Note ABES Identification et caractérisation des conditions aux limites pour des simulations biomécaniques patient-spécifiques Identification and characterization of boundary conditions for patient specific biomechanical simulation Modélisation spécifique au patient Simulation numérique Assimilation de données Réalité augmentée Biomécanique Chirurgie assistée par ordinateur Atlas statistique Patient-specific modeling Numerical simulation Data assimilation Augmented reality, Biomechanics Computer-aided surgery Statistical atlas 004.678 2 Biomécanique Simulation numérique Modélisation spécifique au patient L'objectif de ce travail est trouvé un moyen d'estimer les conditions aux limites du foie. Elles jouent un rôle essentiel dans la capacité de prédiction du modèle biomécanique, mais sont principalement présentées par les ligaments, les vaisseaux et les organes environnants, dont les propriétés sont "spécifiques au patient" et ne peuvent être mesurées fidèlement. Nous proposons de présenter ces conditions comme des ressorts non linéaires et d'estimer ses paramètres. D’abord, nous créons une approximation initiale en utilisant la loi constitutive disponible dans la littérature et un atlas statistique obtenu à partir des modèles avec des ligaments segmentés. Après, nous la corrigeons basée sur le filtrage de Kalman non linéaire, qui assimile les données acquises d'une modalité pendant la chirurgie. Pour évaluation, nous avons réalisé des expériences avec des données synthétiques et réelles. Les résultats montrent une amélioration de la précision pour les cas avec des limites estimées. The purpose of the work is to find a way to estimate the boundary conditions of the liver. They play an essential role in forming the predictive capacity of the biomechanical model, but are presented mainly by ligaments, vessels, and surrounding organs, the properties of which are "patient specific" and cannot be measured reliably. We propose to present the boundary conditions as nonlinear springs and estimate their parameters. Firstly, we create a generalized initial approximation using the constitutive law available in the literature and a statistical atlas, obtained from a set of models with segmented ligaments. Then, we correct the approximation based on the nonlinear Kalman filtering approach, which assimilates data obtained from a modality during surgical intervention. To assess the approach, we performed experiments for both synthetic and real data. The results show a certain improvement in simulation accuracy for the cases with estimated boundaries. Electronic Thesis or Dissertation Text en PDF 35354504 Université de Strasbourg Strasbourg 2022-12-31 https://theses.hal.science/tel-03416443 application/pdf 35372576 https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2021/Nikolaev_Sergei_2021_ED269.pdf http://www.theses.fr/2021STRAD037/abes https://theses.hal.science/tel-03416443 https://theses.hal.science/tel-03416443 https://theses.hal.science/tel-03416443 Nikolaev Sergei 1988-02-06 RU 264791622 0EFB1R08PN9 21626820 4200018 https://theses.fr/2021STRAD037 2021STRAD037 https://doi.org/10.70675/546a2433zf83ez421az80f1zfe1398ff8408 2021-09-15 Informatique Strasbourg 131056549 Doctorat Docteur es non oui Cotin Stéphane MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 081392931 Bahlouli Nadia MADS_PRESIDENT_DU_JURY 161672345 Elle Ole Jacob MADS_MEMBRE_DU_JURY_1 263475123 Chagnon Gregory MADS_RAPPORTEUR_1 077696492 Brieu Mathias MADS_RAPPORTEUR_2 098252518 École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 269 156504863 Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg ; 2013-....) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 260728 176969721 ddc:004 Cotin Stéphane Bahlouli Nadia Elle Ole Jacob Chagnon Gregory Brieu Mathias École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....) Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg) PDF 35354504