FR3076048A1 - Reproduction tridimensionnelle d'un tissu anatomique d'interet et son procede d'obtention - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne une reproduction tridimensionnelle (1) d'un tissu anatomique d'intérêt. Selon l'invention, la reproduction tridimensionnelle (1) est conçue dans un matériau dont la dureté shore A est comprise entre 50 ShA et 70 ShA. L'invention concerne également, un procédé d'obtention de la reproduction tridimensionnelle (1).
Description
Reproduction tridimensionnelle d'un tissu anatomique d'intérêt et son procédé, d'obtention
La présente invention a trait au domaine médical et en particulier au domaine de 1'impression de reproductions tridimensionnelles de tissu anatomique d'intérêt.
Traditionnellement, les reproductions tridimensionnelles de tissu anatomique sont utilisées à des fins pédagogiques telles que 1'enseignement, de vulgarisation ou de communication avec le patient. Récemment, les avancés techniques de la technologie d'impression tridimensionnelle ont permis de développer une nouvelle utilisation d'une reproduction tridimensionnelle de tissu anatomique. A présent, les praticiens tels que les chirurgiens utilisent une reproduction tridimensionnelle d'un tissu anatomique d'intérêt afin de planifier leurs actes médicaux et/ou chirurgicaux. A ces fins, une reproduction tridimensionnelle du tissu anatomique d'intérêt d'un patient, est imprimée sur la base, d'un modèle tridimensionnel de la zone anatomique comprenant le tissu, anatomique d'intérêt. Typiquement, le modèle tridimensionnel de la. zone anatomique est obtenu suite ,à l'acquisition de la zone anatomique par imagerie médicale.
Dans ce contexte, la présente .invention concerne une reproduction tridimensionnelle d'un tissu anatomique d'intérêt et. son 'procédé de fabrication. D'utilisation d'une reproduction, tridimensionnelle du tissu anatomique d'intérêt aux fins· de la planification d'un acte médical ou chirurgical a mis en lumière de· nouvelles problématiques.
En effet, pour optimiser le travail préopératoire du praticien, une reproduction tridimensionnelle doit reproduire les propriétés biomécaniques intrinsèques du tissu anatomique d'intérêt telles que l'élasticité, la souplesse et la résistance mécanique. En effet, lors d'un travail de planification d'actes médicaux, 'la reproduction tridimensionnelle subit des gestes répétés réalisés par le praticien à l'aide d'outils médicaux tels qu'un cathéter ou l'application d'une prothèse. Or, il ressort que plus la reproduction tridimensionnelle est utilisée plus sa résistance aux manipulations et aux déchirures diminue. De plus, la reproduction tridimensionnelle doit présenter une certaine rigidité empêchant notamment un affaissement de la reproduction tridimensionnelle sur elle même. Cette caractéristique permet de conserver la forme tridimensionnelle du tissu anatomique d'intérêt lors des diverses manipulations du praticien.
Ainsi, l'obtention d'une reproduction tridimensionnelle nécessite une gestion complexe de plusieurs paramètres influençant les propriétés mécaniques: de la reproduction tridimensionnelle. A· titre d'exemple, différentes techniques d'impression tridimensionnelle peuvent être employées telles que la. stéréollthographie. De même, plusieurs matériaux peuvent être utilisés pour l'impression, tridimensionnelle comme, de.- la résine ou des. poudres métalliques·. . la gestion de ces paramètres est d'autant plus complexe que certaines techniques d'impression tridimensionnelle utilisées ne sont pas compatibles avec tous les matériaux présents sur le marché. De plus, les capacités des imprimantes tridimensionnelles sont variables d'une machine à l'autre et autorisent des degrés de précision ou d'épaisseur différents. L'un des objectifs de l'invention est de reproduire de manière optimale les propriétés biomécaniques du tissu anatomique d'intérêt en fournissant une reproduction tridimensionnelle d'un tissu anatomique d'intérêt permettant de résister à une répétition de gestes médicaux en vue de la planification d'un acte médical et/ou chirurgical. .Dans cette optique, un premier aspect de 1 ' invention concerne une .reproduction tridimensionnelle d'un tissu anatomique, d'intérêt conçu dans un .matériau dont la dureté Shore A est comprise entre .50 ShA et 70 ShA.
