3D NExT, simulation médicale et haptique

Encadrants : Fabrice Jaillet (LIRIS-ORIGAMI)
Détails : Le stage se déroulera au sein du laboratoire LIRIS (bâtiment Nautibus).
Possibilité de poursuivre en M2.
Domaine : Informatique graphique, simulateur médical, haptique et réalité augmentée.
Compétences requises : C++, Qt, éventuellement OpenGL.

Contact : fabrice.jaillet -at- liris.cnrs.fr

Sujet :

SPARTE (Simulator of Puncture for ARTiculations under Echography) : conception d’un simulateur d’insertion d’aiguille sous échographie.
Laboratoires impliqués : LIRIS/LBMC-IFSTTAR/Ampère

En rhumatologie, la ponction est un geste médical classique en cas d’inflammation des articulations. Guidé par l’image et par le ressenti tactile, l’opérateur adapte son geste lors de l’insertion de l’aiguille pour atteindre l’articulation. Ce geste très technique nécessite une formation particulière de la part des jeunes médecins, puisqu’il requiert la manipulation simultanée d’une sonde échographique et d’une seringue, et la lecture déportée d’une image ultrasonore.

Dans ce contexte, le projet SPARTE vise la réalisation d’un simulateur dont l’objectif est de faciliter l’apprentissage de ce geste sans risque pour le patient. Développé par les laboratoires LIRIS et Ampère, ce simulateur combinera une simulation numérique à un dispositif haptique. L’objectif est de permettre la manipulation simultanée de deux dispositifs haptiques : l’un passif représentant la sonde échographique, et l’autre actif permettant la simulation de l’insertion de l’aiguille. Le retour haptique, ainsi qu’un rendu de la déformation de type échographique calculé en temps réel, vont permettre une réelle immersion de l’apprenant dans la scène. Au niveau de la simulation numérique, l’enjeu porte notamment sur la représentation réaliste de la déformation des tissus mous autour de l’aiguille durant le jeu.


[Dispositif haptique]

Il s'agira, dans ce stage, d'enrichir la plateforme de simulation selon plusieurs axes possibles :

  • Ajout de fonctionnalités dans l'IHM Qt (zoom, raccourcis clavier)

  • Création de nouvelles scènes démos (Utilisation de Blender et import dans NExT)

  • Mode jeu sérieux, scoring et scénarios d'apprentissage,

  • Ajout de nouveaux effets sur la coupe échographique (OpenGL) : texture, effet comet tail, représentation de l'aiguille, etc

  • Amélioration du rendu haptique, retour d'effort

  • Intégration d'un méta-modèle de déformation temps-réel des tissus lors de l'insertion de l'aiguille dans les tissus.


[Simulation numérique, coupe échographique]