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WO2025003604A1 - Device and method for the finite-element modelling of at least one part of the human or animal body - Google Patents

Device and method for the finite-element modelling of at least one part of the human or animal body Download PDF

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Publication number
WO2025003604A1
WO2025003604A1 PCT/FR2024/050836 FR2024050836W WO2025003604A1 WO 2025003604 A1 WO2025003604 A1 WO 2025003604A1 FR 2024050836 W FR2024050836 W FR 2024050836W WO 2025003604 A1 WO2025003604 A1 WO 2025003604A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
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control entities
mesh
element control
anatomical
functional element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/FR2024/050836
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French (fr)
Inventor
Wafa Skalli
Kyo SHINDO
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Skairos
Original Assignee
Skairos
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Skairos filed Critical Skairos
Publication of WO2025003604A1 publication Critical patent/WO2025003604A1/en
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Pending legal-status Critical Current

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    • G06T2210/41Medical

Definitions

  • the present invention relates to the field of geometric and biomechanical models and more particularly to a method and a device for generating a geometric and biomechanical model in finite elements of at least one part of the human or animal body.
  • the invention relates to the field of geometric and biomechanical models in finite elements of a structure consisting of all or part of the human or animal body. These models are virtual mock-ups which in particular make it possible to virtually exert localized forces or movements on the structure considered, and to deduce the mechanical response in terms of quantities of interest such as the amplitudes of mobility and mechanical constraints in specific areas. These structures can be damaged, and restored using orthopedic or surgical treatments, which treatments can give rise to mechanical complications, linked to overstresses in the implants or in the surrounding biological tissues.
  • step U2 The type of three-dimensional reconstruction obtained during step U2 may prove to be inconsistent on certain physical aspects, for example the interarticular facets may not be respected, which poses a problem in finite element models. These functional inconsistencies must therefore be corrected a posteriori, which in the example requires reworking the 3D reconstruction made before the finite element meshing process.
  • mesh convergence processes are often required to validate finite element models, which requires generating, for the same structure, meshes with different mesh finesse, and this part (not carried out in the example) is often extremely tedious.
  • said mesh being obtained from a selection of said control entities of anatomical and functional elements.
  • said at least one part of the human body comprises at least one region of interest and said selection comprises a selection of a greater number of levels for said at least one region of interest than for said at least one part outside said region of interest, in order to obtain a mesh of which said fineness is finer for said at least one region of interest.
  • the method comprises
  • the method comprises a back projection of said mesh into said representative image.
  • the method comprises
  • said part comprises at least one osteoarticular or musculoskeletal segment consisting of one or more bone structures and associated connecting elements which can be instrumented by orthopedic implants.
  • the method comprises
  • the method further comprises obtaining a stiffness matrix.
  • the method further comprises obtaining clinical indices from said obtained mesh.
  • the invention also relates to a computer program comprising instructions for executing the steps of the method according to the invention, according to any one of its embodiments, when said program is executed by a computer.
  • the invention also relates to a computer-readable recording medium on which is recorded a computer program comprising instructions for executing the steps of the method according to the invention, according to any of its embodiments.
  • the invention also relates to a device for finite element modeling of at least one part of the human or animal body comprising one or more processors configured together or separately for the execution of the steps of the method according to the invention, according to any one of its embodiments.
  • the present invention also relates to a device for finite element modeling of at least one part of the human or animal body comprising one or more processors configured together or separately for:
  • the invention also relates to the use of a model obtained by a finite element modeling method according to the present disclosure to evaluate mechanical constraints brought about by modifications of the musculoskeletal structure of said human body.
  • the invention also relates to the use of a model obtained by a finite element modeling method according to the present disclosure to obtain clinical indices relating to said human body.
  • the invention also relates to the use of a model obtained by a finite element modeling method according to the present disclosure for planning an orthopedic or surgical treatment to increase the efficiency and prevent failures related to implant placement.
  • Figure 1 represents a method according to the prior art
  • Figure 2 shows a method according to one embodiment of the present invention
  • Figure 3a shows an example of the positioning of the functional and anatomical control entities of level 1,
  • Figure 3b shows an example of the positioning of the functional and anatomical control entities of level 2,
  • Figure 3c shows an example of positioning of functional and anatomical control entities of level higher than 2,
  • FIG. 4a Figure 4a represents an example of meshing according to a first meshing fineness of a lumbar segment according to an embodiment of the present invention
  • Figure 4b shows an example of meshing according to a second mesh fineness of a lumbar segment according to an embodiment of the present invention
  • Figure 5 shows an example of a parameterized representation
  • Figure 6 represents a mesh from the parameterized representation of Figure 5,
  • Figure 7 shows a device according to one embodiment of the present invention.
  • the present disclosure concerns obtaining a geometric and biomechanical model.
  • the models are widely used in the medical world and more particularly in surgeries involving implants and prostheses. Indeed, thanks to these models, it becomes possible to evaluate the mechanical constraints brought about by these modifications to the musculoskeletal structure.
  • One of the aims being to avoid, a few months after the implant is placed, breakages or pain for the patient.
  • current techniques for generating this biomechanical model remain ineffective because very often, their complexity of implementation does not allow individual adaptation to each patient.
  • the present invention proposes an improvement in the generation of these biomechanical models, by allowing personalization by individual and therefore more realistic modeling, consideration of functional constraints from the start as well as speed of execution.
  • the present invention is described mainly by taking the human body as an example but can of course be applied to the animal body.
  • This method may also be a finite element modeling method, implemented by a computer, to plan an orthopedic treatment or surgical to increase efficiency and prevent failures related to implant placement.
  • This method can also be a finite element modeling method, implemented by computer, to determine a surgical strategy adapted to said human body.
  • This method may also be a finite element modeling method, implemented by computer, to determine a mechanical response of the human body part to mechanical constraints. This may make it possible to deduce a mechanical response in terms of, for example, amplitude of mobility.
  • the method comprises a first step E1 of obtaining a representation of one or more parts of the human body. It is envisaged that this is the entire human body.
  • part of the human body one or more components is generally understood.
  • the part comprises at least one osteoarticular or musculoskeletal segment consisting of one or more bone structures and associated connecting elements.
  • the part can also be instrumented by orthopedic implants or prostheses.
  • representation is meant an image, or a plurality of images, obtained by medical imaging of the part of the human body or a modeling of a part of the human body.
  • medical imaging systems can be used and in particular scanners, magnetic radiation imaging (MRI), plane or bi-plane X-ray systems, ultrasound imaging systems.
  • MRI magnetic radiation imaging
  • plane or bi-plane X-ray systems ultrasound imaging systems.
  • An optional calibration step (not shown) can be considered when the representation is an image from a medical imaging device.
  • the calibration may be of the geometric type according to certain embodiments. It may be necessary to move from a two-dimensional image to a three-dimensional image. This calibration is necessary for example in images from a scanner or magnetic resonance imaging or biplanar radiographs. A registration may also be necessary when the images come from different imaging modalities, taken in different positions, the mesh may for example be defined from the image obtained from the scanner (in a lying position) and readjusted on another image representative of the same part of the body, for example an RX image taken in a standing or sitting position.
  • the calibration parameters may also be estimated from the potential position of the imaging device and the subject or from a calibration object whose dimensions are known.
  • control entities of anatomical or functional elements is associated with a control point in general but can also be associated with a geometric primitive, such as ellipses, circles or others.
  • step E2 control entities are defined. This step may or may not be broken down, for clarity, into two sub-steps E21 and E22 but these two sub-steps may be carried out at the same time, simultaneously or one before the other, in any order.
  • anatomical element control entities also called anatomical control entities for simplification
  • the anatomical element control entities may also be called morphological or geometric element control entities.
  • These anatomical element control entities make it possible to define the geometric shape of at least one part of the human body. They are not necessarily representative of mechanical connections of this part or of this part associated with another part or with an external element, but may be useful for characterizing clinical indices used by clinicians.
  • These anatomical element control entities consist of points or sets of points allowing the shape of the part of the human body to be reconstructed in a sufficiently precise manner.
  • the number of points or sets of points determines the desired precision.
  • Anatomical control entities can be defined, determined, or obtained, manually or automatically, in several ways. Thus, for example, some can be determined manually by an operator. Intelligent software based on learning, such as artificial intelligence, can also be used to define, or determine or obtain the control entities on the representation. When it is desirable to determine several tens to several hundreds of entities, or even more, the control points can advantageously be used to generate a first personalized mesh from which can be automatically adjusted, iteratively or directly, points of higher levels whose adjustment is required, and this thanks to a method described later, based on the personalized mesh from one or more salient areas of the part.
  • An advantage of the method is that only the control points of the required level are to be adjusted, there is no need to adjust thousands of points which are of no interest from a clinical point of view or from a finite element modeling point of view.
  • the anatomical control entities may be points or sets of points representative of the centers of the endplates or their contour, the centers of the pedicles or specific points of the posterior arch.
  • a step E22 functional element control entities are defined, determined or obtained. It may be noted that for reasons of clarity, the determination of the functional element control entities is indicated in a step E22. However, the determination of the functional element control entities may be done simultaneously with the determination of the anatomical element control entities, for example in step E2.
  • the functional element control entities are defined to define mechanical connections associated with the part of the human body for which they are defined. By associating we can mean the intra mechanical connections to this part or inter mechanical connections, connecting this part to at least one other part of the human body or connecting this part to an external part, such as an implant, which will be inserted into this part or into this part and another part, connecting them for example.
  • the present disclosure can enable the obtaining of more relevant and personalized models for an individual and the obtaining of which is much faster than the methods of the prior art.
  • the functional element control entities can be positioned at the insertion points of certain fibers of the intervertebral disc, or ligaments, points or attachment zones of the ligaments above spinous, interspinous, intertransverse for example.
  • the functional element control entities can also be related to the implants to be inserted and more precisely can be placed at the entry point of the implant attachment screws, or at the location of cages.
  • the definition of functional control entities can allow the creation of the finite element mesh to take into account the insertion points of the ligaments, the fibers of the intervertebral disc or even the entry points of the pedicle screws, for example.
  • these functional element control entities advantageously make it possible to place in a controlled manner points or sets of points other than points with purely geometric purposes, to identify points of the part of the human body that must not move, either during the deformation of the mesh (obtained during subsequent steps), or when a finer mesh is constructed.
  • these functional entities are particularly relevant for modeling inter-articular functional constraints.
  • control entities of functional elements can be defined, determined, or obtained, manually or automatically, in several ways. Thus, for example, some can be determined manually by an operator. Intelligent software based on learning, such as artificial intelligence, can also be used to define, or determine or obtain the control entities on the representation. This is conceivable for a few entities but when it is desirable to determine several tens to several thousands of entities, the points can be determined automatically, without human intervention, by image processing software which automatically determines the contours or salient areas of the part.
  • the functional element control entities can be attachment points or zones of the supraspinous, interspinous, intertransverteral ligaments.
  • the functional control entities can also be linked to the placement of implants and represent an entry point for the implant attachment screw.
  • the definition of the functional control entities allows the consideration for the creation of the finite element mesh, of the insertion points of the ligaments, of the fibers of the disc intervertebral or even pedicle screw entry points.
  • the generic models created in the prior art were built based on the adjustment constraints of the geometry of an isolated bone of complex shape, without considering the fact that it is a polyarticulated system, and that in addition to the points which allow the geometry to be deformed, the functional points associated with the connecting elements should also be taken into account.
  • the present disclosure in contrast to the known methods, relies on an intelligent mesh, comprising control entities of anatomical and functional elements of osteoarticular segments, consisting of one or more bone structures and associated connecting elements, intact, damaged and/or instrumented by orthopedic implants.
  • the present invention thus makes it possible not to consider bones for example in isolation but to take into consideration the connections linking this bone to the adjacent parts to which it is linked, by taking into account for example interarticular or ligament connections.
  • the functional control entities can be representative of these connections.
  • Functional element control entities and anatomical element control entities are entities whose position is controlled and does not move during the convergence study of a mesh, which involves the construction of finite element models with different mesh finesse.
  • the position can be controlled by adjusting a location descriptor (e.g. of the spatial coordinate type) so that the control entities are positioned to correspond to the morphology of the part of the human body of the individual concerned.
  • morphology we can mean the shape but also the position of the mechanical connections between the different structures making up the part, such as, for example, ligaments, bones, muscles, etc.
  • the entities obtained during step E2 can be organized hierarchically and can respectively comprise: - a first level of entities for controlling anatomical elements and/or a first functional element control entity level:
  • the first level entities are considered as the minimal entities that allow to generate the finite element mesh obtained during the following steps. Entities of level N, N greater than 1, ... can possibly be determined in order to refine the finite element mesh described below.
  • the mesh of a vertebral segment can, depending on the desired precision requirement, be represented by a few tens, hundreds or thousands of points, and the control entities can vary from a few entities to a few hundred entities.
  • Level 1 anatomical and/or functional element control entities may be those that are essential regardless of the desired mesh fineness to describe the essential dimensions and to describe the location of the essential anatomical or functional element control entities.
  • Level 2 control entities may include, in addition to the level 1 control entities, entities representing additional details useful in certain applications or when customization of certain regions is important. Other sub-levels, 3, 4, or even more, may also be defined.
  • examples of entities controlling level 2 or higher anatomical elements within a spinal segment include:
  • level 1 functional element control entities there may be cited, as examples as level 1 functional element control entities,
  • each cube is represented in a different size allowing to find a little the shape of the vertebra, but in practice each cube is a reference element of side 2.
  • the coordinates of the ends are limited to (-1, 1) in the three directions of space, which amounts to having a cube of side 2.
  • the mesh can be very easily controlled (ensuring the coherence of the links between cubes, see figure 6), and the geometric and functional control points can be defined.
  • the isoparametric transformation functions allow to transform each cube according to the coordinates (X, Y, Z) of specific points, to arrive at a parameterized mesh of this surface.
  • CV vertebral body
  • P pedicles
  • PAS superior articular processes
  • PAI inferior articular processes
  • PT transverse processes
  • Figure 6 illustrates a mesh of a plurality of elements represented in Figure 5 and in particular the vertebral body, CV, the superior articular process PAS, the central articular process PAC, the transverse process PT.

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Abstract

The present invention relates to a computer-implemented method for the finite-element modelling of at least one part of the human or animal body, the method comprising the following steps: - defining a plurality of anatomical element control entities and a plurality of functional element control entities for an image representative of the at least one part of the human or animal body; - obtaining a mesh of the at least one part of the human body on the basis of the anatomical element control entities and the functional element control entities, wherein the anatomical element control entities and the functional element control entities are controlled during a geometric transformation of the mesh, the anatomical element control entities being positioned so as to define at least the geometric shape of the part and the functional element control entities being positioned so as to define mechanical connections associated with the part.

Description

Description Description

Titre de l'invention : dispositif et procédé de modélisation en éléments finis d'au moins une partie du corps humain ou animal Title of the invention: device and method for finite element modeling of at least one part of the human or animal body

Domaine Technique Technical Domain

[1] La présente invention concerne le domaine des modèles géométriques et biomécaniques et plus particulièrement un procédé et un dispositif pour générer un modèle géométrique et biomécanique en éléments finis d'au moins une partie du corps humain ou animal. [1] The present invention relates to the field of geometric and biomechanical models and more particularly to a method and a device for generating a geometric and biomechanical model in finite elements of at least one part of the human or animal body.

Technique antérieure Previous technique

[2] L'invention concerne le domaine des modèles géométriques et biomécaniques en éléments finis d'une structure constituée par tout ou partie du corps humain ou animal. Ces modèles sont des maquettes virtuelles qui permettent en particulier d'exercer virtuellement des efforts ou des déplacements localisés sur la structure considérée, et d'en déduire la réponse mécanique en termes de quantités d'intérêt telles que les amplitudes de mobilité et contraintes mécaniques dans des zones spécifiques. Ces structures peuvent être lésées, et restaurées à l'aide de traitements orthopédiques ou chirurgicaux, lesquels traitements peuvent donner lieu à des complications mécaniques, liées à des surcontraintes dans les implants ou dans les tissus biologiques environnants. [2] The invention relates to the field of geometric and biomechanical models in finite elements of a structure consisting of all or part of the human or animal body. These models are virtual mock-ups which in particular make it possible to virtually exert localized forces or movements on the structure considered, and to deduce the mechanical response in terms of quantities of interest such as the amplitudes of mobility and mechanical constraints in specific areas. These structures can be damaged, and restored using orthopedic or surgical treatments, which treatments can give rise to mechanical complications, linked to overstresses in the implants or in the surrounding biological tissues.

[3] Ces modèles sont souvent basés sur la base d'un seul individu ou d'un individu moyen considéré comme représentatif. Cependant, la grande diversité des individus nécessite que le modèle puisse être adapté pour représenter la forme et la fonction des structures spécifiques de différents individus. La construction de modèles personnalisés est importante pour comprendre quelles spécificités ont engendré les sur-contraintes mécaniques à l'origine de la défaillance, et préciser ainsi les contre- indications éventuelles, ou des stratégies adaptées à certaines spécificités du patient. Cependant réaliser le modèle pour chacune de ces situations peut s'avérer particulièrement fastidieux, c'est pourquoi ces modèles personnalisés sont aujourd'hui très peu développés. [3] These models are often based on a single individual or an average individual considered representative. However, the great diversity of individuals requires that the model can be adapted to represent the form and function of the specific structures of different individuals. The construction of personalized models is important to understand which specificities have generated the mechanical over-constraints at the origin of the failure, and thus specify possible contraindications, or strategies adapted to certain specificities of the patient. However, creating the model for each of these situations can be particularly tedious, which is why these personalized models are very little developed today.

[4] On connaît notamment des méthodes telles que celle divulguée par le document de Pei et al, publiée le 19 janvier 2023 et intitulée « Biomechanical comparative analysis of conventional pedicle screws an cortical bone trajectory fixation in the lumbar spine : An in vitro and finite element study ». [4] We are particularly familiar with methods such as that disclosed by the document by Pei et al, published on January 19, 2023 and entitled “Biomechanical comparative analysis of conventional pedicle screws an cortical bone trajectory fixation in the lumbar spine: An in vitro and finite element study”.

[5] Cette méthode de construction d'un modèle biomécanique est complexe et fastidieuse car elle nécessite énormément d'ajustements, et l'exemple cité illustre cette complexité et son coût par le nombre de logiciels qui doivent être utilisés pour chaque étape. Cette méthode est représentée sur la figure 1. [5] This method of building a biomechanical model is complex and tedious because it requires a lot of adjustments, and the example cited illustrates this complexity and its cost by the number of software that must be used for each step. This method is shown in Figure 1.

[6] Ce procédé comprend [6] This process includes

- une première étape U1 d'obtention d'une série de coupes scanner, - a first step U1 of obtaining a series of scanner sections,

- une étape U2 de segmentation pour obtenir une reconstruction 3D, - a U2 segmentation step to obtain a 3D reconstruction,

- une étape U3 de manipulation de la reconstruction 3D, - a U3 step of manipulation of the 3D reconstruction,

- une étape U4 de maillage des implants et d'éléments de liaison, - a U4 step of meshing the implants and connecting elements,

- une étape U5 de génération du maillage en éléments finis, - a U5 step of generating the finite element mesh,

- une étape U6 d'application des conditions aux limites et intégration dans un logiciel de calcul. - a U6 step of applying boundary conditions and integrating them into calculation software.