Selon une première particularité du premier, aspect de l'invention, l'épaisseur des parois de la reproduction tridimensionnelle est ‘Comprise entre 0.30 «a et 10·. 00 mm et/ou l'allongement à la rupture du matériau est d'au moins 100%.
Selon une deuxième particularité de l'invention, le. .matériau est un matériau polpaériquè et/ou composite»
Selon une troisième· caractéristique du premier aspect de .1 '"invention, la reproduction tridimensionnelle comprend au moins un orifice d'accès, à un outil· médical.
Selon une quatrième caractéristique du premier aspect de l'invention de l'invention., le tissu anatomique est· un tissu .anatomique cardiaque.
On second. aspect de l'invention concerne, un. procédé d'obtention d'une .reproduction tridimensionnelle d'un tissu anatomique d'intérêt, conforme· au premier aspect de l'invention, caractérisé en ce que· le procédé comporte : une étape d'acquisition d'«ne .zone anatomique, par imagerie médicale permettant d'obtenir un modèle tridimensionnel de la zone anatomique ; une étape de modélisation numérique d'au moins un modèle numérique tridimensionnel imprimable du tissu anatomique d'intérêt de la zone anatomique ; une étape de détermination de l'épaisseur des parois du modèle tridimensionnel imprimable du tissu anatomique ; et une étape d'impression tridimensionnelle au cours de laquelle la reproduction tridimensionnelle est façonnée à partir du modèle numérique tridimensionnel imprimable du tissu anatomique d'intérêt.
Selon une première particularité du second aspect de l'invention, l'étape de modélisation numérique comporte une opération de reconnaissance automatique et/ou manuelle d'au moins une partie du tissu anatomique d'intérêt.
Selon une deuxième particularité du second aspect de l'invention, l'étape de modélisation numérique comporte une opération de construction d'un modèle numérique du volume interne et/ou des contours externes du tissu anatomique d'intérêt.
Selon une troisième particularité du second aspect de 1'-invention-, l'étape de modélisation numérique comporte une opération de de recalage du modèle numérique du volume interne avec le modèle numérique des contours externes du tissu anatomique d'intérêt permettant de générer un modèle numérique intégral du tissu anatomique d'intérêt.
Selon une quatrième particularité du second aspect de l'invention, l'étape d'impression tridimensionnelle est réalisée par frittage laser.
Selon une cinquième particularité du second aspect de l'invention, l'étape de récupération des données de la zone, anatomique est réalisée, par. tomographie, et/ou échographie. D'-autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description détaillée qui suit, -d'un, mode de réalisation de l'invention non limitatif, qui est illustré par les figures placées en annexes et dans lesquelles. - .la figure 1 est une représentation tridimensionnelle d'une reproduction tridimensionnelle d'un tissu anatomique d'intérêt, selon l'invention ; - la figura -2. est une représentation tridimensionnelle d'une reproduction tridimensionnelle du tissu anatomique de- la figure 1 dans lequel est positionnée une prothèse à l'aide d'un outil médical ; - la figure 3 est une représentation tridimensionnelle d'un orifice d'accès à un outil médical au sein d'une reproduction tridimensionnelle du tissu anatomique d'intérêt de la figure 1 ; et - la figure 4 est un schéma illustrant les étapes du procédé d'obtention d'une reproduction tridimensionnelle d'un tissu anatomique d'intérêt selon l'invention.
Comme illustré aux figures 1 à 3, l'invention se rapporte à une reproduction tridimensionnelle 1 d'un tissu anatomique d'intérêt. La reproduction tridimensionnelle 1 comprend des parois 2 périphériques qui délimitent au moins partiellement une forme volumique de la reproduction tridimensionnelle 1,
Dans cet exemple, la face interne des parois 2 délimite un volume interne 3 de la reproduction tridimensionnelle 1. A l'inverse la face externe 4 des parois 2 correspond aux contours externes S de la reproduction tridimensionnelle 1.
Dans le présent document, la reproduction tridimensionnelle I d'un tissu anatomique d'intérêt correspond à une reproduction tridimensionnelle 1 matérielle qui est une sorte de « biomimétisma » des propriétés biomécaniques intrinsèques du tissu anatomique d'intérêt.
