FR2932591A1 - METHOD FOR GENERATING A MODIFYING MODEL OF A FLEXIBLE NAVIGATION DEVICE, MODEL, METHOD AND DEVICE FOR MANAGING THE NAVIGATION OF A MODEL, COMPUTER PROGRAM PRODUCT, AND STORAGE MEDIUM - Google Patents

METHOD FOR GENERATING A MODIFYING MODEL OF A FLEXIBLE NAVIGATION DEVICE, MODEL, METHOD AND DEVICE FOR MANAGING THE NAVIGATION OF A MODEL, COMPUTER PROGRAM PRODUCT, AND STORAGE MEDIUM Download PDF

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Abstract

L'invention concerne un procédé de génération d'un modèle modifiable d'un dispositif flexible de navigation comprenant au moins un outil. Le modèle peut naviguer au sein d'une structure virtuelle décrite par un maillage surfacique. Le procédé comprend une étape d'obtention d'une pluralité de corps par discrétisation du dispositif, chaque corps comprenant une articulation permettant de lier ledit corps à un autre corps. Selon l'invention, le procédé comprend, pour chaque corps, une étape d'association au corps d'une couche modifiable représentative d'un ensemble de paramètres relatif à au moins un outil du dispositif.The invention relates to a method for generating an editable model of a flexible navigation device comprising at least one tool. The model can navigate within a virtual structure described by a surface mesh. The method comprises a step of obtaining a plurality of bodies by discretization of the device, each body comprising a hinge for linking said body to another body. According to the invention, the method comprises, for each body, a step of association with the body of a modifiable layer representative of a set of parameters relating to at least one tool of the device.

Description

Procédé de génération d'un modèle modifiable d'un dispositif flexible de navigation, modèle, procédé et dispositif de gestion de la navigation d'un modèle, produit programme d'ordinateur et moyen de stockage. 1. Domaine de l'invention Le domaine de l'invention est celui de la réalité virtuelle, et notamment de la modélisation de dispositifs flexibles de navigation, tels que par exemple des instruments d'exploration de structures anatomiques tubulaires ou cavitaires. L'invention concerne plus précisément la navigation de tels modèles dans un environnement virtuel. A method of generating an editable model of a flexible navigation device, model, method and device for managing the navigation of a model, computer program product and storage means. FIELD OF THE DISCLOSURE The field of the invention is that of virtual reality, and in particular the modeling of flexible navigation devices, such as, for example, instruments for exploring tubular or cavity anatomical structures. The invention more specifically relates to the navigation of such models in a virtual environment.

L'invention s'applique notamment, mais non exclusivement, dans des systèmes de réalité virtuelle dans le cadre de procédures diagnostiques et thérapeutiques dans le domaine de la chirurgie endovasculaire, la radiologie et la cardiologie interventionnelle, la pneumologie, l'urologie ou encore la gastro entérologie. 2. Arrière-plan technologique On discute ci-après les inconvénients de l'art antérieur à travers le cas particulier d'une simulation de cathétérisme endovasculaire. Il est aujourd'hui possible d'appliquer des traitements mini-invasifs, faisant appel à différents principes d'interaction avec les tissus au moyen d'instruments et/ou d'agents pharmacologiques introduits par voies intracorporelles. Ces pratiques ajoutent de nouvelles exigences en termes d'apprentissage, de planification, de réalisation du geste et d'ergonomie. La dextérité du praticien a atteint sa limite et ne suffit plus à répondre aux critères de sécurité, de fiabilité et de traçabilité du geste imposés par le contexte réglementaire. Ainsi, les pratiques interventionnelles modernes nécessitent, voire exigent, pour leur développement un support de haute technologie, telle que par exemple la réalité virtuelle. Dans le cadre de procédures diagnostiques et thérapeutiques impliquant la navigation d'instruments flexibles au sein de structures anatomiques, la mise en oeuvre d'un environnement virtuel dédié à la planification des gestes de contrôle de ces instruments, doit permettre d'optimiser le choix préopératoire du matériel et d'anticiper les difficultés d'accès à la lésion. Les spécificités et contraintes requises par le cathétérisme endovasculaire a incité quelques équipes à proposer des méthodes de simulation exclusivement 5 dédiées à ce type de procédure. Généralement, ces simulations sont intégrées dans des dispositifs matériels spécifiques avec retour haptique comme, par exemple, ceux commercialisés par la société Immersion. On connaît déjà de très nombreuses techniques de modélisation 10 d'instruments et de structures vasculaires. Parmi les différents types de techniques connus, une première technique consiste à modéliser la structure avec des segments cylindriques (appelés corps). Cette première technique de modélisation, appelée modélisation multicorps, est notamment décrite dans [Dawson,00] et [Konings,03] (par souci de lisibilité, les 15 différents documents cités sont regroupés en annexe 1, à la fin de la présente description). Une deuxième technique connue repose sur la méthode des éléments finis. Cette deuxième technique de modélisation est notamment décrite dans [Lenoir, 06] et [Cotin, 05]. 20 Une troisième technique consiste à combiner les première et deuxième techniques connues précitées. Cette troisième technique de modélisation est notamment décrite dans [Lawton,99], [Anderson,02] et [Bhat,05]. Ces techniques connues présentent un certain nombre d'inconvénients. En effet, ces techniques trouvent leurs limites dans le compromis qu'elles imposent 25 entre précision de la représentation des structures anatomiques et temps de calcul. Ainsi, les inventeurs ont constaté que dans certaines situations l'intégration de données spécifiques au patient, pour lesquelles les lésions requièrent une représentation graphique précise, n'est pas assurée. Par représentation graphique précise, on entend une représentation 30 possédant un grand nombre de polygones. Par exemple, la représentation graphique d'une structure vasculaire et de sa lésion peut être qualifiée de précise lorsque le maillage surfacique est reconstruit suivant le même échantillonnage que les données d'imagerie acquises. Un autre inconvénient majeur de ces techniques connues réside dans l'absence de simulation conjointe des instruments de cathétérisme. En effet, les techniques actuelles ne permettent pas de simuler simultanément et dynamiquement plusieurs instruments en interaction avec des structures anatomiques et ayant des propriétés mécaniques différentes. Enfin, on notera aussi que ces techniques connues présentent une 10 limitation au niveau du réalisme des modèles d'instruments où l'hétérogénéité des caractéristiques mécaniques n'est pas intégrée. 3. Objectifs de l'invention L'invention, dans au moins un de ses modes de réalisation, a notamment pour objectif de pallier ces inconvénients de l'art antérieur. 15 Plus précisément, un objectif de l'invention, dans au moins un de ses modes de réalisation, est de fournir une technique qui permette d'obtenir une modélisation réaliste des instruments. Un autre objectif de l'invention, dans au moins un de ses modes de réalisation, est de fournir une telle technique qui soit peu coûteuse en temps de 20 calcul permettant d'atteindre une simulation temps réel. Un autre objectif de l'invention, dans au moins un de ses modes de réalisation, est de fournir une telle technique qui améliore la précision de représentation des structures. Un autre objectif de l'invention, dans au moins un de ses modes de 25 réalisation, est de fournir une telle technique qui permette une navigation conjointe de plusieurs instruments. Un autre objectif de l'invention, dans au moins un de ses modes de réalisation, est de fournir une telle technique qui permette une meilleure planification d'intervention. 30 Un autre objectif de l'invention, dans au moins un de ses modes de réalisation, est de proposer une telle technique qui soit compatible avec le matériel informatique existants. L'invention, dans au moins un de ses modes de réalisation, a encore pour objectif de fournir une telle technique qui soit simple à mettre en oeuvre et ceci pour un faible coût. 4. Exposé de l'invention Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, il est proposé un procédé de génération d'un modèle modifiable d'un dispositif flexible de navigation comprenant au moins un outil, ledit modèle pouvant naviguer au sein d'une structure virtuelle décrite par un maillage surfacique, ledit procédé comprenant une étape d'obtention d'une pluralité de corps par discrétisation dudit dispositif, chaque corps comprenant une articulation permettant de lier ledit corps à un autre corps. The invention applies in particular, but not exclusively, in virtual reality systems in the context of diagnostic and therapeutic procedures in the field of endovascular surgery, radiology and interventional cardiology, pneumology, urology or the gastroenterology. 2. Background Art The disadvantages of the prior art are discussed below through the particular case of a simulation of endovascular catheterization. It is now possible to apply minimally invasive treatments, using different principles of interaction with tissues using instruments and / or pharmacological agents introduced by intracorporeal routes. These practices add new requirements in terms of learning, planning, gesture and ergonomics. The dexterity of the practitioner has reached its limit and is no longer sufficient to meet the criteria of safety, reliability and traceability of the gesture imposed by the regulatory context. Thus, modern interventional practices require, or even require, for their development a high-tech support, such as for example virtual reality. In the context of diagnostic and therapeutic procedures involving the navigation of flexible instruments within anatomical structures, the implementation of a virtual environment dedicated to the planning of the control gestures of these instruments must make it possible to optimize the preoperative choice. material and to anticipate the difficulties of access to the injury. The specificities and constraints required by endovascular catheterization prompted some teams to propose simulation methods exclusively dedicated to this type of procedure. Generally, these simulations are integrated into specific hardware devices with haptic feedback such as, for example, those marketed by the company Immersion. Numerous techniques for modeling instruments and vascular structures are already known. Among the various types of known techniques, a first technique consists of modeling the structure with cylindrical segments (called bodies). This first modeling technique, called multibody modeling, is notably described in [Dawson, 00] and [Konings, 03] (for the sake of readability, the various documents cited are grouped together in Appendix 1, at the end of the present description) . A second known technique is based on the finite element method. This second modeling technique is notably described in [Lenoir, 06] and [Cotin, 05]. A third technique is to combine the first and second aforementioned known techniques. This third modeling technique is notably described in [Lawton, 99], [Anderson, 02] and [Bhat, 05]. These known techniques have a number of disadvantages. Indeed, these techniques find their limits in the compromise they impose between accuracy of the representation of anatomical structures and computation time. Thus, the inventors have found that in certain situations the integration of patient-specific data, for which the lesions require a precise graphical representation, is not ensured. By accurate graphical representation is meant a representation having a large number of polygons. For example, the graphical representation of a vascular structure and its lesion can be qualified as precise when the surface mesh is reconstructed according to the same sampling as the imagery data acquired. Another major disadvantage of these known techniques lies in the lack of joint simulation of the catheterization instruments. Indeed, current techniques do not simulate simultaneously and dynamically several instruments interacting with anatomical structures and having different mechanical properties. Finally, it should also be noted that these known techniques present a limitation in the realism of the instrument models where the heterogeneity of the mechanical characteristics is not integrated. 3. Objectives of the invention The invention, in at least one of its embodiments, has the particular objective of overcoming these disadvantages of the prior art. More specifically, an objective of the invention, in at least one of its embodiments, is to provide a technique that makes it possible to obtain a realistic modeling of the instruments. Another object of the invention, in at least one of its embodiments, is to provide such a technique which is inexpensive in computation time making it possible to achieve a real-time simulation. Another object of the invention, in at least one of its embodiments, is to provide such a technique which improves the representation accuracy of the structures. Another object of the invention, in at least one of its embodiments, is to provide such a technique which allows a joint navigation of several instruments. Another objective of the invention, in at least one of its embodiments, is to provide such a technique that allows better intervention planning. Another object of the invention, in at least one of its embodiments, is to provide such a technique which is compatible with existing computer hardware. The invention, in at least one of its embodiments, still aims to provide such a technique that is simple to implement and this for a low cost. 4. DISCLOSURE OF THE INVENTION In a particular embodiment of the invention, there is provided a method of generating an editable model of a flexible navigation device comprising at least one tool, said model being able to navigate within a virtual structure described by a surface mesh, said method comprising a step of obtaining a plurality of bodies by discretization of said device, each body comprising a hinge for linking said body to another body.

Selon l'invention, le procédé de génération comprend, pour chaque corps, une étape d'association audit corps d'une couche modifiable représentative d'un ensemble de paramètres relatif à au moins un outil dudit dispositif. L'invention propose donc un modèle original comprenant une pluralité de corps associés chacun à une couche de paramètres. Cette couche est modifiable, en ce sens que les valeurs des paramètres de cette couche changent en fonction de l'évolution du modèle au sein de la structure virtuelle. L'invention couvre un premier cas dans lequel le modèle comprend une couche unique. L'invention couvre également un second cas dans lequel le modèle comprend plusieurs couches distinctes. Par dispositif flexible de navigation, on entend tout instrument flexible pouvant se déplacer au sein de structure tubulaire ou cavitaire. On note que le modèle peut représenter une pluralité d'outils pouvant coulisser les uns sur les autres et pouvant être dépendants les uns des autres. According to the invention, the generation method comprises, for each body, a step of association with said body of a modifiable layer representative of a set of parameters relating to at least one tool of said device. The invention therefore proposes an original model comprising a plurality of bodies each associated with a parameter layer. This layer is modifiable in that the values of the parameters of this layer change as a function of the evolution of the model within the virtual structure. The invention covers a first case in which the model comprises a single layer. The invention also covers a second case in which the model comprises several distinct layers. By flexible navigation device is meant any flexible instrument that can move within a tubular or cavitary structure. Note that the model can represent a plurality of tools that can slide on each other and can be dependent on each other.

Avantageusement, ledit ensemble de paramètre comprend au moins un paramètre appartenant au groupe comprenant : - des paramètres mécaniques d'au moins un outil donné ; - des paramètres de forme d'au moins un outil donné ; - des paramètres de visualisation d'au moins un outil donné. Advantageously, said set of parameters comprises at least one parameter belonging to the group comprising: mechanical parameters of at least one given tool; - shape parameters of at least one given tool; - Visualization parameters of at least one given tool.

