Simulation de transfert de chaleur et l'optimisation automatique des probes trajectoires multiple de la planification pré-opératoire pour les interventions percutanées thermique

Simulation of heat transfer and automatic optimization of multiple probes trajectories for pre-operative planning of percutaneous thermoablation interventions

• Auteur / Autrice : Amir Jaberzadeh
• Direction : Caroline Essert
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 13/02/2015
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg ; 2013-....)
• Jury : Président / Présidente : Pierre Collet
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Simon Keith Warfield, Pierre Jannin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Chirurgie percutanée

Métabolisme énergétique

Optimisation non différentiable

Planification -- Informatique

Commande automatique

Cryochirurgie

Mots clés libres

Planification chirurgicale automatique

Simulation de chaleur de Pennes

Optimisation sans dérivée

Cryochirurgie

Automatic surgical planning

Bio-heat simulation

Derivative free optimization

Cryosurgery

Résumé

Différentes techniques de chirurgie mini-invasive permettent aujourd’hui d’effectuer les procédures d'ablation de tumeurs. La cryochirurgie est une de ces techniques et fonctionne grâce à une technique de décompression très rapide de l'argon à l’extrémité d’une sonde en forme d'aiguille. La planification pré-opératoire de ce type d’intervention est très difficile pour le chirurgien, qui doit se représenter mentalement la disposition finale des aiguilles par rapport à la position des structures anatomiques complexe. Une sur-ablation ou une sous-ablation peuvent entraîner des complications donc, devant le besoin crucial d'une telle planification, dans cette thèse nous nous sommes concentrés sur la planification pré-opératoire automatisée de la cryochirurgie,avec les objectifs de assister le chirurgien grâce à une prédiction plus réaliste des zones d'ablation et proposer automatiquement un placement d'aiguille avec un risque minimal pour le patient dans un délai acceptable pour une utilisation en salle d'opération.

There exist several minimally invasive techniques to perform tumor ablation procedures.Cryosurgery is one of these techniques and works by decompressing very rapidly the argon gas through a needle-like probe. It is hard for the surgeons to imagine final results and plan the surgery in advance in a complicated anatomical environment. Over-ablation or under ablation may result in complications during the treatment. So, due to a crucial need for having such a planning tool, in this thesis we focused on an automated pre-surgical planning for cryosurgery with goals to support the physician by utilizing a more realistic prediction of ablation zones and proposing a needle placement setup with a close to minimum risk to the patient and an optimal coverage of the tumor by the iceball in an acceptable time for the use in the operation room.