Cette reproduction tridimensionnelle 1 est de préférence-issue d'une impression tridimensionnelle. Par ailleurs, l'utilisation de l'expression « tissu anatomique d'intérêt- » se. rapporte à un tissu- anatomique qui doit faire- l'objet d'un acte médical .et/ou chirurgical.
Un -tissu anatomique d'intérêt comprend le tissu épithélial et/ou le tissu conjonctif et/ou le tissu musculaire et/ou le tissu nerveux.
Le tissu anatomique d'intérêt regroupe des cellules ayant une fonction similaire afin de former un organe ou une partie spécifique d'un organe.
Dans cet exemple, le tissu anatomique d'intérêt comprend une pathologie. La pathologie peut être liée à une anomalie physique telle que la forme, la position, la consistance, à une dégénérescence de structure ou des lésions, à une dégénérescence biochimique telle que 1'accumulation de substances variées ou à une pathologie liée à l'environnement ou à la génétique.
De préférence, le tissu anatomique d'intérêt est. un tissu anatomique cardiaque comprenant une anomalie.
Comme illustré -aux figures. 1 à 3, afin d'optimiser le travail -de planification du .praticien, la reproduction tridimensionnelle 1 comprend au moins- un orifice d'accès 6 .à un-outil médical 7, 'L'-orifice d'.accès 6 correspond à l'-orifice qui sera utilisée ou ménagée lors de l'acte médical et/ou chirurgical.
Dans l'exemple illustré, aux figures 2 et 3, un praticien utilise un outil médical 7 en vue de la planification d'un acte médical. Ici, l'outil médical 1 porte un dispositif médical spécifique de la pathologie, à traiter. Dans cet exemple, un outil médical 7 correspondant à un .cathéter 7a portant une prothèse cardiaque 7b telle· qu'une .prothèse de filtre- cardiaque qui empêche le thrombus. La. prothèse de- valve permet de traiter une- pathologie liée à un. dysfonctionnement· de la valve cardiaque.
Outre la planification d'actes médicaux, la reproduction tridimensionnelle 1 peut également être un outil d'enseignement et/ou de vulgarisation. L'objectif de la reproduction tridimensionnelle 1 selon 1'invention est de reproduire les propriétés biomécaniques intrinsèques du tissu anatomique d'intérêt. Les propriétés biomécaniques intrinsèques du tissu anatomique d'intérêt correspondent par exemple à 1'élasticité, la souplesse mais aussi la résistance mécanique et l'épaisseur du tissu anatomique d'intérêt. La reproduction des propriétés mécaniques du tissu anatomique d'intérêt permet de- simuler et planifier l'acte médical/chirurgical en.. fonction du comportement de la reproduction tridimensionnelle 1 lors- des manipulations, -de .planification,, de l'acte médical/ehirurgical.
Afin de répondre à cet objectif, plusieurs .paramètres peuvent .permettre de contrôler la reproduction des propriétés .biomécaniques, .intrinsèques du tissu anatomique d'intérêt.
De préférence, un. premier paramètre, de contrôle de la reproduction des propriétés biomécaniques intrinsèques du tissu anatomique d'intérêt se rapporte au choix -du matériau., -dans lequel est réalisée la reproduction tridimensionnelle. 1.
Plus particulièrement, la dureté shore -du matériau choisi, s-'avère être un paramètre important. La dureté shore A représente une échelle de mesure· de la dureté des matériaux mous tels- que des élastomères ou des plastiques souples.
Dans cet exemple, la reproduction tridimensionnelle 1 est conçue dans un matériau dont la dureté shore A est comprise entre 50 ShA et 70 ShA, de préférence la dureté shore A du matériau, choisi est comprise entre 55 ShA et 65· ShA, et plus préférentiellement La dureté shore. A du matériau choisi est de 60 ShA. Avantageusement., la demanderesse a observé qu'un .matériau, choisi présentant une telle valeur de dureté shore· A reproduisait les propriétés biomécaniques intrinsèques d'un tissu anatomique.. d'intérêt. En effet, une. reproduction tridimensionnelle 1 réalisée dans ces plages de valeur de dureté shore A permet d'obtenir un équilibre entre, souplesse, des parois de la reproduction tridimensionnelle 1 et la rigidité desdites parois 2 qui, permet de maintenir la forme volumique, de. la .reproduction tridimensionnelle 1.