Préférentiellement, chaque corps est un cylindre rigide. De façon avantageuse, le procédé comprend, pour chaque articulation, une étape d'association à ladite articulation d'au moins une contrainte angulaire déterminée. Dans un autre mode de réalisation, l'invention concerne un modèle modifiable d'un dispositif flexible de navigation comprenant au moins un outil, ledit modèle pouvant naviguer au sein d'une structure virtuelle décrite par un maillage surfacique, ledit modèle comprenant une pluralité de corps, chaque corps comprenant une articulation permettant de lier ledit corps à un autre corps. Selon l'invention, chaque corps est associé à une couche modifiable représentative d'un ensemble de paramètre relatif à au moins un outil dudit dispositif. Dans un autre mode de réalisation, l'invention concerne un moyen de stockage contenant le modèle modifiable précité. Dans un autre mode de réalisation, l'invention concerne un produit programme d'ordinateur téléchargeable depuis un réseau de communication et/ou enregistré sur un support lisible par ordinateur et/ou exécutable par un processeur, ledit produit programme d'ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour la mise en oeuvre du procédé de génération d'un modèle modifiable précité, lorsque ledit programme est exécuté sur un ordinateur. Dans un autre mode de réalisation, l'invention concerne un procédé de gestion de la navigation d'un modèle modifiable d'un dispositif flexible de navigation comprenant au moins un outil, ledit modèle pouvant naviguer au sein d'une structure virtuelle décrite par un maillage surfacique, ledit modèle comprenant une pluralité de corps, chaque corps étant identifié par un numéro d'indice, chaque corps comprenant une articulation permettant de lier ledit corps à un autre corps. Preferably, each body is a rigid cylinder. Advantageously, the method comprises, for each articulation, a step of association with said articulation of at least one determined angular constraint. In another embodiment, the invention relates to an editable model of a flexible navigation device comprising at least one tool, said model being able to navigate within a virtual structure described by a surface mesh, said model comprising a plurality of body, each body including a hinge for binding said body to another body. According to the invention, each body is associated with a modifiable layer representative of a set of parameters relating to at least one tool of said device. In another embodiment, the invention relates to a storage means containing the aforementioned modifiable model. In another embodiment, the invention relates to a computer program product downloadable from a communication network and / or recorded on a computer readable medium and / or executable by a processor, said computer program product comprising instructions program code for implementing the method of generating a modifiable model above, when said program is run on a computer. In another embodiment, the invention relates to a method of managing the navigation of an editable model of a flexible navigation device comprising at least one tool, said model being able to navigate within a virtual structure described by a surface mesh, said model comprising a plurality of bodies, each body being identified by an index number, each body comprising a hinge for binding said body to another body.

Selon l'invention, le procédé de gestion comprend les étapes suivantes : - obtention d'un modèle modifiable, dit modèle initial, comprenant une pluralité de corps associés chacun à une couche modifiable représentative d'un ensemble de paramètre relatif à au moins un outil dudit dispositif ; - obtention d'une commande de navigation ; - génération d'un modèle modifié, par modification dudit modèle initial suivant une opération de modification choisie parmi une pluralité d'opérations de modification en fonction de ladite commande de navigation. According to the invention, the management method comprises the following steps: obtaining a modifiable model, called an initial model, comprising a plurality of bodies each associated with a modifiable layer representative of a set of parameters relating to at least one tool said device; - obtaining a navigation command; - Generation of a modified model, by modifying said initial model according to a modification operation selected from a plurality of modification operations according to said navigation command.

Avantageusement, ladite pluralité d'opérations de modification comprend une opération appartenant au groupe comprenant : - une opération de modification d'un corps dudit modèle initial par modification de la couche modifiable associée audit corps ; - une opération d'insertion d'un nouveau corps dans ledit modèle initial ; - une opération de suppression d'un corps dudit modèle initia ;. - une opération de rotation (torque) dudit modèle initial autour de son axe. De façon avantageuse, le procédé de gestion comprend, pour chaque articulation, une étape d'association à ladite articulation d'au moins une contrainte angulaire déterminée. Advantageously, said plurality of modification operations comprises an operation belonging to the group comprising: an operation of modifying a body of said initial model by modifying the modifiable layer associated with said body; an operation of inserting a new body into said initial model; an operation of deleting a body of said initia model; a rotation operation (torque) of said initial model about its axis. Advantageously, the management method comprises, for each articulation, a step of association with said articulation of at least one determined angular constraint.

Avantageusement, le procédé de gestion comprend une étape de détection dans ledit modèle modifié d'au moins un corps en collision avec ladite structure virtuelle et/ou avec un autre corps. Pour chaque corps en collision, on effectue une phase de propagation de contrainte angulaire. Selon un aspect avantageux de l'invention, ladite phase de propagation de contrainte angulaire comprend les étapes suivantes : - détermination d'un premier angle d'annulation de collision ; - application dudit premier angle d'annulation de collision sur l'articulation dudit corps en collision, dit corps traité ; - vérification que l'articulation dudit corps traité vérifie ladite au moins une contrainte angulaire qui lui est associée ; - en cas de vérification négative : o application d'un deuxième angle sur l'articulation dudit corps traité, ledit deuxième angle permettant à l'articulation dudit corps traité d'atteindre ladite au moins une contrainte angulaire ; o détermination d'un corps à traiter, lié audit corps traité et ayant un numéro d'indice inférieur à celui dudit corps traité ; o détermination d'un troisième angle à partir dudit deuxième angle et dudit premier angle d'annulation de collision ; o application dudit troisième angle sur l'articulation dudit corps à traiter, ledit corps à traiter devenant le corps traité avant de revenir à l'étape de vérification. Avantageusement, le procédé de gestion comprend une phase de relaxation comprenant les étapes suivantes : - détermination d'un quatrième angle de relaxation ; - pour chaque corps traité, application dudit quatrième angle de relaxation sur l'articulation dudit corps traité. De façon avantageuse, le procédé de gestion comprend une étape de détection d'au moins un blocage d'un ou plusieurs outils dans ladite structure virtuelle. Advantageously, the management method comprises a step of detecting in said modified model at least one body colliding with said virtual structure and / or with another body. For each colliding body, an angular stress propagation phase is performed. According to an advantageous aspect of the invention, said angular stress propagation phase comprises the following steps: determining a first collision cancellation angle; applying said first collision cancellation angle to the articulation of said colliding body, said body being treated; checking that the articulation of said treated body satisfies said at least one angular constraint associated therewith; in the case of negative verification: applying a second angle to the articulation of said treated body, said second angle allowing the articulation of said treated body to reach said at least one angular constraint; o determining a body to be treated, linked to said treated body and having an index number lower than that of said treated body; o determining a third angle from said second angle and said first collision cancellation angle; o application of said third angle on the articulation of said body to be treated, said body to be treated becoming the treated body before returning to the verification step. Advantageously, the management method comprises a relaxation phase comprising the following steps: determining a fourth relaxation angle; for each treated body, application of said fourth relaxation angle to the articulation of said treated body. Advantageously, the management method comprises a step of detecting at least one blocking of one or more tools in said virtual structure.

