Avertissement : Cette page est une traduction automatique de cette page à l'origine en anglais. Veuillez noter puisque les traductions sont générées par des machines, pas tous les traduction sera parfaite. Ce site Web et ses pages Web sont destinés à être lus en anglais. Toute traduction de ce site et de ses pages Web peut être imprécis et inexacte, en tout ou en partie. Cette traduction est fournie dans une pratique.

Les scientifiques produisent le modèle 3D virtuel de l'organe avant utilisation

Pendant des fonctionnements d'une façon minimum invasifs, un chirurgien doit espérer l'information affichée à l'écran : Un modèle 3D virtuel de l'organe respectif montre où une tumeur est localisée et où des récipients sensibles peuvent être trouvés. Le tissu mou, tel que le tissu du foie, cependant, déforme pendant la respiration ou quand le scalpel est appliqué. Le dossier endoscopique d'appareils-photo en temps réel comment la surface déforme, mais ne montrent pas la déformation des structures plus profondes telles que des tumeurs. Les jeunes scientifiques de l'Institut de Technologie de Karlsruhe (NÉCESSAIRE) ont maintenant développé une méthode capable en temps réel de calcul pour adapter l'organe virtuel au profil extérieur déformé.

Le principe semble être simple : Basé sur des caractéristiques d'image de tomographie d'ordinateur, les scientifiques construisent un modèle 3D virtuel avec de l'organe respectif, y compris la tumeur, avant utilisation. Pendant le fonctionnement, les appareils-photo balayent la surface de l'organe et produisent d'un masque raide de profil. À ce moulage virtuel, le modèle 3D est alors de s'adapter confortablement, comme la gelée à une forme donnée. Le jeune groupe de chercheur de M. Stefanie Speidel a analysé ce problème géométrique d'adaptation de forme du point de vue matériel. « Nous modélisons le profil extérieur en tant qu'électriquement négatif et le modèle de volume de l'organe comme électriquement le positif chargé, » Speidel explique. « Maintenant, attirez-vous et le modèle élastique de volume glisse dans le masque immeuble de profil. » Le modèle 3D adapté indique alors au chirurgien comment la tumeur a déménagé avec la déformation de l'organe.

Les simulations et les expériences utilisant un foie fantôme de fin-à-réalité ont expliqué que la méthode électrostatique-élastique fonctionne même quand seulement les parties du profil extérieur déformé sont procurables. C'est la situation habituelle à l'hôpital. Le foie humain est entouré par d'autres organes et, par conséquent, seulement en partie visible par les appareils-photo endoscopiques. « Seulement ces structures qui sont clairement recensées pendant que des pièces du foie par notre système sont affectées une charge électrique, » dit M. Stefan Suwelack qui, en tant qu'élément du groupe de Speidel, a écrit sa thèse de Ph.D. à ce sujet. Les problèmes surgissent seulement, si loin moins que la moitié de la surface déformée est visible. Pour stabiliser le calcul en pareil cas, les chercheurs de NÉCESSAIRE peuvent employer les remarques de référence claires, telles que des récipients de croisement. Leur méthode, cependant, dans le contraire à d'autres ne se fonde pas sur de telles références dès le début.

De plus, le modèle des chercheurs de NÉCESSAIRE est plus précis que des méthodes conventionnelles, parce qu'il considère également des facteurs bioméchaniques du foie, tels que l'élasticité du tissu. Ainsi par exemple, le foie fantôme employé par les scientifiques se compose de deux silicones différents : Un matériau plus dur pour la capsule, c.-à-d. la coquille du foie, et d'un matériau plus mou pour le tissu intérieur de foie.

En raison de leur approche matérielle, les jeunes scientifiques également suivis à accélérer le procédé de calcul. Pendant que l'adaptation de forme était décrite par des énergies électrostatiques et élastiques, ils ont trouvé une formule mathématique unique. Utilisant cette formule, même les ordinateurs conventionnels équipés d'une unité de traitement unique fonctionnent seulement tellement rapidement que la méthode est compétitive. Le contraire aux méthodes conventionnelles de calcul, cependant, la méthode neuve approprié également aux ordinateurs parallèles. Utilisant un tel ordinateur, le jeune groupe de chercheur planification maintenant pour modéliser des déformations d'organe stablement en temps réel.

Source:

Karlsruhe Institute of Technology