CIMPLE : Cochlear Implantation Modeling, PLanning & Evaluation

Objectifs principaux

Les implants cochléaires sont une des révolutions médicales de la fin du XXième siècle. Ils ont permis, pour la première fois, de proposer une réhabilitation auditive à des patients atteints de surdité bilatérale sévère à profonde. L’implantation cochléaire est aujourd’hui devenue une intervention couramment pratiquée dans les centres de compétence en réhabilitation des surdités.

Le projet « CIMPLE » (Cochlear Implantation Modeling, PLanning & Evaluation) est une approche scientifique transdisciplinaire dans le but d’optimiser l’implantation cochléaire de demain.

Il a pour objectif:

  • De faire progresser notre compréhension de la physiologie complexe de l’audition humaine
  • De developper de meilleurs outils diagnostiques des surdités profondes
  • D’optimiser la planification, l’implantation et le réglage des implants cochléaires

Ce projet rassemble plusieurs partenaires notamment scientifique (Inria Sophia Antipolis), cliniques (CHU de Nice, IUFC), tous membres de l’Université Côte d’Azur, et industriel (Oticon Medical). Ils sont localisés dans la région de Nice et sont tous engagés dans un travail collaboratif centré sur le développement d’un centre d’expertise en Otologie.

La cochlée, dont la forme se rapproche d’une spirale de 2,5 tours, est la partie antérieure de l’oreille interne: elle est dédiée à l’audition. Elle joue un rôle majeur dans la transduction mécano-électrique du son jusqu’aux centres nerveux. Une des priorités de ce projet est le développement d’un modèle paramétrique ultra-réaliste de la cochlée à partir de l’analyse de tomodensitométries humaines d’os temporaux.

La reconstruction d’une cochlée à partir de tomodensitométries humaines est un défi car son ultrastructure est invisible à cette résolution d’image. Cela nécessite des méthodes combinant des connaissances anatomiques, médicales, géométriques, statistiques et d’apprentissage automatique pour y parvenir.

D’autres aspects sont développés parallèlement dans ce projet, notamment :

  • La planification chirurgicale d’une implantation cochléaire
  • L’évaluation post-opératoire intra cochléaire des micro traumatismes secondaires à l’insertion du porte-électrodes
  • L’évaluation du positionnement intra-cochléaire du porte-électrodes
  • L’évaluation des interactions électriques dans une cochlée implantée
  • L’optimisation des paramètres de stimulation des implants cochléaires
  • L’amélioration du diagnostic radiologique de l’otospongiose
RESSOURCES 

Ce travail est financé par la région Provence-Alpes-Côte-d’Azur, l’Université Côte d’Azur et Oticon Medical.

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PARTENAIRES

Ce travail est collaboratif et rassemble INRIA, OTICON MEDICAL, Institut Universitaire de la Face et du Cou (IUFC) et le département radiologique du Centre Hospitalier Universitaire (CHU) de Nice

            

Participants:  Hervé Delingette (Inria), Nicholas Ayache (Inria), Zihao WANG (INRIA, UCA), Thomas Demarcy (Oticon Medical), Dan Gnansia (Oticon Medical),  Clair Vandersteen (IUFC), Nicolas Guevara (IUFC), Alexandra Benarrous, (CHU), Charles Raffaelli (CHU).

Publications

[1] Clair Vandersteen, Thomas DemarcyHervé Delingette, Charles Raffaelli, Jonathan Laudanski, Thierry Pourcher, Jacques Darcourt, Philippe Franken, Dan Gnansia, Nicholas Ayache, and Nicolas Guevara. Teaching tool for advanced visualization of temporal bone structures by fusion of $\mu$CT and CT scan images. 8th International Symposium on Objective Measures in Auditory Implants, October 2014. Note: Poster.  

[2] K. Dang, M. Clerc, C. Vandersteen, N. Guevara, D. Gnansia.
In situ validation of a parametric model of electrical field distribution in an implanted cochlea, in: 7th International IEEE EMBS Conference on Neural Engineering, Montpellier, France, France, April 2015. [DOI : 10.1109/NER.2015.7146711 ] https://hal.inria.fr/hal-01242020

[3] Clair Vandersteen, Thomas Demarcy, Coralie Roger, Eric Fontas, Charles Raffaelli, Nicholas AyacheHervé Delingette, and Nicolas Guevara. Impact of the surgical experience on cochleostomy location: a comparative temporal bone study between endaural and posterior tympanotomy approaches for cochlear implantationEuropean Archives of Oto-Rhino-Laryngology, pp 1-7, 2015.   

[4] Dan Gnansia, Thomas Demarcy, Clair Vandersteen, Charles Raffaelli, Nicolas Guevara, Hervé Delingette, and Nicholas AyacheOptimal electrode diameter in relation to volume of the cochleaEuropean Annals of Otorhinolaryngology, Head and Neck Diseases, 133, Supplement 1:S66-S67, June 2016.   

[5] Thomas Demarcy, Clair Vandersteen, Dan Gnansia, Charles Raffaelli, Hervé DelingetteNicholas Ayache, and Nicolas Guevara. Estimation de la position post-implantation cochléaire de l’électrode à partir d’images tomodensitométriques cliniques. In 123ème Congrès de la Société Française d’Oto-Rhino-Laryngologie et de Chirurgie de la Face et du Cou, Annales françaises d’Oto-rhino-laryngologie et de Pathologie Cervico-faciale, Paris, France, October 2016. Congrès de la Société Française d’Oto-Rhino-Laryngologie et de Chirurgie de la Face et du Cou.

[6] Thomas Demarcy, Clair Vandersteen, Charles Raffaelli, Dan Gnansia, Nicolas Guevara, Nicholas Ayache, and Hervé DelingetteUncertainty Quantification of Cochlear Implant Insertion from CT Images. In Raj Shekhar, Stefan Wesarg, Miguel Angel Gonzalez Ballester, Klaus Drechsler, Yoshinobu Sato, Marius Erdt, Marius George Linguraru, and Cristina Oyarzun Laura, editors, 5th International Workshop on Clinical Image-Based Procedures – CLIP 2016, Held in Conjunction with MICCAI 2016, volume 9958 of Lecture Notes in Computer Science, Athens, Greece, pages 27-35, October 2016. Springer.   

[7] Thomas DemarcySegmentation and study of anatomical variability of the cochlea from medical images. Theses, Université Côte d’Azur, July 2017.  

[8] Thomas Demarcy, Clair Vandersteen, Nicolas Guevara, Charles Raffaelli, Dan Gnansia, Nicholas Ayache, and Hervé DelingetteAutomated analysis of human cochlea shape variability from segmented $\mu$CT imagesComputerized Medical Imaging and Graphics, 59(July 2017):1 – 12, 2017.  

 

 

 

 

 

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