Conclusion

Les mannequins personnalisés générés par RAMSIS et HB, deux systèmes largement utilisés dans l'industrie ont été évalués à l'aide de radiographies EOS en termes de di-mensions anthropométriques et de positions des centres articulaires. Les résultats ont clairement montré que les deux mannequins étaient capables de correctement reproduire les dimensions anthropométriques externes d'un sujet alors que de larges erreurs étaient observées au niveau de la position des centres articulaires. Les diérences entre les deux mannequins ont prouvé que la représentation d'une chaîne cinématique plus réaliste me-nait à de meilleures prédictions des centres articulaires. Cette étude ouvre la voie à de futures recherches sur les relations entre la forme externe du corps et le squelette interne. Ceci devrait permettre d'améliorer le réalisme du squelette des mannequins numériques actuels, en vue de mener des analyses biomécaniques nécessitant des informations dé-pendant de la position des articulations comme les mesures de charges articulaires et de

CHAPITRE 3 : EVALUATION DU REALISME DES MANNEQUINS forces musculaires.

Cette première étude souligne l'intérêt de proposer de nouvelles relations externes-internes pour améliorer le réalisme des mannequins numériques actuels. L'étude a donc permis de dénir les objectifs à atteindre pour améliorer la précision des modèles hu-mains externes-internes lors de ce travail de thèse. En vue de mener des recherches sur les relations entre l'enveloppe externe et le squelette interne, l'étape suivante consistera à constituer une base de données externes et internes à partir de radiographies biplanes. Si les méthodes de reconstructions osseuses ont déjà été validées et publiées, il reste à améliorer et valider l'outil pour reconstruire en 3D l'enveloppe d'un sujet.

CHAPITRE 3 : EVALUATION DU REALISME DES MANNEQUINS

Chapitre 4

Méthode de reconstruction de

l'enveloppe externe à partir de

radiographies biplanes

Le but de ce chapitre est d'évaluer une méthode de reconstruction de l'enveloppe externe à partir de radiographies biplanes. Le principe de la méthode est basé sur la déformation d'un modèle générique de la forme du corps pour correspondre aux contours visibles de la peau sur des radiographies biplanes. Trois étapes successives ont été me-nées : un ajustement global, une déformation grossière et une déformation ne. Cette étude a fait l'objet d'une note technique publiée dans Journal of Biomechanics. Elle est présentée dans sa version française dans ce chapitre (Nérot et al., 2015a).

4.1 Introduction

Les techniques de scanning 3D devenant de plus en plus accessibles, il est désormais plus aisé d'acquérir la surface du corps humain en trois dimensions (Daanen et Ter Haar, 2013, Liu et al., 2015). Par exemple Park et al. (2015) ont récemment reporté que la sur-face complète du corps d'un enfant pouvait être mesurée avec une précision satisfaisante en utilisant des capteurs de profondeur bon marché combinés à un modèle statistique de la forme du corps. Dès lors, il serait possible de créer des modèles humains personnalisés et articulés à l'aide d'un jeu d'articulations, si seulement il était possible de réaliser une estimation précise de la position des centres articulaires internes à partir de me-sures externes. Des points anatomiques externes généralement identiés manuellement à la surface d'un maillage permettent d'estimer les centres articulaires (Park et Reed, 2015). Néanmoins, non seulement la palpation des points anatomiques osseux nécessite un entraînement spécique, mais c'est également une approche qui peut se révéler parti-culièrement chronophage. Récemment des méthodes ont été proposées dans la littérature an de localiser de manière automatique des points anatomiques externes à la surface de scans 3D en utilisant des méthodes de recalage non rigide de modèles surfaciques du corps (Yamazaki et al., 2013) ou bien en utilisant des modèles statistiques de forme (Reed et al., 2015). Néanmoins les relations reliant les points anatomiques externes aux centres articulaires restent inconnues dans la plupart des cas, du fait de la diculté à acquérir des données in vivo à la fois externes et internes sur des êtres humains. Il existe

CHAPITRE 4 : RECONSTRUCTION DE L'ENVELOPPE EXTERNE A PARTIR DE RADIOGRAPHIES BIPLANES

donc un besoin réel de collecter des données contenant à la fois la surface externe du corps et la géométrie du squelette en interne.

Les récentes avancées dans la radiographie biplane permettent aujourd'hui d'obtenir les reconstructions 3D du squelette d'un sujet en position debout (Mitton et al., 2006, Humbert et al., 2009, Quijano et al., 2013, Aubert et al., 2014). Les contours de la peau sont également correctement visibles sur les radiographies. En utilisant cette technologie, Sandoz et al. (2010) ont proposé une méthode de reconstruction de la forme externe du corps. Onze modèles génériques représentant les onze segments du corps étaient déformés sur les contours de la peau puis rassemblés pour obtenir la reconstruction complète du corps. Cependant la méthode n'a pu être validée que sur quelques sujets masculins et la reconstruction distincte des diérents segments du corps constituait une tâche chronophage, nécessitant une journée de travail par sujet. La déformation globale d'un modèle générique du corps entier permettrait de réduire le temps de reconstruction.

Le but de cette étude était de proposer une nouvelle méthode de reconstruction de l'envelope à partir de radiographies biplanes ainsi qu'une procédure de validation. Il s'agissait de déformer un modèle générique de la surface 3D du corps sur les sil-houettes d'un sujet visibles sur deux radiographies biplanes orthogonales. La méthode a été validée en comparant les surfaces reconstruites à la position de près de 172 billes radio-opaques uniformément collées sur la peau des 12 participants de cette étude.