[7] Le type de reconstruction en trois dimensions obtenu lors de l'étape U2 peut s'avérer non cohérent sur certains aspects physiques, par exemple les emboîtements entre facettes interarticulaires peuvent ne pas être respectés, ceci posant problème dans les modèles en éléments finis. Ces incohérences fonctionnelles doivent donc être corrigées à postériori ce qui dans l'exemple nécessite de remanier la reconstruction 3D faite avant le processus de maillage en éléments finis. De plus, des processus de convergence des maillages sont souvent exigés pour valider les modèles en éléments finis, ce qui nécessite de générer, pour une même structure, des maillages avec différentes finesses de maillage, et cette partie (non réalisée dans l'exemple) est souvent extrêmement fastidieuse. [7] The type of three-dimensional reconstruction obtained during step U2 may prove to be inconsistent on certain physical aspects, for example the interarticular facets may not be respected, which poses a problem in finite element models. These functional inconsistencies must therefore be corrected a posteriori, which in the example requires reworking the 3D reconstruction made before the finite element meshing process. In addition, mesh convergence processes are often required to validate finite element models, which requires generating, for the same structure, meshes with different mesh finesse, and this part (not carried out in the example) is often extremely tedious.

[8] La complexité de la génération d'un maillage en éléments finis, à partir de la surface externe des structures qui la composent, est un des verrous importants qui limitent leur développement. De nombreuses méthodes ont été proposées, qui partent de la surface enveloppe obtenue. [8] The complexity of generating a finite element mesh from the external surface of the structures that compose it is one of the important obstacles that limit their development. Many methods have been proposed, which start from the envelope surface obtained.

[9] Il est donc nécessaire de proposer de nouvelles méthodes de modélisation en éléments finis, permettant de palier tout ou partie de ces inconvénients. [9] It is therefore necessary to propose new finite element modeling methods, making it possible to overcome all or part of these drawbacks.

Exposé de l'invention Disclosure of the invention

[10] A cet effet, la présente invention concerne un procédé de modélisation en éléments finis, mis en œuvre par un ordinateur, d'au moins une partie du corps humain ou animal comprenant les étapes suivantes : [10] For this purpose, the present invention relates to a method of finite element modeling, implemented by a computer, of at least one part of the body. human or animal including the following steps:

- définition d'une pluralité d'entités de contrôle d'éléments anatomiques et d'une pluralité d'entités de contrôle d'éléments fonctionnels pour une image représentative de ladite au moins une partie du corps humain ou animal, - definition of a plurality of anatomical element control entities and a plurality of functional element control entities for an image representative of said at least one part of the human or animal body,

- obtention d'un maillage de ladite au moins une partie du corps humain à partir desdites entités de contrôle d'éléments anatomiques et desdites entités de contrôle d'éléments fonctionnels, dans lequel lesdites entités de contrôle d'éléments anatomiques et lesdites entités de contrôle d'éléments fonctionnels sont contrôlées lors d'une déformation géométrique dudit maillage, lesdites entités de contrôle d'éléments anatomiques étant positionnées sur ladite image représentative pour définir au moins la forme géométrique de ladite partie et lesdites entités de contrôle d'éléments fonctionnels étant positionnées sur ladite image représentative pour définir des liaisons mécaniques associées à ladite partie. - obtaining a mesh of said at least one part of the human body from said anatomical element control entities and said functional element control entities, wherein said anatomical element control entities and said functional element control entities are controlled during a geometric deformation of said mesh, said anatomical element control entities being positioned on said representative image to define at least the geometric shape of said part and said functional element control entities being positioned on said representative image to define mechanical connections associated with said part.

[11] Ainsi, avantageusement, la présente invention peut permettre un gain de temps et une précision dans la construction du modèle. La présente invention peut être mise en œuvre pour déterminer une représentation du corps humain prenant en compte les contraintes mécaniques et morphologiques. La présente méthode peut être utilisée pour permettre d'obtenir une représentation précise et rapide du corps humain, être utilisée par exemple pour préparer la fabrication d'implants et décider de leur implantation. La prise en compte des contraintes mécaniques, par le positionnement des entités de contrôle d'éléments fonctionnels peut permettre de mieux ajuster le positionnement des implants par exemples. La présente méthode peut même être considérée comme un procédé pouvant s'insérer dans la fabrication d'implants ou de prothèses. [11] Thus, advantageously, the present invention can allow a saving of time and precision in the construction of the model. The present invention can be implemented to determine a representation of the human body taking into account the mechanical and morphological constraints. The present method can be used to allow obtaining a precise and rapid representation of the human body, to be used for example to prepare the manufacture of implants and to decide on their implantation. Taking into account the mechanical constraints, by the positioning of the control entities of functional elements can allow to better adjust the positioning of the implants for example. The present method can even be considered as a process which can be inserted into the manufacture of implants or prostheses.

[12] En effet, la prise en compte d'entités de contrôle d'éléments fonctionnels pour définir des liaisons mécaniques associées à la partie considérée peut accélérer l'obtention d'un maillage par rapport aux méthodes connues. De plus, lorsque la position des liaisons mécaniques est contrôlée, elle ne bouge pas lors de la génération de maillages de différentes finesses pour l'étude de convergence et permet ainsi un gain de temps et de précision conséquent. [12] Indeed, taking into account functional element control entities to define mechanical connections associated with the part considered can accelerate the obtaining of a mesh compared to known methods. In addition, when the position of the mechanical connections is controlled, it does not move during the generation of meshes of different finesse for the convergence study and thus allows a significant saving of time and precision.

[13] Selon au moins un mode de réalisation, l'image représentative de ladite au moins une partie du corps humain ou animal représente [13] According to at least one embodiment, the image representing said at least one part of the human or animal body represents

- une image obtenue par imagerie médicale de ladite partie ou - an image obtained by medical imaging of said part or

- - une image synthétisée de ladite partie ou - un modèle paramétrique généré à partir de valeurs de descripteurs représentatifs de la moyenne d’images représentatives d’une pluralité de patients. - - a synthesized image of said part or - a parametric model generated from values of descriptors representative of the average of images representative of a plurality of patients.

[14] Selon au moins un mode de réalisation, ladite pluralité d'entités de contrôle d'éléments anatomiques et/ou ladite pluralité d'entités de contrôle d'éléments fonctionnels sont organisées hiérarchiquement, et comprennent respectivement:[14] According to at least one embodiment, said plurality of anatomical element control entities and/or said plurality of functional element control entities are organized hierarchically, and respectively comprise:

- un premier niveau d'entités de contrôle d'éléments anatomiques et/ou un premier niveau d'entités de contrôle d'éléments fonctionnels: - a first level of anatomical element control entities and/or a first level of functional element control entities:

- au moins un second niveau d'entités de contrôle d'éléments anatomiques et/ou au moins un second niveau d'entités de contrôle d'éléments fonctionnels, un niveau supérieur comprenant respectivement les entités de contrôle d'éléments fonctionnels dudit niveau inférieur et des entités additionnelles de contrôle d'éléments fonctionnels, - at least one second level of anatomical element control entities and/or at least one second level of functional element control entities, a higher level comprising respectively the functional element control entities of said lower level and additional functional element control entities,

- ledit maillage étant obtenu à partir d'une sélection desdites entités de contrôle d'éléments anatomiques et fonctionnels. - said mesh being obtained from a selection of said control entities of anatomical and functional elements.

[15] Ainsi, les entités de contrôle peuvent être choisies en fonction d'un type de maillage souhaité. Il peut être pertinent de pouvoir les sélectionner aisément en corrélant une finesse de maillage souhaitée à un niveau hiérarchique. [15] Thus, control entities can be chosen based on a desired mesh type. It may be relevant to be able to easily select them by correlating a desired mesh fineness at a hierarchical level.

[16] Selon au moins un mode de réalisation, ladite sélection sélectionne au moins un desdits niveaux en fonction d'une finesse de maillage à obtenir et/ou d'une étendue de la modélisation souhaitée dans ladite partie. [16] According to at least one embodiment, said selection selects at least one of said levels according to a mesh fineness to be obtained and/or an extent of the desired modeling in said part.

[17] Selon au moins un mode de réalisation, la ladite au moins une partie du corps humain comprend au moins une région d'intérêt et ladite sélection comprend une sélection d'un plus grand nombre de niveaux pour ladite au moins une région d'intérêt que pour ladite au moins une partie en dehors de ladite région d'intérêt, afin d'obtenir un maillage dont ladite finesse est plus fine pour ladite au moins une région d'intérêt. [17] According to at least one embodiment, said at least one part of the human body comprises at least one region of interest and said selection comprises a selection of a greater number of levels for said at least one region of interest than for said at least one part outside said region of interest, in order to obtain a mesh of which said fineness is finer for said at least one region of interest.

[18] Il peut être pertinent de sélectionner plus de points de contrôle dans les régions représentant la ou les parties du corps humain demandant un examen détaillé approfondie. Par exemple, lorsqu'il s'agit d'insérer un implant, il peut être pertinent d'obtenir un modèle précis dans la région dans laquelle l'implant est inséré Plus particulièrement par exemple, lors de l'insertion d'une vis, il peut être utile d'obtenir un maillage précis au niveau du point d'insertion de la vis. [19] Selon au moins un mode de réalisation, le procédé comprend[18] It may be relevant to select more control points in regions representing the part(s) of the human body requiring in-depth detailed examination. For example, when inserting an implant, it may be relevant to obtain an accurate model in the region where the implant is inserted. More particularly, for example, when inserting a screw, it may be useful to obtain an accurate mesh at the screw insertion point. [19] According to at least one embodiment, the method comprises

- un étiquetage, à partir de ladite image représentative d'au moins une partie de ladite pluralité des entités de contrôle d'éléments anatomiques et fonctionnels pour obtenir au moins un descripteur de localisation desdites entités de contrôle d'éléments anatomiques et fonctionnels, - labeling, from said representative image of at least part of said plurality of anatomical and functional element control entities to obtain at least one location descriptor of said anatomical and functional element control entities,

- ledit maillage de ladite au moins une partie du corps humain étant obtenu à partir desdites coordonnées spatiales. - said mesh of said at least one part of the human body being obtained from said spatial coordinates.

[20] Selon au moins un mode de réalisation, ledit maillage est obtenu à partir d'une transformation d'un maillage de référence. [20] According to at least one embodiment, said mesh is obtained from a transformation of a reference mesh.

[21] Selon au moins un mode de réalisation, ladite transformation est une déformation. [21] According to at least one embodiment, said transformation is a deformation.

[22] Selon au moins un mode de réalisation, ledit au moins un descripteur de localisation d'au moins une partie desdites entités de contrôle d'éléments anatomiques ou desdites entités de contrôle d'éléments fonctionnels est obtenue par une estimation statistique d'un positionnement desdites entités de contrôle d'éléments anatomiques ou desdites entités de contrôle d'éléments fonctionnels. [22] According to at least one embodiment, said at least one location descriptor of at least a portion of said anatomical element control entities or said functional element control entities is obtained by a statistical estimation of a positioning of said anatomical element control entities or said functional element control entities.

[23] Selon au moins un mode de réalisation, le procédé comprend une rétroprojection dudit maillage dans ladite image représentative. [23] According to at least one embodiment, the method comprises a back projection of said mesh into said representative image.

[24] Selon au moins un mode de réalisation, le procédé comprend [24] According to at least one embodiment, the method comprises

- un ajustement d'au moins une partie desdits descripteurs de localisation estimés lorsque leur position dans ledit maillage projeté sur ladite image représentative et leur position réelle présentent un écart supérieur à une valeur déterminée. - an adjustment of at least part of said estimated location descriptors when their position in said mesh projected onto said representative image and their real position exhibit a difference greater than a determined value.

[25] Selon au moins un mode de réalisation, ladite partie comprend au moins un segment ostéoarticulaire ou musculosquelettique constitué d'une ou plusieurs structures osseuses et des éléments de liaison associés pouvant être instrumentés par des implants orthopédiques. [25] According to at least one embodiment, said part comprises at least one osteoarticular or musculoskeletal segment consisting of one or more bone structures and associated connecting elements which can be instrumented by orthopedic implants.

[26] Selon au moins un mode de réalisation, le procédé comprend [26] According to at least one embodiment, the method comprises

- l'estimation, pour au moins une région de ladite partie, de la densité minérale osseuse à partir de ladite image représentative et - the estimation, for at least one region of said part, of the bone mineral density from said representative image and

- la modification, dans ledit maillage obtenu, de propriétés mécaniques associées à au moins certaines entités de contrôle d'éléments anatomiques ou desdites entités de contrôle d'éléments fonctionnels de ladite au moins région en fonction de l'estimation de la densité minérale osseuse. [27] Selon au moins un mode de réalisation, le procédé comprend en outre une obtention d'une matrice de rigidité. - the modification, in said obtained mesh, of mechanical properties associated with at least certain control entities of anatomical elements or said control entities of functional elements of said at least one region as a function of the estimation of bone mineral density. [27] According to at least one embodiment, the method further comprises obtaining a stiffness matrix.

[28] Selon au moins un mode de réalisation, le procédé comprend en outre une obtention d'indices cliniques à partir dudit maillage obtenu. [28] According to at least one embodiment, the method further comprises obtaining clinical indices from said obtained mesh.

[29] La génération de maillages en éléments finis personnalisés avec la méthodologie proposée, peut aussi faciliter grandement le calcul automatisé de nombreux indices géométriques et fonctionnels utiles en particulier pour le clinicien : ceux-ci seront appelés par la suite indices cliniques par souci de concision. [29] The generation of personalized finite element meshes with the proposed methodology can also greatly facilitate the automated calculation of many geometric and functional indices useful in particular for the clinician: these will be called clinical indices hereinafter for the sake of conciseness.

[30] Les caractéristiques, présentées isolément dans la présente demande en lien avec certains modes de réalisation du procédé de la présente demande peuvent être combinées entre elles selon d'autres modes de réalisation du présent procédé. [30] The features presented in isolation in the present application in connection with certain embodiments of the method of the present application may be combined with each other according to other embodiments of the present method.

[31] Selon un autre aspect, l'invention concerne également un programme d'ordinateur comprenant des instructions pour l'exécution des étapes du procédé selon l'invention, selon l'un quelconque de ses modes de réalisations, lorsque ledit programme est exécuté par un ordinateur. [31] According to another aspect, the invention also relates to a computer program comprising instructions for executing the steps of the method according to the invention, according to any one of its embodiments, when said program is executed by a computer.

[32] Selon un autre aspect, l'invention concerne également un support d'enregistrement lisible par un ordinateur sur lequel est enregistré un programme d'ordinateur comprenant des instructions pour l'exécution des étapes du procédé selon l'invention, selon l'un quelconque de ses modes de réalisations. [32] According to another aspect, the invention also relates to a computer-readable recording medium on which is recorded a computer program comprising instructions for executing the steps of the method according to the invention, according to any of its embodiments.

[33] Selon un autre aspect, l'invention concerne également un dispositif de modélisation en éléments finis, d'au moins une partie du corps humain ou animal comprenant un ou plusieurs processeurs configurés ensemble ou séparément pour l'exécution des étapes du procédé selon l'invention, selon l'un quelconque de ses modes de réalisations. Ainsi la présente invention concerne également un dispositif de modélisation en éléments finis, d'au moins une partie du corps humain ou animal comprenant un ou plusieurs processeurs configurés ensemble ou séparément pour :[33] According to another aspect, the invention also relates to a device for finite element modeling of at least one part of the human or animal body comprising one or more processors configured together or separately for the execution of the steps of the method according to the invention, according to any one of its embodiments. Thus, the present invention also relates to a device for finite element modeling of at least one part of the human or animal body comprising one or more processors configured together or separately for:

- définir une pluralité d'entités de contrôle d'éléments anatomiques et une pluralité d'entités de contrôle d'éléments fonctionnels pour une image représentative de ladite au moins une partie du corps humain ou animal, - defining a plurality of anatomical element control entities and a plurality of functional element control entities for an image representative of said at least one part of the human or animal body,

- obtenir un maillage de ladite au moins une partie du corps humain à partir desdites entités de contrôle d'éléments anatomiques et desdites entités de contrôle d'éléments fonctionnels, dans lequel lesdites entités de contrôle d'éléments anatomiques et lesdites entités de contrôle d'éléments fonctionnels sont contrôlées lors d'une transformation géométrique dudit maillage, lesdites entités de contrôle d'éléments anatomiques étant positionnées sur ladite image pour définir au moins la forme géométrique de ladite partie et lesdites entités de contrôle d'éléments fonctionnels étant positionnées sur ladite image pour définir des liaisons mécaniques associées à ladite partie. - obtaining a mesh of said at least one part of the human body from said anatomical element control entities and said functional element control entities, wherein said anatomical element control entities and said functional element control entities are controlled during a geometric transformation of said mesh, said anatomical element control entities being positioned on said image to define at least the geometric shape of said part and said functional element control entities being positioned on said image to define mechanical connections associated with said part.

[34] Selon un autre aspect, l'invention concerne également l'utilisation d'un modèle obtenu par un procédé de modélisation en éléments finis selon la présente divulgation pour évaluer des contraintes mécaniques apportées par des modifications de la structure musculo squelettique dudit corps humain. [34] According to another aspect, the invention also relates to the use of a model obtained by a finite element modeling method according to the present disclosure to evaluate mechanical constraints brought about by modifications of the musculoskeletal structure of said human body.

[35] Selon un autre aspect, l'invention concerne également l'utilisation d'un modèle obtenu par un procédé de modélisation en éléments finis selon la présente divulgation pour obtenir des indices cliniques relatifs audit corps humain. [35] According to another aspect, the invention also relates to the use of a model obtained by a finite element modeling method according to the present disclosure to obtain clinical indices relating to said human body.

Selon un autre aspect, l'invention concerne également l'utilisation d'un modèle obtenu par un procédé de modélisation en éléments finis selon la présente divulgation pour planifier un traitement orthopédique ou chirurgical pour augmenter l'efficacité et prévenir les défaillances liées à une pose d'implants. According to another aspect, the invention also relates to the use of a model obtained by a finite element modeling method according to the present disclosure for planning an orthopedic or surgical treatment to increase the efficiency and prevent failures related to implant placement.

Brève description des dessins Brief description of the drawings

[36] [Fig. 1] La figure 1 représente un procédé selon l'art antérieur, [36] [Fig. 1] Figure 1 represents a method according to the prior art,

[37] [Fig. 2] La figure 2 représente un procédé selon un mode de réalisation de la présente invention, [37] [Fig. 2] Figure 2 shows a method according to one embodiment of the present invention,

[38] [Fig. 3a] La figure 3a représente un exemple de positionnement des entités de contrôle fonctionnel et anatomique de niveau 1, [38] [Fig. 3a] Figure 3a shows an example of the positioning of the functional and anatomical control entities of level 1,

[39] [Fig. 3b] La figure 3b représente un exemple de positionnement des entités de contrôle fonctionnel et anatomique de niveau 2, [39] [Fig. 3b] Figure 3b shows an example of the positioning of the functional and anatomical control entities of level 2,

[40] [Fig. 3c] La figure 3c représente un exemple de positionnement des entités de contrôle fonctionnel et anatomique de niveau supérieur à 2, [40] [Fig. 3c] Figure 3c shows an example of positioning of functional and anatomical control entities of level higher than 2,

[41] [Fig. 4a] La figure 4a représente un exemple de maillage selon une première finesse de maillage d'un segment lombaire selon un mode de réalisation de la présente invention, [42] [Fig. 4b] La figure 4b représente un exemple de maillage selon une seconde finesse de maillage d'un segment lombaire selon un mode de réalisation de la présente invention, [41] [Fig. 4a] Figure 4a represents an example of meshing according to a first meshing fineness of a lumbar segment according to an embodiment of the present invention, [42] [Fig. 4b] Figure 4b shows an example of meshing according to a second mesh fineness of a lumbar segment according to an embodiment of the present invention,

[43] [Fig. 5] La figure 5 représente un exemple de représentation paramétrée,[43] [Fig. 5] Figure 5 shows an example of a parameterized representation,

[44] [Fig. 6] La figure 6 représente un maillage à partir de la représentation paramétrée de la figure 5, [44] [Fig. 6] Figure 6 represents a mesh from the parameterized representation of Figure 5,

[45] [Fig. 7] La figure 7 représente un dispositif selon un mode de réalisation de la présente invention. [45] [Fig. 7] Figure 7 shows a device according to one embodiment of the present invention.

