Labor dystocia (LD) is a frequent, serious condition of childbirth broadly characterized by an abnormal progression of labor. Among the possible causes of LD is cephalopelvic disproportion (CPD) which corresponds to a shape and/or size inadequacy between the pelvic cavity of the parturient and the head of the fetus. The morphology of the pelvic cavity is an important factor in CPD-induced LD and improving its quantification in three-dimension (3D) could advance the understanding and management of a possibly severe labor complication. The three studies in this thesis present original methods to evaluate the geometry of the pelvic cavity.
The first study assessed the accuracy and reliability of radiologists manually labeling anatomical landmarks on 3D pelvis models and evaluated the impact of these errors on pelvimetry measures. It also introduced an automatic labeling method and compared it with the standard manual approach. This study confirmed the suitability of pelvimetry measures based on both, manual or automatic, labeling of 3D pelvis models. The efficacy of the automated method offers promising perspectives to decrease the demand on the radiologists, standardize the labeling and describe the pelvic cavity in more detail.
The second study proposed a method to extract the contour of the pelvic inlet in 3D and to comprehensively describe it using a set of five parameters. The method was shown to be reliable and brought new light on the relationship between the morphology of the pelvic inlet and commonly used pelvimetry measures and indices. Specifically, common metrics were found to be particularly sensitive to the overall size and transverse-plane spread of the pelvic inlet. The other features of the pelvic inlet morphology, estimated to represent about half of the variability observed among women, were however weakly captured by the common pelvimetry measures and indices. The method introduced in this study allowing a more complete evaluation of the pelvic inlet is therefore promising as it might reveal important additional morphological information to predict CPD­ induced LD.
The third study introduced a method to reconstruct the 3D model of any pelvis based on freehand ultrasound (US) imaging and statistical shape modeling. The assessment with both ideal and real US acquisitions confirmed the potential of the proposed method and highlighted points of improvement, particularly regarding the US acquisitions. Further developing this approach could significantly change obstetrical practice by making 3D pelvis models, and advanced pelvimetric evaluations, possible without scanning the parturient with a computed tomography or magnetic resonance imaging machine.
In conclusion, promising methods were proposed to evaluate the morphology of the pelvis in relation to CPD-induced LD. Follow-up research is encouraged, especially to characterize the relationships between the pelvimetric metrics introduced in this work and clinical outcomes.
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La dystocie du travail (LD) est une condition fréquente et alarmante d'un travail difficile ou en arrêt. Parmis les causes possibles de LD est la disproportion céphalopelvique (CPD) qui correspond à une forme et/ou taille inadéquate entre la cavité pelvienne de la parturiente et la tête fœtale. La morphologie de la cavité pelvienne est un facteur important de LD dû à une CPD et améliorer sa quantification en trois dimensions (3D) pourrait faire avancer la compréhension et la prise en charge d'une possible complication sévère du travail. Les trois études dans cette thèse présentent des méthodes originales pour évaluer la géométrie de la cavité pelvienne.
La première étude mets à l'épreuve la précision et la fiabilité du placement manuel de repères anatomiques par des radiologues sur des modèles pelviens en 3D et évalue l'impacte de ces erreurs sur des mesures pelvimétriques. Une méthode automatique de placement de repères anatomiques est aussi introduite et comparée avec l'approche manuelle conventionelle. Cette étude confirme que les deux approches de placement de repères anatomiques sur des modèles pelviens en 3D sont adéquates vis-à-vis des mesures pelvimétriques. La méthode automatique offre une perspective promettante quant à la réduction de la charge de travail des radiologues, la standardisation du placement de repères anatomiques et la description plus approfondie de la cavité pelvienne.
La seconde étude propose une méthode pour extraire le contour du détroit supérieur du bassin en 3D et pour le décrire de façon compréhensible à l'aide d'un ensemble de cinq paramètres. La méthode a été démontrée comme étant fiable et mets le point sur la relation entre la morphologie du détroit supérieur du bassin et des mesures pelvimétriques et indices communément utilisés. Plus précisément, ces mesures et indices ont montrés un rapport avec la taille globale et la propagation sur le plan transverse du détroit supérieur du bassin. Les autres paramètres décrivant la morphologie du détroit supérieur, estimés comme représentant la moitié de la variabilité observée chez les femmes, sont quant à eux faiblement expliqués par cette sélection de mesures pelvimétriques et indices. La méthode introduite dans cette étude permettant une évaluation plus complète du détroit supérieur est ainsi promettante de par la possibilité de pouvoir découvrir des informations morphologiques pour mieux prédire la LD dû à une CPD.
La troisième étude introduit une méthode de reconstruction de n'importe quel modèle de bassin en 3D grâce à une imagerie par ultrason (US) 3D et un modèle statistique de forme.L'évaluation avec à la fois des acquisitions idéales et réelles d'US a confirmé le potentiel amené par cette méthode et a mis en avant des points à améliorer, en particulier au niveau des acquisitions d'US. Continuer à développer cette méthode pourrait changer de façon significative l'activité obstétricale en créant es modèles de bassins 3D et en apportant des évaluations pelvimétriques plus approfondies, et ce sans avoir à scanner la parturiente avec une technique d'imagerie par tomographie computationelle ou par résonnance magnétique.
Pour conclure, cette thèse mets en avant des méthodes prometteuses pour évaluer la morphologie du détroit supérieur dans le cadre de LD dû à une CPD. Des recherches supplémentaires sont à envisager, en particulier pour caractériser les relations entre les nouveaux paramètres pelvimétriques introduits dans cette thèse et les outcomes cliniques.