Dans ce contexte, la demanderesse a observé qu'une dureté Shore A inférieure à 50 ShA entraîne l'affaissement de la reproduction tridimensionnelle 1. En effet, la reproduction tridimensionnelle 1 est trop souple et ne peut maintenir la forme volumique du tissu anatomique d'intérêt, c'est-à-dire, la forme recherchée à .l'image du tissu anatomique d'intérêt. A l'inverse, la demanderesse a également observé qu'une dureté Shore· A supérieure à 70 ShA entraîne la rigidité de la reproduction tridimensionnelle 1. La rigidité ne permet ni la maniabilité de la reproduction tridimensionnelle 1 ni de. refléter la souplesse du tissu anatomique d'intérêt. En Outre, la rigidité confère aux parois 2 de la reproduction tridimensionnelle. 1. un manque de souplesse entraînant· un risque de rupture ou. de casse des parois 2 de la reproduction tridimensionnelle 1.
De préférence, l'allongement à la rupture est une autre propriété importante du matériau choisi, l'allongement à la rupture ou l'élasticité, représente la capacité maximale d'un matériau à s'étirer avant de rompre.
Dans cet exemple, le matériau choisi présente un allongement ,4 la· rupture d'au moins 100 A%, de préférence l'allongement à la rupture du .matériau choisi est d'au moins 150 A.% et de préférence l'allongement à la rupture du matériau choisi est d'au moins 200 A%.
En effet, un allongement à la rupture faible, par exemple inférieur à 100' A% représente, un matériau dont la tolérance à l'étirement, est. faible. Une tolérance faible à, 1/étirement traduit un risque de rupture élevé·. A. l'inverse., un. allongement à ,1a rupture élevé, par exemple supérieur à 100 A% représente un matériau dont la tolérance à l'étirement est élevée avant de se rompre. Une tolérance à l'étirement élevée, permet, d'améliorer la résistance des parois 2 aux déchirures lorsque le praticien réalise des manipulations répétées sur la reproduction tridimensionnelle 1.
En outre, la densité du matériau choisi est également un paramètre intéressant. En effet, utilisé un matériau de faible densité contribue au maintien de la forme volumique de la reproduction tridimensionnelle 1. Il est ainsi possible de diminuer l'épaisseur des parois 2 de la reproduction tridimensionnelle l.De préférence, la densité du matériau est inférieure à 1,2 g/cm3, de préférence la densité du matériau est inférieur à. 1 g/em3.
Dans ce· contexte, le matériau pour, obtenir la reproduction tridimensionnelle 1 est choisi de préférence en fonction de ses propriétés d'allongement à la rupture -et/ou de dureté, shore tel que décrit précédemment. A cet effet, la reproduction tridimensionnelle 1 d'un tissu anatomique d'intérêt peut être réalisée dans un matériau de nature polymérique et/ou composite. A titre d'exemple, le polyuréthane est un matériau polymérique qui peut présenter les propriétés d'allongement à la rupture et/ou de dureté shore recherchées. De la même manière, un matériau composite à base de silicone est également susceptible de présenter ces propriétés d'allongement à la rupture et/ou de dureté shore.
De préférence, un deuxième paramètre d# contrôle de la reproduction des propriétés bioméc&niques intrinsèques du. tissu anatomique d'intérêt se rapporte au choix de l'épaisseur des' parois 2 de la reproduction tridimensionnelle 1.
Dans l'objectif de produire une reproduction tridimensionnelle .résistant aux manipulations du praticien et reproduisant- les caractéristiques biomécaniques du tissu anatomique d'intérêt, la demanderesse a observé qu'une épaisseur de paroi 2 inférieure à 0.30 mm entraine un risque élevé de déchirure de la reproduction tridimensionnelle 1. Alors qu'une épaisseur de paroi 2 supérieure à 10,00 mm entraîne une rigidité de la reproduction tridimensionnelle 1, diminuant la propension du matériau employé à reproduire les propriétés biomécaniques du tissu anatomique d'intérêt.