Description des modes de réalisation Description of the embodiments

[46] La présente divulgation concerne l'obtention d'un modèle géométrique et biomécanique. Les modèles sont très utilisés dans le monde médical et plus particulièrement dans les chirurgies faisant intervenir des poses d'implants, de prothèse. En effet, grâce à ces maquettes, il devient possible d'évaluer les contraintes mécaniques apportées par ces modifications de la structure musculo squelettique. Un des buts étant d'éviter, quelques mois après la pose de l'implant, des cassures ou des douleurs pour le patient. Cependant, les techniques actuelles de génération de ce modèle biomécanique restent peu efficaces car bien souvent, leur complexité de mise en œuvre ne permet pas une adaptation individuelle à chaque patient. La présente invention propose une amélioration de la génération de ces modèles biomécaniques, en permettant une personnalisation par individu et donc une modélisation plus réaliste, une prise en compte des contraintes fonctionnelles dès le départ ainsi qu'une rapidité d'exécution. [46] The present disclosure concerns obtaining a geometric and biomechanical model. The models are widely used in the medical world and more particularly in surgeries involving implants and prostheses. Indeed, thanks to these models, it becomes possible to evaluate the mechanical constraints brought about by these modifications to the musculoskeletal structure. One of the aims being to avoid, a few months after the implant is placed, breakages or pain for the patient. However, current techniques for generating this biomechanical model remain ineffective because very often, their complexity of implementation does not allow individual adaptation to each patient. The present invention proposes an improvement in the generation of these biomechanical models, by allowing personalization by individual and therefore more realistic modeling, consideration of functional constraints from the start as well as speed of execution.

[47] La présente invention est décrite principalement en prenant comme exemple le corps humain mais peut bien entendu s'appliquer au corps animal. [47] The present invention is described mainly by taking the human body as an example but can of course be applied to the animal body.

[48] Le procédé décrit en figure 2 représente un procédé de modélisation en éléments finis, mis en œuvre par un ordinateur. [48] The method described in Figure 2 represents a finite element modeling method, implemented by a computer.

[49] Ce procédé peut également être un procédé de modélisation en éléments finis, mis en œuvre par un ordinateur, pour déterminer des indices cliniques relatifs au corps bumain modélisé en éléments finis au moins en partie. [49] This method may also be a finite element modeling method, implemented by a computer, to determine clinical indices relating to the human body modeled in finite elements at least in part.

[50] Ce procédé peut également être un procédé de modélisation en éléments finis, mis en œuvre par un ordinateur, pour planifier un traitement orthopédique ou chirurgical pour augmenter l’efficacité et prévenir les défaillances liées à une pose d’implants. [50] This method may also be a finite element modeling method, implemented by a computer, to plan an orthopedic treatment or surgical to increase efficiency and prevent failures related to implant placement.

[51] Ce procédé peut également être un procédé de modélisation en éléments finis, mis en œuvre par ordinateur, pour évaluer des contraintes mécaniques apportées par des modifications de la structure musculo squelettique dudit corps humain ou d’au moins une partie. [51] This method may also be a finite element modeling method, implemented by computer, to evaluate mechanical constraints brought about by modifications of the musculoskeletal structure of said human body or at least one part.

[52] Ce procédé peut également être un procédé de modélisation en éléments finis, mis en œuvre par ordinateur, pour déterminer une stratégie chirurgicale adaptée audit corps humain. [52] This method can also be a finite element modeling method, implemented by computer, to determine a surgical strategy adapted to said human body.

[53] Ce procédé peut également être un procédé de modélisation en éléments finis, mis en œuvre par ordinateur, pour déterminer une réponse mécanique de la partie du corps humain, à des contraintes mécaniques. Ceci peut permettre de déduire une réponse mécanique en terme par exemple d'amplitude de mobilité. [53] This method may also be a finite element modeling method, implemented by computer, to determine a mechanical response of the human body part to mechanical constraints. This may make it possible to deduce a mechanical response in terms of, for example, amplitude of mobility.

[54] A cet effet, le procédé comprend une première étape El d'obtention d'une représentation d'une ou plusieurs parties du corps humain. Il est envisagé que ce soit le corps humain en entier. Par partie du corps humain, il est généralement compris un ou plusieurs composants. Préférentiellement la partie comprend au moins un segment ostéoarticulaire ou musculosquelettique constitué d'une ou plusieurs structures osseuses et des éléments de liaison associés. Dans le cas où le modèle est obtenu à des fins d'utilisation dans le cadre d'une chirurgie la partie peut aussi être instrumentée par des implants orthopédiques ou des prothèses. [54] For this purpose, the method comprises a first step E1 of obtaining a representation of one or more parts of the human body. It is envisaged that this is the entire human body. By part of the human body, one or more components is generally understood. Preferably, the part comprises at least one osteoarticular or musculoskeletal segment consisting of one or more bone structures and associated connecting elements. In the case where the model is obtained for use in the context of surgery, the part can also be instrumented by orthopedic implants or prostheses.

[55] Par représentation, il est entendu une image, ou une pluralité d'images, obtenue par imagerie médicale de la partie du corps humain ou d'une modélisation d'une partie du corps humain. Différents systèmes d'imagerie médicale peuvent être utilisés et notamment des scanners, de l'imagerie par rayonnement magnétique (IRM), des systèmes de RX plan ou bi-plan, des systèmes d'imagerie en ultra-sons. Bien entendu, il peut être envisagé d'utiliser une pluralité d'images avec une pluralité de systèmes, prises selon différents points de vue ou angle, de la partie du corps humain. [55] By representation is meant an image, or a plurality of images, obtained by medical imaging of the part of the human body or a modeling of a part of the human body. Different medical imaging systems can be used and in particular scanners, magnetic radiation imaging (MRI), plane or bi-plane X-ray systems, ultrasound imaging systems. Of course, it may be envisaged to use a plurality of images with a plurality of systems, taken from different points of view or angles, of the part of the human body.

[56] Par modélisation, il peut être entendu une image synthétisée de ladite partie, la synthèse pouvant par exemple être représentative de modèle de population. Par modélisation, on peut parler aussi de modèle paramétrique, obtenu non pas à partir de l'image d'un patient, mais de valeurs de descripteurs représentatifs de la moyenne des images de différents patients. Il est également possible de générer des données artificiellement pour des cas particuliers tels que des dimensions inhabituelles : pour certaines vertèbres par exemple, il est possible de faire varier l'épaisseur des pédicules (ou toute autre dimensions) pour réaliser des études de sensibilité visant à étudier l'effet d'un facteur spécifique, ou encore pour mettre en relief des spécificités que peuvent avoir certains patients, à la recherche de scénarios les plus défavorables (en anglais « worst case scenarios »). [56] By modeling, we can understand a synthesized image of said part, the synthesis being able for example to be representative of a population model. By modeling, we can also speak of a parametric model, obtained not from the image of a patient, but from values of descriptors representative of the average of images from different patients. It is also possible to generate data artificially for special cases such as unusual dimensions: for some vertebrae for example, it is possible to vary the thickness of the pedicles (or any other dimensions) to carry out sensitivity studies aimed at studying the effect of a specific factor, or to highlight specificities that some patients may have, in search of worst case scenarios.

[57] Selon certains modes de réalisation, pour obtenir la représentation, il est possible d'estimer les données d'un patient à partir de son enveloppe externe, par des modélisations statistiques telles que celle proposée dans l'article de A Nerot et Al : Estimation of spinal joint centers from external back profile and anatomical landmarks » publié dans le « journal of Biomechanics » le 21 mars 2018, pages 96 à 101. [57] According to certain embodiments, to obtain the representation, it is possible to estimate the data of a patient from his external envelope, by statistical modeling such as that proposed in the article by A Nerot et Al: Estimation of spinal joint centers from external back profile and anatomical landmarks » published in the « journal of Biomechanics » on March 21, 2018, pages 96 to 101.

[58] Il est important de noter que la présente méthode peut être bien plus précise pour un patient donné lorsque la ou les représentations utilisées lors des étapes ultérieures sont issues d'une image réelle de la partie de son corps et non pas une image obtenue par modélisation. [58] It is important to note that the present method can be much more accurate for a given patient when the representation(s) used in subsequent steps are derived from a real image of the body part and not an image obtained by modeling.

[59] Il peut être envisagé une étape optionnelle de calibration (non représentée) lorsque la représentation est une image issue d'un appareil d'imagerie médicale. [59] An optional calibration step (not shown) can be considered when the representation is an image from a medical imaging device.

[60] La calibration peut être de type géométrique selon certains modes de réalisation. Il peut être nécessaire pour passer d'une image en deux dimensions vers une image en 3 dimensions. Cette calibration est nécessaire par exemple dans les images issues de scanner ou d'imagerie à résonnance magnétique ou les radiographies bi-planes. Un recalage peut également être nécessaire lorsque les images sont issues de différentes modalités d'imagerie, prises dans différentes positions, le maillage peut par exemple être défini à partir l'image obtenue du scanner (en position couchée) et réajusté sur une autre image représentative de la même partie du corps, par exemple une image RX prise en position debout ou assise. Les paramètres de calibration peuvent également être estimés à partir de la position potentielle de l'appareil d'imagerie et du sujet ou à partir d'un objet de calibration dont les dimensions sont connues. [60] The calibration may be of the geometric type according to certain embodiments. It may be necessary to move from a two-dimensional image to a three-dimensional image. This calibration is necessary for example in images from a scanner or magnetic resonance imaging or biplanar radiographs. A registration may also be necessary when the images come from different imaging modalities, taken in different positions, the mesh may for example be defined from the image obtained from the scanner (in a lying position) and readjusted on another image representative of the same part of the body, for example an RX image taken in a standing or sitting position. The calibration parameters may also be estimated from the potential position of the imaging device and the subject or from a calibration object whose dimensions are known.

[61] La calibration peut également être une calibration en niveaux de gris selon certains modes de réalisation. Ceci est particulièrement avantageux pour personnaliser les propriétés mécaniques. En effet, la densité minérale osseuse est corrélée aux propriétés mécaniques de l'os. La variation de la densité minérale osseuse s'observe par des variations de niveau de gris de l'os. Ainsi, des méthodes de calibration rajoutant sur l'image un objet dit fantôme de calibration peut permettre de déterminer la densité minérale osseuse. Des méthodes plus approximatives, utilisant une auto-calibration supposant connues les densités minérales osseuses de régions très denses et de régions peu denses peuvent également être utilisées. [61] The calibration may also be a grayscale calibration according to some embodiments. This is particularly advantageous for customize the mechanical properties. Indeed, bone mineral density is correlated with the mechanical properties of the bone. The variation in bone mineral density is observed by variations in the gray level of the bone. Thus, calibration methods adding a so-called calibration phantom object to the image can be used to determine bone mineral density. More approximate methods, using self-calibration assuming known bone mineral densities of very dense regions and of low-density regions can also be used.

[62] Dans la présente divulgation, la notion d'entités de contrôle d'éléments anatomiques ou fonctionnels est associée à un point de contrôle de manière générale mais peut également être associée à une primitive géométrique, telle des ellipses, des cercles ou autres. [62] In the present disclosure, the notion of control entities of anatomical or functional elements is associated with a control point in general but can also be associated with a geometric primitive, such as ellipses, circles or others.

[63] Lors d'une étape E2, des entités de contrôle sont définies. Cette étape peut être décomposée ou non, pour clarté, en deux sous-étapes E21 et E22 mais ces deux sous-étapes peuvent être réalisées en même temps, simultanément ou l'une avant l'autre, dans un ordre quelconque. [63] In a step E2, control entities are defined. This step may or may not be broken down, for clarity, into two sub-steps E21 and E22 but these two sub-steps may be carried out at the same time, simultaneously or one before the other, in any order.

[64] Lors de l'étape E21, des entités de contrôle d'éléments anatomiques, encore appelées entités de contrôle anatomique par simplification, sont définies, déterminées ou obtenues. Les entités de contrôle d'éléments anatomiques peuvent encore être appelées entités de contrôle d'éléments morphologiques ou géométriques. Ces entités de contrôle d'éléments anatomiques permettent de définir la forme géométrique d'au moins une partie du corps humain. Elles ne sont pas nécessairement représentatives de liaisons mécaniques de cette partie ou de cette partie associée à une autre partie ou à un élément externe, mais peuvent être utiles pour caractériser des indices cliniques utilisés par les cliniciens. [64] In step E21, anatomical element control entities, also called anatomical control entities for simplification, are defined, determined or obtained. The anatomical element control entities may also be called morphological or geometric element control entities. These anatomical element control entities make it possible to define the geometric shape of at least one part of the human body. They are not necessarily representative of mechanical connections of this part or of this part associated with another part or with an external element, but may be useful for characterizing clinical indices used by clinicians.

[65] Ces entités de contrôle d'éléments anatomiques sont constituées des points ou d'ensembles de points permettant de reconstituer la forme de la partie du corps humain d'une manière suffisamment précise. Le nombre de points ou ensemble de points détermine la précision souhaitée. [65] These anatomical element control entities consist of points or sets of points allowing the shape of the part of the human body to be reconstructed in a sufficiently precise manner. The number of points or sets of points determines the desired precision.

[66] Les entités de contrôle anatomiques peuvent être définies, déterminées, ou obtenues, manuellement ou automatiquement, selon plusieurs manières. Ainsi, par exemple, certaines peuvent être déterminées manuellement par un opérateur. Des logiciels intelligents basés sur de l'apprentissage, telle l'intelligence artificielle, peuvent également être utilisés pour définir, ou déterminer ou obtenir les entités de contrôle sur la représentation. Lorsqu'il est souhaitable de déterminer plusieurs dizaines à plusieurs centaines d'entités, voire plus, les points de contrôle peuvent avantageusement être utilisés pour générer un premier maillage personnalisé à partir duquel peuvent être ajustés automatiquement, de manière itérative ou directe, des points de niveaux supérieurs dont l'ajustement est requis, et ceci grâce à un procédé décrit plus loin, s'appuyant sur le maillage personnalisé à partir d'une ou des zones saillantes de la partie. Un avantage de la méthode est que seuls les points de contrôle du niveau requis sont à ajuster, il est inutile d'ajuster des milliers de points qui ne présentent pas d'intérêt sur le plan clinique ou sur le plan de la modélisation en éléments finis. [66] Anatomical control entities can be defined, determined, or obtained, manually or automatically, in several ways. Thus, for example, some can be determined manually by an operator. Intelligent software based on learning, such as artificial intelligence, can also be used to define, or determine or obtain the control entities on the representation. When it is desirable to determine several tens to several hundreds of entities, or even more, the control points can advantageously be used to generate a first personalized mesh from which can be automatically adjusted, iteratively or directly, points of higher levels whose adjustment is required, and this thanks to a method described later, based on the personalized mesh from one or more salient areas of the part. An advantage of the method is that only the control points of the required level are to be adjusted, there is no need to adjust thousands of points which are of no interest from a clinical point of view or from a finite element modeling point of view.

[67] Dans le cas où la partie du corps humain est un segment rachidien, les entités de contrôle anatomiques peuvent être des points ou ensembles de points représentatifs des centres des plateaux ou de leur contour, des centres des pédicules ou de points spécifiques de l'arc postérieur. [67] In the case where the human body part is a spinal segment, the anatomical control entities may be points or sets of points representative of the centers of the endplates or their contour, the centers of the pedicles or specific points of the posterior arch.

[68] Lors d'une étape E22, des entités de contrôle d'éléments fonctionnels sont définies, déterminées ou obtenues. On peut noter que pour raison de clarté, la détermination des entités de contrôle d'éléments fonctionnels est indiquée dans une étape E22. Cependant, la détermination des entités de contrôle d'éléments fonctionnels peut être faite simultanément à la détermination des entités de contrôle d'éléments anatomiques, par exemple dans l'étape E2. Les entités de contrôle d'éléments fonctionnels sont définies pour définir des liaisons mécaniques associées à la partie du corps humain pour laquelle elles sont définies. Par associer on peut entendre les liaisons mécaniques intra à cette partie ou des liaisons mécaniques inter, reliant cette partie à au moins une autre partie du corps humain ou reliant cette partie à une pièce externe, telle un implant, qui sera insérée dans cette partie ou dans cette partie et une autre partie, les reliant par exemple. [68] In a step E22, functional element control entities are defined, determined or obtained. It may be noted that for reasons of clarity, the determination of the functional element control entities is indicated in a step E22. However, the determination of the functional element control entities may be done simultaneously with the determination of the anatomical element control entities, for example in step E2. The functional element control entities are defined to define mechanical connections associated with the part of the human body for which they are defined. By associating we can mean the intra mechanical connections to this part or inter mechanical connections, connecting this part to at least one other part of the human body or connecting this part to an external part, such as an implant, which will be inserted into this part or into this part and another part, connecting them for example.

[69] Grâce à de telles entités de contrôle d'éléments anatomiques et fonctionnels la présente divulgation peut permettre l'obtention de modèles plus pertinents et personnalisés à un individu et dont l'obtention est bien plus rapide que les méthodes de l'art antérieur. Dans le cas où la partie du corps humain considérée est un segment rachidien, les entités de contrôle d'éléments fonctionnels peuvent être positionnées au niveau des points d'insertion de certaines fibres du disque intervertébral, ou des ligaments, des points ou zones d'attache des ligaments sus épineux, interépineux, intertransverses par exemple. Les entités de contrôle d'éléments fonctionnels peuvent également être relatives aux implants à insérer et plus précisément peuvent être placées au point d'entrée des vis d'accroche de l'implant, ou au niveau de la localisation de cages. [69] By means of such anatomical and functional element control entities, the present disclosure can enable the obtaining of more relevant and personalized models for an individual and the obtaining of which is much faster than the methods of the prior art. In the case where the part of the human body considered is a spinal segment, the functional element control entities can be positioned at the insertion points of certain fibers of the intervertebral disc, or ligaments, points or attachment zones of the ligaments above spinous, interspinous, intertransverse for example. The functional element control entities can also be related to the implants to be inserted and more precisely can be placed at the entry point of the implant attachment screws, or at the location of cages.

[70] La définition des entités de contrôle fonctionnel peut permettre la prise en compte pour la création du maillage en éléments finis, des points d'insertion des ligaments, des fibres du disque intervertébral ou encore des points d'entrée des vis pédiculaires par exemple. [70] The definition of functional control entities can allow the creation of the finite element mesh to take into account the insertion points of the ligaments, the fibers of the intervertebral disc or even the entry points of the pedicle screws, for example.

