Projet ANR - KAMELEON
Exploitation de masses de données anatomiques internes et
externes pour l'étude des structures
squelettiques des vertébrés
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Processing of massive internal and external anatomical data for the
studying of skeletal structures of
vertebrates
Participants
INRIA, contact Lionel Reveret (responsable projet / project
leader)
MNHN, contact Sabine Renous
LPBEM, contact Franck Multon
LNRS, contact Pierre-Paul Vidal
lionel.reveret(at)inria.fr
Résumé
La compréhension du fonctionnement des structures squelettiques
des vertébrés dans le contrôle moteur et les
stratégies adaptatives pour la posture de repos et
l'activité motrice est une question clé dans plusieurs
domaines de recherche: en anatomie pour la description du vivant, en
recherche clinique pour le diagnostique articulaire, en infographie 3D
pour l'animation de créatures virtuelles. Toutes les approches
partagent le même besoin crucial d'une mesure tridimensionnelle
et in vivo correcte des postures et mouvements du squelette. Or, des
expertises biomécaniques reconnaissent que les techniques
actuelles de calcul géométrique du squelette à
partir de marqueurs 3D externes présentent des limites de
précision dues au fait que les tissus de la chair et des muscles
ne sont pas liés rigidement à la structure osseuse. Le
projet KAMELEON vise à analyser
et résoudre ces limitations en combinant plusieurs sources de
données anatomiques : la cinéradiographie par rayons X
pour les strucutres internes, et un flux 3D des déformations de
l'enveloppe externe mesuré par un scanner en lumière
strucutrée. Le projet
rassemble les compétences multidisciplinaires de 4
équipes de recherche,
spécialisées dans des aspects complémentaires de
l'analyse et la représentation
du mouvement en 3D des vertébrés: anatomie (MNHN),
biomécanique (LPBEM),
recherche clinique (LNRS), animation et analyse vidéo (INRIA,
responsable de projet).
Summary
Understanding the functions of the skeletal structures of vertebrates
in motor control and adaptive strategies for rest posture and
locomotion activity is a key issue in several research domains. In
integrative biology, it is necessary to depict anatomy and functional
morphology to improve our knowledge of biodiversity. In medicine,
clinical research of some malfunctioning needs exact articular
diagnostic in normal and transgenic models. In computer sciences, 3D
graphics based on natural models is necessary for realistic animation
of virtual creatures. All of these approaches share the same crucial
need for pertinent three-dimensional and in vivo measurements of
postures and motions of the skeleton. However, biomechanical expertise
reports that current techniques of geometrical prediction of the
skeleton structures from 3D external markers present limitations in
accuracy due to the fact that flesh and muscles are not rigidly
connected to the bones structure. The
KAMELEON project aims at analyzing and solving these limitations by
combining different sources of anatomical data : X-ray cineradiography
for internal strucutre of the skeleton and a 3D data stream of the
deformation of the skin surface, measured by structure light range
scanner. The
project gathers multidisciplinary skills of 4 research groups,
specialized into
complementary aspects of the analysis and interpretation of 3D motion
of
vertebrates: anatomy (MNHN), biomechanics (LPBEM), clinical research
(LNRS),
animation and video analysis (INRIA, project leader).