Visualization en réalité augmentée basée sur des principes de perception pour guider l'acquisition d'images d'échographie

Le principe de la réalité augmentée (RA) consiste à utiliser une technologie d’affichage pour superposer des informations complémentaires dans l’environnement visuel. Par exemple, certaines voitures de luxe récentes projettent les itinéraires routiers dans le pare-brise afin qu’elles se superposent à la route. Dans les applications médicales, la RA peut être utilisée pour superposer des scans médicaux directement sur le patient, permettant aux cliniciens de voir les organes internes à travers la surface visible, comme si le patient était partiellement transparent. Cette technologie a le potentiel de faciliter et d’accélérer considérablement divers types de procédures. L’une des applications cliniques prometteuses de la réalité augmentée est le guidage pour l’acquisition d’images d’échographie. L’échographie est bien connue pour son utilisation dans l’observation des fœtus chez les femmes enceintes. Aujourd’hui, son utilisation va bien au-delà du domaine de l’obstétrique. Elle peut être employée dans un grand nombre de domaines médicaux pour obtenir des images d’organes internes tels que le foie, le pancréas, les reins, l’utérus ou la colonne vertébrale et guider diverses interventions telles que les biopsies, les résections de tumeurs cérébrales et la réparations de valves cardiaques. Les échographes sont aujourd’hui devenus extrêmement portables, ne coûtent qu’une fraction du prix des scanners par résonance magnétique ou de tomodensitométrie et n’exposent pas les patients à des radiations dangereuses. Malgré tous leurs avantages, ces appareils demeurent difficiles à utiliser pour la plupart des cliniciens qui nécessitent l’assistance de techniciens spécialisés. Les problèmes d’utilisation des échographes incluent une image bruitée, le manque d’informations 3D, un plan image non familier et la difficulté pour les cliniciens d’orienter mentalement les images sur l’écran de l’appareil pour comprendre leur relation avec l’anatomie du patient. Nous posons l’hypothèse que lorsque la RA est utilisée pour afficher des images d’échographes directement sur le patient lors de l’acquisition, cela facilitera leur compréhension par les cliniciens et la localisation des structures anatomiques d’intérêt. Au cours de ce projet, nous concevrons et validerons un dispositif de guidage pour l’acquisition d’images d’échographie basé sur un casque de RA. Notre principal défi sera de résoudre les problèmes de perception visuelle engendrés par la synthèse d’images pour ce type de casques. Nous étudierons différentes stratégies pour mieux représenter les structures anatomiques 3D à partir de séquences d’images tout en veillant à ce que toutes les informations importantes soient préservées et que la relation spatiale entre la surface du patient et les images soit rendue d’une manière cohérente. Pour faciliter un développement itératif rapide de la nouvelle méthode de visualisation en RA, nous développerons un simulateur de réalité virtuelle capable de reproduire l’environnement visuel de la salle d’opération dans le laboratoire. Le système proposé a le potentiel de simplifier, d’accélérer et de réduire le coût d’une grande variété de procédures médicales. En outre, la méthodologie proposée pour le développement et la validation de systèmes de visualisation en RA pourrait être appliquée pour accélérer la conception de systèmes basés sur la RA dans d’autres domaines de la médecine ou de l’ingénierie.