[71] De manière générale, la détermination et le placement de ces entités de contrôle d'éléments fonctionnels permettent avantageusement de placer de manière contrôlée des points ou ensembles de points autres que des points à vocation purement géométriques, pour identifier des points de la partie du corps humain qui ne doivent pas se déplacer, ni lors de la déformation du maillage (obtenu lors des étapes ultérieures), ni lorsqu'un maillage plus fin est construit. Lorsque la partie du corps humain comprend des structures multi-osseuses, ces entités fonctionnelles sont particulièrement pertinentes pour modéliser les contraintes fonctionnelles interarticulaires. [71] Generally speaking, the determination and placement of these functional element control entities advantageously make it possible to place in a controlled manner points or sets of points other than points with purely geometric purposes, to identify points of the part of the human body that must not move, either during the deformation of the mesh (obtained during subsequent steps), or when a finer mesh is constructed. When the part of the human body comprises multi-bone structures, these functional entities are particularly relevant for modeling inter-articular functional constraints.

[72] Les entités de contrôle d'éléments fonctionnels peuvent être définies, déterminées, ou obtenues, manuellement ou automatiquement, selon plusieurs manières. Ainsi, par exemple, certaines peuvent être déterminées manuellement par un opérateur. Des logiciels intelligents basés sur de l'apprentissage, telle l'intelligence artificielle, peuvent également être utilisés pour définir, ou déterminer ou obtenir les entités de contrôle sur la représentation. Ceci est envisageable pour quelques entités mais lorsqu'il est souhaitable de déterminer plusieurs dizaines à plusieurs milliers d'entités, les points peuvent être déterminés automatiquement, sans intervention humaine, par des logiciels de traitement d'images qui déterminent automatiquement les contours ou des zones saillantes de la partie. [72] The control entities of functional elements can be defined, determined, or obtained, manually or automatically, in several ways. Thus, for example, some can be determined manually by an operator. Intelligent software based on learning, such as artificial intelligence, can also be used to define, or determine or obtain the control entities on the representation. This is conceivable for a few entities but when it is desirable to determine several tens to several thousands of entities, the points can be determined automatically, without human intervention, by image processing software which automatically determines the contours or salient areas of the part.

[73] Dans le cas où la partie du corps humain est un segment rachidien, les entités de contrôle d'éléments fonctionnels peuvent être des points ou zones d'attache des ligaments sus épineux, interépineux, intertransvertaires. Les entités de contrôle fonctionnel peuvent également être liées à la pose d'implants et représenter un point d'entrée de la vis d'accroche de l'implant. La définition des entités de contrôle fonctionnel permet la prise en compte pour la création du maillage en éléments finis, des points d'insertion des ligaments, des fibres du disque intervertébral ou encore des points d'entrée des vis pédiculaires. Les méthodes de l'art antérieur ne s'appuyant que sur des entités de contrôle anatomiques, induisent des insuffisances de contrôle du maillage. En effet, les modèles génériques créés dans l'art antérieur ont été construits en se basant sur les contraintes d'ajustement de la géométrie d'un os isolé et de forme complexe, sans considérer le fait qu'il s'agit d'un système polyarticulé, et qu'en plus des points qui permettent de déformer la géométrie, les points fonctionnels associés aux éléments de liaison devraient également être pris en compte. La présente divulgation, en contraste avec les méthodes connues, s'appuie sur un maillage intelligent, comprenant des entités de contrôle d'éléments anatomiques et fonctionnels de segments ostéoarticulaires, constitués d'une ou plusieurs structures osseuses et des éléments de liaison associés, intacts, lésés et/ou instrumentés par des implants orthopédiques. La présente invention permet ainsi de ne pas considérer des os par exemple de manière isolée mais de prendre en considération les liaisons liant cet os aux parties adjacentes auxquelles il est lié, par la prise en compte par exemples des liaisons interarticulaires ou ligamentaires. Les entités de contrôle fonctionnel peuvent être représentatives de ces liaisons. [73] In the case where the part of the human body is a spinal segment, the functional element control entities can be attachment points or zones of the supraspinous, interspinous, intertransverteral ligaments. The functional control entities can also be linked to the placement of implants and represent an entry point for the implant attachment screw. The definition of the functional control entities allows the consideration for the creation of the finite element mesh, of the insertion points of the ligaments, of the fibers of the disc intervertebral or even pedicle screw entry points. The methods of the prior art relying only on anatomical control entities, induce insufficiencies in mesh control. Indeed, the generic models created in the prior art were built based on the adjustment constraints of the geometry of an isolated bone of complex shape, without considering the fact that it is a polyarticulated system, and that in addition to the points which allow the geometry to be deformed, the functional points associated with the connecting elements should also be taken into account. The present disclosure, in contrast to the known methods, relies on an intelligent mesh, comprising control entities of anatomical and functional elements of osteoarticular segments, consisting of one or more bone structures and associated connecting elements, intact, damaged and/or instrumented by orthopedic implants. The present invention thus makes it possible not to consider bones for example in isolation but to take into consideration the connections linking this bone to the adjacent parts to which it is linked, by taking into account for example interarticular or ligament connections. The functional control entities can be representative of these connections.

[74] Les entités de contrôle d'éléments fonctionnels et les entités de contrôle d'éléments anatomiques sont des entités dont la position est contrôlée et ne bouge pas lors de l'étude de convergence d'un maillage, qui suppose la construction de modèles en éléments finis avec différentes finesses de maillage. La position peut être contrôlée par ajustement d'un descripteur de localisation (par exemple de type coordonnée spatiales) pour que les entités de contrôle soient positionnées de manière à correspondre à la morphologie de la partie du corps humain de l'individu concerné. Par morphologie, on peut entendre la forme mais aussi la position des liaisons mécaniques entre les différentes structures composant la partie, tels par exemple, les ligaments, les os, les muscles... [74] Functional element control entities and anatomical element control entities are entities whose position is controlled and does not move during the convergence study of a mesh, which involves the construction of finite element models with different mesh finesse. The position can be controlled by adjusting a location descriptor (e.g. of the spatial coordinate type) so that the control entities are positioned to correspond to the morphology of the part of the human body of the individual concerned. By morphology, we can mean the shape but also the position of the mechanical connections between the different structures making up the part, such as, for example, ligaments, bones, muscles, etc.

[75] D'autres points ou entités peuvent également être localisées manuellement ou automatiquement sans pour autant constituer des entités de contrôle, afin d'ajuster le maillage tel que déterminé dans les étapes suivantes. Le positionnement de ces points ne fait pas l'objet de la présente divulgation. [75] Other points or entities may also be located manually or automatically without constituting control entities, in order to adjust the mesh as determined in the following steps. The positioning of these points is not the subject of the present disclosure.

[76] Selon certains modes de réalisation, les entités obtenues lors de l'étape E2 peuvent être organisées hiérarchiquement et peuvent comprendre respectivement : - un premier niveau d'entités de contrôle d'éléments anatomiques et/ou un premier niveau d'entités de contrôle d'éléments fonctionnels: [76] According to certain embodiments, the entities obtained during step E2 can be organized hierarchically and can respectively comprise: - a first level of entities for controlling anatomical elements and/or a first functional element control entity level:

- au moins un second niveau d'entités de contrôle d'éléments anatomiques et/ou au moins un second niveau d'entités de contrôle d'éléments fonctionnels, un niveau supérieur comprenant respectivement les entités de contrôle d'éléments fonctionnels dudit niveau inférieur et des entités additionnelles de contrôle d'éléments fonctionnels. - at least one second level of anatomical element control entities and/or at least one second level of functional element control entities, a higher level comprising respectively the functional element control entities of said lower level and additional functional element control entities.

[77] Les entités de premier niveau sont considérées comme les entités minimales qui permettent de générer le maillage en éléments finis obtenu lors des étapes suivantes. Des entités de niveau N, N supérieur à 1,... peuvent éventuellement être déterminées afin de venir affiner le maillage en éléments finis décrit ci-dessous. A titre d'exemple le maillage d'un segment vertébral peut en fonction du besoin de précision souhaité, être représenté par quelques dizaines, centaines ou milliers de points, et les entités de contrôle peuvent varier de quelques entités à quelques centaines d'entités. [77] The first level entities are considered as the minimal entities that allow to generate the finite element mesh obtained during the following steps. Entities of level N, N greater than 1, ... can possibly be determined in order to refine the finite element mesh described below. For example, the mesh of a vertebral segment can, depending on the desired precision requirement, be represented by a few tens, hundreds or thousands of points, and the control entities can vary from a few entities to a few hundred entities.

[78] Les entités de contrôle d'éléments anatomiques et/ou fonctionnels de niveau 1 peuvent être celles qui sont essentielles quelle que soit la finesse de maillage souhaitée pour décrire les dimensions essentielles et pour décrire la localisation des entités de contrôle d'éléments anatomiques ou fonctionnels essentielles. Les entités de contrôle de niveau 2 peuvent comprendre en plus des entités de contrôle de niveau 1, des entités représentatives de détails supplémentaires utiles dans certaines applications ou lorsque la personnalisation de certaines régions est importante. D'autres sous-niveaux, 3, 4, voire plus, peuvent également être définis. [78] Level 1 anatomical and/or functional element control entities may be those that are essential regardless of the desired mesh fineness to describe the essential dimensions and to describe the location of the essential anatomical or functional element control entities. Level 2 control entities may include, in addition to the level 1 control entities, entities representing additional details useful in certain applications or when customization of certain regions is important. Other sub-levels, 3, 4, or even more, may also be defined.

[79] Selon certains modes de réalisation, on peut citer, à titre d'exemple en tant qu'entités de contrôle d'éléments anatomiques de niveau 2 ou plus, dans le cadre d'un segment rachidien: [79] In some embodiments, examples of entities controlling level 2 or higher anatomical elements within a spinal segment include:

- les points appartenant aux murs vertébraux, aux apophyses transverses ou aux lames (autres que les points fonctionnels sur ces surfaces), dont le besoin de précision peut, dans un certain nombre d'applications, apparaître comme marginal. Il ne sera donc pas nécessaire de consacrer du temps à les reconstruire précisément, ce qui accélère le temps de génération du maillage. - points belonging to vertebral walls, transverse processes or laminae (other than functional points on these surfaces), whose need for precision may, in a number of applications, appear marginal. It will therefore not be necessary to spend time reconstructing them precisely, which speeds up the mesh generation time.

[80] Selon certains modes de réalisation, on peut citer, à titre d'exemple en tant qu'entités de contrôle d'éléments fonctionnels de niveau 1, [80] According to some embodiments, there may be cited, as examples as level 1 functional element control entities,

- les points ou zones d'attache des ligaments sus épineux, interépineux, les centres des facettes, etc... - the points or areas of attachment of the supraspinous and interspinous ligaments, the centers facets, etc.

- le point d'entrée de la vis pour un implant de type vis-éléments longitudinaux. - the screw entry point for a screw-longitudinal element type implant.

[81] Selon certains modes de réalisation, on peut citer, à titre d'exemple en tant qu'entités de contrôle d'éléments anatomiques de niveau N supérieur à 1, dans le cadre d'un segment rachidien: [81] According to certain embodiments, it is possible to cite, as an example as entities for controlling anatomical elements of level N greater than 1, within the framework of a spinal segment:

- des points spécifiques délimitant la zone de liaison entre les pédicules et les vertèbres, - specific points delimiting the connection zone between the pedicles and the vertebrae,

- des points latéraux d'intersection des plateaux avec le plan frontal de la vertèbre. - lateral points of intersection of the plates with the frontal plane of the vertebra.

[82] Selon certains modes de réalisation, on peut citer, à titre d'exemple en tant qu'entités de contrôle d'éléments fonctionnels de niveau 2 ou 3, dans le cadre d'un segment rachidien: [82] According to certain embodiments, there may be cited, as examples as entities for controlling functional elements of level 2 or 3, within the framework of a spinal segment:

- des points d'attaches principaux des fibres du disque intervertébral sur les plateaux, - main attachment points of the intervertebral disc fibers on the endplates,

- des points de contrôle décrivant par exemple un ou des points postérieurs ou antérieurs du plateau à l'intersection avec le plan sagittal de la vertèbre, qui peuvent contrôler le positionnement des ligaments longitudinaux postérieurs et antérieurs- control points describing for example one or more posterior or anterior points of the plateau at the intersection with the sagittal plane of the vertebra, which can control the positioning of the posterior and anterior longitudinal ligaments

- un point associé à la longueur ou à l'orientation d'une vis, - a point associated with the length or orientation of a screw,

- les dimensions principales et les paramètres d'orientation des plateaux, des pédicules ou des facettes issus d'une représentation paramétrée, - the main dimensions and orientation parameters of the plates, pedicles or facets from a parameterized representation,

- des points permettant de contrôler l'épaisseur de corticale dans une zone donnée. - points allowing to control the thickness of cortex in a given zone.

[83] Les figures 3a à 3c représentent des exemples de positionnement de ces entités de contrôle d'éléments anatomiques et fonctionnels. [83] Figures 3a to 3c show examples of positioning of these anatomical and functional element control entities.

[84] Sur les figures 3a à 3c, les entités de contrôle d'éléments anatomiques sont représentées par des croix, les entités de contrôle d'éléments fonctionnels de niveau 1 par des ronds et les entités de contrôle d'éléments fonctionnels de niveau 2 par des carrés. [84] In Figures 3a to 3c, the anatomical element control entities are represented by crosses, the level 1 functional element control entities by circles and the level 2 functional element control entities by squares.

[85] La figure 3a représente un positionnement des entités de contrôle d'éléments fonctionnels de niveau 1. Ces entités de contrôle d'éléments fonctionnels primaires sont positionnées sur les centres géométriques de chaque plateau vertébral du segment considéré. [85] Figure 3a represents a positioning of the functional element control entities of level 1. These primary functional element control entities are positioned on the geometric centers of each vertebral endplate of the segment considered.

[86] La figure 3b représente un positionnement des entités de contrôle d'éléments fonctionnels de niveau 1 ou primaires, représentées par les ronds et de niveau 2 ou secondaires, représentées par les carrés. Ces entités de contrôle d'éléments fonctionnels secondaires sont positionnées sur les points d'insertion des ligaments et sur les centres de chaque facette articulaire. [86] Figure 3b shows a positioning of the functional element control entities of level 1 or primary, represented by the circles and level 2 or secondary, represented by the squares. These functional element control entities Secondary functional joints are positioned at the insertion points of the ligaments and at the centers of each articular facet.

[87] La figure 3c représente un positionnement des entités de contrôle d'éléments fonctionnels de niveau 1, représentées par les ronds et de niveau 2 ou secondaires, représentées par les carrés et d'entités de contrôle. Ces entités de contrôle d'éléments fonctionnels secondaires sont positionnées sur les contours de plateaux vertébraux pour contrôler les points d'insertion d'une partie des fibres du disque intervertébral. Des entités de contrôle d'éléments anatomiques, sont également positionnées sur les contours des plateaux pour contrôler la forme des plateaux, leur orientation et les hauteurs de disques. [87] Figure 3c shows a positioning of the functional element control entities of level 1, represented by the circles and of level 2 or secondary, represented by the squares and of control entities. These secondary functional element control entities are positioned on the contours of vertebral plates to control the insertion points of a part of the fibers of the intervertebral disc. Anatomical element control entities are also positioned on the contours of the plates to control the shape of the plates, their orientation and the heights of the discs.

[88] Lors d'une étape E3, on peut définir un ou plusieurs modèles de maillage souhaités ou à obtenir, ou encore on peut définir une ou plusieurs variantes de modèles de maillage parmi un ensemble de maillages avec les mêmes points de contrôle et des finesses de maillage différentes. On peut ainsi spécifier une ou plusieurs finesses, encore appelée résolutions, de maillage à obtenir. La finesse de maillage peut être définie entre 1 et N, N supérieur à 1, plus N est grand, plus le maillage est fin. La finesse de maillage souhaitée peut être liée à l'application du modèle, ou encore à la partie du corps humain considérée, certaines parties ou régions d'intérêt dans une partie nécessitant un maillage de finesse plus élevée. La finesse du maillage peut également être définie par rapport à la chirurgie envisagée sur ladite partie ou région d'intérêt suite à l'obtention du modèle. Elle peut être également liée à la réalisation d'une étude de convergence pour comparer des maillages de différentes finesses. [88] During a step E3, one or more desired or to-be-obtained mesh models can be defined, or one or more variants of mesh models can be defined from a set of meshes with the same control points and different mesh finenesses. One or more finenesses, also called resolutions, of mesh to be obtained can thus be specified. The mesh fineness can be defined between 1 and N, N greater than 1, the larger N, the finer the mesh. The desired mesh fineness can be linked to the application of the model, or to the part of the human body considered, certain parts or regions of interest in a part requiring a mesh of higher fineness. The fineness of the mesh can also be defined in relation to the surgery envisaged on said part or region of interest following the obtaining of the model. It can also be linked to the performance of a convergence study to compare meshes of different finesse.

[89] Parmi les types de maillage pouvant être sélectionnés, on peut notamment évoquer des maillages de type hexaédrique. [89] Among the types of mesh that can be selected, we can notably mention hexahedral type meshes.

[90] Selon certains modes de réalisation, le maillage peut être créé à partir des entités de contrôle et d'une représentation paramétrée. Il peut également être envisagé une représentation en éléments isoparamétriques d'ordre élevé, permettant d'obtenir une représentation d'une forme complexe avec un maillage hexaédrique de qualité. Selon certains modes de réalisation, cette représentation paramétrée peut être associée à celle décrite dans le document de Lavaste et al intitulé « Three- dimensional geometrical and mechanical modelling of the lumbar spine ». publié le 25 Octobre 1992. [91] Les figures 4a et 4b illustrent par exemple un modèle de rachis avec deux finesses de maillage différentes, qui peuvent être ajustées à l'aide de transformations géométriques pour positionner les points de contrôle dans les coordonnées X, Y, Z spécifiques au sujet. [90] According to some embodiments, the mesh can be created from the control entities and a parameterized representation. A representation in high-order isoparametric elements can also be envisaged, making it possible to obtain a representation of a complex shape with a quality hexahedral mesh. According to some embodiments, this parameterized representation can be associated with that described in the document by Lavaste et al entitled "Three-dimensional geometrical and mechanical modeling of the lumbar spine". published on October 25, 1992. [91] Figures 4a and 4b illustrate for example a spine model with two different mesh finesses, which can be adjusted using geometric transformations to position the control points in subject-specific X, Y, Z coordinates.

[92] La figure 6 illustre un modèle de blocs prédéfinis par des cubes de référence, qui peuvent ensuite être assemblés à l'aide de fonctions de transformation géométrique pour positionner les points de contrôle dans les coordonnées X, Y, Z spécifiques au sujet.. [92] Figure 6 illustrates a model of blocks predefined by reference cubes, which can then be assembled using geometric transformation functions to position the control points in subject-specific X, Y, Z coordinates.

[93] Lors d'une étape E4, on sélectionne un maillage, appelé maillage de référence, parmi les maillages présélectionnés lors de l'étape E3. Ce maillage de référence permet avantageusement lors des étapes ultérieures E8 à E10 d'ajuster la localisation des entités de contrôle d'éléments fonctionnels et anatomiques estimées lors de l'étape E7. Ainsi, les maillages sélectionnés lors de l'étape E3 autres que le maillage de référence, ne servent pas, ou ne sont pas nécessaires ou encore utilisés, à l'ajustement de la localisation des entités de contrôle d'éléments fonctionnels et anatomiques estimées lors de l'étape E7. Le critère de sélection est le maillage à nombre de nœuds le plus réduit qui favorise l'ajustement de la localisation des Entités de contrôles estimées : cette sélection dépend des représentations disponibles : par exemple lorsque la représentation nécessite de produire des DRR (Digitally reconstructed radiographs, il pourra être intéressant de choisir un maillage d'une résolution suffisante pour produire des DRR réalistes. [93] In a step E4, a mesh, called a reference mesh, is selected from the meshes preselected in step E3. This reference mesh advantageously allows, in the subsequent steps E8 to E10, the adjustment of the location of the functional and anatomical element control entities estimated in step E7. Thus, the meshes selected in step E3 other than the reference mesh are not used, or are not necessary or used, for adjusting the location of the functional and anatomical element control entities estimated in step E7. The selection criterion is the mesh with the smallest number of nodes which favors the adjustment of the location of the estimated control entities: this selection depends on the available representations: for example, when the representation requires producing DRRs (Digitally reconstructed radiographs), it may be interesting to choose a mesh with sufficient resolution to produce realistic DRRs.