Dans un autre mode de réalisation, l'invention concerne un moyen de stockage contenant le procédé de gestion précité. Dans un autre mode de réalisation, l'invention concerne un produit programme d'ordinateur téléchargeable depuis un réseau de communication et/ou enregistré sur un support lisible par ordinateur et/ou exécutable par un processeur, ledit produit programme d'ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour la mise en oeuvre du procédé de gestion précité, lorsque ledit programme est exécuté sur un ordinateur. Dans un autre mode de réalisation, l'invention concerne un dispositif de gestion de la navigation d'un modèle modifiable d'un dispositif flexible de navigation comprenant au moins un outil, ledit modèle pouvant naviguer au sein 7 d'une structure virtuelle décrite par un maillage surfacique, ledit modèle comprenant une pluralité de corps, chaque corps étant identifié par un numéro d'indice, chaque corps comprenant une articulation permettant de lier ledit corps à un autre corps. Selon l'invention, le dispositif de gestion comprend : - des moyens d'obtention d'un modèle modifiable, dit modèle initial, comprenant une pluralité de corps associés chacun à une couche modifiable représentative d'un ensemble de paramètre relatif à au moins un outil dudit dispositif flexible de navigation ; - des moyens d'obtention d'une commande de navigation ; - des moyens de génération d'un modèle modifié permettant de modifier ledit modèle initial suivant une opération de modification choisie parmi une pluralité d'opérations de modification en fonction de ladite commande de navigation. 5. Liste des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés, parmi lesquels : - la figure 1 présente la structure géométrique d'un modèle multi-corps multi-couches (MBML) selon un mode de réalisation particulier de l'invention ; - la figure 2 présente un schéma de liaison entre les corps du modèle MBML de la figure 1 ; - les figures 3a à 3f illustrent des exemples de forme d'extrémité d'outils tubulaires ; - les figures 4a et 4b illustrent des exemples de courbure maximale de la structure géométrique du modèle MBML ; - la figure 5 présente un schéma simplifié d'un ressort de restauration selon un mode de réalisation particulier de l'invention ; - la figure 6 illustre des couches mono-outil et multi-outils selon un mode de réalisation particulier de l'invention ; - la figure 7 présente une décomposition du modèle MBML selon un mode de réalisation particulier de l'invention ; - la figure 8 présente un organigramme d'un mode de réalisation particulier 5 du procédé de gestion de la navigation du modèle MBML ; - la figure 9 présente un organigramme d'un mode de réalisation particulier d'une boucle de déformation ; - la figure 10 illustre schématiquement une caméra virtuelle orthographique associée à un corps du modèle MBML ; 10 - la figure 11 illustre schématiquement une collision entre des corps du modèle MBML ; - la figure 12 illustre schématiquement la simulation de la poussée d'un outil ; - la figure 13 illustre schématiquement l'évolution des paramètres de rigidité 15 lors d'une manipulation en translation d'un outil ; - les figures 14a et 14b illustrent respectivement l'ajout et la suppression d'un corps lors d'une translation ; - la figure 15 illustre schématiquement une commutation de couche lors d'une translation ; 20 - les figures 16a à 16d présentent des exemples de simulation et de navigation d'instruments flexibles au sein de structures tubulaires. 6. Description détaillée 6.1 Principe général Le formalisme multi-corps est utilisé pour discrétiser un dispositif 25 flexible de navigation (aussi appelé par la suite instrument), comprenant un ou plusieurs outils endovasculaires (par exemple un guide et une sonde), selon une structure géométrique divisée en plusieurs corps reliés entre eux par des articulations. Le principe général de l'invention repose sur l'obtention d'un modèle, 30 appelé par la suite modèle multi-corps multi-couches (ou modèle MBML , pour Multi-Body Multy-Layers ), dans lequel chaque corps est associé à une couche de paramètres. Selon l'invention, on regroupe au sein d'une couche des paramètres relatifs à un ou plusieurs outils et on l'associe à un corps. La simulation du caractère déformable de l'instrument est basée sur l'introduction de contraintes au niveau des articulations de la structure géométrique. La simulation du comportement dynamique de l'outil repose ainsi sur une propagation de contrainte angulaire couplée à une relaxation élastique. Ainsi, et comme on le verra par la suite, dans le cas particulier où le dispositif flexible de navigation comprend deux outils (par exemple un guide et une sonde) destinés à évoluer conjointement au sein d'une structure anatomique, trois couches distinctes sont définies. Plus précisément, deux d'entre elles, appelées couches mono-outil , sont utilisées pour la représentation indépendante de chacun des outils (en d'autres termes, on définit une couche mono-outil pour le guide et une autre couche mono-outil pour la sonde), et la troisième couche, appelée couche multi-outils est utilisée pour la représentation combinée des deux outils (en d'autres termes, on définit une couche multi-outils pour la combinaison guide plus sonde). Selon l'invention, l'évolution conjointe des outils est simulée en associant consécutivement à chaque corps une couche particulière. Les paramètres de chaque corps sont ensuite utilisés pour calculer le comportement dynamique du modèle défini sur la structure géométrique. 6.2 Structure géométrique d'un modèle multi-corps multi-couches (MBML) On décrit désormais en relation avec la figure 1 la structure géométrique d'un modèle MBML 100 selon un mode de réalisation particulier de l'invention. La structure géométrique du modèle MBML 100 est décomposée selon un formalisme multi-corps par un ensemble de corps non déformables, numérotés de 1 à 4. La topologie de la structure est équivalente à une chaîne cinématique de segments cylindriques reliés entre eux par des liaisons sphériques (par exemple des rotules), numérotées de 10 à 40. Comme illustré, l'articulation 10 appartient au corps 1, l'articulation 20 au corps 2 et ainsi de suite. Le caractère globalement déformable de l'outil est ainsi représenté par un objet articulé, chacun des corps le constituant étant inflexible. Comme illustré par la figure 2, les corps d'indice inférieur à i ont une relation de parenté avec le corps C, , et les corps d'indice supérieur à i ont une relation d'affiliation avec le corps C, . La liaison sphérique Si est définie comme la succession de trois rotations 9x , 9~, , 9z , respectivement autour des axes xi , zi, dans le référentiel du point P situé à l'origine du corps C, et au centre de l'articulation qui lui est associée. Chaque liaison sphérique S1 (j = 1, ..., i, ..., N) détermine ainsi les trois degrés de liberté de l'articulation associée à chacun des corps Ci (j = 1, ..., i, ..., N) constituant la structure géométrique de l'outil flexible. On note qu'une modification locale des angles de rotation 9x , 9y au niveau des liaisons sphériques se traduit par une déformation globale de l'outil en flexion, alors que la modification de l'angle 9z se traduit globalement par une déformation en torsion. La modification des positions angulaires au repos de corps consécutifs permet de représenter les différentes formes d'extrémités rencontrées dans la réalité. En fixant la longueur de chaque corps, les angles de rotations 9x , 9y , 9z au niveau de la liaison sphérique sont initialisés à des valeurs spécifiques 0,nit , 9ynit , 9zinit pour modéliser les courbes des différentes extrémités. Ainsi, comme illustré par les figures 3a à 3f, il est possible d'obtenir une extrémité droite (figure 3a), en forme de J (figure 3b), une extrémité angulée (figure 3c), en forme de Pig tail ( queue de cochon en français) (figure 3d), en forme de Simmons (figure 3e), ou encore en forme de Cobra (figure 3f). Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, l'angle 9Z1nit est initialisé à une valeur nulle car les outils endovasculaires considérés ne présentent pas de forme de type hélicoïdale. En l'absence de contraintes, les différentes formes rencontrées peuvent être définies au moyen des angles initiaux 0,nit , 9ynit . 6.2.1 Propriétés mécaniques du modèle MBML On rappelle tout d'abord que le caractère élastique d'une déformation d'un matériau rigide ou souple peut être défini par un retour élastique (linéaire ou non), permettant au matériau de retrouver sa forme d'origine à la levée des contraintes, et par une limite d'élasticité, au-delà de laquelle le matériau ne peut plus retrouver sa forme d'origine (on parle alors de déformation plastique ou d'une rupture). Outre la structure géométrique, le comportement déformable d'un outil tubulaire flexible (par exemple un guide) est défini par des propriétés mécaniques intrinsèques spécifiques. Nous nous intéressons ici à la déformation élastique de l'outil sous contraintes, en faisant l'hypothèse que ces contraintes n'entrainent pas de déformation plastique ou une rupture. Cette déformation élastique est principalement déterminée par la caractéristique souplesse / rigidité du matériau. Par souci de clarté, nous parlerons par la suite de rigidité de la structure déformable, rigidité qui peut être plus ou moins élevée et conférer à l'outil une aptitude plus ou moins grande à se déformer et à naviguer dans des zones cavitaires tortueuses. La limite d'élasticité est transcrite dans le modèle MBML par une limitation angulaire sur chacun des corps. Ainsi les angles Ox , 0, de chaque liaison sphérique sont limités à un angle maximum 6,T,ax afin d'autoriser un rayon de courbure maximum de la structure géométrique du ou des outils. Comme illustré par la figure 4a, pour une longueur de segment donnée, l'augmentation de cet angle 6,T,ax induit un comportement plus souple de l'outil et augmente la faculté d'adaptation de sa forme à la tortuosité de la structure anatomique. A l'inverse, et comme illustré par la figure 4b, une valeur faible de 6,T,ax entraîne un comportement plus rigide de l'outil. In another embodiment, the invention relates to a storage means containing the aforementioned management method. In another embodiment, the invention relates to a computer program product downloadable from a communication network and / or recorded on a computer readable medium and / or executable by a processor, said computer program product comprising instructions program code for implementing the above management method, when said program is executed on a computer. In another embodiment, the invention relates to a device for managing the navigation of an editable model of a flexible navigation device comprising at least one tool, said model being able to navigate within a virtual structure described by a surface mesh, said pattern comprising a plurality of bodies, each body being identified by an index number, each body including a hinge for binding said body to another body. According to the invention, the management device comprises: means for obtaining an modifiable model, called an initial model, comprising a plurality of bodies each associated with an modifiable layer representative of a set of parameters relating to at least one tool of said flexible navigation device; means for obtaining a navigation command; means for generating a modified model making it possible to modify said initial model according to a modification operation chosen from among a plurality of modification operations according to said navigation command. 5. List of Figures Other features and advantages of the invention will appear more clearly on reading the following description of a preferred embodiment, given as a simple illustrative and nonlimiting example, and the accompanying drawings, among which: - Figure 1 shows the geometric structure of a multilayer multi-body model (MBML) according to a particular embodiment of the invention; FIG. 2 shows a connection diagram between the bodies of the MBML model of FIG. 1; FIGS. 3a to 3f illustrate examples of the end shape of tubular tools; FIGS. 4a and 4b illustrate examples of maximum curvature of the geometric structure of the MBML model; FIG. 5 is a simplified diagram of a restoration spring according to a particular embodiment of the invention; FIG. 6 illustrates single-tool and multi-tool layers according to a particular embodiment of the invention; FIG. 7 shows a decomposition of the MBML model according to a particular embodiment of the invention; FIG. 8 presents a flow chart of a particular embodiment of the MBML navigation management method; FIG. 9 presents a flowchart of a particular embodiment of a deformation loop; FIG. 10 schematically illustrates an orthographic virtual camera associated with a body of the MBML model; Figure 11 schematically illustrates a collision between bodies of the MBML model; - Figure 12 schematically illustrates the simulation of the thrust of a tool; FIG. 13 schematically illustrates the evolution of the stiffness parameters during a translation manipulation of a tool; FIGS. 14a and 14b respectively illustrate the addition and deletion of a body during a translation; FIG. 15 schematically illustrates a layer switching during a translation; FIGS. 16a to 16d show examples of simulation and navigation of flexible instruments within tubular structures. 6. Detailed Description 6.1 General Principle The multi-body formalism is used to discretize a flexible navigation device (hereinafter also referred to as an instrument), comprising one or more endovascular tools (eg a guide and a probe), according to a structure. geometrically divided into several bodies interconnected by joints. The general principle of the invention is based on obtaining a model, hereinafter referred to as multi-layer multi-body model (or MBML model, for Multi-Body Multy-Layers), in which each body is associated with a layer of parameters. According to the invention, within a layer are grouped parameters relating to one or more tools and associated with a body. The simulation of the deformable character of the instrument is based on the introduction of constraints at the joints of the geometric structure. The simulation of the dynamic behavior of the tool is thus based on an angular stress propagation coupled to an elastic relaxation. Thus, and as will be seen later, in the particular case where the flexible navigation device comprises two tools (for example a guide and a probe) intended to evolve together within an anatomical structure, three distinct layers are defined. . More precisely, two of them, called single-tool layers, are used for the independent representation of each of the tools (in other words, one defines a single-tool layer for the guide and another single-tool layer for the probe), and the third layer, called the multi-tool layer, is used for the combined representation of the two tools (in other words, a multi-tool layer is defined for the guide plus probe combination). According to the invention, the joint evolution of the tools is simulated by consecutively associating each body with a particular layer. The parameters of each body are then used to calculate the dynamic behavior of the model defined on the geometric structure. 6.2 Geometric Structure of a Multilayer Multilayer Model (MBML) The geometrical structure of an MBML model 100 according to a particular embodiment of the invention is now described with reference to FIG. The geometric structure of the MBML 100 model is decomposed according to a multi-body formalism by a set of non-deformable bodies, numbered from 1 to 4. The topology of the structure is equivalent to a kinematic chain of cylindrical segments connected to each other by spherical links. (For example, ball joints), numbered from 10 to 40. As illustrated, the hinge 10 belongs to the body 1, the hinge 20 to the body 2 and so on. The overall deformable nature of the tool is thus represented by an articulated object, each body constituting it being inflexible. As illustrated in Figure 2, bodies of index less than i have a relationship with the body C, and bodies of index greater than i have an affiliation relation with the body C,. The spherical connection Si is defined as the succession of three rotations 9x, 9 ~,, 9z, respectively about the axes xi, zi, in the reference point of the point P situated at the origin of the body C, and at the center of the articulation associated with it. Each spherical connection S1 (j = 1, ..., i, ..., N) thus determines the three degrees of freedom of the joint associated with each of the bodies Ci (j = 1, ..., i,. .., N) constituting the geometrical structure of the flexible tool. It will be noted that a local modification of the rotation angles 9x, 9y at the level of the spherical connections results in an overall deformation of the tool in bending, whereas the modification of the angle 9z generally results in a torsional deformation. The modification of the angular positions at rest of consecutive bodies makes it possible to represent the various forms of extremities encountered in reality. By fixing the length of each body, the rotation angles 9x, 9y, 9z at the spherical connection are initialized to specific values 0, nit, 9ynit, 9zinit to model the curves of the different ends. Thus, as illustrated by FIGS. 3a to 3f, it is possible to obtain a J-shaped right end (FIG. 3a) (FIG. 3b), an angulated end (FIG. 3c), Pig tail-shaped (FIG. pig in French) (figure 3d), in the shape of Simmons (figure 3e), or in the shape of Cobra (figure 3f). In a particular embodiment of the invention, the angle θZ1nit is initialized to a zero value because the endovascular tools considered do not have a helical shape. In the absence of constraints, the different shapes encountered can be defined by means of the initial angles 0, nit, 9ynit. 6.2.1 Mechanical properties of the MBML model It is firstly recalled that the elastic nature of a deformation of a rigid or flexible material can be defined by an elastic return (linear or not), allowing the material to recover its shape. origin at the lifting of stresses, and by a limit of elasticity, beyond which the material can no longer return to its original shape (it is called plastic deformation or rupture). In addition to the geometrical structure, the deformable behavior of a flexible tubular tool (for example a guide) is defined by specific intrinsic mechanical properties. We are interested here in the elastic deformation of the tool under constraints, by assuming that these constraints do not lead to plastic deformation or rupture. This elastic deformation is mainly determined by the characteristic flexibility / rigidity of the material. For the sake of clarity, we will speak later of the rigidity of the deformable structure, rigidity that can be higher or lower and give the tool a more or less great ability to deform and navigate in tortuous cavitary areas. The elasticity limit is transcribed in the MBML model by an angular limitation on each of the bodies. Thus the angles Ox, 0, of each spherical connection are limited to a maximum angle 6, T, ax in order to allow a maximum radius of curvature of the geometric structure of the tool or tools. As illustrated by FIG. 4a, for a given segment length, the increase of this angle 6, T, ax induces a more flexible behavior of the tool and increases the adaptability of its shape to the tortuosity of the structure. anatomical. Conversely, and as illustrated in Figure 4b, a low value of 6, T, ax results in a more rigid behavior of the tool.

Dans un mode de réalisation particulier, afin que la déformation soit admissible, au sens de la limite d'élasticité, un mécanisme de propagation de contrainte angulaire spécifique à l'invention est mis en oeuvre. Ce mécanisme de propagation permet de répartir le déplacement angulaire, engendré à l'extrémité de l'outil en réponse à une collision, sur différents corps du modèle. Ainsi, lorsqu'une collision est détectée entre un corps (appelé par la suite corps primaire) et la structure virtuelle (à l'intérieur de laquelle le modèle évolue), pour annuler cette collision, on effectue un déplacement angulaire au niveau de l'articulation du corps (appelé par la suite corps secondaire) d'indice inférieur au corps primaire). L'angle ajouté à l'angle de rotation courant doit satisfaire à la contrainte imposée par l'angle maximal Bmax tout en assurant le déplacement. Selon l'invention, si le déplacement angulaire initial ne permet pas de respecter la contrainte de l'angle maximal au niveau de l'articulation du corps en collision, alors un mécanisme de répartition d'angle spécifique à l'invention est mis en oeuvre. Ce mécanisme de répartition permet de répartir un angle déterminé sur un ou plusieurs corps (appelé par la suite corps tertiaire) d'indice inférieur au corps secondaire, afin que tous les angles soient admissibles et que la résultante des déplacements angulaires appliqués soit égale au déplacement angulaire initialement spécifié. Lorsqu'un angle supérieur à amax est affecté à l'articulation d'un corps, la liaison du corps, où est souhaité le déplacement, est déplacée à sa valeur maximale autorisée Omax . Le reste de l'angle nécessaire pour effectuer la rotation annulant la collision est propagée à l'articulation du père du corps considéré, et itérativement aux autres pères afin que tous aient leur contrainte admissible et que la totalité de la rotation souhaitée soit réalisée Nous donnons ci-après l'algorithme de répartition du déplacement angulaire. 3o.!.t:itu.:fa i re.,. ss{;p tE ü.a ri 7'i agi _ ü,;r T i 5; l i"[ fit rit <3: sè -° Ct -c. i.4; 5: Sinon. Pin Si 1' ao:s).i x393` {7i f ?' 14 pf rtr . hiir L'algorithme de propagation de contrainte angulaire est donné ci-dessous. l'ale +[Ai{ t : ,21 IFt [1.3 Itl_l[5 1,11 <1l1C4 ,,;i> t t i [?t4 t L <<:.'3 1+.' 7 it3F:r i3a`'t.P ; Y E 'l .,,1 a'. Éi.32.ï 111FU c lu F L L41Sl i[3Ei' ll' Fllk Lure Dans un mode de réalisation particulier, afin de permettre à un corps de retourner dans sa configuration initiale lorsqu'il n'est plus contraint, un mécanisme de relaxation élastique spécifique à l'invention est mis en oeuvre. Comme illustré par la figure 5, des ressorts de restauration 50 sont connectés entre les positions courantes et au repos des points P . La position au repos P+l d'un point P+l est exprimée selon l' angulation initiale 9xinit, ~ytntt , Oztntt. Le In a particular embodiment, so that the deformation is admissible, in the sense of the elastic limit, an angular stress propagation mechanism specific to the invention is implemented. This propagation mechanism distributes the angular displacement, generated at the end of the tool in response to a collision, on different bodies of the model. Thus, when a collision is detected between a body (hereinafter referred to as the primary body) and the virtual structure (within which the model evolves), to cancel this collision, an angular displacement is effected at the level of the articulation of the body (hereinafter referred to as a secondary body) with a lower index than the primary body). The angle added to the current rotation angle must satisfy the constraint imposed by the maximum angle Bmax while ensuring the displacement. According to the invention, if the initial angular displacement does not make it possible to respect the constraint of the maximum angle at the articulation of the colliding body, then an angle distribution mechanism specific to the invention is implemented. . This distribution mechanism makes it possible to distribute a given angle on one or more bodies (hereinafter called tertiary body) of index lower than the secondary body, so that all the angles are admissible and that the resultant of the angular displacements applied is equal to the displacement angular initially specified. When an angle greater than amax is assigned to the articulation of a body, the link of the body, where the displacement is desired, is moved to its maximum allowed value Omax. The rest of the angle necessary to perform the rotation canceling the collision is propagated to the articulation of the father of the body considered, and iteratively to the other fathers so that all have their admissible stress and that the totality of the desired rotation is realized. hereinafter the angular displacement distribution algorithm. 3o.!. T: itu.: Fa i re.,. s p a a ag ag ag ag 7 7 7 7 7 7 7 7 s; If it is not possible, then if it is not possible to do so, if it is not possible The algorithm for angular stress propagation is given below: ## EQU1 ## The algorithm for angular stress propagation is given below: ## EQU1 ## t L <<:. '3 1+.' In a particular embodiment, in order to allow a body to be in a particular embodiment, it is possible for a body to to return to its initial configuration when it is no longer constrained, an elastic relaxation mechanism specific to the invention is implemented As illustrated in FIG. 5, restoring springs 50 are connected between the current positions and the The rest position P + 1 of a point P + 1 is expressed according to the initial angulation 9xinit, ~ ytntt, Oztntt.

