Reconstruction 3D à partir d'images tomodensitométriques appliquée en paléontologie et en orthodontie

par Dionysis Goularas

Thèse de doctorat en Informatique

Sous la direction de Yannis Manoussakis.

    mots clés mots clés


  • Résumé

    De nos jours, de plus en plus de domaines scientifiques profitent de l'expansion informatique et introduisent dans leurs activités de nouveaux outils et méthodes de travail. Dans ce cadre, la numérisation et le traitement des données scientifiques jouent un rôle primordial dans le processus de l'exploitation des informations et l'arrivée aux résultats fiables. L'évolution technique et la commercialisation des appareils permettant la numérisation des données ont conduit à une expansion de ce type de traitement informatique au-delà des domaines traditionnels utilisant ces outils comme la médecine ou la CAO. Ainsi nous constatons l'apparition de ces méthodes de travail dans de domaines qui jusque quelque temps avant exploitaient leurs données avec des moyens en dehors de l'informatique, comme par exemple, des moulages pour la paléontologie et des plâtres dentaires pour l'orthodontie. La croissance des champs scientifiques adoptant ces outils de travail a nécessité la création des nouvelles méthodes, l'amélioration des procédés et des algorithmes existant, ainsi que la création des nouvelles applications mieux adaptées aux besoins des spécialistes. La reconstitution 3D est un champ nouveau dans le domaine de l'orthodontie et de la paléontologie. En orthodontie, il s'agit d'obtenir des plâtres dentaires numériques des patients de manière à pouvoir effectuer de mesures (arcades dentaires, dents) et à expérimenter des déplacements d'objets en vue d'une correction dentaire (set up virtuel). Le plâtre dentaire numérique permettra en outre de générer un modèle corrigé avec pose des attaches dentaires lesquelles seront reproduites par stéréo-lithographie. En paléontologie le problème de la reconstitution est posé différemment dans la mesure où les objets sont souvent fragmentaires où présentent des parties manquantes ou peu fiables. En outre chaque objet à reconstituer pose un problème particulier à cause de la variabilité de sa forme et de l'état de sa conservation. Le but recherché est double d'abord reconstituer un objet à partir des éléments anatomiques existants puis avoir accès à des surfaces cachés de l'objet. Le travail réalisé au cours de cette thèse concerne d'abord l'étude et le choix des méthodes d'acquisitions et de numérisations rapides et efficaces permettant ensuite une reconstruction tridimensionnelle d'objets. Ensuite le développement et la mise en œuvre d'une méthode de reconstruction 3D de deux bassins australopithèques (en paléontologie) et d'un plâtre dentaire (en orthodontie). Parallèlement à la reconstruction 3D, il est nécessaire de développer des outils adéquats permettant le traitement et l'exploitation des données. Ces outils doivent offrir la gestion des informations et des traitements spécifiques à chaque application puis une exploitation fiable des résultats. En effet, le fait de remplacer l'objet physique par un objet numérique nous oblige aussi de travailler dans un environnement virtuel, ce qui demande un changement total de mentalité. La qualité de l'application, et des outils qui constituent ce nouvel environnement est donc essentielle pour être mis au service des scientifiques peu habitués aux nouvelles technologies.

  • Titre traduit

    3D reconstruction from CT images applied in paleontology and orthodontics


  • Résumé

    3D reconstruction is a new field in the domain of orthodontics and palaeontology. In orthodontics, it is about generating digital dental plasters of patients doing measures (dental arcades, teeth) and experimenting object displacements, in order to make dental corrections (virtual set up). A digital dental plaster allows generating a corrected model by posing dental fastenings produced by stereolithography. In palaeontology the problem of the reconstitution is posed differently because the objects are often fragmented or present missing or not enough reliable parts. Besides, every object faces a particular problem because of the variability of its shape and the state of its conservation. The goal is double, first reconstruct an object then access hidden surfaces of the object from the existing anatomical elements. Work achieved in this thesis concerns first the survey and the choice of the adequate methods of 3D data acquisition, allowing thus fast and robust digitalization, in order to permit a 3D object reconstruction. Then the development of a 3D reconstruction method aiming to reconstruct two australopithecus pelvis (in palaeontology) and dental plasters (in orthodontics). We developed also the adequate tools permitting a 3D treatment for data exploitation. These tools offer in each application information management, specific treatments and a reliable exploitation of results.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (135 f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 129-135

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  • Cote : 0g ORSAY(2005)166

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  • Cote : 05 PA11 2166
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