To see the other types of publications on this topic, follow the link: Formation en chirurgie robotique.
Dissertations / Theses on the topic 'Formation en chirurgie robotique'
Create a spot-on reference in APA, MLA, Chicago, Harvard, and other styles
Consult the top 50 dissertations / theses for your research on the topic 'Formation en chirurgie robotique.'
Next to every source in the list of references, there is an 'Add to bibliography' button. Press on it, and we will generate automatically the bibliographic reference to the chosen work in the citation style you need: APA, MLA, Harvard, Chicago, Vancouver, etc.
You can also download the full text of the academic publication as pdf and read online its abstract whenever available in the metadata.
Browse dissertations / theses on a wide variety of disciplines and organise your bibliography correctly.
1
Perez, Manuela. "Chirurgie robotique : de l'apprentissage à l'application." Thesis, Université de Lorraine, 2012. http://www.theses.fr/2012LORR0113/document.
Full textAbstract:
Le développement croissant de la chirurgie robotique pose le problème de la formation. Cette nouvelle technologie tend à suppléer dans les procédures complexes la coelioscopie. Elle nécessite une adaptation du chirurgien. Il est, en effet, nécessaire de maîtriser à la fois le télémanipulateur et les procédures chirurgicales, qui ne sont pas de simples transpositions des gestes coelioscopiques. Initialement, nous avons réalisé un historique du développement de la chirurgie mini-invasive coelioscopique et robotique, ainsi qu'un historique de l'apprentissage de la chirurgie. Puis, nous nous sommes intéressés à l'apprentissage de la robotique. Les simulateurs de chirurgie coelioscopique sont très couramment employés dans l'apprentissage. En robotiques, ils ont fait récemment leur apparition sur le marché. Nous avons étudié la validité du simulateur dV-Trainer dans l'apprentissage de la chirurgie robotique. Nous avons démontré l'intérêt de cet outil dans l'acquisition de la gestuelle et des automatismes propres au robot. Nous avons par ailleurs étudié l'impact d'une formation en micro-chirurgie sur les performances développées en chirurgie robotique car, au cours d'une étude préliminaire nous avions constaté que les micro-chirurgiens présentaient de meilleures aptitudes sur le simulateur de chirurgie robotique que ceux sans expérience en micro-chirurgie. Dans un troisième temps, nous nous sommes intéressés à la téléchirurgie à longue distance qui est impactée par deux contraintes que sont la latence de transmission et le volume des informations à transmettre. Une première étude a étudié l'impact du délai de transmission sur les performances des chirurgiens. Une deuxième étude a consisté à réaliser une évaluation subjective par des chirurgiens de la qualité de vidéos de chirurgie robotique compressées afin de déterminer un seuil de compression maximal acceptable<br>The huge expansion of minimally invasive robotic devices for surgery ask the question of the training of this new technology. Progress of robotic-assisted surgical techniques allows today mini- invasive surgery to be more accurate, providing benefits to surgeons and patients for complex surgical procedures. But, it resulted from an increasing need for training and development of new pedagogical strategies. Indeed, the surgeon has to master the telemanipulator and the procedure, which is different from a simple transposition of a laparoscopic skill. The first part of this work treats about historical development of minimal invasive surgery from laparoscopy to robotic surgery. We also develop the evolution of training program in surgery. Virtual simulators provide efficient tools for laparoscopy training. The second part of this work, study some possible solutions for robotic training. We assess the validity of a new robotic virtual simulator (dV-Trainer). We demonstrate the usefulness of this tool for the acquisition of the basic gesture for robotic surgery. Then, we evaluate the impact of a previous experience in micro-surgery on robotic training. We propose a prospective study comparing the surgical performance of micro-surgeons to that of general surgeons on a robotic simulator. We want to determine if this experience in micro-surgery could significantly improve the abilities and surgeons performance in the field of basic gesture in robotic surgery. The last part of the study also looks to the future. Currently, telesurgery need sophisticated dedicated technical resources. We want to develop procedures for clinical routine used. Therefore, we evaluate the impact of the delay on the surgical procedure. Also, reducing data volume allow decreasing latency. An appropriate solution to reduce the amount of data could be found by introducing lossy compression for the transmission using the well-known MPEG-2 and H-264 standards
2
Xu, Song. "Impact du délai de transmission des informations en téléchirurgie & formation en chirurgie robotique : travaux réalisés sur les simulateurs robotiques en réalité virtuelle." Thesis, Université de Lorraine, 2015. http://www.theses.fr/2015LORR0098/document.