Dans ce contexte., la reproduction tridimensionnelle 1 présente une -épaisseur· de paroi 2 comprise entre 0.30 mm et 10.00 mm, de. préférence l'épaisseur de paroi 2 est comprise, entre 0.40 .mm. et- 1.8 mm et. plus préférentiellement l'épaisseur .de paroi 2: est comprise entre- 0 ..50 mm et 1.50 mm,
La gestion de 1'.épaisseur de paroi 2 intervient lors de l'impression de la .reproduction tridimensionnelle 1.
Avantageusement, une épaisseur de paroi 2 supérieure à 0,50 mm et inférieure à 1.80 mm confère à la reproduction tridimensionnelle 1 un équilibre entre la reproduction des propriétés biomécaniques intrinsèques et la résistance aux manipulations du praticien tout en maintenant la forme volumique de la reproduction tridimensionnelle 1,
De préférence, un troisième paramètre de contrôle de la reproduction des propriétés biomécaniques intrinsèques du tissu anatomique d'intérêt se rapporte au choix de la technique d'impression tridimensionnelle 9d.
De préférence, l'étape d'impression tridi.men.sionn.all® 9d est réalisée par une technique d'impression, tridimensionnelle 9d dite de frittage laser. La technique de frittage laser consiste à déposer une petite quantité- de poudre du matériau choisi et de le .faire fondre en lui appliquant un rayon laser, Dans ce contexte, le matériau choisi présente également des propriétés de themoforoage comme par exemple le polyuréthane thermoplas tique couramment nommé « !TPU ».
Avantageusement, la technique de frittage laser permet d'obtenir une reproductibilité du résultat d'impression en toute circonstance,
La technique de frittage laser permet également de réduire le temps d'obtention de la reproduction tridimensionnelle 1 et d'augmenter les rendements. Par exemple, pour un kilogramme de matériau utilisé 950 grammes sont transformés en reproduction tridimensionnelle· 1 et les capacités volumiques, de production peuvent atteindre. 3.0· litres par heure..
Afin de réaliser une reproduction tridimensionnelle 1 d'un tissu anatomique d'intérêt, la demanderesse a développé un •procédé· d'obtention spécifique d'une reproduction 'tridimensionnelle 1 d'un tissu anatomique d'intérêt,
Comme illustré à la figure 4, le procédé d'obtention d'une reproduction tridimensionnelle 1 comporte une étape d'acquisition 9' d'une zone anatomique 10 qui est réalisée de manière classique par· imagerie médicale·.·... L'étape d'acquisition 9 d'une zone anatomique· 10 permet d'obtenir de. façon connue un. modèle tridimensionnel 11 de .la zone anatomique 10.
Dans cette optique, l'étape d'acquisition 9 d'une zone anatomique 10 comprend une étape de récupération de données de la zone anatomique 10. L'étape de récupération de données de la zone anatomique 10 utilise une ou plusieurs technique(s) d'imagerie médicale connue{s} . Dans cet exemple, 1'étape de récupération de données est réalisée de préférence par tomographie ou par échographie.
La tomographie permet de réaliser des images de la zone anatomique 10 en coupes millimétriques. Avantageusement la tomographie permet l'obtention d'images plus fines que 1'échographie.
De manière classique, les données obtenues par imagerie médicale sont ensuite traitées par un système informatique afin d'obtenir un modèle tridimensionnel 11. de· la zone anatomique. 10. A ces fins, il est. également possible de recaler les clichés, médicaux issus de plusieurs techniques comme la tomographie et. 1'.échographie. .Le recalage de' cliehés médicaux- issus de plusieurs techniques permet d'obtenir des données plus précises de la zone anatomique 10 notamment en réduisant le bruit environnant la zone anatomique 10.,
Ce .modèle tridimensionnel 11. permet d''obtenir une première série d'information sur ,1a zone anatomique 10. Plus particulièrement, le modèle, tridimensionnel 11 permet de visualiser la zone anatomique 10 et les propriétés biomécaniques intrinsèques, des tissus constituant la zone anatomique 10.
