Reconstruction 3D d`endoprothèse coronaire à partir d`acquisitions

Institut Supérieur Laboratoire des Equipe de
d’Informatique, de Sciences et Matériaux Recherche en
Modélisation et de pour l’Electronique Imagerie Médicale
leurs Applications et d’Automatique
Campus des Cézeaux UMR 6602 UBP/CNRS ERIM INSERM ERI 14
BP 10125 Campus des Cézeaux Faculté de médecine
63173 AUBIERE Cedex 24, avenue des Landais Place Henri Dunant
63177 Aubière Cedex 63001 Clermont-Ferrand
Présenté par :
Justine BOULANDET & Pierre POUCHIN
Responsable ISIMA : Christophe TILMANT
Responsables laboratoires : Adrien BARTOLI
Florian DUBUISSON
Laurent SARRY
Durée du projet : 5 mois
Novembre – Mars 2009
Rapport de projet de 3
ème
année
Filière Calcul et Modélisation scientifiques
Reconstruction 3D d’endoprothèse coronaire à
partir d’acquisitions endovasculaires

Rapport de projet Remerciements
J.Boulandet & P.Pouchin
Remerciements
Nous tenons à remercier Messieurs Adrien Bartoli (représentant du LASMEA), Laurent Sarry
(représentant de l’ERIM), ainsi que Monsieur Christophe Tilmant, notre tuteur ISIMA, pour toute
l’aide qu’ils nous ont apportée et les conseils avisés qu’ils nous ont prodigués dans le cadre de la
réalisation de ce projet.
Merci également à Florian Dubuisson pour le travail réalisé en amont et ses conseils.

Rapport de projet Résumé
J.Boulandet & P.Pouchin
Résumé
L’imagerie médicale, ayant bénéficié de nombreux progrès technologiques au cours de ces
dernières années, a profondément modifié la pratique médicale. Elle présente notamment un
intérêt croissant dans l’exploration des échecs et des complications de la chirurgie, permettant
d’orienter le geste opératoire et de minimiser les risques pour le patient. Dans le cadre d’une
angioplastie coronaire, la pose d’un stent peut, dans certains cas, engendrer des risques de
resténose. A cet effet, il est important de contrôler le niveau d’acceptation du stent par
l’organisme après implantation. Une méthode d’imagerie médicale récente, la tomographie optique
cohérente (OCT), constitue une nouvelle modalité d’imagerie endovasculaire qui, grâce au principe
d’interférométrie, permet de visualiser des coupes transversales d’un segment artériel et donc de
pouvoir contrôler la position de l’endoprothèse suite à l’angioplastie. Toutefois, la précision de
ces images n’est pas optimale : en effet, ces images en deux dimensions nous permettent, grâce aux
struts, de détecter la position de l’endoprothèse dans chaque coupe ; seulement, les orientations
des coupes dans l’espace nous sont inconnues. L’objectif de ce projet est de construire un modèle
de l’objet en 3 dimensions afin de pouvoir attester ou non de la bonne posture du stent. Dans un
premier temps, nous considérons le stent dans son état de repos comme un cylindre droit puis nous
lui faisons subir des déformations pour prendre en compte son état dans l’artère du patient. Ces
déformations sont régies par des critères de minimisation d’énergie. Le but est d’ajuster au mieux le
modèle aux données expérimentales et de le faire évoluer en fonction des résultats obtenus. Ce
modèle pourra, à terme, être utilisé pour élaborer des images de synthèse précises de l’artère
revascularisée.
Mots-clés : angioplastie coronaire, stent, resténose, OCT, interférométrie, endoprothèse,
struts, modèle, 3 dimensions

Rapport de projet Abstract
J.Boulandet & P.Pouchin
Abstract
Medical imaging, by the means of recent technological advances, has significantly changed
medical practice. It is a domain of growing interest for surgery, providing details to understand the
failures and the complications, and to minimize the risks incurred by the patients. Stenting can occur
during a coronary angioplasty, and this can occasionnally lead to risks of restenosis. In order to
prevent this from happening, it is required to control the acceptance of the stent by the organism,
after implantation. Optical Coherence Tomograpy (OCT) is a new endovascular imaging modality
which enables us to visualize the transversal sections of an artery and therefore to control the
position of the endoprothesis from the angioplasty. However, though these images allow us to
detect the position of the stent, through the struts, the orientation of these sections in space is
unknown. The aim of this project is to build a 3D-model of the stent in order to estimate its correct
implantation. First, we will modelize the stent as a right cylinder. Then, we will apply deformations to
it to take into account its state in the patient’s artery. The goal is to adjust the model to experimental
data. It may be, eventually, used to generate precise synthesis images of the artery.
Keywords: coronary angioplasty, restenosis, stent, OCT, endoprothesis, struts, 3D-model

Rapport de projet Glossaire
J.Boulandet & P.Pouchin
Glossaire
Angioplastie coronaire : L’angioplastie des coronaires est l’intervention qui consiste
en l’infiltration via l’artère fémorale d’un dispositif médical
appelé stent jusqu’à l’artère coronaire obstruée.
Athérome : Un athérome est un dépôt graisseux situé sur une partie de
la paroi interne d’une artère et qui entrave la circulation du
sang.
Endoprothèse coronaire
: Il s’agit d’un dispositif métallique maillé et tubulaire, glissé
dans une cavité naturelle humaine pour la maintenir
ouverte. Il est essentiellement utilisé dans des artères au
cours d’une angioplastie.
Matlab : Matlab est à la fois un langage de programmation et un
environnement de développement développé et
commercialisé par la société américaine The MathWorks.
Matlab est utilisé dans les domaines de l’éducation, de la
recherche et de l’industrie pour le calcul numérique mais
aussi dans les phases de développement de projet.
OCT : ( Optical Coherent Tomography). La tomographie en
optique cohérente est une technique d’imagerie réalisée
sans contact, non invasive, et avec une résolution spatiale
élevée, qui permet d’imager des structures dans les tissus
biologiques avec une résolution inférieure à 10 microns.
Elle se base sur l’utilisation de sources optiques à faible
cohérence temporelle.
Resténose : La resténose correspond au nouveau rétrécissement de
l’artère survenant chez certains patients ayant bénéficié
d’une angioplastie ou de l’implantation d’un stent.
Sténose : La sténose correspond au rétrécissement d’une artère dû à la
formation de plaque d’athérome. Cette accumulation sur la
paroi interne de l'artère est susceptible de réduire le débit
sanguin et l'apport en oxygène vers les organes vitaux.
Stent : endoprothèse coronaire
Strut : maille du stent