Full textAbstract:
L’objectif de notre travail était, d’une part, de déterminer l’impact du délai de transmission des informations en téléchirurgie robotique, et d’autre part, de valider le rôle du simulateur robotique dans la formation en chirurgie robotique. Deux études ont été réalisées pour la partie concernant le délai. Il a été prouvé que la performance chirurgicale se détériore exponentiellement lorsque le délai augmente. Il est préférable d’envisager un geste de téléchirurgie associé à un délai inférieur à 200 ms, et des délais plus de 800 ms ne sont pas adaptés à la téléchirurgie. D’autre part, les chirurgiens ont démontré la capacité de s’adapter au délai par l’entraînement. Dans la deuxième partie, nous avons développé un curriculum sur un simulateur robotique pour une procédure chirurgicale robotique d’urologie. Une autre étude a été réalisée pour déterminer la validité d’un nouveau simulateur robotique (le XTT) comme un outil d’évaluation des techniques d’assistance en chirurgie robotique<br>The objectives of our work were, on the one hand, to determine the impact of data-transmission latency in robotic telesurgey, and on the other hand, to validate the role of robotic simulator in robotic surgery training. Two studies were realized in the part concerning latency. It was proved that surgical performance deteriorates exponentially as latency increases. It is preferable to perform telesurgey with a delay less than 200 ms. The delay higher than 800 ms is not suitable for telesurgery. On the other hand, surgeons had demonstrated the capacity to adapt to delay through training. In the second part, we developed a curriculum on a robotic simulator for a urologic surgical procedure. Another study was realized to determine the validity of a new robotic simulator (the XTT) as an evaluation tool of robotic surgical assistance skills
3
Yang, Kun. "Développement et validation d’un système de monitoring de l’ergonomie pour la formation en chirurgie robotique." Thesis, Université de Lorraine, 2016. http://www.theses.fr/2016LORR0033/document.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse suit une logique exposée dans trois chapitres, pour terminer par un exposé sur des applications futures. La première partie fait l’inventaire des difficultés de l’apprentissage des habiletés de base de la chirurgie robotique, notamment dans ses aspects de l’exploitation des avantages ergonomiques. Elle se fonde notamment les travaux de master 2 des Docteurs N. Hubert et C. Perrenot auxquels l’auteur a participé. On conclut ainsi à la nécessité de développer un outil de monitoring de l’ergonomie plus efficace que celui existant sur les logiciels du simulateur dV-Trainer®. La deuxième partie décrit la conception et la validation d’un système de capteurs de pression des avant-bras sur les appuis-bras de la console du robot et/ou des simulateurs (Système de Surveillance de Pression - SSP-). Il est créé le concept d’Armrest Load, formule plus efficace d’évaluation des performances des stagiaires en matière d’ergonomie que l’évaluation automatique par le simulateur. La troisième partie décrit l’amélioration du système SSP via l’ajout de fonctions supplémentaires et leurs évaluations : - une alarme informant l’étudiant des mauvaises positions. Ce système crée un réflexe conditionné, accélère l’utilisation ergonomique des appuis-bras du simulateur, mais également améliore les performances globales. - des caméras et une interface, « Contrôleur d’Évènement en Simulation Robotique » (CESIR), permettant au stagiaire de visionner à volonté et pour chaque exercice les vidéos de référence, celles avec les erreurs à éviter et ses propres performances. Ces techniques vidéo, largement répandues dans le milieu sportif sont utilisées pour la première fois en chirurgie et prouvent ici leur efficacité. La partie « conclusion » synthétise les résultats de tout le travail de thèse et expose des perspectives d’amélioration du système CESIR et de son utilisation dans la poursuite de la collaboration franco-chinoise en formation robotique<br>This thesis is logically split into three chapters, concluding with a discussion on future applications. The first part makes an inventory of the difficulties in learning the basic skills in robotic surgery, especially in the aspects of exploiting the ergonomic benefits. It relies in particular on the master degrees of Drs N. Hubert and C.Perrenot to which the author participated. It is concluded that there is a need to develop a more efficient monitoring tool for ergonomics than the existing software on the dV-Trainer® simulator. The second part describes the design and validation of a system of forearms pressure sensors attached on the robot’s console and/or simulator’s armrests (SSP- Pressure Surveillance System). The concept of Armrest Load is created, a more effective formula for evaluating the trainees’ performance in ergonomics than the automatic evaluation provided by the simulator. The third part describes the improvement of the SSP system by adding additional functions and their evaluation: - An alarm informing the student of bad positions. This system creates a conditioned reflex, speeds up the ergonomic use of armrests on the simulator, and also improves the overall performance. - Cameras and a "Controller of Event in Robotic Simulation " (CESIR) interface, allowing the participant to view at will the reference video, the one with mistakes to avoid and the video of their own performances. This video technique is widely used in sports but is applied for the first time in surgery and proves its effectiveness. The conclusion part summarizes the results of the whole thesis and outlines the possibilities for CESIR’s improvement and its development in the French-Chinese collaboration in robotic training
4
Durand, Marion Villemot Jean-Pierre. "Chirurgie cardiaque robotique." [S.l.] : [s.n.], 2006. http://www.scd.uhp-nancy.fr/docnum/SCDMED_T_2006_DURAND_MARION.pdf.