[94] Selon certains modes de réalisation, on peut noter que les étapes E3 et E4 peuvent être remplacées par une seule étape dans laquelle on sélectionne non pas plusieurs modèles parmi lesquels on sélectionne un maillage de référence mais immédiatement le maillage de référence. [94] According to certain embodiments, it may be noted that steps E3 and E4 may be replaced by a single step in which not several models are selected from which a reference mesh is selected but immediately the reference mesh.

[95] Lors d'une étape E5, on peut sélectionner des entités de contrôle d'éléments fonctionnels et des entités de contrôle d'éléments anatomiques. Cette sélection peut avantageusement permettre de ne pas utiliser toutes les entités de contrôle d'éléments anatomiques et fonctionnels précédemment définies. Cette sélection peut donc avantageusement permettre de réduire le nombre d'entités de contrôle utilisées pour les étapes ultérieures du procédé et ainsi de réduire les temps de calcul nécessaires lors des étapes ultérieures. Cette sélection peut être effectuée en fonction d'une finesse de maillage à obtenir dans les étapes ultérieures et/ou d'une étendue de la modélisation souhaitée dans la partie considérée. Par étendue, on peut entendre qu'une sélection d'un plus grand nombre de points de contrôle peut être effectuée pour une zone de la partie du corps humain, comme une région d'intérêt. Par exemple, on peut sélectionner un nombre supérieur de points pour une région d'intérêt de la partie du corps humain considéré que pour des zones en dehors de cette partie. [95] During a step E5, functional element control entities and anatomical element control entities can be selected. This selection can advantageously make it possible not to use all the previously defined anatomical and functional element control entities. This selection can therefore advantageously make it possible to reduce the number of control entities used for the subsequent steps of the method and thus to reduce the calculation times required during the subsequent steps. This selection can be made according to a mesh fineness to be obtained in the subsequent steps and/or an extent of the desired modeling in the part considered. By extent, it is possible meaning that a selection of a greater number of control points can be made for an area of the human body part, such as a region of interest. For example, a greater number of points can be selected for a region of interest of the human body part under consideration than for areas outside that part.

[96] Comme mentionné en regard de l'étape E2, les entités de contrôle d'éléments fonctionnels peuvent être organisées hiérarchiquement. [96] As mentioned with respect to step E2, the functional element control entities may be organized hierarchically.

[97] La sélection peut consister en une sélection des entités de contrôle d'éléments anatomiques et/ou fonctionnels par niveau hiérarchique. La sélection peut consister à sélectionner un plus grand nombre de niveaux pour une région d'intérêt que pour les zones en dehors de la région d'intérêt. On peut ainsi obtenir un maillage plus fin pour la région d'intérêt. [97] The selection may consist of selecting the control entities of anatomical and/or functional elements by hierarchical level. The selection may consist of selecting a greater number of levels for a region of interest than for areas outside the region of interest. This can result in a finer mesh for the region of interest.

[98] La sélection peut également consister à sélectionner plus d'entités de contrôle d'éléments anatomiques et/ou fonctionnels pour une région d'intérêt, même lorsque les entités de contrôle ne sont pas organisées hiérarchiquement. [98] Selection may also involve selecting more control entities of anatomical and/or functional elements for a region of interest, even when the control entities are not hierarchically organized.

[99] Selon certains modes de réalisation, on considère ou on définit une région d'intérêt qui peut représenter plus précisément une zone de la partie du corps humain sur laquelle le modèle sera utilisé pour une application médicale, par exemple une zone qu'un praticien souhaite examiner, considérer, par exemple pour y insérer un implant. On peut sélectionner, pour cette région d'intérêt, des entités de contrôle de niveau supérieur par rapport au reste de la partie du corps humain. Ainsi, ultérieurement, on pourra obtenir un maillage plus fin pour cette région d'intérêt. De plus, ayant plus d'entités de contrôle sélectionnées, on aura plus de précision, tout en gardant des temps de calcul acceptables puisque l'on ne sélectionne pas des entités de contrôle de niveau élevé pour l'intégralité de la partie. [99] According to certain embodiments, a region of interest is considered or defined that can more precisely represent an area of the part of the human body on which the model will be used for a medical application, for example an area that a practitioner wishes to examine, consider, for example to insert an implant. For this region of interest, higher level control entities can be selected compared to the rest of the part of the human body. Thus, subsequently, a finer mesh can be obtained for this region of interest. In addition, having more control entities selected, there will be more precision, while keeping acceptable calculation times since high level control entities are not selected for the entire part.

[100] Selon certains modes de réalisation une région d'intérêt peut être le disque adjacent à une instrumentation rachidienne. [100] In some embodiments a region of interest may be the disc adjacent to spinal instrumentation.

[101] Les étapes El à E5 peuvent correspondre à une première phase dans laquelle les entités de contrôle peuvent être définies, celles-ci pouvant conditionner une famille (ou bibliothèque) de maillages, ainsi qu'un modèle de maillage. [101] Steps E1 to E5 may correspond to a first phase in which the control entities may be defined, these being able to condition a family (or library) of meshes, as well as a mesh model.

[102] Les étapes suivantes, E6 à E10 peuvent constituer une seconde phase dans laquelle la localisation spatiale des entités de contrôle est estimée pour un individu donné. Les étapes E6 à E10 représentent un premier mode de réalisation de la phase 2. Selon ce mode de réalisation, on personnalise le modèle pour un individu donné, en affinant le positionnement des entités de contrôle pour cet individu, lors des étapes E6 à E10. [102] The following steps, E6 to E10, may constitute a second phase in which the spatial location of the control entities is estimated for a given individual. Steps E6 to E10 represent a first embodiment of the phase 2. According to this embodiment, the model is personalized for a given individual, by refining the positioning of the control entities for this individual, during steps E6 to E10.

[103] Lors d'une étape E6, des entités de contrôle d'éléments anatomiques et fonctionnels sélectionnées peuvent être étiquetées. L'étiquetage peut permettre d'obtenir, à partir de la représentation, le placement des entités de contrôle obtenues lors des étapes précédentes sur la représentation de la partie du corps humain. A cette fin, l'étiquetage peut permettre, à partir de la représentation, d'obtenir au moins un descripteur de localisation des entités de contrôle sur la représentation et selon certains modes de réalisation, des coordonnées spatiales d'au moins une partie des entités de contrôle d'éléments anatomiques et fonctionnels. Dans certains modes de réalisation, l'étiquetage peut également permettre d'associer une identification anatomique aux entités de contrôle d'éléments anatomiques (par exemple l'extrémité de l'apophyse épineuse de chaque vertèbre) et fonctionnels (par exemple les points d'insertion des ligaments interépineux, liant l'épineuse de chaque vertèbre à l'apophyse épineuse de la vertèbre sus jacente d'une part et de la vertèbre sous jacente d'autre part. [103] During a step E6, selected anatomical and functional element control entities may be labeled. The labeling may make it possible to obtain, from the representation, the placement of the control entities obtained during the previous steps on the representation of the part of the human body. To this end, the labeling may make it possible, from the representation, to obtain at least one location descriptor of the control entities on the representation and according to certain embodiments, spatial coordinates of at least a portion of the anatomical and functional element control entities. In some embodiments, the labeling may also allow for associating an anatomical identification with the control entities of anatomical elements (e.g. the end of the spinous process of each vertebra) and functional elements (e.g. the insertion points of the interspinous ligaments, linking the spinous process of each vertebra to the spinous process of the overlying vertebra on the one hand and of the underlying vertebra on the other hand.

[104] Le terme coordonnées est utilisé à la place de descripteur de localisation lorsque les entités de contrôle sont représentées par des points et dans la suite de la description, on prend comme exemple des entités de contrôle représentées par des points et on leur associe donc des coordonnées. Mais de manière générale, le terme coordonnées peut être remplacé, tout au long de la description, par descripteur de localisation. [104] The term coordinates is used instead of location descriptor when the control entities are represented by points and in the remainder of the description, control entities represented by points are taken as examples and coordinates are therefore associated with them. But in general, the term coordinates can be replaced, throughout the description, by location descriptor.

[105] Selon certains modes de réalisation, les informations d'étiquetage sont enregistrées sous la forme d'un fichier. [105] In some embodiments, the labeling information is stored as a file.

[106] Selon certains modes de réalisation, cet étiquetage peut être réalisé de manière manuelle, à partir d'images médicales, d'annotations automatiques à partir des images en s'appuyant sur des techniques d'intelligence artificielle, ou de techniques semi-automatiques. [106] According to certain embodiments, this labeling can be carried out manually, from medical images, from automatic annotations from the images based on artificial intelligence techniques, or from semi-automatic techniques.

[107] Selon certains modes de réalisation, cet étiquetage peut être constitué à partir de considérations anatomiques et/ou statistiques, utilisant éventuellement une description paramétrée de l'objet, ajustée aux dimensions globales de l'individu. [108] Selon certains modes de réalisation, dans certaines représentations, il est possible que certaines entités de contrôle d'éléments fonctionnels ou anatomiques, ne puissent être placées, car non visibles sur la représentation. Dans ce cas, leurs coordonnées peuvent être estimées par différentes méthodes statistiques, par exemple des méthodes de régression, ou des méthodes dites « posterior shape modeling », ou en tirant partie d'inférences transversales, en décrivant les relations entre dimensions d'une même vertèbre, ou d'inférences longitudinales, en décrivant les relations entre les dimensions des vertèbres d'un même segment par exemple. [107] According to certain embodiments, this labeling can be constituted from anatomical and/or statistical considerations, possibly using a parameterized description of the object, adjusted to the overall dimensions of the individual. [108] According to some embodiments, in some representations, it is possible that certain functional or anatomical element control entities cannot be placed, because they are not visible on the representation. In this case, their coordinates can be estimated by different statistical methods, for example regression methods, or methods called "posterior shape modeling", or by taking advantage of transverse inferences, by describing the relationships between dimensions of the same vertebra, or longitudinal inferences, by describing the relationships between the dimensions of the vertebrae of the same segment for example.

[109] Selon certains modes de réalisation, les entités de contrôle d'éléments anatomiques ou fonctionnels ne sont pas représentées par des points et ne sont donc pas associées à des coordonnées mais peuvent prendre d'autres formes géométriques, et par exemple la forme d'une ellipse. Dans un tel mode de réalisation, les descripteurs peuvent être les coordonnées spatiales du centre, les valeurs du grand axe et du petit axe de l'ellipse, et les paramètres d'orientation spatiale du plan de l'ellipse. [109] According to some embodiments, the control entities of anatomical or functional elements are not represented by points and are therefore not associated with coordinates but can take other geometric shapes, and for example the shape of an ellipse. In such an embodiment, the descriptors can be the spatial coordinates of the center, the values of the major axis and the minor axis of the ellipse, and the spatial orientation parameters of the plane of the ellipse.

[110] A l'issue de l'étape E6, la localisation des points de contrôle sur la représentation est disponible, sous la forme d'un descripteur de localisation qui peut prendre différentes formes, par exemple des coordonnées mais aussi comprendre toute autre information adaptée à permettre le placement de l'entité de contrôle sur la représentation. [110] At the end of step E6, the location of the control points on the representation is available, in the form of a location descriptor which can take different forms, for example coordinates but also include any other information suitable for allowing the placement of the control entity on the representation.

[111] Lors d'une étape E7, on estime un étiquetage des entités de contrôle additionnelles par rapport aux entités de contrôle sélectionnées lors de l'étape E5. Cette estimation peut avantageusement être faite automatiquement à l'aide de logiciels intelligents basés sur différentes approches, telles celles basées sur les statistiques et/ou de l'apprentissage, et de l'intelligence artificielle. Ces approches permettent une estimation rapide, particulièrement avantageuse lorsque l'on souhaite utiliser un nombre important d'entités de contrôle qu'il serait fastidieux d'étiqueter manuellement. Cette estimation peut consister en un étiquetage automatique de ces entités de contrôle additionnelles. Ces entités de contrôle additionnelles peuvent être des entités de contrôle d'un ou plusieurs niveaux hiérarchiques supérieurs par rapport aux entités de contrôles étiquetées lors de l'étape E6. Ceci permet donc avantageusement de bénéficier dans les étapes suivantes, d'une pluralité d'entités de contrôle pour l'obtention du maillage et donc d'un maillage plus précis, tout en évitant d'avoir à étiqueter manuellement une quantité très importante de points de contrôle. [111] During a step E7, a labeling of the additional control entities is estimated with respect to the control entities selected during step E5. This estimation can advantageously be done automatically using intelligent software based on different approaches, such as those based on statistics and/or learning, and artificial intelligence. These approaches allow a rapid estimation, particularly advantageous when it is desired to use a large number of control entities that would be tedious to label manually. This estimation can consist of an automatic labeling of these additional control entities. These additional control entities can be control entities of one or more hierarchical levels higher than the control entities labeled during step E6. This therefore advantageously makes it possible to benefit in the following steps from a plurality of control entities for obtaining the mesh and therefore of a more precise mesh, while avoiding having to manually label a very large quantity of control points.

[112] Lors d'une étape E8, on obtient un maillage de la partie du corps humain. Le maillage est obtenu à partir des entités de contrôle d'éléments anatomiques et des entités de contrôle d'éléments fonctionnels, et du modèle de maillage de référence, dans lequel les entités de contrôle d'éléments anatomiques et les entités de contrôle d'éléments fonctionnels sont contrôlées lors d'une transformation géométrique du maillage, les entités de contrôle d'éléments anatomiques étant positionnées pour définir au moins la forme géométrique de la partie et les entités de contrôle d'éléments fonctionnels étant positionnées pour définir des liaisons mécaniques associées à la partie. [112] In a step E8, a mesh of the human body part is obtained. The mesh is obtained from the anatomical element control entities and the functional element control entities, and the reference mesh model, in which the anatomical element control entities and the functional element control entities are controlled during a geometric transformation of the mesh, the anatomical element control entities being positioned to define at least the geometric shape of the part and the functional element control entities being positioned to define mechanical connections associated with the part.

[113] Selon certains modes de réalisation, le maillage obtenu peut également être obtenu à partir du modèle de maillage souhaité lorsque celui-ci est défini, par exemple, lors de l'étape E3 et lorsqu'il n'est pas défini préalablement par défaut. [113] According to certain embodiments, the obtained mesh can also be obtained from the desired mesh model when the latter is defined, for example, during step E3 and when it is not previously defined by default.

[114] Comme mentionné précédemment, ce maillage peut être obtenu à partir d'une sélection des entités de contrôle et notamment d'une sélection par niveaux hiérarchiques des entités de contrôle. [114] As mentioned previously, this mesh can be obtained from a selection of control entities and in particular from a selection by hierarchical levels of control entities.

[115] Selon un premier mode de réalisation, ce maillage peut être obtenu à partir et notamment par transformation d'un maillage existant. [115] According to a first embodiment, this mesh can be obtained from and in particular by transformation of an existing mesh.

[116] Selon certains modes de réalisation, cette transformation est une déformation d'un maillage existant. Il existe aujourd'hui une pluralité de techniques de l'art antérieur décrivant une déformation de maillage. De préférence, le maillage est de type hexaédrique et sa déformation peut par exemple être de type « Krigeage ». dans certains modes de réalisation la transformation peut comporter une opération dite de contrôle de la qualité du maillage et de « régularisation», tel que décrite dans le document « Jacobian-based repair method for finite element meshes after registration » de Bucki M., Lobos C., Payan Y., publié dans la revue « Engineering with Computers 2010 ». [116] According to certain embodiments, this transformation is a deformation of an existing mesh. There are today a plurality of prior art techniques describing a mesh deformation. Preferably, the mesh is of the hexahedral type and its deformation can for example be of the “Kriging” type. in certain embodiments the transformation can comprise an operation called mesh quality control and “regularization”, as described in the document “Jacobian-based repair method for finite element meshes after registration” by Bucki M., Lobos C., Payan Y., published in the journal “Engineering with Computers 2010”.

[117] Un maillage est constitué d'un ensemble de points structurés comprenant des connexions entre les points. Une particularité de la présente invention est d'obtenir un maillage dans lequel des entités de contrôle d'éléments fonctionnels sont d'emblée prises en compte pour l'obtention du maillage, en tant qu'éléments contrôlés du maillage, comme le sont les entités de contrôle d'éléments anatomiques. Les méthodes de maillage de l'art antérieur n'utilisaient que des entités de contrôle d'éléments anatomiques. Ces entités de contrôle d'éléments fonctionnels sont des points d'ancrage contrôlés qui ne bougent pas lors de la déformation du maillage ni lors d'étapes de raffinement de maillage ultérieures pour des études de convergence de maillage et ne nécessitent ainsi pas d'être repositionnées lorsqu'il est nécessaire d'étudier la convergence du maillage en soumettant le modèle à plusieurs calculs avec différentes finesses de maillage. Ainsi, un gain de temps ainsi qu'un gain de précision sont obtenus en définissant les entités de contrôle d'éléments fonctionnels en amont de l'obtention du maillage. [117] A mesh consists of a set of structured points comprising connections between the points. A particularity of the present invention is to obtain a mesh in which functional element control entities are immediately taken into account for obtaining the mesh, as controlled elements of the mesh, as are the control entities of elements anatomical. Prior art meshing methods used only anatomical element control entities. These functional element control entities are controlled anchor points that do not move during mesh deformation or during subsequent mesh refinement steps for mesh convergence studies and thus do not need to be repositioned when it is necessary to study mesh convergence by subjecting the model to several calculations with different mesh finenesses. Thus, a time saving as well as a gain in accuracy are obtained by defining the functional element control entities upstream of obtaining the mesh.

[118] Les figures 4a et 4b illustrent des exemples de maillage d'un segment vertébral lombaire obtenus à partir notamment des entités de contrôle d'éléments anatomiques et fonctionnels de la figure 3c. Ainsi, le maillage de la figure 4a présente une résolution de maillage (ou une finesse) moins fine que le maillage de la figure 4a. Les maillages des deux figures sont cependant basés sur les mêmes entités de contrôle d'éléments anatomiques et fonctionnels mais le maillage obtenu en figure 4b est plus fin. Ces deux maillages peuvent avoir été définis en phase E3, et correspondre à une géométrie générique. Le maillage de référence pour l'ajustement des entités de contrôle estimées peut être, en fonction du besoin, celui représenté en figure 4a ou en 4b. la localisation des entités de contrôle géométriques et fonctionnelles ayant été ajustée, il est possible de produire automatiquement un maillage de résolution 1 (type RI) ou de type de résolution 2 (type R2), ou de tout autre type qui s'appuie sur les mêmes entités de contrôle. Il est également possible de ne sélectionner qu'un sous ensemble des entités de contrôle pour produire un maillage moins fin dans tout ou partie du segment vertébral. [118] Figures 4a and 4b illustrate examples of meshes of a lumbar vertebral segment obtained from in particular the control entities of anatomical and functional elements of Figure 3c. Thus, the mesh of Figure 4a has a less fine mesh resolution (or finesse) than the mesh of Figure 4a. The meshes of the two figures are however based on the same control entities of anatomical and functional elements but the mesh obtained in Figure 4b is finer. These two meshes may have been defined in phase E3, and correspond to a generic geometry. The reference mesh for the adjustment of the estimated control entities may be, depending on the need, that shown in Figure 4a or in 4b. Once the location of the geometric and functional control entities has been adjusted, it is possible to automatically produce a resolution 1 mesh (RI type) or resolution type 2 (R2 type), or any other type that relies on the same control entities. It is also possible to select only a subset of the control entities to produce a less fine mesh in all or part of the vertebral segment.

