Interfaces Montréal

Modélisation et visualisation des données

Farida Chériet

École Polytechnique de Montréal

Systèmes de navigation 3D pour l’assistance de chirurgies minimalement invasives du rachis

Durant la dernière décennie, plusieurs innovations technologiques ont permis l’amélioration des systèmes d’imagerie médicale et l’émergence de techniques de vidéo chirurgie à accès minimal. Ce type d’interventions, en très fort développement actuellement, consiste à opérer le patient à l’aide d’outils et d’une caméra (endoscope) introduits au travers de petites incisions, en suivant l’opération sur un écran. Cette technique a de nombreux avantages : en minimisant le traumatisme postopératoire et la durée d’hospitalisation du patient, elle entraîne des économies substantielles. Par conséquent, cette pratique a tendance à s’étendre rapidement à tous les domaines de la chirurgie (chirurgie abdominale, cardiaque, orthopédique, neurochirurgie, etc…). Cependant, ces progrès sont aussi sources de difficultés pour le chirurgien puisque la visibilité et l’accessibilité à la zone opératoire sont réduites. Par conséquent, cette technique est peu intuitive et d’un apprentissage difficile pour le chirurgien puisqu’il n’a plus la notion de profondeur du champ opératoire comme dans les chirurgies ouvertes classiques.

L’objectif général du projet présenté est de définir une méthodologie pour la réalisation des composantes principales d’un système de navigation 3D dans le contexte du guidage de chirurgies minimalement invasives du rachis. Un tel projet vise, à moyen et long termes, le développement d’approches spécifiques de vision artificielle adaptées au contexte de productivité clinique permettant :

i) la fusion multimodale d’images du rachis provenant de systèmes à rayons-X et de systèmes endoscopiques afin de fournir au chirurgien une réalité augmentée de la scène opératoire,

ii) la visualisation 3D et le suivi de la trajectoire des instruments chirurgicaux à l’intérieur de la structure d’intérêt. Le système proposé va certainement renforcer la vision du chirurgien, qui peut alors proposer des traitements plus efficaces, moins invasifs, plus courts et moins risqués. Les retombées socio-économiques se concrétiseront par le transfert technologique vers l’industrie des systèmes de navigation 3D développés afin de fournir des outils de guidage adéquats. Ainsi, la qualité de vie des patients sera améliorée et la durée et les coûts d’hospitalisation seront considérablement réduits.

Farida Cheriet a obtenu son diplôme d’ingénieur d’état de l’université USTHB d’Alger, Algérie en 1984 et son DEA dans le domaine de langages, algorithmes et programmation de l’université Paris VI, France en 1986. Elle a obtenu son diplôme de PhD en informatique de l’université de Montréal, Canada en 1996. Elle a occupé une position de stagiaire postdoctoral à l’institut de génie biomédical de l’École Polytechnique de Montréal de 1997 à 1999. Depuis 1999, elle a été recruté au département de génie informatique à l’École Polytechnique de Montréal où elle occupe actuellement un poste de professeur agrégé. Les intérêts de recherche du Farida Cheriet sont : la reconstruction 3D des structures osseuses à partir d’images à rayons-X, le calibrage des systèmes à rayons-X, modélisation 3D non invasive des déformations scoliotiques, systèmes de navigation 3D pour les chirurgies minimalement invasives du rachis, la reconstruction 3D des structures vasculaires et l’estimation du mouvement 3D à partir de séquences d’images angiographiques.