Full text
5
Zahraee, Ali Hassan. "Comanipulation Série Dextre pour la chirurgie Mini Invasive." Paris 6, 2012. http://www.theses.fr/2012PA066023.
Full textAbstract:
Une chirurgie minimalement invasive (CMI), qui implique généralement une caméra endoscopique et des instruments de laparoscopie, peut sembler être la procédure chirurgicale idéale pour ses avantages apparents. Toutefois, en comparaison à la chirurgie ouverte, les limites spatiales et outils mécaniques posés sur les chirurgiens sont si élevés que, souvent, la CMI est abandonné pour des cas complexes et même quand elle est possible, la procédure nécessite une grande dextérité, calibre et expérience du chirurgien. Cette recherche a été motivée par la nécessité d'habiles instruments chirurgicaux qui offrent un contrôle intuitif et une interface ergonomique, avec l'objectif final de développer un instrument robotisé adapté aux interventions par laparoscopie. La recherche a été basée sur l'évaluation comparative des différentes interfaces, modes de contrôle et cinématiques, en utilisant un simulateur de réalité virtuelle, développée spécialement à cet effet. Les résultats montrent que: 1. L'interface optimale a un mode de contrôle WYSIWYD (ce que vous voyez est ce que vous faites) et est exploité par les doigt. 2. Les mobilités distales motorisées de l'effecteur doivent produire deux degrés de liberté (DDL) indépendants pour la flexion et la rotation de l'effecteur. Ce qui est suffisant pour des gestes SIG complexes. 3. Ajouter une libre articulation à la poignée de l’instrument permet au chirurgien d'avoir une posture ergonomique. 4. Un trocart actif permettrait la rotation de l'arbre de l’instrument avec un joint libre. Cette recherche a également permis le développement d'un prototype de validation de concept. Le prototype a été testé avec succès, in vitro et in vivo sur un modèle porcin<br>A minimally invasive surgery, which typically involves endoscopic camera and laparoscopic instruments, may seem to be the ideal surgical procedure for its apparent benefits. However, in comparison to open surgeries, the spatial and mechanical tool limitations posed on surgeons are so high that often MIS is foregone for complex cases and even when it is possible, the procedure requires a high dexterity, caliber and experience from the surgeon. This research was motivated by the need for dexterous surgical instruments that offer an intuitive control and an ergonomic interface, with the final objective of developing a suitable robotic hand-held surgical device for laparoscopic interventions. The research was based on comparative evaluation of different interfaces, control modes and kinematics, using a virtual reality simulator, developed specially for this purpose. The results show that: 1. The optimal interface has a WYSIWYD (what you see is what you do) control mode and is finger-operated. 2. The optimal distal motorized mobilities of the end-effector produce two independent DOF for exion and rotation of the end-effector which are sufficient for complex MIS gestures. 3. Adding a free articulation to the instrument's handle allows the surgeon to have an ergonomic posture. 4. An active trocar makes the rotation of the shaft with a free joint possible. This research also resulted in the development of a proof-of-concept prototype. The prototype was tested successfully, in vitro and in vivo on a porcine model
6
Zarrad, Walid. "Télé-opération avec retour d'effort pour la chirurgie mini-invasive." Montpellier 2, 2007. http://www.theses.fr/2007MON20174.
