Patient-specific biomechanical simulation for deep brain stimulation

Alexandre Bilger 1
1 SHACRA - Simulation in Healthcare using Computer Research Advances
LIFL - Laboratoire d'Informatique Fondamentale de Lille, Inria Lille - Nord Europe, Inria Nancy - Grand Est
Résumé : La stimulation cérébrale profonde est un traitement chirurgical impliquant l'implantation permanente d'électrodes dans le cerveau, afin de stimuler une zone spécifique. La stimulation électrique continue de certaines structures cérébrales traite des symptômes de troubles neurologiques moteurs ou affectifs. Le succès de l'opération repose sur la précision du placement de l'électrode dont le but est de maximiser les bénéfices thérapeutiques, et de minimiser les effets secondaires. Pour cela, une phase de planification pre-opératoire détermine les coordonnées de la cible à stimuler, ainsi que la trajectoire de l'électrode pour atteindre la cible, à l'aide d'une combinaison d'images médicales du patient et d'outils numériques. Cependant, la déformation intra-opératoire du cerveau, appelée brain shift, peut rendre la planification invalide. Les contributions de cette thèse s'appuient sur un modèle biomécanique du brain shift qui comprend un modèle de déformation mécanique, ainsi qu'une modélisation de la fuite de liquide cérébro-spinal. Nous présentons un outil pré-opératoire, basé sur notre modèle, afin de fournir au chirurgien une information sur les risques de déformation, qu'il utilise pour sélectionner une trajectoire sécurisée pour le patient, même en cas de brain shift. Dans un deuxième temps, nous proposons une méthode de recalage intra-opératoire basée sur notre modèle biomécanique, afin de calculer la nouvelle position des structures anatomiques. Enfin, grâce à un modèle d'insertion de l'électrode et de son interaction avec les tissus cérébraux, nous reproduisons le protocole opératoire afin de calculer la déflexion de l'électrode due au brain shift.
Type de document :
Thèse
Modeling and Simulation. Université des Sciences et Technologie de Lille, 2014. English
Liste complète des métadonnées

Littérature citée [175 références]  Voir  Masquer  Télécharger

https://hal.inria.fr/tel-01097488
Contributeur : Alexandre Bilger <>
Soumis le : vendredi 19 décembre 2014 - 17:07:27
Dernière modification le : jeudi 11 janvier 2018 - 06:24:22
Document(s) archivé(s) le : lundi 23 mars 2015 - 18:31:37

Identifiants

  • HAL Id : tel-01097488, version 1

Collections

Citation

Alexandre Bilger. Patient-specific biomechanical simulation for deep brain stimulation. Modeling and Simulation. Université des Sciences et Technologie de Lille, 2014. English. 〈tel-01097488〉

Partager

Métriques

Consultations de la notice

436

Téléchargements de fichiers

583