, que ce soit pour comparer des modèles déformables ou pour l'évaluation de systèmes d'apprentissage. Le Chapitre V est dédié à la description de divers prototypes de simulateurs développés au cours de ces travaux de recherche, et le Chapitre VI présente nos récents travaux visant au développement d'une plate-forme Open Source dédiée à la simulation médicale. Cette plate-forme, appelée SOFA, est le fruit d'un travail collaboratif international à travers lequel nous espérons fédérer de nombreuses équipes de recherche. Finalement, le Chapitre VII résume nos différentes contributions et présente un ensemble de perspectives et de défis, en particulier dans les domaine de la simulation et de la planification sur des données spécifiques à des patients.
Type de document :
HDR
Modeling and Simulation. Université des Sciences et Technologie de Lille - Lille I, 2008
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Contributeur : Stéphane Cotin <>
Soumis le : vendredi 28 juin 2013 - 12:09:00
Dernière modification le : jeudi 11 janvier 2018 - 06:24:22
Document(s) archivé(s) le : dimanche 29 septembre 2013 - 04:36:53

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  • HAL Id : tel-00839511, version 1

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Stéphane Cotin. Computer Based Interactive Medical Simulation . Modeling and Simulation. Université des Sciences et Technologie de Lille - Lille I, 2008. 〈tel-00839511〉

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