Full text
7
Hassan, Zahraee Ali. "Comanipulation Série Dextre pour la chirurgie Mini Invasive." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00831090.
Full textAbstract:
Une chirurgie minimalement invasive (CMI), qui implique généralement une caméra endoscopique et des instruments de laparoscopie, peut sembler être la procédure chirurgicale idéale pour ses avantages apparents. Toutefois, en comparaison à la chirurgie ouverte, les limites spatiales et outils mécaniques posés sur les chirurgiens sont si élevés que, souvent, la CMI est abandonné pour des cas complexes et même quand elle est possible, la procédure nécessite une grande dextérité, calibre et expérience du chirurgien. Cette recherche a été motivée par la nécessité d'habiles instruments chirurgicaux qui offrent un contrôle intuitif et une interface ergonomique, avec l'objectif final de développer un instrument robotisé adapté aux interventions par laparoscopie. La recherche a été basée sur l'évaluation comparative des différentes interfaces, modes de contrôle et cinématiques, en utilisant un simulateur de réalité virtuelle, développée spécialement à cet effet. Les résultats montrent que: 1. l'interface optimale a un mode de contrôle WYSIWYD (ce que vous voyez est ce que vous faites) et est exploité par les doigt. 2. les mobilités distales motorisées de l'effecteur doivent produire deux degrés de liberté (DDL) indépendants pour la flexion et la rotation de l'effecteur. Ce qui est suffisant pour des gestes SIG complexes. 3. ajouter une libre articulation à la poignée de l'instrument permet au chirurgien d'avoir une posture ergonomique. 4. un trocart actif permettrait la rotation de l'arbre de l'instrument avec un joint libre. Cette recherche a également permis le développement d'un prototype de validation de concept. Le prototype a été testé avec succès, in vitro et in vivo sur un modèle porcin.
8
Thomann, Guillaume Redarce Tanneguy Bétemps Maurice. "Contribution à la chirurgie minimalement invasive conception d'un coloscope intelligent /." Villeurbanne : Doc'INSA, 2004. http://docinsa.insa-lyon.fr/these/2003/thomann/index.html.
Full text
9
Thomann, Guillaume. "Contribution à la chirurgie minimalement invasive : conception d'un coloscope intelligent." Lyon, INSA, 2003. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2003ISAL0064/these.pdf.
Full textAbstract:
La Robotique trouve de plus en plus ses repères dans le monde de la Médecine. En Chirurgie, elle participe activement au développement de nouvelles méthodes opératoires et complète le savoir faire des chirurgiens. Cette approche est de plus en plus recherchée ; l'efficacité du chirurgien s'en trouve renforcée. Suite à de nombreuses discussions, notamment avec des chirurgiens gastro-entérologues, nous proposons une nouvelle structure robotique permettant d'améliorer les conditions d'intervention en coloscopie. Effectivement, ces spécialistes insistent sur le fait que de trop nombreux préjudices sont causés aux parois intestinales lors de cette intervention. Celle-ci consiste à explorer l'intérieur du côlon pour confirmer un diagnostic ou, plus fréquemment, pour intervenir en cas de détections préalables d'anomalies pouvant évoluer en cancer. Nous proposons de reconsidérer la partie distale du coloscope dans le but de limiter ses contacts avec l'intestin. L'intelligence de ce nouvel actionneur réside dans sa capacité à se tenir toujours éloigné des parois intestinales ; cela est réalisé par une régulation consistant à rester au centre de l'intestin. La conception de l'actionneur spécifique EDORA (Extrémité Distale à ORientation Automatique) a été nécessaire. Il utilise des soufflets métalliques et un actionnement électro-pneumatique. Une maquette de faisabilité le mettant en œuvre, montre ses réactions en inclinaison par rapport aux mouvements transversaux perturbateurs. Son modèle mathématique a été établi, et validé expérimentalement. Suite à une étude découplée du système pneumatique-mécanique, un modèle de comportement est présenté en utilisant la méthode d'identification proposée par Levenberg-Marquardt. Il est validé et conforté par des essais expérimentaux. EDORA-01 est équipé de 3 capteurs optiques sans contact qui permettent d'estimer la position de la tête du coloscope par rapport à la paroi. Les trois informations obtenues pilotent les trois asservissements de pression dans les trois chambres de l'EDORA-01. Ces commandes permettent de maintenir au mieux la tête du coloscope au centre d'un tube représentant le côlon. L'efficacité de la commande étant prouvée, elle pourra être appliquée ultérieurement sur un prototype plus abouti<br>The field