Développement d’une méthode de modélisation et maillage de réseaux artériels basée sur la ligne centrale pour les études hémodynamiques des pathologies cérébrovasculaires
Auteur / Autrice : | Méghane Decroocq |
Direction : | Carole Frindel, Guillaume Lavoué, Makoto Ohta |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Informatique et applications |
Date : | Soutenance le 31/05/2023 |
Etablissement(s) : | Lyon, INSA en cotutelle avec Tōhoku Gakuin Daigaku (Sendai, Japon) |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale en Informatique et Mathématiques de Lyon (Lyon ; 2009-....) |
Partenaire(s) de recherche : | Membre de : Université de Lyon (2015-....) |
Laboratoire : LIRIS - Laboratoire d'Informatique en Image et Systèmes d'information (Rhône ; 2003-....) - Laboratoire d'InfoRmatique en Image et Systèmes d'information / LIRIS | |
Equipe de recherche : Origami | |
Jury : | Président / Présidente : Irène Vignon-Clémentel |
Examinateurs / Examinatrices : Carole Frindel, Guillaume Lavoué, Makoto Ohta, Irène Vignon-Clémentel, Dominique Bechmann, Nicolas Passat, Bastien Chopard | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Dominique Bechmann, Nicolas Passat |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Résumé
La dynamique des fluides numérique (CFD) est une technique qui fournit des informations précieuses sur l’écoulement du sang à partir de la géométrie vasculaire, ce qui permet de comprendre, de diagnostiquer et de prédire l’issue des maladies vasculaires. Cependant, la résolution des images médicales actuelles n’est pas satisfaisante pour obtenir des maillages répondant aux exigences de la CFD, en particulier pour des réseaux vasculaires larges et complexes telles que les réseaux d’artères cérébrales. Dans cette thèse, nous proposons une méthode en deux étapes pour produire des maillages adaptés à la CFD à partir d’une représentation simplifiée des réseaux vasculaires par leurs lignes centrales. Dans la première étape, pour remédier aux défauts de la représentation basée sur les lignes centrales (dispersées, bruitées), une étape de modélisation a été introduite pour reconstruire un modèle anatomique réaliste à partir d’ a-priori sur la géométrie des vaisseaux et des bifurcations. Ensuite, une étape de maillage a été développée pour créer un maillage volumique de bonne qualité avec des cellules hexaédriques structurées et orientées selon l’écoulement du fluide qui répondent aux exigences de la CFD. Nous avons montré que la méthode proposée résout certaines des lacunes des maillages obtenus à partir des méthodes de segmentation de la littérature (e.g. vaisseaux fusionnés ou déconnectés), et conduit à des résultats de CFD plus précis pour un coût de calcul moindre. Cette méthode de maillage a été complétée par une interface utilisateur facilitant la visualisation et l’édition des modèles de réseaux vasculaires, et ouvrant notre code à des utilisateurs non experts. Grâce à cette interface, nous avons créé une base de données de maillages de réseaux entiers d’artères cérébrales qui pourra être utilisée pour l’évaluation de dispositifs médicaux et les études hémodynamiques.