Dans l'exemple· illustré à la figure 4, le procédé, d'obtention d'une reproduction tridimensionnelle 1 d'un tissu, anatomique d'intérêt comprend une étape de modélisation, numérique 9b d'au moins un modèle numérique tridimensionnel .imprimable 12: du. tissu anatomique d'intérêt de la zone-anatomique 10. Ici, le modèle tridimensionnel imprimable 12 du tissu anatomique d'intérêt correspond à un modèle numérique intermédiaire -qui. fait office de patron à un système, d'impression tridimensionnelle afin d'imprimer la reproduction tridimensionnelle 1 d'un tissu anatomique d'intérêt.
Dans cette optique., l'étape, de modélisation numérique 9b comporte une opération de reconnaissance automatique d'au moins une partie du tissu anatomique d'intérêt. La reconnaissance automatique consiste à identifier le tissu anatomique d'intérêt notamment par reconnaissance des contours principaux du tissu anatomique d'intérêt, En pratique, 1'opération de reconnaissance automatique est réalisée par un algorithme exécuté par un processeur. La reconnaissance automatique permet de réduira le temps d'obtention du modèle tridimensionnel imprimable 12.
Toutefois, 1'opération de reconnaissance automatique ne permet pas de reconnaître avec précision les structures saillantes du tissu anatomique d'intérêt. Ces imprécisions sont principalement dues aux bruits qui entourent le tissu anatomique d'intérêt et aux approximations de l'algorithme de reconnaissance. Cette imprécision peut se manifester par des zones de flou au niveau de structures saillantes du tissu anatomique d'intérêt. D'autre part, lors de l'étape de reconnaissance automatique, des structures avoisinantes non utiles- à la planification d'un acte médical du tissu anatomique .d'intérêt peuvent être reconnues de manière, superflue. 1/ étape de modélisation- numérique 9b comporte une opération de reconnaissance manuelle, d'au moins une partie du tissu anatomique d'intérêt. De préférence., la reconnaissance manuelle consiste à définir de. manière précise les contours des structures saillantes du tissu anatomique d'intérêt afin d'obtenir un modèle numérique tridimensionnel imprimable 12 précis.
En pratique, l'opération de reconnaissance manuelle est 'réalisée par un opérateur qualifié:. Avantageusement, la combinaison- d'une opération de reconnaissance automatique et d'une opération de reconnaissance manuelle permet d'allier la rapidité· de la reconnaissance automatique et la précision -de la reconnaissance manuelle de par les- connaissances de l'opérateur qualifié.
De préférence, l'opération de reconnaissance, automatique et l'opération, de reconnaissance manuelle peuvent être réalisées simultanément afin d'obtenir un équilibre, entre précision et temps de réalisation du modèle numérique tridimensionnel imprimable 12.
Le modèle numérique, tridimensionnel imprimable 12 permet d'obtenir une visualisation numérique du tissu anatomique d'intérêt.
En fonction du 'type- de pathologie et de la nature du tissu anatomique, d'intérêt et du type d'acte médical/chirurgical à planifier, -la reproduction tridimensionnelle 1 peut correspondre à un volume interne et/ou à des 'contours externes du tissu anatomique d'intérêt.
Dans, ce- contexte, l'étape de: modélisation numérique 9b comprend une. .opération de construction d'un modèle- numérique du volume interne du tissu anatomique d'intérêt.
De préférence, 'lorsque la structure du tissu anatomique .d'intérêt est constante mais que seule la géométrie varie, la modélisation du volume interne du tissu anatomique d'intérêt est utilisée pour modéliser le modèle numérique tridimensionnel imprimable 12. Par exemple, dans le cas d'une pathologie au niveau d'un ventricule cardiaque, le. modèle numérique du volume interne du ventricule .nécessite d'être matérialisé pour planifier l'acte médical. La .modélisation du volume interne du tissu. anatomique d'intérêt permet de réduire les coûts d'impression en n'imprimant .que le tissu anatomique d'intérêt. .L'étape de modélisation, numérique 9b. comprend de surcroît, une opération de construction d'un modèle, numérique des contours externes du tissu anatomique d'intérêt, De préférence, lorsque l'épaisseur du tissu anatomique d'intérêt est variable., la construction d'un modèle numérique, des contours externes du tissu anatomique d'intérêt est utilisée pour modéliser la modèle numérique tridimensionnel imprimable 12. -La modélisation des contours externes du tissu anatomique d'intérêt permet de réduire les coûts d'impression en n'imprimant que le tissu anatomique d'intérêt.