of robotics is increasingly finding its place in the medical world. Taking an active part in the development of new operational methods, robotic technologies also supplement the task of the surgeon in the operating theatre. Due to their effectiveness in reinforcing the surgeons performance, robotic solutions are becoming increasingly required. After consulting thoroughly with specialists, in particular with gastro-enterologists, a new robotic structure has been proposed to allow improved conditions for the procedure of colonoscopy. This is in order to reduce the common injuries involving contact with the intestinal wall during the operation, which consists of exploring the colon to confirm a diagnosis or, more frequently, to intervene in the event of the detection of anomalies capable of evolving into cancer. It is proposed to redesign the distal segment of the colonoscope with the aim of limiting its contact with the intestine. The automation of this new actuator lies in its capacity to sense and control its distance from the intestinal wall. The design of a specific actuator EDORA (Distale Extremity with Automatique ORientation)is performed, using metal bellows and an electro-pneumatic actuation. A feasibility model indicated that the actuator reacts in a differential relationship to its transverse movements. A static mathematical model was formulated, and validated. Thanks to a uncoupled study from the pneumatic-mechanic system, a matched model is presented by using the Levenberg-Marquardt identification method. It is validated and consolidated by experimental tests. The EDORA-01 is equipped with 3 optical sensors without contact which make possible to estimate the position of the head of the coloscope compared to the wall. The three informations obtained control the three pressures in the three rooms of the EDORA-01. These controls make possible to maintain the head of the coloscope in the center of a tube representing the colon. The control efficiency being proven, it could be applied later on to a new prototy
10
Lepers, Bernard. "Coopération dynamique et sécurité homme-machine : applications en téléopération et chirurgie assistée par ordinateur." Lille 1, 1990. http://www.theses.fr/1990LIL10048.
Full textAbstract:
Depuis le début des années 70, la téléoperation assistée par ordinateur (t. A. O. ) n'a cessé d'étendre ses domaines d'application. Cette thèse se veut une contribution méthodologique et pratique à l'élaboration des systèmes semi-automatiques de ce type, ou l'homme décide constamment de la transition continue manuel-automatique, tout en cherchant à assurer les conditions optimales de survivabilité en cas d'incident. Après avoir rappelé dans le chapitre I, la façon dont est envisagée actuellement la sûreté de fonctionnement en robotique industrielle, la détermination puis la spécification des problèmes de sécurité en t. A. O. Est étudiée. De manière à fixer un cadre d'analyse adéquat, une modélisation du système hommes/machines sous la forme d'un réseau d'un type particulier est ensuite proposée au chapitre II; l'articulation avec les modèles classiques, en particulier multiniveaux, y est soulignée ainsi que le lien avec différentes classifications des problèmes de sécurité hommes/machines utilisées actuellement. Le chapitre III présente une première méthode d'analyse de la tâche permettant de concevoir l'allocation statique des tâches hommes/machines. Celle-ci est ensuite étendue à une allocation dynamique multicritère des modes de commande, basée sur une méthodologie à base de relations de surclassement. Elle est ensuite comparée aux méthodes utilisées usuellement. Notre approche, baptisée cooperation dynamique, a nécessité une extension de la notion classique d'optimisation. Le chapitre IV expose la généralisation des résultats classiques que nous avons établie à ce propos, ainsi que les conséquences sur la définition des protocoles de communication entre opérateurs et système automatisé. Ceux-ci forment l'ébauche d'un langage de télé-opération permettant d'intégrer les différents moyens d'interaction à la disposition des opérateurs. Le chapitre V explicite, dans le contexte de la microchirurgie assistée par ordinateur, la mise en œuvre des approches méthodologiques précédentes. Une conception orientée objet des modes de commande est proposée, ainsi qu’une simulation sur un exemple impliquant deux opérateurs coopérant sur un réseau à l’exécution d’une même tâche de micromanipulation
11
Schmitt, François. "Méthodes et procédés pour l'assistance à la chirurgie laparoscopique par comanipulation." Thesis, Strasbourg, 2019. http://www.theses.fr/2019STRAD033.
