Zhifan Jiang, Stéphane Cotin, Michel Cosson, Hadrien Courtecuisse, Pauline Lecomte-Grosbras, Olivier Mayeur, Mathias Brieu, Jean-François Witz, Computational Anatomy and Simulation for Medicine (MIMESIS), Inria Nancy - Grand Est, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Centre de Recherche en Informatique, Signal et Automatique de Lille - UMR 9189 (CRIStAL), Centrale Lille-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centrale Lille, CHU Lille, Université de Lille, Université Lille 2 - Faculté de Médecine, ANR-18-CE33-0007,SPERRY,CHIRURGIE ROBOTIQUE SUPERVISÉE - APPLICATION A L'ABLATION RADIOFREQUENCE DES TUMEURS DU FOIE(2018), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (ICube), École Nationale du Génie de l'Eau et de l'Environnement de Strasbourg (ENGEES)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National des Sciences Appliquées - Strasbourg (INSA Strasbourg), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Les Hôpitaux Universitaires de Strasbourg (HUS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale du Génie de l'Eau et de l'Environnement de Strasbourg (ENGEES)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National des Sciences Appliquées - Strasbourg (INSA Strasbourg), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Les Hôpitaux Universitaires de Strasbourg (HUS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Faculté de Médecine Henri Warembourg - Université de Lille
International audience; This paper introduces a method for dynamic 3D registration of female pelvic organs using 2D dynamic magnetic-resonance images (MRI). The aim is to provide a better knowledge and understanding of pathologies such as prolapsus or abnormal mobility of tissues. 2D dynamic MRI sequences are commonly used in nowadays clinical routines in order to evaluate the dynamic of organs, but due to the limited view, subjectivity related to human perception cannot be avoided in the diagnoses. A novel method for 2D/3D registration is proposed combining 3D Finite Element models with a priori knowledge of boundary conditions, in order to provide a 3D extrapolation of the dynamic of the organs observed in a single 2D MRI slice. The method is applied to the 4 main structures of the female pelvic floor (bladder, vagina, uterus and rectum), providing a full 3D visualization of the organs' displacements. The methodology is evaluated with two patient-specific data sets of volunteers presenting no pelvic pathology, and a sensitivity study is performed using synthetic data. The resulting simulations provide an estimation of the dynamic 3D shape of the organs facilitating diagnosis compared to 2D sequences. Moreover, the method follows a protocol compatible with current clinical constraints presenting this way potential short term medical applications.