Note ABES Development of novel tools based on patient-specific models for guidance and education in orthognathic surgery Développement de nouveaux outils pour la formation et le guidage en chiruirgie orthognathique à partir de modèles patient-spécifiques Chirurgie orthognathique Chirurgie assistée par ordinateur Simulation Navigation Guidage électromagnétique Orthognathic surgery Computer-assisted surgery Simulation Navigation Electromagnetic tracking 617.9 629.89 Face -- Chirurgie Chirurgie -- Informatique Modèles mathématiques Systèmes de guidage Notre pratique courante de la chirurgie orthognathique se heurte aux limites des outils standard de planification et de simulation ainsi qu’à l’absence d’assistance peropératoire. L’objectif de notre travail était de développer de nouveaux outils répondant à cette problématique. Ainsi, dans un premier temps, un algorithme de segmentation semi-automatique a permis une modélisation 3D patient-spécifique rapide et précise. Nous avons ensuite élaboré un logiciel de simulation des parties molles fondé sur un modèle mécanique de type masse-ressort permettant une précision millimétrique. Enfin, nous avons conçu un système de navigation temps-réel fondé sur un guidage électromagnétique mini-invasif doté d’une interface utilisateur intuitive. Son évaluation a montré une réduction de la variabilité inter-opérateurs. En plus de son caractère pédagogique, ce système bénéficiait particulièrement aux débutants. Les chirurgiens ont souligné l’intérêt de ce système, tant pour les dysmorphoses complexes que pour les cas de routine. Ces développements constituent ainsi une suite logicielle susceptible d’améliorer la qualité de prise en charge des patients. In our routine practice of orthognathic surgery, we face the limitations of conventional planning and simulation tools, and the lack of convenient intraoperative assistance. If computer science has provided satisfactory solutions for planning, yet simulation and navigation appear improvable. The aim of our research was to provide novel tools to improve these issues. Therefore, we first developed a semi-automated segmentation pipeline allowing accurate and timeefficient patient-specific 3D modeling. We then conceived 1mm-accurate facial soft tissue simulation software based on a mechanical massspring model. Finally, we developed a real-time navigation system based on minimally-invasive electromagnetic tracking, featuring a novel user-friendly interface. Evaluation showed that our software reduced time and accuracy discrepancy between operators. Along with educational purposes, such a system benefited especially trainees. Surgeons emphasized system relevance in the treatment of both, complex and common deformities. Such developments establish a software suite that could provide significant improvement for patient optimal care. Electronic Thesis or Dissertation Text en PDF 19449361 Université de Strasbourg Strasbourg 2018-12-31 https://theses.hal.science/tel-01743747 application/pdf 75043059 https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2017/Lutz_Jean-Christophe_2017_ED269.pdf http://www.theses.fr/2017STRAD017/abes https://theses.hal.science/tel-01743747 https://theses.hal.science/tel-01743747 https://theses.hal.science/tel-01743747 Lutz Jean-Christophe 1974-11-09 FR 095345647 49901933 https://theses.fr/2017STRAD017 2017STRAD017 https://doi.org/10.70675/a2c16eb7z8ab4z44b0z909az386a5c1d3c40 2017-06-26 Informatique Strasbourg 131056549 Doctorat Docteur es non oui Rémond Yves MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 074311662 Soler Luc MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_2 090316908 Mutter Didier MADS_PRESIDENT_DU_JURY 090340612 Goga Dominique MADS_MEMBRE_DU_JURY_1 034282831 Nicolau Stéphane MADS_MEMBRE_DU_JURY_2 086088564 Ho Ba Tho Marie-Christine MADS_RAPPORTEUR_1 081540426 Fass Didier MADS_RAPPORTEUR_2 071216200 École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 MA 156504863 Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg ; 2013-....) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 UMR7357 176969721 260728 ddc:610 ddc:620 Rémond Yves Soler Luc Mutter Didier Goga Dominique Nicolau Stéphane Ho Ba Tho Marie-Christine Fass Didier École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg) Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg) PDF 19449361