Full textAbstract:
Le contexte de cette thèse est le développement d'outils pour améliorer la perception de la raideur des tissus dans le cadre de la chirurgie laparoscopique assistée par comanipulation. Lors de procédures manuelles, cette perception est distordue, notamment par l'effet levier, conséquence des contraintes cinématiques imposées par le trocart. Cette thèse s'articule ainsi autour de deux parties. Dans une première partie, nous étudions l'effet levier et les distorsions qu'il produit dans le cadre d'un outil comanipulé. Nous y introduisons ainsi un modèle permettant l’analyse en raideur d’un outil comanipulé par un chirurgien et un robot. Sur cette base, nous développons une stratégie de compensation pour laquelle nous avons mis en place une expérience de validation. Dans une deuxième partie, nous abordons la conception d’une nouvelle architecture à cinématique RCM, intégrant structure et actionnement pour des applications de robotique légère. Nous présentons notamment une démarche de conception de systèmes origamis articulés produits à l’aide de procédés de fabrication multi-matériaux<br>The context of this work is the development of tools in order to improve the tissues stiffness perception for cobot-assisted laparoscopic surgery. During manual procedures, this perception is distorted, notably by the fulcrum effect, due to the kinematic constraints induced by the trocar. This thesis is developed in two parts. In a first part, we study the fulcrum effect and how it distorts the perception of a user manipulating the tool in collaboration with a robot. From this model, we propose a strategy in order to compensate for this distortion. A validation experiment for this strategy is then proposed. In a second part, we discuss the design of a new architecture with RCM kinematics, integrating both structure and actuation for lightweight robotic applications. In this context, we present an approach to design articulated origami systems, manufactured using multi-material processes
12
Françoise, Vincent. "Assistance au fraisage par comanipulation en chirurgie orthopédique." Paris 6, 2013. http://www.theses.fr/2013PA066388.
Full textAbstract:
Le fraisage de volumes osseux au cours de certaine chirurgie orthopédique comme la laminectomie est une étape délicate devant être réalisée avec une grande précision. En chirurgie conventionnelle, seuls les clichés radiographiques du patient permettent d'identifier les régions à retirer et les régions à protéger. Dans cette thèse, nous proposons plusieurs modes de commande d'un robot de comanipulation pour assister et sécuriser ce type de fraisage. L'apport du dispositif, en terme de précision, est évalué expérimentalement par le fraisage de formes à géométrie donnée. Une première solution propose d'utiliser le robot pour imposer des contraintes virtuelles, définies suivant un profil d'effort particulier, sur l'environnement de travail de l'utilisateur afin de séparer l'espace de travail en une région libre et une région interdite. Cette modalité ne fournit cependant pas une séparation assez fine de ces deux régions pour l'utilisateur. Une seconde modalité est alors proposée pour améliorer la précision : un retour visuel, constitué d'un barre-graphe unidimensionnel à LED , est positionné sur l'outil de fraisage. Placée dans le champ de vision de l'utilisateur lors de la tâche, l'information transmise est relative à la position de l'outil vis-à-vis de la frontière entre les deux régions. Dans la dernière partie de ces travaux, nous proposons une solution pour compenser les mouvements physiologiques du patient et recaler les modèles géométriques en temps réel. Un capteur à lumière structurée, implémenté directement sur le poignet du robot, permet de mesurer les mouvements relatifs de l'environnement vis-à-vis de l'outil comanipulé<br>In orthopedic surgeries, such as laminectomy, bone milling is a critical step which has to be performed with high accuracy. During conventional surgery, parts to be removed and sensible areas are localised by the surgeon only with the patient radiographs. In this thesis, a comanipulated robot is used to propose several kinds of assistance to improve the milling task accuracy. Our contributions, in term of accuracy, are experimentally evaluated with milling tasks of specific geometry forms. Firstly, the robot is used to apply virtual fixtures on the tool tip. These constraints are defined with specific force profiles to split the working space in two parts: a free and a forbidden areas. However, this modality does not provide accurate feeling of the bondary between these two areas. Then a second kind of assistance is designed to improve significantly the milling accuracy by using a tool mounted visual display which is composed of a unidimentional LED bargraph. With this configuration, the transmited information, which depends on the position of the tool tip from the boundary, always stay in the user visual field. In the last part of this work, we proposed a solution for physiological motion compensation in order to adjust patient geometrical models in real time. A structured light sensor is implemented directly on the robot wrist to measure the movements of the environment from the comanipuled tool
13
Richa, Rogério de Almeida. "Suivi 3D Robuste pour la Chirurgie Cardiaque Robotisée." Thesis, Montpellier 2, 2010. http://www.theses.fr/2010MON20025/document.