processus de relaxation est défini par les équations de mouvements des ressorts de restauration de la structure géométrique. La force du ressort est fonction de la contrainte et donc des angles de rotation. Elle peut s'exprimer à une constante près (qui est intégrée dans la raideur du ressort K) en fonction des angles 9x , 9y . L'équation définissant le mouvement d'un ressort de restauration de raideur K connecté entre le point virtuel P+l de coordonnées angulaires T B~n~t = ~~xtntt ~ytntt , correspondant à l'angulation initiale et au repos, et le point courant P+l , de coordonnées angulaires o' = est donnée par : Z mi 9 (t) = G + K (9 ` (t) ù 9;nit )ù Y .0 (t) où K est la constante de raideur du ressort, et y le coefficient d'amortissement. Ô est une force de pénalité qui permet d'assurer la localisation de chaque corps dans la lumière. Cette force n'intervient qu'en cas de collision afin de contraindre le corps à s'orienter vers la ligne centrale de la structure anatomique. Elle est calculée en considérant un ressort de restauration, de raideur KG, situé entre le point courant de coordonnées angulaires O' = ,01T et la ligne centrale. De par la nature de la structure géométrique, le moindre déplacement d'un corps entraine une répercussion sur l'ensemble des corps fils. Pour limiter cet effet, l'intégration numérique, de type Euler, est réalisée avec un pas d'intégration dt faible 0 (t + dt) = 8 i(t) + 8 i(t) dt relaxation process is defined by the equations of movement of the springs of restoration of the geometric structure. The spring force is a function of the stress and therefore of the rotation angles. It can express itself to a constant (which is integrated in the stiffness of the spring K) according to the angles 9x, 9y. The equation defining the movement of a stiffness restoration spring K connected between the virtual point P + 1 of angular coordinates TB ~ n ~ t = ~~ xtntt ~ ytntt, corresponding to the initial angulation and at rest, and the current point P + 1, of angular coordinates o '= is given by: Z mi 9 (t) = G + K (9 `(t) ù 9; nit) ù Y .0 (t) where K is the constant of stiffness of the spring, and y the damping coefficient. O is a force of penalty which makes it possible to ensure the localization of each body in the light. This force intervenes only in the event of a collision in order to force the body to move towards the central line of the anatomical structure. It is calculated by considering a spring of restoration, of stiffness KG, situated between the current point of angular coordinates O '=, 01T and the central line. Due to the nature of the geometric structure, the slightest displacement of a body causes a repercussion on all the son bodies. To limit this effect, the numerical integration, of the Euler type, is carried out with an integration step of low 0 (t + dt) = 8 i (t) + 8 i (t) dt

0 (t + dt) = 0 (t) + 0 (t) . dt 6.2.2 Représentation multicouches Afin d'établir un modèle unifié autorisant à la fois la représentation d'un seul outil, celui-ci pouvant être de différentes natures (guide ou sonde), et la représentation conjointe, c'est-à-dire simultanée, de différents outils (guide et sonde), la notion de couche est introduite. Selon l'invention, une couche permet de paramétrer les caractéristiques intrinsèques de chacun des corps du modèle, et de déterminer leur comportement lors de la simulation. Dans le cas particulier illustré par la figure 6, où le dispositif flexible de navigation comprend un guide et une sonde, trois types de couches sont définies : une première couche mono-outil 61 pour le guide, une deuxième couche mono- outil 62 pour la sonde et une troisième couche multi-outils 63 pour la combinaison d'outils guide et sonde. Il est important de noter qu'un corps ne peut se voir affecter simultanément plusieurs couches. Par contre, un modèle selon l'invention peut comprendre simultanément différentes couches. L'ensemble des paramètres associés à une couche concerne des caractéristiques de différentes natures, telles que par exemple la forme, la rigidité et l'apparence. Plus précisément, la caractéristique de forme peut, par exemple, définir le rayon R et la longueur L du corps, ainsi que les angles de rotation initiaux 9x''" init 0init y ' z La caractéristique de rigidité peut, par exemple, définir l'angle maximal 9Tax (associé à l'articulation du corps) et les paramètres de relaxation élastique K, KG, y et dt. La caractéristique d'apparence peut, par exemple, définir la couleur C et le type de visualisation T. 0 (t + dt) = 0 (t) + 0 (t). dt 6.2.2 Multilayer representation To establish a unified model allowing both the representation of a single tool, which can be of different natures (guide or probe), and the joint representation, that is to say say simultaneous, different tools (guide and probe), the notion of layer is introduced. According to the invention, a layer makes it possible to parameterize the intrinsic characteristics of each of the bodies of the model, and to determine their behavior during the simulation. In the particular case illustrated in FIG. 6, where the flexible navigation device comprises a guide and a probe, three types of layers are defined: a first single-tool layer 61 for the guide, a second single-tool layer 62 for the probe and a third multi-tool layer 63 for the combination of guide and probe tools. It is important to note that a body can not be affected simultaneously multiple layers. On the other hand, a model according to the invention can simultaneously comprise different layers. The set of parameters associated with a layer relates to characteristics of different natures, such as, for example, shape, rigidity and appearance. More specifically, the shape characteristic can, for example, define the radius R and the length L of the body, as well as the initial angles of rotation 9x '' "init 0init y 'z The stiffness characteristic can, for example, define the 9Tax maximum angle (associated with the body joint) and the elastic relaxation parameters K, KG, y and dt The appearance characteristic can, for example, define the color C and the type of visualization T.

On note que les paramètres R, L et T sont constants pour une même couche. Par contre, les paramètres de forme (angles initiaux), de rigidité (angles maximaux) et de relaxation élastique peuvent varier le long d'une même couche. Ainsi, lors de la montée d'une sonde faiblement rigide et à extrémité courbe sur un guide droit plus rigide, l'extrémité de la sonde est contrainte par le guide dont les caractéristiques sont prédominantes au niveau de la couche multioutils (guide et sonde), alors que la sonde reprend ses caractéristiques et sa courbure naturelle au sein d'une couche mono-outil lorsque le guide est retiré. Les paramètres multi-outils en question peuvent être déterminés en retenant par exemple l'angle maximal le plus faible, le coefficient d'amortissement et la constante de raideur les plus élevés des couches mono-ouitls, ainsi qu'une angulation initiale nulle. Toutefois les paramètres de la couche multi-outils peuvent aussi être obtenus par une combinaison pondérée des paramètres des couches mono-outils. It is noted that the parameters R, L and T are constant for the same layer. On the other hand, the shape (initial angles), stiffness (maximum angles) and elastic relaxation parameters can vary along the same layer. Thus, during the rise of a weakly rigid and curved end probe on a stiffer straight guide, the end of the probe is constrained by the guide whose characteristics are predominant at the multi-tool layer (guide and probe). , while the probe resumes its characteristics and its natural curvature within a single-tool layer when the guide is removed. The multi-tool parameters in question can be determined by retaining, for example, the lowest maximum angle, the highest damping coefficient and the stiffness constant of the single-hole layers, as well as zero initial angulation. However, the parameters of the multi-tool layer can also be obtained by a weighted combination of the parameters of the single-tool layers.

Selon le type de couche ou la valeur des paramètres des couches, la structure géométrique du modèle MBML est décomposée en différentes parties afin de gérer les différents types d'interactions intervenant dans la simulation de cathétérisme. Comme illustré par la figure 7, cette décomposition est réalisée à deux niveaux. Depending on the type of layer or the value of the parameters of the layers, the geometric structure of the MBML model is decomposed into different parts in order to manage the different types of interactions involved in the catheterization simulation. As illustrated in FIG. 7, this decomposition is carried out at two levels.

