Segmentation automatique d'image IRM du genou
Développement d'un outil d'analyse pour étudier la morphologie et la biomécanique du genou in vivo
Le genou est une articulation complexe qui joue un rôle crucial dans la mobilité et la fonctionnalité du membre inférieur. Comprendre la morphologie et la biomécanique du genou est essentiel pour évaluer son état de santé, développer des traitements médicaux adaptés et contribuer à la recherche en ingénierie tissulaire. Dans le cadre d'une étude interne à CARTIGEN, l'objectif principal est de mettre au point une méthode expérimentale et numérique permettant de décrire avec précision les paramètres morphologiques et biomécaniques in vivo du genou chez des sujets sains. La morphologie articulaire du genou peut être étudiée dans la majeure partie des IRM, cependant les examens ne sont pas réalisés dans des positions proches de la vie quotidienne. L’étude en position « écologique » est rendue possible avec l’IRM GSCAN ESAOTE. Un tel outil peut aussi permettre d’étudier la différence de morphologie articulaire entre une position horizontale et verticale.
La méthode d'analyse biomécanique envisagée consiste à évaluer la morphologie du cartilage articulaire du tibia, du fémur et de la rotule in vivo, en prenant en compte la position en charge ou en décharge du genou. Pour cela, un outil de segmentation automatique du genou est développé au sein même de CARTIGEN, offrant des résultats prometteurs. Les indices de similitude (DICE) obtenus sont de l'ordre de 97% pour le tibia et de 87% pour le cartilage articulaire, démontrant l'efficacité de la méthode.
En plus de l'analyse de la morphologie du cartilage, une étude approfondie sera entreprise pour évaluer la mobilité relative des ménisques et des ligaments croisés antérieur et postérieur lors des mouvements de flexion du genou. Les ménisques, des structures en forme de croissant, et les ligaments croisés jouent un rôle essentiel dans la stabilité et la fonctionnalité du genou. En évaluant leur mobilité lors des mouvements de flexion, nous pourrons mieux comprendre leur interaction et leur contribution à la biomécanique du genou.
La méthodologie développée dans cette étude permettra également d'évaluer l'impact du poids du sujet, de différent type de chirurgie (ménisectomie, rupture des ligaments) mais aussi de dispositifs médicaux tels que des orthèses du genou sur le chargement mécanique de l'articulation. En comprenant comment les chirurgies ou les dispositifs médicaux modifient le chargement mécanique du genou, nous pourrons mieux évaluer leur efficacité dans différents contextes cliniques.
Enfin, la méthodologie développée dans cette étude vise également à évaluer les propriétés mécaniques in vivo du cartilage. Ces données sont essentielles pour la recherche en ingénierie tissulaire, car elles permettent de mieux comprendre les caractéristiques mécaniques du cartilage naturel et de les transmettre aux experts en ingénierie tissulaire pour le développement de substituts cartilagineux efficaces.