Full textAbstract:
Les dernières décennies ont vu le développement important de la chirurgie mini-invasive. L'acte mini-invasif apporte de nombreux avantages pour les patients: séjour plus court à l'hôpital, réduction des coûts, un traumatisme réduit et la diminution des complications postopératoires. Dans ce contexte, l'assistance robotique est capable de rendre l'acte chirurgical plus intuitif et plus sûr pour les chirurgiens. Dans le domaine de la chirurgie cardiaque mini-invasive, les mouvements respiratoires et cardiaques sont deux sources de perturbations importantes pour les chirurgiens. Malgré l'existence de versions miniaturisées de stabilisateurs cardiaques mécaniques, le mouvement résiduel est encore considérable et doit être manuellement compensé par le chirurgien. Dans ces travaux de thèse, des techniques de suivi visuel pour l'estimation du mouvement 3D du coeur ont été développées. Pour la compensation active des mouvements physiologiques, seules les structures naturelles sur la surface du coeur sont utilisées. Deux contributions dans le domaine de la compensation des mouvements physiologiques pour la chirurgie cardiaque robotisée ont été proposées. La première est une méthode de suivi visuel 3D basée sur un modèle déformable de type ``plaque mince'' et une paramétrisation efficace pour le suivi 3D en images stéréo-endoscopiques. La seconde contribution est une méthode de suivi robuste qui prédit le mouvement futur du coeur pour contourner des problèmes comme les occlusions par les instruments chirurgicaux et les éventuelles réflexions spéculaires. La méthode de prédiction est basée sur une série de Fourier estimée à travers un filtre de Kalman étendu<br>The past decades have witnessed the notable development of minimally invasive surgery (MIS). The benefits of this modality of surgery for patients are numerous, shortening convalescence, reducing trauma and surgery costs. In this context, robotic assistance aims to make the surgical act more intuitive and safer. In the domain of cardiac MIS, heartbeat and respiration represent two important sources of disturbances. Even though miniaturized versions of heart stabilizers have been conceived for the MIS scenario, residual motion is still considerable and has to be manually canceled by the surgeon. In this thesis, the focus is put on computer vision techniques for estimating the 3D motion of the heart relying solely on natural structures on the heart surface for active compensation of physiological motions. Two main contributions on the subject of motion compensation for robotized cardiac MIS are proposed. The first is a visual tracking method for estimating the 3D deformation of a region of interest on the heart surface. A thin-plate spline model is used for representing the heart surface deformations and a novel efficient parameterization for 3D tracking using stereo endoscopic images is proposed. The method is robust to illumination variations and large tissue deformations. The second contribution is a robust visual tracking method using motion prediction. A time-varying dual Fourier series for modeling the quasi-periodic beating heart motion is proposed. For estimating the parameters of the Fourier series, a probabilistic framework is based on the Extended Kalman filter (EKF) is used. The visual tracking method is integrated in the heart motion prediction framework, creating an unified framework for estimating the temporal motion and spatial deformation of the heart surface. Experimental results have shown the effectiveness of the proposed methods
14
Krupa, Alexandre. "Commande par vision d'un robot de chirurgie laparoscopique." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2003. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/INPL_T_2003_KRUPA_A.pdf.