[119] Ainsi, la présente divulgation permet l'obtention d'un modèle en éléments finis en amont d'une reconstruction en trois dimensions à partir de la représentation. Ce modèle en éléments finis constitue d'emblée l'objet générique à déformer pour la reconstruction en trois dimensions. [119] Thus, the present disclosure allows the obtaining of a finite element model upstream of a three-dimensional reconstruction from the representation. This finite element model immediately constitutes the generic object to be deformed for the three-dimensional reconstruction.

[120] A l'issue de l'étape E8, le maillage de la partie du corps humain peut être rétro-projeté, à partir de l'espace 3D associé à l'image ou à la série d'images (par exemple une paire de radiographies biplanes ou un ensemble de coupes scanners), sur la représentation de cette partie lors de l'étape E9. Cette rétroprojection a pour objectif, si nécessaire, de vérifier la localisation des entités de contrôle estimées, pour permettre éventuellement leur ajustement décrit en E10. [120] At the end of step E8, the mesh of the part of the human body can be back-projected, from the 3D space associated with the image or series of images (for example a pair of biplanar X-rays or a set of CT slices), onto the representation of this part during step E9. This back-projection has the following purpose: objective, if necessary, to verify the location of the estimated control entities, to possibly allow their adjustment described in E10.

[121] Il est à noter que pour les besoins de cette rétroprojectioction le maillage le plus fin peut être considéré car il n'impacte pas à ce stade le coût de calcul en éléments finis, et permet de faciliter les ajustements automatisés. Le modèle étant hiérarchique, le modèle le plus fin contient les modèles d'un niveau inférieur, ce qui rend quasi-automatique le passage d'une finesse à l'autre. Ceci est intéressant car dans certaines applications nous pouvons avoir intérêt à avoir une représentation globale dans certaines parties, et bien plus détaillée dans une autre (par exemple le disque adjacent à une instrumentation rachidienne). [121] It should be noted that for the purposes of this backprojection the finest mesh can be considered because it does not impact the finite element calculation cost at this stage, and facilitates automated adjustments. Since the model is hierarchical, the finest model contains models of a lower level, which makes the transition from one finesse to another almost automatic. This is interesting because in some applications we may be interested in having a global representation in some parts, and much more detailed in another (for example the disk adjacent to spinal instrumentation).

[122] Il peut s'agir ici d'une personnalisation en fonction des particularités de l'individu. Ainsi, il peut être envisagé d'obtenir une topographie du maillage en éléments finis de la structure d'intérêt (la partie du corps humain observée) identique quel que soit l'individu considéré, lorsque par exemple la représentation initiale était basée sur une modélisation de cette structure d'intérêt. L'étape additionnelle E10, optionnelle, peut permettre une approche plus précise pour ajuster la localisation des entités de contrôle estimées en E7 pour et s'adapter à l'individu concerné plus précisément. [122] This may involve customization based on the individual's specific features. Thus, it may be considered to obtain a topography of the finite element mesh of the structure of interest (the part of the human body observed) that is identical regardless of the individual considered, when for example the initial representation was based on a modeling of this structure of interest. The additional step E10, optional, may allow a more precise approach to adjust the location of the control entities estimated in E7 to adapt to the individual concerned more precisely.

Ainsi, lors de l'étape E10, on peut ajuster au moins une partie des descripteurs de localisation, ou coordonnées spatiales estimées lors de l'étape E7, lorsque leur position dans ledit maillage projeté sur ladite représentation et leur position réelle présentent un écart supérieur à une valeur déterminée. L'ajustement peut être manuel, et effectué par exemple par un opérateur. Des méthodes de traitement d'images (détection de contour, ...) peuvent être utilisées pour automatiser ce replacement des points qui ne sont pas correctement placés. Lorsque le placement initial de certains de ces points (dont le descripteur de localisation est obtenu par estimation) est trop éloigné de la position où ils devraient se trouver, alors plusieurs itérations des étapes E8 à E10 peuvent être nécessaires, en ajustant les points proches pour reboucler avec une génération de maillage plus proche (car incluant les points déjà ajustés) et une rétroprojection de ce maillage pour un nouvel ajustement des points non encore ajustés. Dans ces itérations, le maillage de référence est en général le même. Thus, during step E10, at least part of the location descriptors, or spatial coordinates estimated during step E7, can be adjusted when their position in said mesh projected onto said representation and their actual position have a difference greater than a determined value. The adjustment can be manual, and carried out for example by an operator. Image processing methods (contour detection, etc.) can be used to automate this replacement of points that are not correctly placed. When the initial placement of some of these points (whose location descriptor is obtained by estimation) is too far from the position where they should be, then several iterations of steps E8 to E10 may be necessary, by adjusting the nearby points to loop back with a generation of a closer mesh (because it includes the points already adjusted) and a backprojection of this mesh for a new adjustment of the points not yet adjusted. In these iterations, the reference mesh is generally the same.

[124] Les images peuvent en effet comporter des artefacts: par exemple lorsqu'il y a du métal dans des coupes scanner, les zones voisines sont bruitées, les facettes articulaires qui s'emboîtent peuvent avoir l'air collées. Le fait de construire un maillage en éléments finis avec les informations fiables et bien visibles sur l'image, et de compléter par un estimé des informations manquantes, tout en respectant les contraintes fonctionnelles (non interpénétration des facettes par exemple) peut être très efficace. [124] The images can indeed contain artifacts: for example when there is metal in scanner sections, the neighboring areas are noisy, the facets interlocking joints may look glued. Building a finite element mesh with reliable and clearly visible information on the image, and supplementing with an estimate of the missing information, while respecting functional constraints (non-interpenetration of facets for example) can be very effective.

[125] Les itérations se terminent lorsque les entités de contrôle estimées précédemment sont correctement placées, ou autrement dit étiquetées, sur la partie du corps humain considérée, c'est-à-dire lorsqu'elles correspondent à des points représentatifs de l'anatomie pour les entités de contrôle d'éléments anatomiques ou à des liaisons mécaniques lorsqu'elles correspondent à des entités de contrôle d'éléments fonctionnels. Les itérations peuvent également être terminées à partir d'autres critères d'arrêt, par exemple après un nombre limité d'itérations, en considérant qu'au-delà le gain en précision est marginal. Ainsi, on peut obtenir un placement des entités de contrôle à partir d'un seul maillage de référence. Autrement dit, les étapes E8 à E10 sont des étapes pouvant permettre un ajustement de la localisation (ou une détermination des coordonnées) des entités de contrôle pouvant ensuite permettre d'obtenir un ou plusieurs maillages de type (ou finesse par exemple) différent, à partir de ces entités de contrôle correctement positionnées. [125] The iterations end when the previously estimated control entities are correctly placed, or in other words labeled, on the part of the human body considered, that is to say when they correspond to representative points of the anatomy for the control entities of anatomical elements or to mechanical connections when they correspond to control entities of functional elements. The iterations can also be terminated from other stopping criteria, for example after a limited number of iterations, considering that beyond that the gain in precision is marginal. Thus, it is possible to obtain a placement of the control entities from a single reference mesh. In other words, steps E8 to E10 are steps that can allow an adjustment of the location (or a determination of the coordinates) of the control entities that can then allow one or more meshes of a different type (or finesse for example) to be obtained, from these correctly positioned control entities.

[126] Les itérations effectuées éventuellement lors des étapes E8 à E10 sont des itérations qui ne nécessitent pas un nouvel ajustement du positionnement des entités de contrôle fait lors de l'étape E10 et cet ou ces ajustements itératifs sont donc très rapides, quasiment instantanés, par rapport aux ajustements qui étaient nécessaires dans les méthodes de l'art antérieur qui ne prenaient pas en compte les entités de contrôle fonctionnel lors d'un ajustement progressif du maillage initial. Ces étapes itératives ne nécessitent pas de régularisation de maillage car les transformations sont petites. On peut éventuellement, si nécessaire, avoir un contrôle de qualité et une régularisation à l'étape Eli. [126] The iterations possibly carried out during steps E8 to E10 are iterations which do not require a new adjustment of the positioning of the control entities made during step E10 and this or these iterative adjustments are therefore very fast, almost instantaneous, compared to the adjustments which were necessary in the methods of the prior art which did not take into account the functional control entities during a progressive adjustment of the initial mesh. These iterative steps do not require mesh regularization because the transformations are small. It is possible, if necessary, to have quality control and regularization at step Eli.

[127] Comme mentionné précédemment, les étapes E6 à E10 décrites précédemment sont un mode de réalisation de la phase d'ajustement des entités de contrôle adaptées à la morphologie d'un individu. Selon un autre mode de réalisation, il est également possible de ne pas déterminer un positionnement précis des entités de contrôle par individu mais de prendre en considération, un individu moyen ou encore de prendre un cas des plus défavorables (encore appelé « worst case scenario » en anglais), ou encore un modèle représentatif d'une catégorie d'individus avec un morphotype spécifique. Dans un tel mode de réalisation, le positionnement des entités de contrôle n'est pas effectué par itération successive comme dans les étapes E6 à E10 décrites mais le positionnement des entités de contrôle est déterminé à partir d'un fichier comprenant les descripteurs de localisation (ou coordonnées) des entités de contrôle d'éléments fonctionnels et anatomiques. [127] As mentioned previously, the steps E6 to E10 described previously are an embodiment of the phase of adjusting the control entities adapted to the morphology of an individual. According to another embodiment, it is also possible not to determine a precise positioning of the control entities per individual but to take into consideration an average individual or even to take a most unfavorable case (also called "worst case"). case scenario » in English), or a model representative of a category of individuals with a specific morphotype. In such an embodiment, the positioning of the control entities is not carried out by successive iteration as in steps E6 to E10 described but the positioning of the control entities is determined from a file comprising the location descriptors (or coordinates) of the control entities of functional and anatomical elements.

[128] Lors d'une étape Eli, une fois les entités de contrôle d'éléments anatomiques et les entités de contrôle d'éléments fonctionnels correctement placées, on obtient un maillage à partir des maillages déterminés lors de l'étape E3, et à partir des entités de contrôles correctement placées. Ainsi, on obtient un maillage pour chaque type de maillage sélectionné lors de l'étape E3. Si lors de l'étape E3 un seul modèle de maillage est défini, alors lors de l'étape Eli, on obtient un seul maillage. Cette étape Eli peut consister à générer le maillage à partir des entités de contrôle correctement positionnées. Elle peut comporter une opération de contrôle de qualité et de régularisation de maillage comme précisé précédemment. [128] During an Eli step, once the anatomical element control entities and the functional element control entities are correctly placed, a mesh is obtained from the meshes determined during step E3, and from the correctly placed control entities. Thus, a mesh is obtained for each type of mesh selected during step E3. If during step E3 a single mesh model is defined, then during the Eli step, a single mesh is obtained. This Eli step may consist of generating the mesh from the correctly positioned control entities. It may include a quality control and mesh regularization operation as specified previously.

[129] On observe donc que la prise en compte des contraintes fonctionnelles, en venant positionner des entités de contrôle fonctionnel dès la création du maillage, permet d'obtenir un maillage adapté très rapidement. Contrairement aux méthodes de l'art antérieur, la présente méthode utilise donc un objet « intelligent » pour effectuer la reconstruction en trois dimensions de la partie du corps humain analysé. Le maillage est particulièrement intelligent pour deux raisons principales, soit : [129] It is therefore observed that taking into account functional constraints, by positioning functional control entities from the creation of the mesh, makes it possible to obtain an adapted mesh very quickly. Unlike the methods of the prior art, the present method therefore uses an “intelligent” object to perform the three-dimensional reconstruction of the part of the human body analyzed. The mesh is particularly intelligent for two main reasons, namely:

- chaque points du maillage peut être localisé sur le plan topologique, ce qui peut faciliter le processus de déformation de l'objet générique pour s'adapter aux images en ne considérant que les points utiles pour aboutir au final au maillage en éléments finis désirés, cette structuration, avec la localisation de chaque point, pouvant faciliter le calcul d'indices cliniques - each point of the mesh can be localized on the topological plane, which can facilitate the process of deformation of the generic object to adapt to the images by only considering the useful points to finally arrive at the desired finite element mesh, this structuring, with the localization of each point, can facilitate the calculation of clinical indices

- le maillage en éléments finis est construit de manière cohérente sur le plan physique (par exemple les facettes interarticulaires sont congruentes), certaines méthodes de transformation géométrique existantes pouvant prendre en compte cette congruence. - the finite element mesh is constructed in a physically consistent manner (for example, the interarticular facets are congruent), with some existing geometric transformation methods being able to take this congruence into account.

[130] Ainsi, grâce à l'obtention du modèle en éléments finis constituant l'objet générique à déformer pour la reconstruction en trois dimensions, on peut obtenir un maillage en éléments finis de qualité. Un des avantages principaux est de rendre le Tl procédé agile et efficace, notamment pour mailler des structures composées de plusieurs composants, en contrôlant non pas seulement la géométrie mais aussi les aspects fonctionnels. On dispose ainsi dès la phase de reconstruction géométrique, des avantages d'un maillage en éléments finis, qui pour une partie osseuse du corps humain, pousse très loin la régionalisation, en intégrant les surfaces fonctionnelles utiles sur le plan biomécanique, et qui dispose de qualités intéressantes en terme de régularité de maillage. De plus, lorsque la représentation prend en compte plusieurs objets, c'est-à-dire lorsque la partie du corps humain comprend plusieurs objets liés entre eux, tels des os avec des segments articulaires ou ligamenteux, les contraintes essentielles en éléments finis, telles que par exemples, la non interpénétration de surfaces articulaires, sont d'emblée satisfaites, évitant un surcoût lorsque les corrections sont à faire à l'issu de la reconstruction en trois dimensions. De plus, il est possible d'intégrer dans ce modèle générique une distribution générique de densité minérale osseuse (DMO). Du fait des équations de corrélation existantes entre valeur de DMO et propriétés mécaniques (module de Young et contrainte maximale admissible), il est alors possible d'attribuer au modèle une distribution générique de propriétés mécaniques. [130] Thus, by obtaining the finite element model constituting the generic object to be deformed for three-dimensional reconstruction, a quality finite element mesh can be obtained. One of the main advantages is to make the This agile and efficient process, in particular for meshing structures composed of several components, by controlling not only the geometry but also the functional aspects. We thus have, from the geometric reconstruction phase, the advantages of a finite element mesh, which for a bone part of the human body, pushes regionalization very far, by integrating the functional surfaces useful on the biomechanical level, and which has interesting qualities in terms of mesh regularity. In addition, when the representation takes into account several objects, that is to say when the part of the human body includes several objects linked together, such as bones with articular or ligamentous segments, the essential constraints in finite elements, such as for example, the non-interpenetration of articular surfaces, are immediately satisfied, avoiding an additional cost when the corrections are to be made at the end of the three-dimensional reconstruction. In addition, it is possible to integrate into this generic model a generic distribution of bone mineral density (BMD). Due to the existing correlation equations between DMO value and mechanical properties (Young's modulus and maximum admissible stress), it is then possible to attribute a generic distribution of mechanical properties to the model.

[131] Lorsque ladite représentation est une représentation en niveaux de gris et calibrée en densité minérale osseuse, grâce à un fantôme de calibration, une équation est disponible pour transformer l'information en niveaux de gris (unités Hounsfield) en une information en DMO (densité minérale osseuse). Du fait des relations entre DMO et propriétés mécaniques, il peut alors être directement possible d'ajuster les propriétés mécaniques de chaque élément osseux. [131] When said representation is a grayscale representation and calibrated in bone mineral density, thanks to a calibration phantom, an equation is available to transform the grayscale information (Hounsfield units) into BMD (bone mineral density) information. Due to the relationships between BMD and mechanical properties, it may then be directly possible to adjust the mechanical properties of each bone element.

[132] Lorsque le maillage est ajusté à un individu en utilisant des radiographies planaires ou multiplanaires, l'intérêt d'une telle distribution est de disposer de radiographies reconstruites numériquement ou DRR (acronyme anglais de « Digitally reconstructed radiographs ») plus réalistes, ce qui facilite ensuite l'ajustement de la position de certains points de contrôle. [132] When the mesh is fitted to an individual using planar or multiplanar radiographs, the benefit of such a distribution is to have more realistic digitally reconstructed radiographs (DRRs), which then facilitates the adjustment of the position of certain control points.

[133] Les étapes suivantes peuvent constituer une pluralité d'applications des étapes précédentes. [133] The following steps may constitute a plurality of applications of the preceding steps.

[134] A cet effet, selon une première application, à la fin du processus de maillage, une étape de calcul, E12, peut permettre de mettre en œuvre les maillages obtenus et de leur appliquer des conditions aux limites (en forces et en déplacement) liées à l'application du modèle. Il est à noter que cette étape de calcul, appliquée à chacun des maillages sélectionnés permet de sélectionner le maillage qui est suffisant pour l'application à laquelle la méthode sera appliquée. Cette sélection peut prendre en outre en considération des exigences de documents de normalisation, tel que l'ASME V&V40 (Assessing Credibility of Computational Modeling through Verification and Validation: Application to Medical Devices, The American Society of Mechanical Engineers), en particulier l'exigence d'effectuer une étude de convergence de maillage en réalisant les simulations avec des maillages de finesses différentes. [134] For this purpose, according to a first application, at the end of the meshing process, a calculation step, E12, can make it possible to implement the meshes obtained and to apply to them boundary conditions (in forces and in displacement) linked to the application of the model. It should be noted that this calculation step, applied to each Selected meshes allows to select the mesh that is sufficient for the application to which the method will be applied. This selection can further take into consideration requirements of standardization documents, such as ASME V&V40 (Assessing Credibility of Computational Modeling through Verification and Validation: Application to Medical Devices, The American Society of Mechanical Engineers), in particular the requirement to perform a mesh convergence study by performing the simulations with meshes of different finesse.

[135] A l'issue de l'étape E12, il est encore possible de définir un nouveau maillage en ajustant des points additionnels qui ne sont pas des entités de contrôle telles que définies précédemment, à savoir des entités de contrôle définies dans la représentation hiérarchique et qui caractérisent une famille de maillages, mais qui sont des points en nombre variable dans des maillages d'une même famille, et que l'on peut souhaiter ajuster dans une application spécifique. Ceci peut être effectué suite à une rétroprojection du maillage sur l'image, les entités de contrôle déjà positionnées correctement et y ajuster des points additionnels. Cette nouvelle sélection peut être relative à une ou plusieurs zones d'intérêt de la partie du corps humain ou de sa totalité. Les entités de contrôle ayant déjà été positionnées, il n'y a plus besoin avantageusement d'ajuster les entités de contrôle mais uniquement les points additionnels. Ceci peut permettre d'obtenir un maillage plus exact dans une zone d'intérêt (par exemple les points qui définissent un pédicule lorsque l'étude en éléments finis est focalisée sur l'étude des vis qui y sont insérées). [135] At the end of step E12, it is still possible to define a new mesh by adjusting additional points that are not control entities as defined previously, namely control entities defined in the hierarchical representation and which characterize a family of meshes, but which are points in variable number in meshes of the same family, and which one may wish to adjust in a specific application. This can be done following a backprojection of the mesh onto the image, the control entities already positioned correctly and adjusting additional points there. This new selection can relate to one or more areas of interest of the part of the human body or its entirety. The control entities having already been positioned, there is advantageously no longer any need to adjust the control entities but only the additional points. This can allow to obtain a more exact mesh in an area of interest (for example the points which define a pedicle when the finite element study is focused on the study of the screws which are inserted there).