Comme illustré à la figure 4, dans certains cas particuliers, la pathologie du tissu anatomique d'intérêt et l'acte médical à planifier nécessitent de matérialiser le volume interne et les contours externes du tissu anatomique d'intérêt.
Dans ce contexte, l'étape de modélisation 9b numérique peut comporter une opération de recalage 9c du modèle numérique du volume interne avec le modèle numérique des contours externes du tissu anatomique d'intérêt. Avantageusement, l'étape de recalage 9c permet de générer un modèle numérique intégral 13 du tissu anatomique d'intérêt. Par exemple, dans le cas d'une pathologie au niveau d'une valve cardiaque, il est nécessaire de matérialiser le volume interne de la cavité ou se situe la valve et les contours externes de la valve.
Le modèle numérique intégral 13 correspond à un modèle numérique tridimensionnelle imprimable 12 qui reproduit 1'ensemble des caractéristiques physiques du tissu anatomique d'intérêt tels que les contours, les parties saillantes et les sones enflées ou gonflées ainsi que les caractéristiques biophysiques du tissu anatomique d'intérêt afin de permettre une reproduction tridimensionnelle 1 optimale.
En pratique, .l'opération de recalage 9c peut être automatique , senti-automatique ou manuelle . ï»r opération de reealage 9c automatique peut être réalisée par superposition tridimensionnelle du modèle numérique du volume interne et du modèle numérique des contours externes du modèle numérique. L'opération de reealage 9c semi-automatique peut comprendre une opération de création d'un repère dans le modèle numérique du volume interne et dans le modèle numérique des contours externes. Typiquement, 1'-opération de création du repère peut être réalisée par un opérateur qualifié. Concrètement, l'opérateur qualifié définit dans chaque modèle numérique un nombre défini de points remarquables. Chaque point remarquable est positionné de façon analogue, dans chaque modèle numérique à recaler, au niveau d'une structure anatomique du tissu anatomique d'intérêt. One opération de recalage est alors réalisée en superposant chaque point- remarquable de chaque repère. L'opération de recalage 9c manuelle, peut consister à recaler chaque -modèle par superposition tridimensionnelle., l'opération étant- réalisée par un opérateur qualifié.
Par ailleurs, le procédé d'obtention d'une, .reproduction tridimensionnelle 1 d'un tissu anatomique d'intérêt comporte une étape de détermination de 1 ' épaisseur des parois du modèle tridimensionnel imprimable .12; du tissu anatomique d'intérêt. La .détermination de l'épaisseur découle de plusieurs paramètres.
En effet, il existe une- corrélation, entre l'épaisseur, des parois du tissu anatomique d'intérêt et les propriétés d'élasticité biomécanique et de rigidité du tissu anatomique d'intérêt.
Dans ce contexte, la détermination de l'épaisseur des parois au travers clichés médicaux issus de l'étape d'acquisition 9 par imagerie médicale et/ou du modèle tridimensionnel de la zone anatomique 10 qui a été généré permet de déterminer .indirectement les propriétés d'élasticité biomécanique et de rigidité du tissu anatomique d'intérêt..
De la même manière,,, il existe une 'Corrélation entre les propriétés biomécaniques du tissu anatomique d'intérêt, et la pathologie qu'exprime le patient. Par exemple, l'augmentation due à une pathologie de l'épaisseur de la paroi du tissu anatomique· d'intérêt entraîne une augmentation de .la rigidité. Dans ce contexte., il convient, de prendre en compte l'épaisseur de la paroi du tissu anatomique: d'intérêt afin de. déterminer .1'.épaisseur de la paroi 2 de la reproduction tridimensionnelle 1 du tissu, anatomique d'intérêt.
En outre, la détermination de l'épaisseur de la reproduction tridimensionnelle 1 du tissu anatomique d'intérêt prend également en compte les propriétés du matériau choisi pour imprimer, la- reproduction tridimensionnelle 1. Par exemple, un matériau, -souple et présentant une certaine rigidité tel que le polyuréthane permet de diminuer l'épaisseur des parois 2 de la reproduction tridimensionnelle 1 du tissu- anatomique d'intérêt.
