Numérisation de surfaces tridimensionnelles : application à la fabrication de prothèses personnalisées

Tridimensional surface digitization. Application to adapted prostheses construction

• Auteur / Autrice : Pascal Haigron
• Direction : René Collorec
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Traitement du signal et télécommunications
• Date : Soutenance en 1993
• Etablissement(s) : Rennes 1

Résumé

La fabrication de protheses individualisees et precises constitue une solution d'avenir en chirurgie reparatrice. L'etude presentee traite le probleme de la numerisation de la surface du femur, participant a l'articulation du genou, a partir d'images stereoscopiques issues d'un arthroscope. Le choix de ce systeme d'acquisition est lie au mode d'examen usuel in-vivo. Contrairement a la plupart des dispositifs optiques utilises en vision artificielle, l'arthroscope presente des distorsions geometriques tres importantes. Ce projet a donc conduit a mettre en uvre des methodes performantes pour la modelisation des distorsions geometriques et plus generalement pour la calibration, afin d'obtenir toute la precision de reconstruction 3d imposee par cette application medicale. Deux types de calibration sont envisages. L'approche physique est fondee sur le modele pin-hole. La demarche proposee consiste a corriger les distorsions pour realiser ensuite une calibration avec un modele pin-hole simple. Dans l'approche mathematique, qui ne fait plus appel a un modele explicite de l'imageur, la methode proposee est basee sur un modele multi-plans avec une interpolation par b-splines ou par splines de type plaque mince. Ces methodes sont toutefois applicables dans le contexte plus general du traitement d'images. L'ensemble des problemes poses par la reconstruction tridimensionnelle de points a partir de vues stereoscopiques fortement deformees (modelisation et correction des distorsions, calibration, reconstruction 3d) est traite. La reconstruction tridimensionnelle de surface sur un ensemble de points epars est ensuite abordee. Differents types de modelisation de surface sont testes (polygones, b-splines, spline plaque mince). Enfin le recalage de surfaces rigides est etudie afin de reconstruire l'ensemble de la structure d'interet a partir de morceaux n'ayant qu'une faible partie commune. Une methode de recalage de surfaces, basee sur la minimisation d'un critere de distance robuste, est proposee