[136] Selon certains modes de réalisation, le maillage en éléments finis tel qu'obtenu à l'issu de l'étape E12 peut être utilisé pour l'aide à la conception d'implants. A cet effet, lors de l'étape de définition des entités de contrôle d'éléments fonctionnels, étape E2, il est possible de positionner des entités de contrôle d'éléments fonctionnels primaires et éventuellement secondaires et plus à l'endroit d'insertion des vis par exemple. La construction du maillage en éléments finis peut donc prendre en compte ces points pour la construction du maillage initial et ne nécessite pas de les positionner sur un maillage initial obtenu uniquement à partir d'entités de contrôle anatomique. Ceci améliore considérablement la rapidité du procédé puisque les itérations des étapes E8 à E10 sont des ajustements mineurs en comparaison de l'ajustement qui aurait été nécessaire si les entités de contrôle fonctionnel avaient été positionnées après l'obtention du maillage basé uniquement sur les entités de contrôle anatomiques. [137] Selon certains modes de réalisation, le maillage en éléments finis tel qu'obtenu à l'issu de l'étape E12 peut être utilisé pour un usage clinique au service de concepteurs d'implants pour le design de leurs produits, ou au service d'un chirurgien pour la planification d'une chirurgie. En effet avec cette technique le modèle peut tout naturellement être adapté au patient à soigner, car la représentation initiale peut être opérée à partir d'une ou plusieurs images médicales du patient et de ce fait, les ajustements opérés lors des étapes E8 à E10 sont mineurs. Il est également possible de partir d'un modèle prédéterminé, générant probablement plus d'ajustements lors des étapes E8 à E10, en fonction de la morphologie du patient et de la différence entre sa morphologie et la morphologie type du modèle prédéterminé utilisé. [136] According to certain embodiments, the finite element mesh as obtained at the end of step E12 can be used to assist in the design of implants. For this purpose, during the step of defining the functional element control entities, step E2, it is possible to position primary and possibly secondary functional element control entities and more at the location of insertion of the screws for example. The construction of the finite element mesh can therefore take these points into account for the construction of the initial mesh and does not require them to be positioned on an initial mesh obtained solely from anatomical control entities. This considerably improves the speed of the method since the iterations of steps E8 to E10 are minor adjustments compared to the adjustment that would have been necessary if the functional control entities had been positioned after obtaining the mesh based solely on the anatomical control entities. [137] According to certain embodiments, the finite element mesh as obtained at the end of step E12 can be used for clinical use in the service of implant designers for the design of their products, or in the service of a surgeon for the planning of a surgery. Indeed, with this technique, the model can quite naturally be adapted to the patient to be treated, because the initial representation can be made from one or more medical images of the patient and therefore, the adjustments made during steps E8 to E10 are minor. It is also possible to start from a predetermined model, probably generating more adjustments during steps E8 to E10, depending on the morphology of the patient and the difference between his morphology and the typical morphology of the predetermined model used.

[138] Le procédé peut permettre de planifier un traitement orthopédique ou chirurgical pour augmenter l’efficacité et prévenir les défaillances liées à une pose d’implants. Le positionnement de certains des points de contrôle fonctionnel à l’emplacement de vis par exemple, peut permettre de voir à l’issu de l’obtention du modèle, suite à l’étape E12, si l’emplacement sélectionné est adapté au patient au vu de ses particularités, dont sa morphologie et la ou les différentes pathologies. Par adaptation, on peut entendre : [138] The method can be used to plan an orthopedic or surgical treatment to increase efficiency and prevent failures related to implant placement. The positioning of some of the functional control points at the location of screws, for example, can be used to see, after obtaining the model, following step E12, whether the selected location is suitable for the patient in view of their particularities, including their morphology and the different pathologies. Adaptation can be understood to mean:

- l’exposition dudit modèle à des contraintes, - the exposure of said model to constraints,

- l’observation du comportement du modèle sous les contraintes, - observation of the behavior of the model under constraints,

- le repositionnement d’entités de contrôle et la génération d’un nouveau maillage (cf étape E12) pour déterminer la meilleure position pour l’implant. - repositioning of control entities and generation of a new mesh (see step E12) to determine the best position for the implant.

[139] On comprend dont facilement que le concepteur d'implants ou le chirurgien trouve un intérêt à pouvoir bénéficier d'une méthode de maillage en éléments finis rapides de manière à pouvoir tester différentes configurations. [139] It is therefore easy to understand that the implant designer or surgeon finds it in their interest to be able to benefit from a rapid finite element meshing method in order to be able to test different configurations.

[140] La création aisée du maillage en éléments finis d'un grand nombre de patients, intégrant la définition des entités de contrôle d'éléments fonctionnels associées à la pose d'implants, permet de ce fait de construire les modèles en éléments finis de ces patients et d'en déduire les contraintes mécaniques liées à la pose d'implants. Ces calculs, sur une série de patients, permet ainsi de préciser si pour certains patients, des surcontraintes mécaniques, causes de défaillances, sont susceptibles d'apparaitre, et ainsi de vérifier la sécurité de l'implant et de préciser éventuellement des contre-indications. Cette approche par simulation numérique à large échelle, grandement facilitée par la présente invention, peut permettre de limiter le recours à des essais cliniques réels, ce qui représente un intérêt considérable compte tenu des coûts élevés d'une campagne d'essais cliniques et du coût humain représenté par les éventuels échecs qui auraient pu être identifiés in silico au lieu de l'être sur le patient. De même dans le cas du suivi des patients suite à une pose d'implants ou une chirurgie, il est important d'identifier les cas pour lesquels une complication mécanique se produit. La construction d'un modèle personnalisé tels que proposé par la présente invention, peut permettre de comprendre quelles spécificités ont engendré les sur contraintes mécaniques à l'origine de la défaillance et préciser ainsi les contres indications éventuelles ou des stratégies adaptées à certaines spécificités du patient. Ainsi la présente méthode peut avantageusement permettre la planification d'un traitement orthopédique ou chirurgical pour identifier la stratégie la mieux adaptée à un patient donné pour augmenter l'efficacité et prévenir de telles défaillances. [140] The easy creation of the finite element mesh of a large number of patients, integrating the definition of the functional element control entities associated with the placement of implants, thus makes it possible to construct the finite element models of these patients and to deduce therefrom the mechanical constraints linked to the placement of implants. These calculations, on a series of patients, thus make it possible to specify whether for certain patients, mechanical overstresses, causes of failures, are likely to appear, and thus to verify the safety of the implant and possibly specify contraindications. This approach by large-scale digital simulation, greatly facilitated by the present invention, can make it possible to limit the use of real clinical trials, which is of considerable interest given the high costs of a clinical trial campaign and the human cost represented by possible failures that could have been identified in silico instead of on the patient. Similarly, in the case of monitoring patients following implant placement or surgery, it is important to identify cases in which a mechanical complication occurs. The construction of a personalized model such as that proposed by the present invention can make it possible to understand which specificities have generated the mechanical over-stresses at the origin of the failure and thus specify possible contraindications or strategies adapted to certain specificities of the patient. Thus, the present method can advantageously allow the planning of an orthopedic or surgical treatment to identify the strategy best suited to a given patient to increase effectiveness and prevent such failures.

[141] La construction de modèles personnalisés est importante pour comprendre quelles spécificités ont engendré les sur-contraintes mécaniques à l'origine de la défaillance, et préciser ainsi les contre-indications éventuelles, ou des stratégies adaptées à certaines spécificités du patient. [141] The construction of personalized models is important to understand which specificities have generated the mechanical over-constraints at the origin of the failure, and thus specify the possible contraindications, or strategies adapted to certain specificities of the patient.

[142] Le procédé peut également être un procédé de modélisation en éléments finis, mis en œuvre par ordinateur, pour évaluer des contraintes mécaniques apportées par des modifications de la structure musculo squelettique dudit corps humain ou d’au moins une partie. [142] The method may also be a computer-implemented finite element modeling method for evaluating mechanical stresses introduced by modifications to the musculoskeletal structure of said human body or at least one part thereof.

[143] Un autre exemple d'application est l'application à la définition d'indices cliniques. Ainsi, en plus de permettre l'intégration dans un calcul en éléments finis, le maillage obtenu peut directement être utilisé pour le calcul d'indices cliniques, telle l'orientation des plateaux vertébraux, les dimensions des pédicules, ou la densité minérale osseuse dans une région d'intérêt. Ces indices sont utiles dans un but de diagnostic ou d'évaluation de l'effet de traitements. Il est à noter que les reconstructions 3D obtenues par les méthodes classiques de segmentation à partir de séries de coupes scanners ou IRM donnent accès à des nuages de points qui ne correspondent pas à des « étiquettes » anatomiques ou fonctionnelles, ce qui ne permet pas l'obtention directe des indices souhaités, ce qui met en relief l'avantage de la méthode proposée. [143] Another example of application is the application to the definition of clinical indices. Thus, in addition to allowing integration into a finite element calculation, the mesh obtained can be directly used for the calculation of clinical indices, such as the orientation of the vertebral plates, the dimensions of the pedicles, or the bone mineral density in a region of interest. These indices are useful for diagnostic purposes or for evaluating the effect of treatments. It should be noted that the 3D reconstructions obtained by the classic segmentation methods from series of CT or MRI slices give access to point clouds that do not correspond to anatomical or functional "labels", which does not allow the desired indices to be obtained directly, which highlights the advantage of the proposed method.

[144] A cet effet, suite à l'étape Eli, on peut effectuer une étape E13 permettant la définition d'indices cliniques ou fonctionnels traduisant les relations géométriques ou fonctionnelles entre les entités. Ainsi, le procédé permet de déterminer des indices cliniques relatifs au corps bumain modélisé en éléments finis au moins en partie. [144] For this purpose, following step Eli, a step E13 can be carried out allowing the definition of clinical or functional indices translating the geometric relationships or functional between the entities. Thus, the method makes it possible to determine clinical indices relating to the human body modeled in finite elements at least in part.

[145] On peut définir des indices cliniques pour chacun des maillages personnalisés de l'étape Eli, lorsque l'on a défini plusieurs modèles personnalisés lors de l'étape E3. [145] Clinical indices can be defined for each of the custom meshes in step Eli, when several custom models have been defined in step E3.

[146] Un troisième exemple d'application peut permettre de déterminer une matrice de rigidité associée. [146] A third application example can be used to determine an associated stiffness matrix.

[147] Le procédé tel que représenté sur la figure 2 comprend également des étapes E14 à E16, qui peuvent constituer un second aspect de l'invention. On peut noter que les étapes E14 à E16 sont numérotées 14 à 16 mais ne sont pas séquentielles ni effectuées suite à l'étape E13. [147] The method as shown in Figure 2 also comprises steps E14 to E16, which may constitute a second aspect of the invention. It may be noted that steps E14 to E16 are numbered 14 to 16 but are not sequential or performed following step E13.

[148] Il est possible d'obtenir, à partir de l'étape E3, une définition de la matrice de rigidité associée à chaque maillage choisi. La constitution de la matrice de rigidité est la première étape effectuée par le logiciel de calcul en éléments finis, pour constituer le système matriciel permettant d'analyser le comportement d'une structure sous l'effet de conditions aux limites spécifiques (déplacements et charges imposés). En résolvant le système d'équations linéaires associé à la matrice de rigidité, on peut déterminer les déplacements, les déformations et les contraintes et les déformations dans la structure. La topologie du maillage étant la même pour le maillage générique et pour le maillage personnalisé il est possible, dès qu'un maillage est défini lors de l'étape E3 d'initialiser la matrice de rigidité associée à ce maillage. [148] From step E3, it is possible to obtain a definition of the stiffness matrix associated with each selected mesh. The constitution of the stiffness matrix is the first step performed by the finite element calculation software, to constitute the matrix system allowing the analysis of the behavior of a structure under the effect of specific boundary conditions (imposed displacements and loads). By solving the system of linear equations associated with the stiffness matrix, the displacements, deformations and stresses and deformations in the structure can be determined. Since the topology of the mesh is the same for the generic mesh and for the personalized mesh, it is possible, as soon as a mesh is defined during step E3, to initialize the stiffness matrix associated with this mesh.

[149] Cette matrice de rigidité comprend les propriétés mécaniques génériques et les coordonnées génériques des points. [149] This stiffness matrix includes the generic mechanical properties and the generic coordinates of the points.

[150] On ajuste cette matrice de rigidité lors d'une étape E15, dans la dernière phase de rétroprojection et d'ajustement des EC , suite aux étapes E8 à E10 (ou de manière itérative lors des boucles E8-E10). Cet ajustement peut porter sur les nœuds du maillage, et également sur les propriétés mécaniques à partir des niveaux de gris sur l'image. [150] This stiffness matrix is adjusted during a step E15, in the last phase of backprojection and adjustment of the ECs, following steps E8 to E10 (or iteratively during loops E8-E10). This adjustment can concern the nodes of the mesh, and also the mechanical properties from the gray levels on the image.

[151] Lors d'une étape E15, on peut faire une résolution du système. [151] During a step E15, we can solve the system.

[152] L'avantage d'une telle méthode d'obtention de la matrice de rigidité est double : - D'une part un gain de temps car il n'y a pas de nouvelle passe de construction de matrice dans le logiciel de calcul, [152] The advantage of such a method of obtaining the stiffness matrix is twofold: - On the one hand, a time saving because there is no new matrix construction pass in the calculation software,

- D'autre part cette étape, plus rapide, permet de passer ensuite directement à la résolution du système d'équations et donc est une porte d'entrée pour un solveur dédié rapide et efficace, ce qui représente un enjeu important compte tenu du coût des logiciels généralistes de calcul en éléments finis, et du besoin croissante de réduire les temps de simulation voire d'arriver à des simulations en temps réel.. - On the other hand, this faster step allows you to then move directly to the resolution of the system of equations and is therefore a gateway to a fast and efficient dedicated solver, which represents an important issue given the cost of general finite element calculation software, and the growing need to reduce simulation times or even achieve real-time simulations.

[153] Il est également à noter que, dans un objectif de gain de temps, l'ajustement de la matrice de rigidité pourrait n'être réalisé que sur les zones qui impactent les résultats recherchés. Également, les conditions aux limites (en déplacements et en efforts) étant les mêmes pour tous les individus, il est possible de prétraiter cette matrice dès la phase E14 pour tenir compte de ces conditions aux limites, ce qui permet d'accélérer les ajustements et la résolution. Enfin une telle approche se prête bien aux nouvelles méthodes de résolution concernant les matrices creuses de grandes dimensions (ce qui est en général le cas de ces matrices) par des méthodes itératives rapides. [153] It should also be noted that, in order to save time, the adjustment of the stiffness matrix could only be carried out on the areas that impact the desired results. Also, since the boundary conditions (in displacements and forces) are the same for all individuals, it is possible to preprocess this matrix from phase E14 to take these boundary conditions into account, which makes it possible to speed up the adjustments and the resolution. Finally, such an approach lends itself well to new resolution methods concerning large-dimensional sparse matrices (which is generally the case for these matrices) by fast iterative methods.

[154] La figure 5 représente un modèle de maillage pouvant être utilisé lors de l'étape E3, sous la forme d'une représentation paramétrée utilisée sous forme d'un modèle de blocs prédéfinis par des cubes de référence, qui peuvent ensuite être assemblés à l'aide de fonctions de transformation géométrique pour positionner les points de contrôle dans les coordonnées X, Y, Z spécifiques à la partie du corps humain du sujet et donc aux caractéristiques spécifiques au sujet. [154] Figure 5 shows a mesh model that can be used in step E3, in the form of a parameterized representation used as a model of predefined blocks by reference cubes, which can then be assembled using geometric transformation functions to position the control points in the X, Y, Z coordinates specific to the subject's human body part and thus to the subject-specific characteristics.

[155] Dans cette représentation, chaque cube est représenté en taille différente permettant de retrouver un peu la forme de la vertèbre, mais en pratique chaque cube est un élément de référence de côté 2. Dans un cube de référence pour une formulation isoparamétrique, les coordonnées des extrémités sont bornées à (-1, 1) dans les trois directions de l'espace, ce qui revient à avoir un cube de coté 2. Dans ces cubes élémentaires définis dans un repère de référence (r,s,t) le maillage peut être très facilement contrôlé (en veillant à la cohérence des liaisons entre cubes, voir figure 6), et les points de contrôle géométriques et fonctionnels peuvent être définis. Les fonctions de transformations iso paramétriques permettent de transformer chaque cube en fonction des coordonnées (X, Y, Z) de points spécifiques, pour aboutir à un maillage paramétré de cette surface. Dans cette figure les appellations suivantes sont utilisées: CV: corps vertébral P: pédicules PAC: processus articulaires centraux PAS: processus articulaires supérieurs PAI: processus articulaires inférieurs PT : processus transverses L: lames PE: processus épineux. [155] In this representation, each cube is represented in a different size allowing to find a little the shape of the vertebra, but in practice each cube is a reference element of side 2. In a reference cube for an isoparametric formulation, the coordinates of the ends are limited to (-1, 1) in the three directions of space, which amounts to having a cube of side 2. In these elementary cubes defined in a reference frame (r,s,t) the mesh can be very easily controlled (ensuring the coherence of the links between cubes, see figure 6), and the geometric and functional control points can be defined. The isoparametric transformation functions allow to transform each cube according to the coordinates (X, Y, Z) of specific points, to arrive at a parameterized mesh of this surface. In this figure the following names are used: CV: vertebral body P: pedicles PAC: central articular processes PAS: superior articular processes PAI: inferior articular processes PT: transverse processes L: laminae PE: spinous processes.

[156] La figure 6 représente un exemple de maillage appliqué à la représentation paramétrique de la figure 5. [156] Figure 6 shows an example of meshing applied to the parametric representation of Figure 5.

[157] La figure 6 illustre un maillage d'une pluralité d'éléments représentés en figure 5 et notamment le corps vertéral, CV, le processus articulaire supérieur PAS, le processus articulaire central PAC, le processus transverse PT. [157] Figure 6 illustrates a mesh of a plurality of elements represented in Figure 5 and in particular the vertebral body, CV, the superior articular process PAS, the central articular process PAC, the transverse process PT.