Au niveau de la forme, on distingue la partie formée 71 où les corps possèdent une angulation initiale non nulle (cas d'une extrémité non droite), de la partie droite 72 où les corps possèdent une angulation initiale nulle. Dans la suite, le terme extrémité droite se réfère au dernier corps de la partie droite. Au niveau du type de couche, on distingue la partie conjointe 73 qui regroupe les corps de la structure géométrique affectés par la couche multi-outils et la partie libre 74 qui regroupe les corps affectés uniquement par l'une des couches mono-outils, celles-ci ne pouvant être impliquées simultanément dans la partie libre. Dans le cas d'une simulation de cathétérisme faisant intervenir plusieurs outils, une commutation du type de couche (mono-outil vers multi-outils ou inversement) affecté aux corps lors de la navigation conjointe des deux outils, modifie la répartition des corps entre partie conjointe et partie libre. Si tous les corps de la partie conjointe ne possèdent pas une angulation initiale nulle, cette dernière partie peut être divisée aussi en une partie droite et une partie formée. 6.3 Procédé de gestion de la navigation d'un modèle MBML On décrit désormais en relation avec la figure 8 un procédé de gestion de la navigation d'un modèle MBML (tel que décrit ci-dessus aux paragraphes 6.1 et 6.2) selon un mode de réalisation particulier de l'invention. Comme illustré, le procédé de gestion de l'invention met en oeuvre différents types d'interactions : - les interactions Utilisateur/Outils El, initiatrices des autres interactions, qui impliquent des manipulations réalisées par l'utilisateur sur la partie proximale des outils virtuels (telles que par exemple une poussée, un retrait, une rotation, etc.) au moyen d'une interface homme/machine (par exemple un clavier alphanumérique, une souris 3D, un microphone, etc.) ; - les interactions Outil/Outil E2, qui se réfèrent principalement à la simulation conjointe de l'évolution de plusieurs outils tubulaires flexibles contraints l'un par l'autre (partiellement solidaires l'un de l'autre et glissant l'un par rapport à l'autre). Elles impliquent la mise à jour E21 des paramètres des corps en fonction du type de couche qui leur est associé, ainsi que la gestion des auto-collisions E22 (c'est-à-dire la collision d'un outil avec un autre outil) ; - les interactions Outils/Tissus E3, qui concernent d'une part la détection E31 et la gestion E32 des collisions entre les corps du modèle MBML et la structure virtuelle (qui est par exemple la représentation géométrique de structures vasculaires), et d'autre part la gestion des déformations E33 à appliquer aux outils, à la fois locale E331 (c'est-à-dire au niveau d'un corps) et globale E332 (c'est-à-dire au niveau d'un ensemble de corps) en réaction à une collision. 6.3.1 Interactions Outil/Tissu La manipulation des outils virtuels par l'utilisateur entraîne une modification de leurs formes au sein de la structure virtuelle anatomique. La simulation est réalisée sous l'hypothèse que les déformations de la paroi vasculaire sont négligeables comparées aux déformations subies par les outils. La structure anatomique est supposée rigide. Comme indiqué précédemment, les outils virtuels sont décrits par le modèle MBML. La structure anatomique est quant à elle décrite par un maillage surfacique précis et un volume binarisé. L'extraction de la description géométrique fine de structures vasculaires complexes peut, par exemple, être réalisée à partir de données patients issues d'un examen standard d'imagerie préopératoire 3D TDM au moyen de méthodes telles que celles décrites, par exemple, dans [Haigron, 04] et [Acosta, 05]. Outre les fonctions de détection E31 et de gestion E32 de collision, la boucle de déformation E33 impliquée dans la simulation des interactions Outils/Tissus fait intervenir une propagation de contrainte angulaire E333 et une relaxation élastique E334, comme le montre la figure 9. Détection de collision Afin de réaliser une simulation respectant des contraintes quasi temps réel et d'accélérer le processus de détection de collision E31, généralement coûteux en temps de calcul, un pipeline de détection de collision est mis en oeuvre au moyen de trois processus, à savoir : un processus de détection approximative E311, un processus de recherche de proximité E312 et un processus de détection exacte E313. Comme illustré par la figure 10, la détection exacte E313 repose sur l'utilisation d'une caméra virtuelle orthographique 80 associée à un corps 2. Plus précisément, le centre optique de la caméra virtuelle 80 est localisé au point d'origine du corps 2 et son axe de visée est orienté suivant l'axe principal du corps 2. Cette caméra virtuelle 80 dont la géométrie de projection est parallèle permet d'observer la scène dans un champ de vision restreint à un volume englobant. Ce volume est défini dans un parallélépipède rectangle correspondant à l'extrusion d'un carré, de côtés le rayon R du corps, entre les plans notés Near et Far qui sont distants l'un de l'autre de la longueur du corps L. Seuls les polygones situés entre ces plans sont rendus par la caméra virtuelle. La présence de polygones de la structure vasculaire virtuelle dans le champ de vision de la caméra virtuelle 80, implémentée au moyen de fonctions graphiques matérielles, indique une intersection entre le corps et le maillage décrivant la structure virtuelle, c'est-à-dire une collision. Afin d'accélérer la détection de collision et d'étendre la détection aux autres corps dans un processus de déformation global, l'étape de détection exacte E313 réalisée localement est complétée par une détection approximative E311 et une recherche de proximité E312. La détection approximative E311 utilise le volume binaire décrivant la structure anatomique pour déterminer si un corps est situé à l'intérieur ou à l'extérieur de la lumière artérielle délimitée par le maillage surfacique. Dans la recherche de proximité E312, le maillage surfacique initial permettant une description fine de la structure vasculaire virtuelle (on note que cette description fine requiert un nombre important de polygones) est décomposé selon une approche hiérarchique telle que celle décrite, par exemple, dans [Lenoir, 06]. Chaque branche du maillage (correspondant à une branche vasculaire) est décomposée en plusieurs segments décrits par un nombre limité de polygones. Le maillage de résolution élevé limité au(x) segment(s) retenus est ensuite exploité par le processus de détection exacte E313. Gestion de collision La gestion de collision doit fournir les coordonnées angulaires propices à l'annulation des collisions. Ces coordonnées angulaires peuvent être calculés de différentes manières en prenant en entrée les éléments intersectés établis lors de la détection exacte. Un calcul des normales des vertex intersectés peut être réalisé. Pour garder le bénéfice de la détection exacte réalisée à l'aide d'un matériel graphique, la mise en oeuvre d'une nouvelle méthode graphique (décrite ci-après) est privilégié. Bien entendu, il est possible d'envisager de mettre en oeuvre d'autres méthodes graphiques du moment qu'elles aboutissent aux calculs des coordonnées angulaires. La gestion des collisions E32 est fondée sur l'utilisation d'une caméra perspective virtuelle (non représentée) telle que celle décrite, par exemple, dans [Guilloux, 06]. Cette caméra associée à un corps donné du modèle MBML, implémentée au moyen de fonctions graphiques matérielles, et possédant un cône de vision défini par l'angle maximum 6,T,ax , est utilisée pour calculer une carte de mobilité représentant l'ensemble de l'espace accessible par ce corps donné. L'analyse de cette carte fournit des informations caractérisant l'espace libre (orientation de la surface, profondeur de la lumière,...) qui sont utilisées dans un processus de recherche angulaire E322 (aussi noté par la suite RA) pour déterminer les déplacements angulaires aX, a y à appliquer au corps donné pour annuler la collision. L'algorithme de répartition des déplacements angulaires est donné ci-15 dessous. Gestion des déformations La mise à jour de la structure géométrique du modèle MBML (en d'autres termes sa déformation en réponse à une collision) repose sur la mise en oeuvre des 20 processus de propagation de contrainte angulaire E333 et de relaxation E334. Ces processus prennent en compte les résultats de la détection E31 et de la gestion E32 de collision. Ces processus sont activés différemment en fonction du corps considéré sur la structure géométrique de l'outil en prenant en compte une détection de collision plus ou moins fine. I ii' ZZ51.E1â3e 'c 1v': I'iE~ 1:Ft'v: a E?4:IF~I'<a Pour garantir que tous les corps (c'est-à-dire le corps source et les corps d'indice inférieur au corps source) se trouvent bien dans la lumière artérielle lorsque qu'une déformation est appliquée à l'outil en vue de l'annulation d'une collision sur son extrémité, le processus itératif effectivement mis en oeuvre fait intervenir les différents types de détection de collision E311, E312 et E313, la recherche angulaire E322 et la propagation de contrainte angulaire élémentaire E333 au travers d'un algorithme APCA+ donné ci-dessous. f Z#l'liY.ztai.lrf At the level of the shape, there is formed part 71 where the bodies have a non-zero initial angulation (case of a non-right end), the right part 72 where the bodies have zero initial angulation. In the following, the term right end refers to the last body of the right part. At the level of the type of layer, there is the joint part 73 which groups together the bodies of the geometrical structure affected by the multi-tool layer and the free part 74 which groups the bodies affected only by one of the single-tool layers, those they can not be involved simultaneously in the free part. In the case of a catheterization simulation involving several tools, a switching of the layer type (mono-tool to multi-tool or vice versa) assigned to the bodies during the joint navigation of the two tools, modifies the distribution of the bodies between parts. spouse and free party. If all the bodies of the joint part do not have a zero initial angulation, this last part can be divided into a straight part and a formed part as well. 6.3 Method for managing the navigation of an MBML model A method for managing the navigation of an MBML model (as described above in paragraphs 6.1 and 6.2) is now described in connection with FIG. particular embodiment of the invention. As illustrated, the management method of the invention implements different types of interactions: the user / tool interactions El, initiator of the other interactions, which involve manipulations carried out by the user on the proximal part of the virtual tools ( such as, for example, a push, a pull, a rotation, etc.) by means of a man / machine interface (for example an alphanumeric keyboard, a 3D mouse, a microphone, etc.); - Tool / Tool E2 interactions, which refer mainly to the joint simulation of the evolution of several flexible tubular tools constrained by each other (partially integral with each other and sliding relative to each other). to the other). They involve the E21 update of the body parameters according to the type of layer associated with them, as well as the E22 self-collision management (that is, the collision of a tool with another tool) ; the E3 Tools / Tissue interactions, which concern on the one hand the E31 detection and the E32 management of collisions between the bodies of the MBML model and the virtual structure (which is for example the geometric representation of vascular structures), and on the other hand the management of the E33 deformations to be applied to the tools, both local E331 (that is to say at the level of a body) and global E332 (that is to say at the level of a set of bodies ) in response to a collision. 6.3.1 Tool / Fabric Interactions The manipulation of virtual tools by the user entails a modification of their forms within the anatomical virtual structure. The simulation is carried out under the assumption that the deformations of the vascular wall are negligible compared to the deformations undergone by the tools. The anatomical structure is supposed to be rigid. As mentioned earlier, the virtual tools are described by the MBML model. The anatomical structure is described by a precise surface mesh and a binarized volume. Extraction of the fine geometric description of complex vascular structures may, for example, be performed from patient data derived from a standard preoperative 3D TDM imaging examination using methods such as those described, for example, in [ Haigron, 04] and [Acosta, 05]. In addition to the E31 detection and collision E32 management functions, the E33 deformation loop involved in the simulation of the Tools / Tissue interactions involves E333 angular stress propagation and E334 elastic relaxation, as shown in Figure 9. collision In order to perform a simulation that complies with quasi-real-time constraints and to speed up the E31 collision detection process, which is generally expensive in terms of calculation time, a collision detection pipeline is implemented by means of three processes, namely: an approximate E311 detection process, an E312 proximity search process and an E313 exact detection process. As illustrated in FIG. 10, the exact detection E313 is based on the use of an orthographic virtual camera 80 associated with a body 2. More precisely, the optical center of the virtual camera 80 is located at the point of origin of the body 2 and its axis of sight is oriented along the principal axis of the body 2. This virtual camera 80, whose projection geometry is parallel, makes it possible to observe the scene in a field of view restricted to an enclosing volume. This volume is defined in a rectangular parallelepiped corresponding to the extrusion of a square, with sides the radius R of the body, between the planes noted Near and Far which are distant from each other by the length of the body L. Only the polygons between these planes are rendered by the virtual camera. The presence of polygons of the virtual vascular structure in the field of view of the virtual camera 80, implemented by means of hardware graphical functions, indicates an intersection between the body and the mesh describing the virtual structure, i.e. collision. In order to speed up collision detection and extend detection to other bodies in a global deformation process, the exact local E313 detection step is completed with an approximate E311 detection and E312 proximity search. The approximate detection E311 uses the binary volume describing the anatomical structure to determine whether a body is located inside or outside the arterial lumen delimited by the surface mesh. In the E312 proximity search, the initial surface mesh allowing a fine description of the virtual vascular structure (note that this fine description requires a large number of polygons) is decomposed according to a hierarchical approach such as that described, for example, in [ Lenoir, 06]. Each branch of the mesh (corresponding to a vascular branch) is decomposed into several segments described by a limited number of polygons. The high resolution mesh limited to the selected segment (s) is then exploited by the exact detection process E313. Collision Management Collision Management must provide the angular coordinates that are conducive to crash cancellation. These angular coordinates can be calculated in different ways by taking as input the intersected elements established during the exact detection. A calculation of the normals of the intersected vertices can be made. In order to keep the benefit of the exact detection carried out using graphic material, the implementation of a new graphic method (described below) is preferred. Of course, it is possible to consider implementing other graphical methods as long as they lead to calculations of angular coordinates. The management of E32 collisions is based on the use of a virtual perspective camera (not shown) such as that described, for example, in [Guilloux, 06]. This camera associated with a given body of the MBML model, implemented by means of hardware graphical functions, and having a cone of vision defined by the maximum angle 6, T, ax, is used to calculate a mobility map representing the set of the space accessible by this given body. The analysis of this map provides information characterizing the free space (orientation of the surface, depth of the light, ...) which are used in an angular search process E322 (also noted afterward RA) to determine the angular displacements aX, ay to be applied to the given body to cancel the collision. The angular displacement distribution algorithm is given below. Deformation Management The updating of the geometric structure of the MBML model (in other words its deformation in response to a collision) is based on the implementation of the E333 angular stress propagation and E334 relaxation processes. These processes take into account the results of E31 detection and collision E32 management. These processes are activated differently depending on the body considered on the geometric structure of the tool taking into account a more or less fine collision detection. To ensure that all bodies (that is, the source body and the body of the body) are covered by the following equation: the bodies of index lower than the source body) are well in the arterial lumen when a deformation is applied to the tool in order to cancel a collision on its end, the iterative process effectively implemented makes to intervene the different types of collision detection E311, E312 and E313, the angular search E322 and the elementary angular stress propagation E333 through an algorithm APCA + given below. f Z # the liY.ztai.lrf