Il .est- également possible de prendre en compte des données issues de patients présentant, le même, type de pathologie telles que l'épaisseur mesurée des parois du 'tissu anatomique d'intérêt sur clichés médicaux, l'épaisseur de paroi, et le .matériau .choisi pour réaliser la reproduction tridimensionnelle 1 du tissu anatomique etc,.., .Par· .ailleurs., ,1a détermination de ,l'épaisseur peut être confirmée· par validation ..rétrospective. la validation rétrospective consiste à comparer les résultats de l'acte médical avec le comportement de la reproduction tridimensionnelle du tissu anatomique, lors de·· la planification de 1'acte médical.
Le .procédé d'obtention d'une reproduction tridimensionnelle ,1 d'un tissu anatomique d'intérêt comprend une étape d'impression tridimensionnelle, 9d au cours de· laquelle· la reproduction tridimensionnelle 1 est :façonnée à paitir du. modèle numérique intégral. 13 du tissu anatomique d'intérêt. L'étape d'impression tridimensionnelle 9d permet de matérialiser la reproduction tridimensionnelle 1 du tissu anatomique d'intérêt. De préférence, l'étape d'impression tridimensionnelle 9d est réalisée par frittage laser
Claims (6)
- Revendications1. Reproduction tridimensionnelle Cl) d'un tissu anatomique d'intérêt, caractérisée en ce. que la reproduction tridimensionnelle (1) est conçue dans un matériau dont la dureté shora A est comprise entre 50 ShA .et 70 ShA. 2·». 'Reproduction 'tridimensionnelle Cl) selon la. revendication 1, caractérisée en ce que l'épaisseur des. parois (.2.) de la reproduction tridimensionnelle (1) est· comprise entre 0'.. 30 mm et 10.00 mm,, et/ou. l'allongement à la rupture du matériau est d'au moins 1,00 A%. 3'., 'Reproduction tridimensionnelle CD selon l'une des. .revendications· ,1 et 2, caractérisée en ce que le· matériau est un matériau polymérique, et/ou composite.
- 4·. Reproduction tridimensionnelle (1) selon l'une .des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la reproduction tridimensionnelle (1) comprend au moins un orifice (6) d'accès à un outil médical (7).
- 5. Reproduction tridimensionnelle (1) , selon l'une des revendications 14 4, caractérisée en ce que le tissu anatomique est un tissu anatomique cardiaque.
- 6, Procédé d'obtention d'une reproduction tridimensionnelle (1) d'un tissu anatomique d'intérêt selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le procédé comporte : une étape d'acquisition (9) d'une zone anatomique {10) par imagerie médicale permettant d'obtenir un modèle tridimensionnel (11) de la zone anatomique (10) ; une étape de modélisation numérique (9b) d'au moins un modèle numérique tridimensionnel imprimable (12) du tissu anatomique d'intérêt de la zone anatomique (10) ; une étape de- détermination de l'épaisseur des parois, du modèle tridimensionnel .imprimable (12) 'du tissu anatomique d'intérêt ; et· une étape:· d'impression, tridimensionnelle (9d) au cours de laquelle la, reproduction 'tridimensionnelle (1) est façonnée à partir du modèle numérique tridimensionnel imprimable (12) du tissu anatomique d'intérêt.
- 7, Procédé d'obtention selon la revendication 6, caractérisé en ce que· l'étape de. modélisation numérique (9b) comporte une opération de reconnaissance automatique et/ou manuelle d'au moins une partie du tissu anatomique d'intérêt.3. Procédé d'obtention selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que l'étape de modélisation numérique (9b) comprend une opération de construction d'un modèle numérique du volume interne et/ou des contours externes du tissu anatomique d'intérêt. 9 < Procédé d'obtention selon les revendications 7 et 8, caractérisé en ce que l'étape de modélisation numérique (9b) comporte une opération de recalage (9c) du modèle numérique du volume interne avec le modèle numérique des contours externes du tissu anatomique d'intérêt permettant de générer un modèle numérique intégral (13) du tissu anatomique d'intérêt.
- 10. Procédé· d'obtention selon l'une dés revendications 6 à 9, caractérisé en ce 'que l'étape d'impression tridimensionnelle (9d) est réalisée· .par frittage laser.
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