[158] A est un exemple de maillage du corps vertébral. Le corps vertébral est représenté sous forme d'un cube de référence de centre (0,0,0) dans le repère (r,s,t), r, s ou t prenant les valeurs de -1 à 1. Dans ce cube, le contrôle de maillage peut être défini de manière très aisée, ainsi A et A' représentent deux finesses de maillage différentes. Les points de contrôle géométrique PI, P2, P3, P4 permettent la liaison entre A (ou A7) et le pédicule B (ou B'). Avec des résolutions de maillage différentes, PI, P2, P3, P4 restent les mêmes. A noter que le pédicule est également représenté sous forme d'un cube de référence de centre (0, 0, 0) dans le repère (r,s,t), r, s ou t prenant les valeurs de -1 à 1. Ces éléments de référence sont tels que définis dans les ouvrages classiques, en éléments finis et lorsque sont évoqués les formulations en éléments isoparamétriques, pour leur facilité à définir à la fois les champs de déplacement et les transformations géométriques, avec des fonctions d'un ordre plus ou moins élevé. Ceci est illustré par exemple dans le document[158] A is an example of a vertebral body mesh. The vertebral body is represented as a reference cube with center (0,0,0) in the (r,s,t) coordinate system, r, s or t taking the values from -1 to 1. In this cube, the mesh control can be defined very easily, so A and A' represent two different mesh finesse. The geometric control points PI, P2, P3, P4 allow the connection between A (or A 7 ) and the pedicle B (or B'). With different mesh resolutions, PI, P2, P3, P4 remain the same. Note that the pedicle is also represented in the form of a reference cube with center (0, 0, 0) in the (r,s,t) frame, r, s or t taking the values from -1 to 1. These reference elements are as defined in classical works, in finite elements and when formulations in isoparametric elements are mentioned, for their ease in defining both the displacement fields and the geometric transformations, with functions of a higher or lower order. This is illustrated for example in the document

« Numerical methods in finite element analysis », de K. - J. Bathe and E. L. Wilson, publié dans « Prentice - Hall Inc., Englewood Cliffs, N.J » en 1976. "Numerical methods in finite element analysis", by K. - J. Bathe and E. L. Wilson, published in "Prentice - Hall Inc., Englewood Cliffs, N.J" in 1976.

[159] De façon originale, l'usage en est fait ici pour obtenir un maillage hexaédrique d'une finesse contrôlée dans chaque bloc représentant les subdivisions de chacun des objets constituant la structure à mailler, en tirant profit des fonctions de transformations géométriques permettant de passer des repères locaux de chaque cube de référence au repère global X, Y , X commun à tous les cubes. De façon originale, ces cubes de références sont enrichis de la localisation (en coordonnées locales r, s, t) des points de contrôle géométriques et fonctionnels, ce qui permet d'obtenir un estimé de leur localisation X,Y,Z dès lors que la transformation géométrique adéquate est appliquée à chacun des cubes de référence. [159] In an original way, it is used here to obtain a hexahedral mesh of controlled fineness in each block representing the subdivisions of each of the objects constituting the structure to be meshed, by taking advantage of the geometric transformation functions allowing to pass from the local reference points of each reference cube to the global reference point X, Y, X common to all the cubes. In a way original, these reference cubes are enriched with the location (in local coordinates r, s, t) of the geometric and functional control points, which makes it possible to obtain an estimate of their location X, Y, Z as soon as the appropriate geometric transformation is applied to each of the reference cubes.

[160] C donne un exemple de processus articulaire représenté par un cube de référence. D représente le cube de référence du processus transverse. Les points L1 et L2 sont des points de contrôle fonctionnels permettant l'insertion des ligaments transverses. Les points Ql, Q2, Q3, Q4 sont des points de contrôle géométriques permettant la liaison entre C et D. [160] C gives an example of an articular process represented by a reference cube. D represents the reference cube of the transverse process. Points L1 and L2 are functional control points allowing the insertion of the transverse ligaments. Points Ql, Q2, Q3, Q4 are geometric control points allowing the connection between C and D.

[161] E représente le cube de référence dans lequel 9 points de contrôles fonctionnels Fl, F2, F3, F4, F5, F6, F7, F8, F9 permettent la liaison de contact avec la facette de la vertèbre supérieure. [161] E represents the reference cube in which 9 functional control points Fl, F2, F3, F4, F5, F6, F7, F8, F9 allow the contact connection with the facet of the upper vertebra.

[162] Dans le présent exemple les éléments de référence considérés sont des cubes, bien entendu d'autres types d'éléments de référence (surfaciques, poutres, tels que décrits par exemple dans Bathe), pourraient être utilisées si nécessaire, en considérant un ordre plus ou moins élevé pour les fonctions de transformation géométrique en fonction du besoin. [162] In the present example the reference elements considered are cubes, of course other types of reference elements (surface, beams, as described for example in Bathe), could be used if necessary, considering a higher or lower order for the geometric transformation functions depending on the need.

[163] La figure 7 représente, de manière schématique, un mode de réalisation préféré d'un dispositif 1 apte à mettre en œuvre un procédé selon un mode de réalisation de la présente divulgation, typiquement le procédé décrit en figure 1. [163] Figure 7 schematically represents a preferred embodiment of a device 1 capable of implementing a method according to an embodiment of the present disclosure, typically the method described in Figure 1.

[164] Le dispositif 1 comprend un ou plusieurs processeurs 11 mettant en œuvre un procédé selon la présente divulgation, une mémoire morte 12 (de type « ROM »), une mémoire non volatile réinscriptible 13 (de type « EEPROM » ou « Flash NAND » par exemple), une mémoire volatile réinscriptible 14 (de type « RAM ») une interface de communication 15 avec par exemple un dispositif d'imagerie médicale de type scanner ou de résonance magnétique. La mémoire morte 12 constitue un support d'enregistrement conforme à un exemple de mode de réalisation de l'invention, lisible par le processeur ou les processeurs 11 et sur lequel est enregistré un programme d'ordinateur PI conforme à un exemple de mode de réalisation de l'invention. En variante, le programme d'ordinateur PI est stocké dans la mémoire non volatile réinscriptible 13. [164] The device 1 comprises one or more processors 11 implementing a method according to the present disclosure, a read-only memory 12 (of the “ROM” type), a rewritable non-volatile memory 13 (of the “EEPROM” or “NAND Flash” type for example), a rewritable volatile memory 14 (of the “RAM” type) a communication interface 15 with for example a medical imaging device of the scanner or magnetic resonance type. The read-only memory 12 constitutes a recording medium in accordance with an exemplary embodiment of the invention, readable by the processor or processors 11 and on which is recorded a computer program PI in accordance with an exemplary embodiment of the invention. Alternatively, the computer program PI is stored in the rewritable non-volatile memory 13.

[165] Le programme d'ordinateur PI peut permettre au dispositif 1 de mettre en œuvre au moins une partie du procédé conforme à la présente divulgation. [166] Ce programme d'ordinateur PI peut ainsi définir des modules fonctionnels et logiciels, configurés pour mettre en œuvre les étapes d'un procédé de de transmission d'information conforme à un exemple de mode de réalisation de l'invention, ou au moins une partie de ces étapes. Ces modules fonctionnels s'appuient sur ou commandent les éléments matériels 11, 12, 13, 14, 15 du dispositif[165] The computer program PI may enable the device 1 to implement at least part of the method according to the present disclosure. [166] This computer program PI can thus define functional and software modules, configured to implement the steps of an information transmission method in accordance with an exemplary embodiment of the invention, or at least part of these steps. These functional modules rely on or control the hardware elements 11, 12, 13, 14, 15 of the device

1 cités précédemment. 1 cited above.

[167] Le dispositif 1 peut être, de manière non limitative, un ordinateur, un serveur, une tablette, un téléphone de type « smartphone ». [167] The device 1 may be, in a non-limiting manner, a computer, a server, a tablet, a “smartphone” type telephone.

[168] La présente invention peut s'appliquer au domaine des transports (en particulier automobile avec des crash tests virtuels) et au domaine du sport. En effet, l'un des domaines d'application est la modélisation pour l'analyse des mécanismes lésionnels lors de chocs (automobiles, piétons, sport, ...). [168] The present invention can be applied to the field of transport (in particular automotive with virtual crash tests) and to the field of sport. Indeed, one of the fields of application is modeling for the analysis of injury mechanisms during impacts (automobiles, pedestrians, sports, ...).

Claims

Revendications Claims [Revendication 1] Procédé de modélisation en éléments finis, mis en œuvre par un ordinateur, d'au moins une partie du corps humain ou animal comprenant les étapes suivantes : [Claim 1] A method of finite element modeling, implemented by a computer, of at least one part of the human or animal body comprising the following steps: - définition d'une pluralité d'entités de contrôle d'éléments anatomiques et d'une pluralité d'entités de contrôle d'éléments fonctionnels pour une image représentative de ladite au moins une partie du corps humain ou animal, - definition of a plurality of anatomical element control entities and a plurality of functional element control entities for an image representative of said at least one part of the human or animal body, - obtention d'un maillage de ladite au moins une partie du corps humain à partir desdites entités de contrôle d'éléments anatomiques et desdites entités de contrôle d'éléments fonctionnels, dans lequel lesdites entités de contrôle d'éléments anatomiques et lesdites entités de contrôle d'éléments fonctionnels sont contrôlées lors d'une transformation géométrique dudit maillage, lesdites entités de contrôle d'éléments anatomiques étant positionnées sur ladite image pour définir au moins la forme géométrique de ladite partie et lesdites entités de contrôle d'éléments fonctionnels étant positionnées sur ladite image pour définir des liaisons mécaniques associées à ladite partie. - obtaining a mesh of said at least one part of the human body from said anatomical element control entities and said functional element control entities, wherein said anatomical element control entities and said functional element control entities are controlled during a geometric transformation of said mesh, said anatomical element control entities being positioned on said image to define at least the geometric shape of said part and said functional element control entities being positioned on said image to define mechanical connections associated with said part. [Revendication 2] Procédé selon la revendication 1 tel que ladite image représentative de ladite au moins une partie du corps humain ou animal représente [Claim 2] A method according to claim 1 such that said representative image of said at least one part of the human or animal body represents - une image obtenue par imagerie médicale de ladite partie, ou - an image obtained by medical imaging of said part, or - une image synthétisée de ladite partie ou - a synthesized image of said part or - un modèle paramétrique généré à partir de valeurs de descripteurs représentatifs de la moyenne d'images représentatives d'une pluralité de patients. - a parametric model generated from values of descriptors representative of the average of images representative of a plurality of patients. [Revendication 3] Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2 dans lequel ladite pluralité d'entités de contrôle d'éléments anatomiques et/ou ladite pluralité d'entités de contrôle d'éléments fonctionnels sont organisées hiérarchiquement, et comprennent respectivement: [Claim 3] Method according to one of claims 1 or 2 in which said plurality of anatomical element control entities and/or said plurality of functional element control entities are organized hierarchically, and respectively comprise: - un premier niveau d'entités de contrôle d'éléments anatomiques et/ou un premier niveau d'entités de contrôle d'éléments fonctionnels: - a first level of anatomical element control entities and/or a first level of functional element control entities: - au moins un second niveau d'entités de contrôle d'éléments anatomiques et/ou au moins un second niveau d'entités de contrôle d'éléments fonctionnels, un niveau supérieur comprenant respectivement les entités de contrôle d'éléments fonctionnels dudit niveau inférieur et des entités additionnelles de contrôle d'éléments fonctionnels, - at least one second level of anatomical element control entities and/or at least one second level of functional element control entities, a higher level comprising respectively the functional element control entities of said lower level and additional functional element control entities, - ledit maillage étant obtenu à partir d'une sélection desdites entités de contrôle d'éléments anatomiques et fonctionnels. - said mesh being obtained from a selection of said control entities of anatomical and functional elements. [Revendication 4] Procédé selon la revendication 3 dans lequel ladite sélection sélectionne au moins un desdits niveaux en fonction d'une finesse de maillage à obtenir et/ou d'une étendue de la modélisation souhaitée dans ladite partie. [Claim 4] Method according to claim 3 in which said selection selects at least one of said levels according to a mesh fineness to be obtained and/or an extent of the desired modeling in said part. [Revendication 5] Procédé selon la revendication 4 dans lequel ladite au moins une partie du corps humain comprend au moins une région d'intérêt et ladite sélection comprend une sélection d'un plus grand nombre de niveaux pour ladite au moins une région d'intérêt que pour ladite au moins une partie en dehors de ladite région d'intérêt, afin d'obtenir un maillage dont ladite finesse est plus fine pour ladite au moins une région d'intérêt. [Claim 5] A method according to claim 4 wherein said at least one part of the human body comprises at least one region of interest and said selection comprises a selection of a greater number of levels for said at least one region of interest than for said at least one part outside said region of interest, in order to obtain a mesh whose fineness is finer for said at least one region of interest. [Revendication 6] Procédé selon l'une des revendications précédentes comprenant[Claim 6] Method according to one of the preceding claims comprising - un étiquetage, à partir de ladite image représentative d'au moins une partie de ladite pluralité des entités de contrôle d'éléments anatomiques et fonctionnels pour obtenir au moins un descripteur de localisation desdites entités de contrôle d'éléments anatomiques et fonctionnels, - labeling, from said representative image of at least part of said plurality of anatomical and functional element control entities to obtain at least one location descriptor of said anatomical and functional element control entities, - ledit maillage de ladite au moins une partie du corps humain étant obtenu à partir dudit au moins un descripteur de localisation desdites entités de contrôle d'éléments anatomiques et fonctionnels. - said mesh of said at least one part of the human body being obtained from said at least one location descriptor of said control entities of anatomical and functional elements. [Revendication 7] Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel ledit maillage est obtenu à partir d'une transformation d'un maillage de référence. [Claim 7] Method according to one of the preceding claims in which said mesh is obtained from a transformation of a reference mesh. [Revendication 8] Procédé selon la revendication 7 dans lequel ladite transformation est une déformation. [Claim 8] A method according to claim 7 wherein said transformation is a deformation. [Revendication 9] Procédé selon la revendication 6 dans lequel ledit au moins un descripteur de localisation d'au moins une partie desdites entités de contrôle d'éléments anatomiques ou desdites entités de contrôle d'éléments fonctionnels est obtenue par une estimation statistique d'un positionnement desdites entités de contrôle d'éléments anatomiques ou desdites entités de contrôle d'éléments fonctionnels. [Claim 9] The method of claim 6 wherein said at least one location descriptor of at least a portion of said anatomical element control entities or said functional element control entities is obtained by a statistical estimation of a positioning of said functional element control entities. control of anatomical elements or said functional element control entities. [Revendication 10] Procédé selon l'une des revendications précédentes comprenant une rétroprojection dudit maillage dans ladite image représentative. [Claim 10] Method according to one of the preceding claims comprising a back projection of said mesh into said representative image. [Revendication 11] Procédé selon les revendications 9 et 10 comprenant [Claim 11] A method according to claims 9 and 10 comprising - un ajustement d'au moins une partie desdits descripteurs de localisation estimés lorsque leur position dans ledit maillage projeté sur ladite image représentative et leur position réelle présentent un écart supérieur à une valeur déterminée. - an adjustment of at least part of said estimated location descriptors when their position in said mesh projected onto said representative image and their real position exhibit a difference greater than a determined value. [Revendication 12] Procédé selon l'une des revendications précédentes tel que ladite partie comprend au moins un segment ostéoarticulaire ou musculosquelettique constitué d'une ou plusieurs structures osseuses et des éléments de liaison associés pouvant être instrumentés par des implants orthopédiques. [Claim 12] Method according to one of the preceding claims such that said part comprises at least one osteoarticular or musculoskeletal segment consisting of one or more bone structures and associated connecting elements which can be instrumented by orthopedic implants. [Revendication 13] Procédé selon l'une des revendications précédentes tel qu'il comprend [Claim 13] Method according to one of the preceding claims as it comprises - l'estimation, pour au moins une région de ladite partie, de la densité minérale osseuse à partir de ladite image représentative et - the estimation, for at least one region of said part, of the bone mineral density from said representative image and - la modification, dans ledit maillage obtenu, de propriétés mécaniques associées à au moins certaines entités de contrôle d'éléments anatomiques ou desdites entités de contrôle d'éléments fonctionnels de ladite au moins région en fonction de l'estimation de la densité minérale osseuse. - the modification, in said obtained mesh, of mechanical properties associated with at least certain control entities of anatomical elements or said control entities of functional elements of said at least one region as a function of the estimation of bone mineral density. [Revendication 14] Procédé selon l'une des revendications précédentes tel qu'il comprend en outre une obtention d'une matrice de rigidité. [Claim 14] Method according to one of the preceding claims such that it further comprises obtaining a stiffness matrix. [Revendication 15] Procédé selon l'une des revendications précédentes tel qu'il comprend en outre une obtention d'indices cliniques à partir dudit maillage obtenu. [Claim 15] Method according to one of the preceding claims such that it further comprises obtaining clinical indices from said obtained mesh. [Revendication 16] Programme d'ordinateur comprenant des instructions pour l'exécution des étapes du procédé selon l'une des revendications 1 à 15 lorsque ledit programme est exécuté par un ordinateur. [Claim 16] Computer program comprising instructions for executing the steps of the method according to one of claims 1 to 15 when said program is executed by a computer. [Revendication 17] Support d'enregistrement lisible par un ordinateur sur lequel est enregistré un programme d'ordinateur comprenant des instructions pour l'exécution des étapes du procédé selon l'une des revendications 1 à 15. [Claim 17] A computer-readable recording medium on which is recorded a computer program comprising instructions for carrying out the steps of the method according to one of claims 1 to 15. [Revendication 18] Dispositif de modélisation en éléments finis, d'au moins une partie du corps humain ou animal comprenant un ou plusieurs processeurs configurés ensemble ou séparément pour : [Claim 18] Device for finite element modeling of at least one part of the human or animal body comprising one or more processors configured together or separately for: - définir une pluralité d'entités de contrôle d'éléments anatomiques et une pluralité d'entités de contrôle d'éléments fonctionnels pour une image représentative de ladite au moins une partie du corps humain ou animal, - defining a plurality of anatomical element control entities and a plurality of functional element control entities for an image representative of said at least one part of the human or animal body, - obtenir un maillage de ladite au moins une partie du corps humain à partir desdites entités de contrôle d'éléments anatomiques et desdites entités de contrôle d'éléments fonctionnels, dans lequel lesdites entités de contrôle d'éléments anatomiques et lesdites entités de contrôle d'éléments fonctionnels sont contrôlées lors d'une transformation géométrique dudit maillage, lesdites entités de contrôle d'éléments anatomiques étant positionnées sur ladite image pour définir au moins la forme géométrique de ladite partie et lesdites entités de contrôle d'éléments fonctionnels étant positionnées sur ladite image pour définir des liaisons mécaniques associées à ladite partie. - obtaining a mesh of said at least one part of the human body from said anatomical element control entities and said functional element control entities, wherein said anatomical element control entities and said functional element control entities are controlled during a geometric transformation of said mesh, said anatomical element control entities being positioned on said image to define at least the geometric shape of said part and said functional element control entities being positioned on said image to define mechanical connections associated with said part. [Revendication 19] Utilisation d'un modèle obtenu par un procédé de modélisation en éléments finis selon l'une de revendications 1 à 15 pour évaluer des contraintes mécaniques apportées par des modifications de la structure musculo squelettique dudit corps humain. [Claim 19] Use of a model obtained by a finite element modeling method according to one of claims 1 to 15 for evaluating mechanical constraints brought about by modifications of the musculoskeletal structure of said human body. [Revendication 20] Utilisation d'un modèle obtenu par un procédé de modélisation en éléments finis selon l'une de revendications 1 à 15 pour obtenir des indices cliniques relatifs audit corps humain. [Claim 20] Use of a model obtained by a finite element modeling method according to one of claims 1 to 15 to obtain clinical indices relating to said human body. [Revendication 21] Utilisation d'un modèle obtenu par un procédé de modélisation en éléments finis selon l'une de revendications 1 à 15 pour planifier un traitement orthopédique ou chirurgical pour augmenter l'efficacité et prévenir les défaillances liées à une pose d'implants. [Claim 21] Use of a model obtained by a finite element modeling method according to one of claims 1 to 15 for planning an orthopedic or surgical treatment to increase efficiency and prevent failures linked to implant placement.
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