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Le processus itératif effectivement mis en oeuvre pour effectuer la relaxation élastique est décrite par l'algorithme Relaxation+ donné ci-dessous. 22 r.r { 1 .Jt' ~ ..~ t Fi.: par is 12: ;°r L f ,r7,r ti t r i: [%] Fin. SI + (t 1;Étil [ ,>I'31.1 t 1 . : : ' t ; ' , ' 11t tt'<;'1;i 'i-n ;k ïpl l )xint<3:[fve t.Ell n. i.'} ) irrtüirat{?t. d[.~ tt'F,t., I: r -} r ..:. tir [v,] tr. .v rt [:] ;"".' :sr i>..[' ] +ts>',: tt tt.r': ~.:F [.`:] I r t a:Y r jr] :' F *tr [':I } ,rt l {'i.] ~t`sc + Fret Ct: t .'['.. ]. ' .;--file-. .a.~- .. ir` * t. 25: Fin. P(nur- hie i'-azt~r1 .t r i . ':~'~.~ t it~.:;: 27 Fin.'~'.Irii~,i- F.. . 3É1'' I .'ï~ Ir j1U La relaxation élastique est appliquée à partir du corps le plus ancien jusqu'à l'extrémité distale de l'outil. Afin de connaître la position d'un corps par rapport à la lumière (c'est-à-dire la zone d'espace libre) et de calculer la force de pénalité, une détection approximative de collision E311 est réalisée à chaque itération. Pour éviter qu'une valeur d'angle soit supérieure à l'angle Omax , la valeur de l'angle et de la vitesse peuvent être réinitialisées avant d'effectuer l'intégration. De même une force supplémentaire peut être ajoutée dans l'équation du mouvement du ressort afin de contraindre le modèle. Les collisions résiduelles éventuelles sont traitées à l'issue de la relaxation par la procédure APCA+ (décrite ci-dessus) ré-appliquée sur l'ensemble des corps déplacés si une collision exacte est détectée. Les procédures APCA+ et Relaxation+ sont exécutées consécutivement sur un corps ou un ensemble de corps afin de gérer deux types de déformations : - déformation locale : lorsqu'on réalise une action de type déplacement ou mise à jour d'une couche sur un corps donné, cette action peut entraîner une collision localement au corps donné. Cette collision est ensuite annulée au moyen d'un algorithme de déformation locale DL donné ci- dessous ; - déformation globale : en réponse à une collision, le déplacement d'un corps donné peut entraîner un déplacement sur tous les corps d'indice supérieur au corps donné, entraînant ainsi des collisions simultanées sur différents points du maillage représentant la structure anatomique virtuelle. La boucle de déformation globale DG est en mesure de gérer plusieurs collisions tout en garantissant la rapidité de la convergence de la simulation. L'algorithme de déformation globale DG est donné ci-dessous. Il est important de noter qu'à ce stade, du fait qu'aucun corps ne soit ajouté à la structure géométrique de l'outil, la détection exacte réalisée dans les boucles APCA+ et Relaxation+ n'implique pas une recherche de proximité préalable, c'est-à-dire une recherche du segment anatomique. 6.3.2 Interactions Outil/Outil Les interactions outil/outil sont introduites lorsqu'il est nécessaire de 20 mettre à jour les paramètres des corps, soit pour simuler l'avancée d'un outil lors de la navigation conjointe, soit pour représenter les propriétés d'hétérogénéité des Faiee ?r ~ outils. Les cas d'auto-collision appartiennent aussi aux interactions outil/outil. Celles-ci se produisent lorsque les outils entrent en collision avec eux-mêmes. A l'exception de la rigidité qui peut évoluer le long d'une couche lors de la navigation des outils, les autres paramètres affectant le comportement de l'outil (rayon, angulation initiale,...) sont exclusivement mis à jour lorsqu'un corps commute d'une couche mono-outil vers une couche multi-outils, et inversement. Cette commutation implique ainsi différentes mises à jour effectuées simultanément. Les processus de mise à jour s'appliquent ici localement, seuls les parents d'un corps donné (c'est-à-dire les corps d'indice inférieur au corps donné) sont affectés. Les déplacements engendrés sur les corps fils (c'est-à-dire les corps d'indice supérieur au corps donné) et la mise à jour globale du modèle au cours de la navigation sont traités au niveau de la gestion des interactions utilisateurs outils. De même, il n'est question ici que de déformations liées à la mise à jour des paramètres. The iterative process actually implemented to perform elastic relaxation is described by the Relaxation + algorithm given below. 22 rrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrr SI + (t 1;,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,. . i. '}) irrtirat {? t. d [. ~ tt'F, t., I: r -} r ..:. shot [v,] tr. .v rt [:]; "". ' : sr i> .. ['] + ts>',: tt tt.r ': ~.: F [.`:] I rta: Yr jr]:' F * tr [': I}, rt {'i.] ~ t`sc + Freight Ct: t.' ['..]. - file. .a. ~ - .. ir` * t. 25: End. P (nurhie i'-azt ~ r1 .tri. ': ~' ~. ~ It ~.:;: 27 Fin. '~' .Irii ~, i- F ... The elastic relaxation is applied from the oldest body to the distal end of the tool in order to know the position of a body with respect to the light (ie the area of free space) and to calculate the penalty force, an approximate collision detection E311 is performed at each iteration.To avoid that an angle value is greater than the angle Omax, the value of the angle and speed can be reset prior to integration, and an additional force can be added to the spring motion equation to constrain the model, and any residual collisions are treated upon relaxation. by the APCA + procedure (described above) re-applied to all displaced bodies if an exact collision is detected APCA + and Relaxation procedures + are executed consecutively on a body or a set of bodies in order to manage two types of deformations: - local deformation: when carrying out an action of type displacement or update of a layer on a given body, this action can result a collision locally to the given body. This collision is then canceled by means of a local deformation algorithm DL given below; global deformation: in response to a collision, the displacement of a given body can cause a displacement on all bodies of index higher than the given body, thus causing simultaneous collisions on different points of the mesh representing the virtual anatomical structure. The global deformation loop DG is able to manage several collisions while guaranteeing the speed of convergence of the simulation. The global deformation algorithm DG is given below. It is important to note that at this stage, because no body is added to the geometric structure of the tool, the exact detection performed in the APCA + and Relaxation + loops does not imply a prior proximity search. that is to say a search of the anatomical segment. 6.3.2 Tool / Tool Interactions Tool / tool interactions are introduced when it is necessary to update the body parameters, either to simulate the advancement of a tool during joint navigation, or to represent the properties. the heterogeneity of the tools. Self-collision cases also belong to tool / tool interactions. These occur when the tools collide with themselves. With the exception of the rigidity that can evolve along a layer during the navigation of tools, the other parameters affecting the behavior of the tool (radius, initial angulation, ...) are exclusively updated when a body switches from a single-tool layer to a multi-tool layer, and vice versa. This switching thus involves different updates made simultaneously. Update processes apply here locally, only the parents of a given body (ie bodies with subscript below the given body) are affected. Displacements generated on the child bodies (that is to say bodies with a subscript greater than the given body) and the global update of the model during the navigation are processed at the level of management of user interaction tools. In the same way, it is only a question here of deformations related to the update of the parameters.

La mise à jour temps réel des paramètres de rigidité est réalisée au niveau de la propagation angulaire (angle 6,T,ax) et de la relaxation élastique (dt, y, KG et K). La mise à jour angulaire peut impliquer une nouvelle contrainte, par exemple, pour une nouvelle valeur 6,T,ax , inférieure à l'ancienne valeur, les angles ex , 0y peuvent ne plus satisfaire la nouvelle contrainte angulaire. Dans ce dernier cas, le ou les angles supérieurs à emax sont associés à cette valeur maximale afin que la contrainte soit satisfaite. Une collision éventuelle est alors gérée par une déformation locale DL au corps considéré. L'algorithme de mise à jour de la contrainte angulaire est donné ci-dessous. 1 .:?y: ,., ?s.tlLki`ti On note que la mise à jour des paramètres de relaxation ne cause pas directement une contrainte car ils interviennent toujours après une propagation angulaire. Leur mise à jour ne nécessite donc pas de déformation immédiate pour satisfaire une contrainte. The real-time update of the stiffness parameters is performed at the level of the angular propagation (angle 6, T, ax) and the elastic relaxation (dt, y, KG and K). The angular update may imply a new constraint, for example, for a new value 6, T, ax, lower than the old value, the angles ex, 0y may no longer satisfy the new angular constraint. In the latter case, the angle or angles greater than emax are associated with this maximum value so that the constraint is satisfied. An eventual collision is then managed by a local deformation DL to the body considered. The algorithm for updating the angular stress is given below. It is noted that the updating of the relaxation parameters does not directly cause a constraint because they always intervene after an angular propagation. Their updating does not therefore require immediate deformation to satisfy a constraint.

Dans un mode de réalisation particulier, La mise à jour du rayon d'un corps donné intervient lors de la commutation d'une couche vers une autre. Si le nouveau rayon Rnew est inférieur à l'ancien rayon Raid, le corps est relaxé afin de se déplacer en contact avec la paroi artérielle. A l'inverse, si Rnew est supérieur à Rosa une déformation locale DL est réalisée sur le corps pour annuler une collision éventuelle. L'algorithme de mise à jour du rayon d'un corps est donné ci-dessous. La mise à jour de l'angulation initiale implique quant à elle obligatoirement un déplacement lorsque celle-ci n'est pas égale à la précédente. En cas de déplacement, une déformation locale DL est toujours réalisée. Lors d'une commutation de couche, par exemple, lorsque les paramètres d'un corps prennent les valeurs d'une nouvelle couche, toutes les mises à jour précédentes sont réalisées simultanément. Les déformations locales ou les relaxations ne sont exécutées qu'une seule fois si elles sont nécessaires selon les cas décrits précédemment. Outre les fonctions de mise à jour des paramètres des outils, les interactions Outil/Outil concernent aussi la détection des auto-collisions. La figure 11 illustre une auto-collision entre un premier corps 91 et un deuxième corps 92. La forte interdépendance entre des corps consécutifs du modèle MBML peut être exploitée pour accélérer la détection des cas d'auto-collision en exploitant les deux critères suivants : - deux corps ne peuvent pas entrer en collision si la courbure naturelle du modèle ne le permet pas ; - deux corps ne peuvent pas entrer en collision s'ils ne se trouvent pas dans le même segment du maillage décrivant la surface anatomique. In a particular embodiment, the update of the radius of a given body occurs when switching from one layer to another. If the new radius Rnew is smaller than the old radius Raid, the body is relaxed in order to move in contact with the arterial wall. On the other hand, if Rnew is superior to Rosa, a local deformation DL is made on the body to cancel a possible collision. The algorithm for updating the radius of a body is given below. The update of the initial angulation necessarily involves a displacement when it is not equal to the previous one. In case of displacement, DL local deformation is always performed. During a layer switch, for example, when the parameters of a body take the values of a new layer, all the previous updates are performed simultaneously. Local deformations or relaxations are performed only once if they are necessary according to the cases described previously. In addition to tool update functions, tool / tool interactions also affect auto-collision detection. FIG. 11 illustrates a self-collision between a first body 91 and a second body 92. The strong interdependence between consecutive bodies of the MBML model can be exploited to accelerate the detection of self-collision cases by using the following two criteria: - two bodies can not collide if the natural curvature of the model does not allow it; - two bodies can not collide if they are not in the same segment of the mesh describing the anatomical surface.

La courbure d'un ensemble de corps est limitée par l'angle maximal umax de chacun d'eux. Chaque corps peut ainsi connaître les collisions potentielles avec les corps de sa descendance (ses fils) ou de son ascendance (ses pères) partageant avec lui un segment du maillage. A partir du corps le plus ancien (i.e corps d'indice inférieur au corps primaire) dans un segment, les angles maximaux umax des corps consécutifs sont cumulés jusqu'au corps le plus jeune (i.e corps d'indice supérieur au corps primaire) dans le segment considéré. Dans ces conditions, une auto-collision peut exister si la somme des angles maximaux est supérieure à 180°. Dans ce cas, les fonctions matérielles graphiques E321 sont utilisées pour effectuer le rendu du corps le plus ancien au lieu des segments de la surface anatomique, et détecter la collision. Cette collision est gérée en appliquant une déformation locale DL sur les plus jeunes des corps afin de limiter le nombre de corps déplacés. Une déformation globale DG est ensuite réalisée à partir du corps déplacé jusqu'à l'extrémité droite du modèle. 6.3.3 Interactions Utilisateur/Outil Les interactions Utilisateur/Outil entraînent les interactions Outil/Outil lorsqu'un outil est manipulé par rapport à un autre outil, puis les interactions Outils/Tissus lorsque l'outil manipulé se déforme suite à une collision. Le comportement de l'outil est dirigé par les réactions de son extrémité. Quand celle-ci est contrainte par la structure vasculaire, l'outil se courbe. Suite à une nouvelle manipulation, celle-ci peut être libérée. L'outil se rigidifie et prend alors la courbure minimale. La gestion des interactions utilisateur / outil(s) consiste à reporter l'action réalisée par l'utilisateur sur l'extrémité distale de l'outil manipulé, et non pas à appliquer directement cette action sur le point d'insertion du modèle. La gestion de ces interactions peut impliquer des procédures différentes si l'utilisateur interagit avec un outil libre ou s'il interagit avec un outil coulissant sur un autre outil. On parlera alors de navigation libre lorsque les interactions de l'utilisateur s'appliquent à la partie libre du modèle (couche mono-outil) et de navigation conjointe lorsqu'elles s'appliquent à la partie conjointe (couche multi-outils). Dans tous les cas, un seul outil est manipulé à la fois. The curvature of a set of bodies is limited by the maximum angle umax of each of them. Each body can thus know the potential collisions with the bodies of his descendants (his sons) or of his ancestry (his fathers) sharing with him a segment of the mesh. From the oldest body (ie body of index lower than the primary body) in a segment, the maximum angles umax of the consecutive bodies are cumulated up to the youngest body (ie body of index superior to the primary body) in the segment considered. Under these conditions, a self-collision can exist if the sum of the maximum angles is greater than 180 °. In this case, the graphic hardware functions E321 are used to render the oldest body instead of the segments of the anatomical surface, and to detect the collision. This collision is managed by applying DL local deformation to the youngest bodies to limit the number of displaced bodies. An overall deformation DG is then made from the displaced body to the right end of the model. 6.3.3 User / Tool Interactions User / Tool interactions cause Tool / Tool interactions when a tool is manipulated with respect to another tool, and then Tools / Tissue interactions when the tool being manipulated deforms as a result of a collision. The behavior of the tool is directed by the reactions of its end. When this is constrained by the vascular structure, the tool bends. Following a new manipulation, it can be released. The tool stiffens and then takes the minimum curvature. The management of user / tool interactions consists of postponing the action performed by the user on the distal end of the tool being manipulated, and not applying this action directly to the insertion point of the model. Managing these interactions may involve different procedures if the user interacts with a free tool or if he or she interacts with a sliding tool on another tool. We will then speak of free navigation when the user's interactions apply to the free part of the model (single-tool layer) and of joint navigation when they apply to the joint part (multi-tool layer). In all cases, only one tool is handled at a time.

