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La simulation numérique pour la santé, de la cellule à l'humain virtuel

Une vingtaine de démonstrations de technologies issues d'Inria, de ses partenaires industriels et de PME seront présentes sur les stands.

Simulation en électrophysiologie cardiaque (Vidéo)

Equipe de recherche : CARMEN -

L’électrophysiologie cardiaque est une science complexe qui repose sur la compréhension de l’organisation des phénomènes électriques, de l’échelle moléculaire à l’échelle de l’individu. La simulation numérique de modèles mathématiques qui décrivent cette organisation est un outil expérimental pour mieux comprendre la nature des dysfonctionnements cardiaques. Nous montrerons quelques exemples de simulations qui ont un impact sur la science médicale.

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Radiographie augmentée (vidéo)

Equipe de recherche : POTIOC -

Présentation d'un concept de radiographie augmentée qui allie la puissance des mondes numériques avec la simplicité de manipulation d'objets réels. Ce nouveau type d’interface ouvre de nombreuses possibilités pour l’interaction avec des données médicales.

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Contrôle d'un bras robotique via l'activité cérébrale (Vidéo)

Equipe de recherche : CORTEX -

Les interfaces cerveau-machine, ou BMI, interprètent l'activité du cerveau pour produire des commandes sur un ordinateur ou d'autres périphériques comme un bras robotisé. Une BMI permet donc à son utilisateur, et en particulier à une personne à mobilité réduite, d'interagir avec son environnement en utilisant uniquement son activité cérébrale.
Nous présenterons comment il est possible de décoder des signaux cérébraux (invasifs ou non invasifs) afin de contrôler un bras d'assistance robotisé de type Jaco de la société Kinova.

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Simulation d'embolisation d'un anévrisme intracrânien (Vidéo)

Equipe de recherche : MAGRIT et SCHACRA -

Le traitement des anévrismes intracrâniens par voie endovasculaire consiste à boucher la poche anévrismale en y plaçant des fils de métal appelés coils. Le simulateur, implanté sur la plateforme Sofa d'Inria, permet au médecin de placer son microcathéter dans l'anévrisme et d'y déployer son premier coil de manière interactive. La paroi vasculaire est modélisée automatiquement à partir de données patient d'angiographie 3D.

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Interface cerveau - ordinateur et simulation médicale (Vidéo)

Equipe de recherche : VR4I -

Nous présentons la première utilisation combinée d'une interface cerveau-ordinateur avec un simulateur médical. L'approche proposée permet d'adapter les guides d'un simulateur selon l'activité mentale d'un utilisateur mesurée à l'aide d'une interface cerveau-ordinateur. L'objectif d'un tel système est de fournir une assistance visuelle et haptique à l'utilisateur uniquement lorsque son activité cérébrale présente une charge cognitive importante. La démonstration proposée représente un nouveau type d'applications pour les interfaces cerveau-ordinateur passives avec leur incorporation potentielle dans un simulateur médical pour l'entrainement aux gestes médico-chirurgicaux.

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Simulation de cathétérisation cardiaque (Vidéo)

Équipes de recherche : SHACRA et ASCLEPIOS -

Le traitement des troubles du rythme cardiaque par cathétérisation consiste à mesurer les signaux électriques à l’intérieur des cavités cardiaques et dans certains cas à détruire des tissus responsables de phénomènes d’arrythmies. Le simulateur, mis au point à partir de la plateforme Sofa, permet au cardiologue de s’entrainer à naviguer à l’intérieur des vaisseaux sanguins et du coeur, puis à interactivement mesurer des signaux électrophysiologiques et enfin effectuer une résection locale de tissus cardiaques. Ce simulateur s’appuie sur des images IRM acquises sur un patient et sur une modélisation biophysique du coeur.

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Un outil d'assemblage virtuel pour la rééducation et l'accessibilité (Vidéo)

Equipe de recherche : MINT -

Nous montrons ici un outil, développé dans le cadre d'un projet européen inter-région IV-A (programme 2 mers, projet SHIVA http://www.shiva-project.eu/), permettant une activité de modélisation géometrique dans le contexte de la rééducation de l'accident vasculaire cérébral, et celui de l'accueil d'enfants handicapés. L'application mise en place permet à la fois aux soignants comme aux enseignants de mettre en place des exercices nécessitant une implication cognitive et une coordination du geste avec la tâche à accomplir, dans une logique d'accessibilité à une tâche ludique et créative, ou bien encore de rééducation, suivant les objectifs.

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Traitement numérique de la géométrie et visualisation 3D (Vidéo)

Equipe de recherche : ALICE -

Nous présentons plusieurs outils et prototypes de recherche développés par ALICE, en particulier:

- En partenariat avec COGNIS (groupe BASF), le logiciel SkinExplorer, qui permet devisualiser la structure de la peau grâce à des techniques de rendu volumique, et ainsi demieux évaluer l’effet du vieillissement des tissus. COGNIS sera également présent sur lestand.

- Le logiciel VORPALINE, qui permet de réparer et re-mailler des surfaces 3D. VORPALINEest actuellement en cours de pré-industrialisation (licences d’évaluation disponibles dans lecourant de l’année prochaine).

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Ethomice : plate-forme de simulation et d'analyse du petit animal de laboratoire (Vidéo)

Equipe de recherche : MORPHEO -

L'étude sur modèle animal est une première étape importante en biologie et en recherche clinique. Dans ce contexte, l'analyse du comportement neuromoteur est un marqueur fréquent pour évaluer l'effet d'un gène ou d'un médicament. Ethomice est une plate-forme de simulation et d'analyse pour le petit animal de laboratoire, tels que rat ou souris. Cette plate-forme met en relation la structure squelettique interne avec des observations 3D de l'apparence externe de l'animal étudié. A partir d'un flux vidéo multivue, la plate-forme vise à délivrer une analyse tridimensionnelle de la posture et du comportement de l'animal.

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Simulation de respiration avec optimisation génétique (Vidéo)

Equipe de recherche : MAGRIT -

Présentation d'une simulation du mouvement respiratoire basée sur une étude physiologique et anatomique. L'objectif est de servir dans des simulateurs d'opérations chirurgicales ou en aide au traitement. La méthode pour ajuster automatiquement les paramètres du modèle est un algorithme évolutionnaire ad-hoc  qui est en mesure d'explorer un espace de recherche à 15 dimensions. Notre méthode est complètement automatique et auto-adaptative.

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