Comme nous l'avons vu dans la partie 1.1, sur la reconstruction d'un repère fémur, la dé nition d'un repère local pour le bassin peut-être extrêmement intéressante pour l'iden- ti cation et le suivi du positionnement des limites haute et basse d'un muscle. Seulement, les muscles du bassin sont attachés suivants des lignes continues, on ne peut pas clairement dé nir la limite d'insertion d'un muscle (cf tableau I.2). La dé nition de ce repère visera donc le recalage d'objets issus d'autres moyens d'imagerie.
Pour la dé nition d'un repère, principalement pour son utilisation en analyse du mouve- ment, l'ISB (Wu et al., 2002) recommande d'utiliser les crêtes ilaques antéro-supérieures et
postéro-supérieures. Cependant, elles sont identi ables par palpation sur le sujet. Mais, elles sont di cilement identi ables sur IRM car les coupes ne se situent pas nécessairement en ces lieux.
À notre connaissance, il n'existe pas de méthodes de reconstruction de repère bassin basées sur la sélection de points anatomiques sur IRM. Elles sont basées sur la construction de repères issus d'une reconstruction 3D par segmentation manuelle.
Nous proposons donc de dé nir un nouveau repère bassin basé sur des points et régions anatomiques. La abilité de la reconstruction de ce repère sera évaluée par une étude de répétabilité.
1.3.2 Matériels et méthodes
1.3.2.1 Dé nition des axes du repère
La construction du repère est basée sur trois points, le centre des cotyles droit (Cd) et gauche (Cg) et du centre du plateau sacré (Ps) ( gure III.11). L'axe ⃗Y est dé ni passant
Figure III.11. Positionnement du repère bassin.
par le centre des cotyles et orienté de la droite vers la gauche (eq III.13). On dé nit un axe intermédiaire ⃗z, passant par le milieu de Cd et Cg et par Ps et orienté de Ps vers le milieu de Cd et Cg (eq III.14). L'axe ⃗X est dé ni le produit vectoriel ⃗Y et⃗z (eq III.15). En n, L'axe ⃗Z est dé nit comme le produit vectoriel de ⃗X et ⃗Y (eq III.16).
Ð→Y = ÐÐÐ→CdCg ∥ÐÐÐ→CdCg∥ (III.13) Ð→z = ÐÐ→OP s− ÐÐ→ OCg+ÐÐ→OT d 2 ∥ÐÐ→OP s− ÐÐ→ OCg+ÐÐ→OCd 2 ∥ (III.14) Ð→ X = Ð→Y ∧ Ð→z (III.15) Ð→Z = Ð→X∧ Ð→Y (III.16)
1.3.2.2 Dé nition de l'origine du repère
1.3.2.3 Segmentation et création des points
L'opérateur segmente manuellement sur les images les éléments nécessaires à la construc- tion du repère en moins de 5 min ( gure III.12).
1. L'opérateur sélectionne manuellement les contours des cotyles,
2. Le centre d'un cotyle est dé ni comme le centre de la sphère aux moindres carrés calculé sur les contours sélectionnés,
3. Le centre du plateau sacré est dé ni manuellement par l'opérateur.
Figure III.12. Saisie des contours des cotyles et du centre du plateau sacré pour la construction du repère bassin.
1.3.2.4 Evaluation du repère
Évaluation de la abilité du repère : La répétabilité intra-opérateur et la reproductibi- lité inter-opérateur ont été évaluées sur des mesures eectuées par trois opérateurs. Chacun des repères a été reconstruit quatre fois par chaque opérateur sur chacun des quatre sujets.
Pour chaque reconstruction (12 par sujets), les angles entre le repère IRM et le repère tibia ont été calculés suivant une séquence XY′
Z′′, ainsi que la position de l'origine du repère
tibia dans le repère IRM. La répétabilité et la reproductibilité ont été évaluées selon la norme ISO 5725.
1.3.3 Résultats
La plus grande erreur de positionnement de l'origine est suivant l'axe ⃗Z avec un écart-type de reproductibilité de 1,23 mm et un écart-type de répétabilité de 0,90 mm, comme présentée sur la gure III.13. Les écarts-types de reproductibilité et de répétabilité sont inférieurs à 0,5 mm sur les axes ⃗X et ⃗Y.
La plus grande erreur sur l'orientation des axes du repère est suivant l'axe ⃗Y avec un écart-type de reproductibilité de 2,72 ° et un écart-type de répétabilité de 1,24 °, comme présentée sur la gure III.14.
1.3.4 Discussion
Le but de cette étude était de construire un repère bassin able sur des images obtenues par IRM. Pour ce faire, les cotyles ont été utilisés, visibles sur plusieurs coupes, des sphères peuvent leur être associées limitant les eets aléatoires de sélection. Le centre du plateau sacré a également été choisi.
Le centre du repère est bien positionné selon les axes ⃗X et ⃗Y. L'axe ⃗Z possède une plus grande variation. En eet, les coupes sont orthogonales à cet axe et les cotyles ne sont visibles
Figure III.13. Écart type de reproductibilité et répétabilité de position de l'origine du repère.
Figure III.14. Écart type de reproductibilité et répétabilité d'orientation des axes du repère.
que sur trois à quatre coupes avec un espace intercoupe de 10 mm. Pour le repère fémur (1.1), lorsque l'origine est placée sur le centre de la sphère associée à la tête fémorale, il a été montré que l'erreur de positionnement des muscles diminuait de plus de deux fois avec un espace intercoupe de 5 mm ( gure III.5). Cette erreur pourrait donc être diminuée de façon signi cative en augmentant le nombre de coupes. Toutefois, un écart-type de reproductibilité de 1,23 mm est acceptable.
Pour l'orientation du repère, les sphères aux moindres carrés des cotyles étant bien posi- tionnées suivant ⃗X et ⃗Y, on peut constater une très faible erreur suivant l'axe ⃗Z (inférieure à 0,15 °). Cependant, le défaut de positionnement des sphères fémorales suivant ⃗Z se fait res- sentir avec une augmentation de l'écart-type de reproductibilité suivant l'axe ⃗X. Néanmoins, il reste inférieur à 1 °.
En n, l'erreur d'orientation du repère suivant l'axe ⃗Y est la plus élevée. Cette erreur est principalement due à la sélection du point sur la pente sacrée par l'opérateur car la reproductibilité est plus de deux fois supérieure à la répétabilité. Il y a tout d'abord le fait que l'opérateur ne sélectionne pas toujours le point au même endroit. Mais la plus grande source d'erreur vient du fait que la pente sacrée forme un angle avec les plans de coupes ( gure III.15). Le plan de coupe n'est donc pas nécessairement situé au milieu du plateau ce qui rend di cile l'identi cation du centre de la pente sacrée ( gure III.15).
Un écart-type de reproductibilité sur l'orientation suivant l'axe ⃗Y de 2,7 °aura une in- uence modérée sur le recalage d'objets issus des repères diérents. Cependant, il n'est pas à préconiser pour le calcul de paramètres cliniques.
Figure III.15. Di culté de sélection du centre du plateau sacré sur les images IRM.
Cette méthode ore donc une solution simple et rapide pour la construction d'un repère bassin sur les images issues d'IRM. Elle permet le positionnement de bassins issus de moyens d'imageries diérents.