Translation d'un outil (poussée et retrait) Lorsque l'outil manipulé présente une partie libre, les simulations de la poussée ( push-forward en anglais) et du retrait ( pull-back en anglais) de l'outil se traduisent respectivement par l'ajout et la suppression d'un corps. Dans le mode de réalisation particulier illustré par la figure 12, la poussée du guide se traduit par l'ajout d'un corps 900 à l'extrémité droite du modèle. Lorsque l'outil manipulé coulisse sur un autre outil et ne présente pas de partie libre, les simulations de la poussée et du retrait de l'outil se traduisent par le changement de couche de l'un des corps situé de part et d'autre de l'extrémité de la partie conjointe Cette opération de translation d'outil nécessite une mise à jour des paramètres de rigidité de l'outil qui est de nature hétérogène et implique un repositionnement de l'outil dans la lumière ou la cavité par une déformation locale DL ou globale DG. Ainsi la simulation d'une translation de l'outil peut être résumée par les deux étapes suivantes : - mise à jour des paramètres de rigidité liée à l'hétérogénéité de l'outil ; - déformation du modèle causée par l'ajout, le retrait ou le changement de couche d'un corps. Mise à jour de la rigidité Un outil est considéré comme hétérogène lorsqu'il est composé de parties de rigidités distinctes (généralement deux ou trois pour un guide). Lors de la navigation, ces différentes parties doivent se déplacer en concordance avec la manipulation réalisée. Celle ci se traduit au niveau des corps par la mise à jour de corps en corps de la rigidité. Cette propagation est réalisée au niveau d'une couche donnée. La mise à jour n'est nécessaire que pour les corps situés à la frontière entre deux parties de rigidités différentes de la couche donnée. Chacune de ces parties de rigidité homogène est décrite par un nombre précis de corps. La mise à jour des rigidités, d'une même couche, est appliquée aux corps situés entre deux parties de rigidités différentes. Pour la partie conjointe, la mise à jour est effectuée sur une couche mono-outil, ce qui implique le re-calcul des valeurs de paramètres correspondant à la couche multi-outils. Comme illustré par la figure 13, le processus de mise à jour de la rigidité démarre à partir du point d'insertion Pi du modèle. A partir de ce corps, la première frontière entre le corps C; et le corps C;+1 de rigidité différente pour la couche manipulée est recherchée. Deux parties de rigidité distincte sont ainsi définies, la première entre Co et C;, la seconde entre C;+1 et C;+n. Pour la poussée, la rigidité du corps fils C;+1 est mise à jour avec celle de C. L'inverse pour le retrait où le corps C; est mis à jour avec la rigidité de C;+1. Si une mise à jour de la rigidité a causé un déplacement, une déformation globale DG est effectuée sur tous les corps entre C;+2 et C;+n pour la poussée (C;+1 ayant déjà été traité), ou C;+1 et C;,-1 pour le retrait (C;+n étant traité par la mise à jour suivante ou par l'étape suivante en étant retiré). Cette déformation rétablit les corps dans la lumière. Si l'extrémité droite n'est pas atteinte, le même processus est répété à cette frontière entre C;+n et C;+n+1 itérativement jusqu'à ce que C;+n soit le dernier corps de l'extrémité droite du modèle. L'algorithme de l'évolution de la rigidité le long d'une couche donnée est donné ci-dessous. à joui intérieure lors f)t"x { irid ic: e .:le f 11 Fiiÿi: 4,. ri]i. Pour iii I' 1 xced lre 1, 2. 1'.iri Si Pour 1 ai - t-' ' 'llir'e procerIitr°e 1iet.i. 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Les collisions sont ensuite recherchées sur les corps 1004 et 1005 correspondant à l'extrémité formée et le dernier corps 1002 introduit. Sur ces mêmes corps, une déformation globale DG est exécutée si une collision est détectée. En l'absence d'extrémité formée, la déformation est locale à l'extrémité droite et non plus globale (seul un corps est traité). Le nombre N de pères affectés par la déformation causée par l'ajout de ce corps est sauvegardé pour être réutilisé lors de la simulation du retrait. A l'inverse de la poussée, et comme illustré par la figure 14b, la simulation du retrait soustrait le dernier corps 1001 de l'extrémité droite du modèle. Le corps 1003 devient alors le dernier corps de l'extrémité droite du modèle. L'angle 9z du corps retiré est ajouté à celui de son père afin que ce retrait n'ait pas d'incidence sur l'orientation de l'extrémité formée. Le nombre N de pères affectés par de l'ajout du corps d'indice i est réutilisé pour relaxer simultanément tous les pères à l'extrémité formée. Navigation conjointe Dans le mode de réalisation illustré par la figure 15, pour simuler la poussée, le fils 1020 du corps 1010 de l'extrémité de la partie conjointe passe de la couche mono-outil à la couche multi-outils. Pour le retrait, le corps 1010 de l'extrémité de la partie conjointe commute de la couche multi-outils à la couche mono-outil. La couche mono-outil employée est celle de l'outil non manipulé. Translation of a tool (push and pull) When the manipulated tool has a free part, the simulations of the push-forward and pull-back of the tool are translated respectively by adding and removing a body. In the particular embodiment illustrated in Figure 12, the thrust of the guide results in the addition of a body 900 at the right end of the model. When the manipulated tool slides on another tool and has no free part, the simulations of the thrust and the withdrawal of the tool result in the change of layer of one of the bodies located on either side of the end of the joint part This tool translation operation requires an update of the rigidity parameters of the tool which is heterogeneous in nature and involves a repositioning of the tool in the light or the cavity by a deformation local DL or global DG. Thus the simulation of a translation of the tool can be summarized by the following two steps: - update of the stiffness parameters related to the heterogeneity of the tool; - model distortion caused by adding, removing or changing a body layer. Updated rigidity A tool is considered heterogeneous when it is composed of parts of distinct rigidities (usually two or three for a guide). During navigation, these different parts must move in accordance with the manipulation performed. This one is translated at the level of the bodies by the update of body in body of rigidity. This propagation is performed at a given layer. The update is necessary only for the bodies situated at the border between two parts of different rigidities of the given layer. Each of these parts of homogeneous rigidity is described by a precise number of bodies. The updating of the rigidities, of the same layer, is applied to the bodies located between two parts of different rigidities. For the joint part, the update is performed on a single-tool layer, which involves the re-calculation of the parameter values corresponding to the multi-tool layer. As shown in Figure 13, the rigidity update process starts from the Pi insertion point of the model. From this body, the first boundary between the body C; and the body C 1 +1 of different stiffness for the manipulated layer is sought. Two parts of distinct rigidity are thus defined, the first between Co and C; the second between C; +1 and C; + n. For the thrust, the rigidity of the son body C; +1 is updated with that of C. The reverse for the withdrawal where the body C; is updated with the stiffness of C; +1. If an update of the rigidity caused a displacement, a global deformation DG is made on all the bodies between C; +2 and C; + n for the thrust (C; +1 having already been treated), or C; +1 and C; - 1 for removal (C; + n being processed by the next update or the next step removed). This deformation restores the bodies in the light. If the right end is not reached, the same process is repeated at this boundary between C; + n and C; + n + 1 iteratively until C; + n is the last body of the right end of the model. The algorithm of the evolution of the rigidity along a given layer is given below. with an inner jouissance when f) t "x {irid ic: e .: the f 11 Fiiÿi: 4 ,. ri] i For the 1 xced 1, 2. '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '. ti lih a rrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrn o.> {1] Make:) E7. @ tl {'li3rji) i #. + of .at2 .IF.iT-ëii 4 dldf i} fe: + the #' 3irt ii it: i: y: l ? E7Srt iii {`In. I> rocecl.11re For [T \ IISE S HI .a. Eu. ~ 32 dr lt hrnrn Free navigation As illustrated in Figure 14a, the simulation of a translation manipulation of the tool is accomplished by adding or removing a body at the right end of the model corresponding to the body 1001 index I. The thrust of the tool results in the addition of a body 1002. This new body 1002 of index i + 1 has the parameters of its father (body 1001) corresponding to the layer of the pushed tool. proximity is then performed on the new body 1002 and the formed part of the model then makes it possible to affect the mesh segments for the collision detection. The collisions are then sought on the bodies 1004 and 1005 corresponding to the formed end and the last body 1002 introduced. On these same bodies, a global deformation DG is executed if a collision is detected. In the absence of formed end, the deformation is local at the right end and no longer global (only a body is treated). The number N of fathers affected by the deformation caused by the addition of this body is saved to be reused during the simulation of the withdrawal. In contrast to the thrust, and as shown in FIG. 14b, the simulation of the withdrawal subtracts the last body 1001 from the right end of the model. The body 1003 then becomes the last body of the right end of the model. The angle 9z of the removed body is added to that of his father so that this withdrawal does not affect the orientation of the formed end. The number N of fathers affected by the addition of the body of index i is reused to simultaneously relax all fathers at the formed end. Joint Navigation In the embodiment illustrated in Figure 15, to simulate the thrust, the son 1020 of the body 1010 of the end of the joint portion passes from the single-tool layer to the multi-tool layer. For the withdrawal, the body 1010 of the end of the joint part switches from the multi-tool layer to the single-tool layer. The single-tool layer used is that of the uncooled tool.

Pour la manipulation de la sonde, l'outil fixe est le guide et inversement pour la manipulation du guide. Une déformation globale DG est ensuite réalisée sur la nouvelle partie libre. Rotation de l'outil Dans la suite de la description, on suppose qu'il n'y a pas d'effet de torque. Ainsi, ce n'est qu'en présence d'une partie formée qu'une rotation a une influence sur la structure géométrique du modèle. L'intégralité d'une rotation effectuée par l'utilisateur est rendue sur l'extrémité non contrainte de la partie libre. Cet ensemble de corps non contraints est identifié par les corps qui, à partir de l'extrémité droite, ne sont pas en contact avec la paroi vasculaire de la structure virtuelle. Dans un premier temps, à partir de l'extrémité droite, le corps étant entré le dernier en collision est recherché. La partie non contrainte du modèle est donc située entre le fils de ce corps et l'extrémité. L'angle de rotation souhaité est ajouté à l'angle en 9z de ce fils. Lorsque l'extrémité droite est en contact avec la paroi vasculaire de la structure virtuelle, l'angle de rotation souhaité est affecté au premier corps de l'extrémité formée. Enfin, un processus de déformation globale DG est exécuté sur tous les corps fils du corps affecté. 6.3.4 Exemples de simulation de cathétérisme Les figures 16a à 16d présentent des exemples de simulation et de navigation d'instruments flexibles au sein de structures tubulaires. Les structures tubulaires considérées sont des structures vasculaires dont la description géométrique a été obtenue à partir de l'examen d'imagerie préopératoire standard, à savoir l'angioscanner X. Le nombre de polygones utilisé pour la description des maillages vasculaires varie de 11172 à 68112 pour la structure aorto-iliaque complète. La figure 16a illustre un exemple de simulation de navigation de deux outils 2002 et 2003 de caractéristiques homogènes et de rigidités différentes, au sein d'une artère iliaque 2001. La figure 16b illustre un exemple de simulation de navigation de deux 30 outils 2005 et 2006 de caractéristiques homogènes, de mêmes rigidités, et de rayons différents (le rayon de l'outil 2006 est supérieur à celui de l'outil 2005), au sein d'une artère iliaque 2004. La figure 16c illustre un exemple de simulation de navigation d'un outil homogène 2008 et d'un outil hétérogène 2009 comprenant une extrémité 2010 5 flexible, au sein d'une artère iliaque 2004. La figure 16d illustre un exemple de simulation de navigation d'un outil homogène 2020 et de deux outils hétérogènes 2030 et 2040 utilisés conjointement au sein d'une artère iliaque 2050. Dans le cas de la simulation conjointe, les outils 2030 et 2040 de rigidités différentes coulissent l'un par rapport à l'autre. 10 ANNEXE 1 Acosta O, Gôksu G, Lucas A, Kulik C, Rolland Y, Haigron P. Geometrical description of anatomical structures based on virtual exploratory navigation. Surgetica; 2005; Grenoble, France; 2005. p.437-45. For the manipulation of the probe, the fixed tool is the guide and vice versa for the manipulation of the guide. A global deformation DG is then performed on the new free part. Rotation of the tool In the rest of the description, it is assumed that there is no torque effect. Thus, it is only in the presence of a formed part that a rotation has an influence on the geometric structure of the model. The entire rotation performed by the user is rendered on the unconstrained end of the free part. This set of unconstrained bodies is identified by the bodies which, from the right end, are not in contact with the vascular wall of the virtual structure. At first, from the right end, the body being entered the last collision is searched. The unconstrained part of the model is therefore located between the son of this body and the end. The desired angle of rotation is added to the angle at 9z of this son. When the right end is in contact with the vascular wall of the virtual structure, the desired angle of rotation is assigned to the first body of the formed end. Finally, a DG global deformation process is performed on all the body bodies of the affected body. 6.3.4 Examples of Catheterization Simulations Figures 16a to 16d present examples of simulation and navigation of flexible instruments within tubular structures. The tubular structures considered are vascular structures whose geometrical description was obtained from the standard preoperative imaging examination, namely X-ray CT. The number of polygons used for the description of the vascular meshes varies from 11172 to 68112. for complete aortoiliac structure. FIG. 16a illustrates an example of a navigation simulation of two tools 2002 and 2003 of homogeneous characteristics and of different rigidities, within an iliac artery 2001. FIG. 16b illustrates an example of a navigation simulation of two 30 tools 2005 and 2006 of homogeneous characteristics, of the same rigidities, and of different radii (the radius of the tool 2006 is greater than that of the tool 2005), within an iliac artery 2004. Figure 16c illustrates an example of navigation simulation a homogeneous tool 2008 and a heterogeneous tool 2009 including a flexible end 2010, within an iliac artery 2004. Figure 16d illustrates an example of navigation simulation of a homogeneous tool 2020 and two heterogeneous tools 2030 and 2040 used together in an iliac artery 2050. In the case of the joint simulation, the tools 2030 and 2040 of different rigidities slide relative to each other. 10 APPENDIX 1 Acosta O, Goksu G, Lucas A, Kulik C, Rolland Y, Haigron P. Geometrical description of anatomical structures based on virtual exploratory navigation. Surgetica; 2005; Grenoble, France; 2005. p.437-45.

Anderson, H., Chui, C., Cai, Y., and et al (2002). Virtual reality training in interventional radiology. In Thieme Medical Publishing, N. Y., editor, Seminars in Interventional Radiology, volume 19, pages 179-184. Anderson, H., Chui, C., Cai, Y., et al (2002). Virtual reality training in interventional radiology. In Thieme Medical Publishing, N. Y., Editor, Seminars in Interventional Radiology, Vol. 19, pp. 179-184.

