Réalité augmentée
Techniques de la réalité virtuelle en médecine

4.1 Principe de la réalité augmentée

Le principe de la réalité augmentée est de superposer à des images réelles, acquises à l’aide d’une caméra numérique, des images virtuelles permettant d’améliorer la compréhension de l’image. Ce concept, largement utilisé dans l’audiovisuel ou encore dans l’aéronautique, permet d’envisager des applications particulièrement intéressantes lors d’une intervention chirurgicale. Il s’agit en effet d’apporter au chirurgien l’information concernant la position de structures anatomiques qu’il ne peut pas discerner directement.

L’intérêt d’un tel procédé est de rendre beaucoup plus simple la réalisation d’interventions chirurgicales complexes où il est nécessaire de planifier très précisément la procédure à suivre. Ainsi, en neurochirurgie, l’utilisation de telles techniques permet de s’affranchir de l’utilisation de cadres stéréotaxiques, souvent traumatisants pour le patient.

La figure 10 présente schématiquement les différents éléments nécessaires à un tel système de réalité augmentée. Il s’agit tout d’abord d’acquérir, avant l’intervention, des images médicales du patient puis d’en extraire des structures anatomiques d’intérêt à l’aide d’algorithmes de traitement d’images. Ces structures anatomiques sont alors représentées sous la forme de maillages géométriques. Lors de l’intervention, une caméra vidéo-numérique effectue l’acquisition du champ opératoire sur lequel on désire superposer l’information des structures anatomiques préalablement extraites. Le problème principal consiste alors à déterminer la transformation géométrique existant entre le repère lié à l’image médicale de référence et celui lié au champ opératoire. Cette transformation peut être déterminée en mettant en correspondance les formes des organes externes visibles dans le champ opératoire (par exemple le visage) avec celles observées dans les images médicales.

Une fois cette transformation calculée, une image virtuelle des structures anatomiques est calculée à l’aide d’algorithmes de synthèse d’images. Cette image est ensuite combinée avec l’image vidéo...