Analytical guide wire motion algorithm for simulation of endovascular interventions. M. K. Konings, E. B. van de Kraats, T. Alderliesten and W. J. Niessen. Medical and Biological Engineering and Computing, Volume 41, Number 6 / novembre 2003 Analytical guide wire motion algorithm for simulation of endovascular interventions. K. Konings, B. van de Kraats, T. Alderliesten and W. J. Niessen. Medical and Biological Engineering and Computing, Volume 41, Number 6 / November 2003

Suraj Bhat, Thenkurussi Kesavadas and Kenneth R. Hoffmann (2005). A physically-based model for guidewire simulation on patient-specific data. Volume 1281, May 2005, Pages 479-484 CARS 2005: Computer Assisted Radiology and Surgery 25 [Guilloux, 06] Guilloux V, Haigron P, Gôksu C, Kulik C, Lucas A. Simulation of guide-wire navigation in complex vascular structures. Proceedings of SPIE Medical Imaging 2006:Visualization, Image-Guided Procedures, and Display; 2006; San Diego, USA: SPIE, Bellingham, WA; 2006. 6141: 11 p. 30 [Haigron, 04] Haigron P, Bellemare ME, Acosta O, Goksu C, Kulik C, Rioual K, Lucas A. Depth-map-based scene analysis for active navigation in virtual angioscopy. IEEE Transactions on Medical Imaging. 2004;23(11):1380-90. Suraj Bhat, Thenkurussi Kesavadas, and Kenneth R. Hoffmann (2005). A physically-based model for guidewire simulation on patient-specific data. Volume 1281, May 2005, Pages 479-484 CARS 2005: Computer Assisted Radiology and Surgery [Guilloux, 06] Guilloux V, Haigron P, Goksu C, Kulik C, Lucas A. Simulation of guide-wire navigation in complex vascular structures. Proceedings of SPIE Medical Imaging 2006: Visualization, Image-Guided Procedures, and Display; 2006; San Diego, USA: SPIE, Bellingham, WA; 2006. 6141: 11 p. [Haigron, 04] Haigron P, Bellemare ME, Acosta O, Goksu C, Kulik C, Rioual K., Lucas A. Depth-map-based analysis for active navigation in virtual angioscopy. IEEE Transactions on Medical Imaging. 2004; 23 (11): 1380-1390.

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Claims (17)

REVENDICATIONS1. Procédé de génération d'un modèle modifiable d'un dispositif flexible de navigation comprenant au moins un outil, ledit modèle pouvant naviguer au sein d'une structure virtuelle décrite par un maillage surfacique, ledit procédé comprenant une étape d'obtention d'une pluralité de corps par discrétisation dudit dispositif, chaque corps comprenant une articulation permettant de lier ledit corps à un autre corps, caractérisé en ce que ledit procédé comprend, pour chaque corps, une étape d'association audit corps d'une couche modifiable représentative d'un ensemble de paramètres relatif à au moins un outil dudit dispositif. REVENDICATIONS1. A method of generating an editable model of a flexible navigation device comprising at least one tool, said model being able to navigate within a virtual structure described by a surface mesh, said method comprising a step of obtaining a plurality body by discretization of said device, each body comprising a hinge for linking said body to another body, characterized in that said method comprises, for each body, a step of association with said body of a modifiable layer representative of a set of parameters relating to at least one tool of said device. 2. Procédé de génération selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit ensemble de paramètre comprend au moins un paramètre appartenant au groupe comprenant : - des paramètres mécaniques d'au moins un outil donné ; - des paramètres de forme d'au moins un outil donné ; - des paramètres de visualisation d'au moins un outil donné. 2. Generation process according to claim 1, characterized in that said set of parameters comprises at least one parameter belonging to the group comprising: mechanical parameters of at least one given tool; - shape parameters of at least one given tool; - Visualization parameters of at least one given tool. 3. Procédé de génération selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que chaque corps est un cylindre rigide. 3. Generation process according to any one of claims 1 and 2, characterized in that each body is a rigid cylinder. 4. Procédé de génération selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend, pour chaque articulation, une étape d'association à ladite articulation d'au moins une contrainte angulaire déterminée. 4. Generation process according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it comprises, for each articulation, a step of association with said articulation of at least one determined angular constraint. 5. Modèle modifiable d'un dispositif flexible de navigation comprenant au moins un outil, ledit modèle pouvant naviguer au sein d'une structure virtuelle décrite par un maillage surfacique, ledit modèle comprenant une pluralité de corps, chaque corps comprenant une articulation permettant de lier ledit corps à un autre corps, caractérisé en ce que chaque corps est associé à une couche modifiable représentative d'un ensemble de paramètre relatif à au moins un outil dudit dispositif. 5. Modifiable model of a flexible navigation device comprising at least one tool, said model being able to navigate within a virtual structure described by a surface mesh, said model comprising a plurality of bodies, each body comprising a hinge allowing to link said body to another body, characterized in that each body is associated with a modifiable layer representative of a set of parameters relating to at least one tool of said device. 6. Moyen de stockage contenant au moins un modèle modifiable d'un dispositif flexible de navigation comprenant au moins un outil lisible par un 30 ordinateur et généré selon le procédé de génération selon au moins une desrevendications 1 à 4, ledit modèle comprenant une pluralité de corps, chaque corps comprenant une articulation permettant de lier ledit corps à un autre corps, caractérisé en ce que chaque corps est associé à une couche modifiable représentative d'un ensemble de paramètre relatif à au moins un outil dudit dispositif. A storage medium containing at least one modifiable model of a flexible navigation device comprising at least one computer-readable tool generated according to the generation method according to at least one of Claims 1 to 4, said model comprising a plurality of body, each body comprising a hinge for linking said body to another body, characterized in that each body is associated with an modifiable layer representative of a set of parameters relating to at least one tool of said device. 7. Produit programme d'ordinateur téléchargeable depuis un réseau de communication et/ou enregistré sur un support lisible par ordinateur et/ou exécutable par un processeur, caractérisé en ce qu'il comprend des instructions de code de programme pour la mise en oeuvre du procédé de génération d'un modèle modifiable selon au moins une des revendications 1 à 4, lorsque ledit programme est exécuté sur un ordinateur. 7. Computer program product downloadable from a communication network and / or recorded on a computer readable medium and / or executable by a processor, characterized in that it comprises program code instructions for the implementation of the method of generating an editable model according to at least one of claims 1 to 4, when said program is run on a computer. 8. Procédé de gestion de la navigation d'un modèle modifiable d'un dispositif flexible de navigation comprenant au moins un outil, ledit modèle pouvant naviguer au sein d'une structure virtuelle décrite par un maillage surfacique, ledit modèle comprenant une pluralité de corps, chaque corps étant identifié par un numéro d'indice, chaque corps comprenant une articulation permettant de lier ledit corps à un autre corps, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - obtention d'un modèle modifiable, dit modèle initial, comprenant une pluralité de corps associés chacun à une couche modifiable représentative d'un ensemble de paramètre relatif à au moins un outil dudit dispositif ; - obtention d'une commande de navigation ; - génération d'un modèle modifié, par modification dudit modèle initial suivant une opération de modification choisie parmi une pluralité d'opérations de modification en fonction de ladite commande de navigation. 8. A method for managing the navigation of an editable model of a flexible navigation device comprising at least one tool, said model being able to navigate within a virtual structure described by a surface mesh, said model comprising a plurality of bodies each body being identified by an index number, each body comprising a hinge allowing said body to be linked to another body, characterized in that it comprises the following steps: obtaining an modifiable model, called an initial model, comprising a plurality of bodies each associated with a modifiable layer representative of a set of parameters relating to at least one tool of said device; - obtaining a navigation command; - Generation of a modified model, by modifying said initial model according to a modification operation selected from a plurality of modification operations according to said navigation command. 9. Procédé de gestion selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite pluralité d'opérations de modification comprend une opération appartenant au groupe comprenant : - une opération de modification d'un corps dudit modèle initial parmodification de la couche modifiable associée audit corps ; - une opération d'insertion d'un nouveau corps dans ledit modèle initial ; - une opération de suppression d'un corps dudit modèle initial ; - une opération de rotation dudit modèle initial autour de son axe. 9. Management method according to claim 8, characterized in that said plurality of modification operations comprises an operation belonging to the group comprising: an operation of modifying a body of said initial model by modifying the modifiable layer associated with said body; an operation of inserting a new body into said initial model; an operation of deleting a body of said initial model; an operation of rotation of said initial model around its axis. 10. Procédé de gestion selon l'une quelconque des revendications 8 et 9, caractérisé en ce qu'il comprend, pour chaque articulation, une étape d'association à ladite articulation d'au moins une contrainte angulaire déterminée. 10. Management method according to any one of claims 8 and 9, characterized in that it comprises, for each articulation, a step of association with said articulation of at least one determined angular stress. 11. Procédé de gestion selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de détection dans ledit modèle modifié d'au moins un corps en collision avec ladite structure virtuelle et/ou avec un autre corps, et en ce que, pour chaque corps en collision, on effectue une phase de propagation de contrainte angulaire. 11. Management method according to any one of claims 8 to 10, characterized in that it comprises a step of detecting in said modified model of at least one body colliding with said virtual structure and / or with another body , and in that, for each colliding body, an angular stress propagation phase is carried out. 12. Procédé de gestion selon la revendication 11, caractérisé en ce que ladite 15 phase de propagation de contrainte angulaire comprend les étapes suivantes : - détermination d'un premier angle d'annulation de collision ; - application dudit premier angle d'annulation de collision sur l'articulation dudit corps en collision, dit corps traité ; - vérification que l'articulation dudit corps traité vérifie ladite au moins une 20 contrainte angulaire qui lui est associée ; - en cas de vérification négative : o application d'un deuxième angle sur l'articulation dudit corps traité, ledit deuxième angle permettant à l'articulation dudit corps traité d'atteindre ladite au moins une contrainte angulaire ; 25 o détermination d'un corps à traiter, lié audit corps traité et ayant un numéro d'indice inférieur à celui dudit corps traité ; o détermination d'un troisième angle à partir dudit deuxième angle et dudit premier angle d'annulation de collision ; o application dudit troisième angle sur l'articulation dudit corps à 30 traiter, ledit corps à traiter devenant le corps traité avant de revenirà l'étape de vérification. 12. Management method according to claim 11, characterized in that said angular stress propagation phase comprises the following steps: determination of a first collision cancellation angle; applying said first collision cancellation angle to the articulation of said colliding body, said body being treated; checking that the articulation of said treated body satisfies said at least one angular constraint associated therewith; in the case of negative verification: applying a second angle to the articulation of said treated body, said second angle allowing the articulation of said treated body to reach said at least one angular constraint; O determining a body to be treated, linked to said treated body and having an index number lower than that of said treated body; o determining a third angle from said second angle and said first collision cancellation angle; o applying said third angle to the articulation of said body to be treated, said body to be treated becoming the treated body before returning to the verification step. 13. Procédé de gestion selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comprend une phase de relaxation comprenant les étapes suivantes : - détermination d'un quatrième angle de relaxation ; - pour chaque corps traité, application dudit quatrième angle de relaxation sur l'articulation dudit corps traité. 13. Management method according to claim 12, characterized in that it comprises a relaxation phase comprising the following steps: - determination of a fourth relaxation angle; for each treated body, application of said fourth relaxation angle to the articulation of said treated body. 14. Procédé selon les revendications 8 à 13, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de détection d'au moins un blocage d'un ou plusieurs outils dans ladite structure virtuelle. 14. The method of claims 8 to 13, characterized in that it comprises a step of detecting at least one block of one or more tools in said virtual structure. 15. Moyen de stockage lisible par un ordinateur, stockant un jeu d'instructions exécutables par ledit ordinateur pour mettre en oeuvre le procédé de gestion selon au moins une des revendications 8 à 14. 15. A computer readable storage means, storing a set of instructions executable by said computer to implement the management method according to at least one of claims 8 to 14. 16. Produit programme d'ordinateur téléchargeable depuis un réseau de communication et/ou enregistré sur un support lisible par ordinateur et/ou exécutable par un processeur, caractérisé en ce qu'il comprend des instructions de code de programme pour l'exécution des étapes du procédé de gestion selon au moins une des revendications 8 à 14, lorsque ledit programme est exécuté sur un ordinateur. 16. Computer program product downloadable from a communication network and / or recorded on a computer readable medium and / or executable by a processor, characterized in that it comprises program code instructions for executing the steps the management method according to at least one of claims 8 to 14, when said program is run on a computer. 17. Dispositif de gestion de la navigation d'un modèle modifiable d'un dispositif flexible de navigation comprenant au moins un outil, ledit modèle pouvant naviguer au sein d'une structure virtuelle décrite par un maillage surfacique, ledit modèle comprenant une pluralité de corps, chaque corps étant identifié par un numéro d'indice, chaque corps comprenant une articulation permettant de lier ledit corps à un autre corps, caractérisé en ce que ledit dispositif de gestion comprend : - des moyens d'obtention d'un modèle modifiable, dit modèle initial, comprenant une pluralité de corps associés chacun à une couche modifiable représentative d'un ensemble de paramètre relatif à au moins un outil dudit dispositif flexible de navigation ; - des moyens d'obtention d'une commande de navigation ;- des moyens de génération d'un modèle modifié permettant de modifier ledit modèle initial suivant une opération de modification choisie parmi une pluralité d'opérations de modification en fonction de ladite commande de navigation.5 17. Device for managing the navigation of an editable model of a flexible navigation device comprising at least one tool, said model being able to navigate within a virtual structure described by a surface mesh, said model comprising a plurality of bodies each body being identified by an index number, each body comprising a hinge for linking said body to another body, characterized in that said management device comprises: means for obtaining an editable model, said initial model, comprising a plurality of bodies each associated with a modifiable layer representative of a set of parameters relating to at least one tool of said flexible navigation device; means for obtaining a navigation command; means for generating a modified model making it possible to modify said initial model according to a modification operation chosen from among a plurality of modification operations according to said navigation command; .5
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