Full textAbstract:
Ce travail présente l'étude et la réalisation d'un système devision robotique qui récupère et positionne automatiquement les instruments chirurgicaux lors d'une intervention en chirurgie laparoscopique assistée par robot. L'instrument est actionné par un robot chirurgical commandé par asservissement visuel. L'objectif de la tâche autonome est de déplacer en toute sécurité l'instrument d'une position inconnue ou non-visible à une position 3-D désirée. Des marqueurs lumineux sont fixés sur l'extrémité de l'instrument et un porte-outil est utilisé pour projeter un motif laser sur la surface des organes à l'aide de fibres optiques. Ces marqueurs visuels sont extraits de l'image endoscopique et permettent de localiser l'instrument dans la scène. L'instrument est amené et centré dans l'image au moyen d'une commande référencée dans le plan image. A l'aide de ce système, le chirurgien peut indiquer une position relative à atteindre entre l'instrument et l'organe pointé<br>This work presents a robotic vision system that automatically retrieves and positions surgical instruments during robotized laparoscopie surgical operations. The instrument is mounted on the end-effector of a surgical robot which is controlled by visual servoing. The goal of the automated task is to safely bring the instrument at a desired 3-D location from an unknown or hidden position. Light Emitting Diodes are attached on the tip of the instrument and a specifie instrument-bolder fitted with optical fibers is used to project laser dots on the surface of the organs. These optical markers are detected in the endoscopie image and allow to localize the instrument with respect to the scene. The instrument is recovered and centered in the image plane by means of a visual servoing algorithm using feature errors in the image. With this system, the surgeon can specify a desired relative position between the instrument and the pointed organ
15
Vitrani, Marie-Aude. "Asservissement visuel à partir d'images échographiques : application à la chirurgie intra-cardiaque." Paris 6, 2006. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00188463.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail de thèse est de proposer un système robotique basé sur un asservissement visuel échographique pour l'assistance au chirurgien lors d'interventions écho-guidées. Ce système permet au chirurgien de sélectionner la position désirée d'un instrument dans une image échographique et de commander un robot pour qu'il déplace l'instrument jusqu'à la position spécifiée. L'application considérée est la réparation d'une valve mitrale à coeur battant. Les principales contributions de ce travail se situent au niveau de la modélisation de l'imageur échographique, de la modélisation du système robotique et de sa commande. Plusieurs lois de commande à découplage par modèle cinématique inverse sont alors proposées. Elles sont évaluées à travers des études de stabilité par la méthode indirecte de Lyapunov et des simulations. Enfin, le système proposé est mis en oeuvre et validé à travers des expériences in vitro et in vivo sur cochon, à coeur battant.
16
Cuvillon, Loïc De Mathelin Michel. "Compensation du battement cardiaque en chirurgie robotisée asservissement visuel d'un robot médical avec flexibilités /." Strasbourg : Université Louis Pasteur, 2007. http://eprints-scd-ulp.u-strasbg.fr:8080/748/01/cuvillon2006.pdf.
Full text
17
Sánchez, Secades Luis Alonso. "Control of meso-robots for endoluminal surgery." Thesis, Montpellier 2, 2013. http://www.theses.fr/2013MON20186/document.
Full textAbstract:
Cette thèse porte sur la conception et la validation expérimentale d’une architecture de téléopération avec retour d’effort pour la chirurgie endoluminale. Dans cette perspective, un robot chirurgical, à échelle mésoscopique, a été utilisé en tant que dispositif téléopéré. Ce robot, nommé SPRINT, a été développé dans le cadre du projet Européen ARAKNES (FP7, bourse no. 224565). L’objectif de ce projet, est d’insérer les degrés de liberté robotisés nécessaires aux manipulations chirurgicales à l’intérieur de la cavité péritonéale, ce qui permet d’apporter une assistance active durant la chirurgie laparoscopique à trocart unique. Pour répondre à cette problématique, plusieurs études ont été menées. Tout d’abord, une analyse détaillée du processus de conception des robots chirurgicaux a été réalisée, afin de garantir le transfert des technologies issues de la recherche vers le bloc opératoire. Puis, la mise en œuvre d’une architecture logicielle générique et temps réel a été décrite, servant de base au système actuel. Ce dernier est constitué d’un contrôleur adaptatif qui utilise un observateur d’état actif (AOB) ainsi qu’un modèle viscoélastique de tissus mous du type Kelvin- Boltzmann. Une telle association permet d’améliorer les performances du système de téléopération par rapport aux contributions précédentes qui utilisaient des modèles moins réalistes de tissus, tel que le modèle élastique. Dans ce contexte, deux schémas de téléopération de type “position-position” et “position-force” ont été proposés afin de répondre aux contraintes matérielles de la plateforme ARAKNES. La transparence et la stabilité, i.e. les deux paramètres qui permettent de quantifier les performances des systèmes téléopérés, des schémas proposés ont été étudiées. De plus, les effets d’une mise à l’échelle des positions qui sont commandées par le chirurgien, ainsi que des efforts ressentis par ce dernier, ont été examinés du point de la performance du système téléopéré. Enfin, la possibilité d’effectuer une commande sans-fil des robots chirurgicaux a été aussi abordée afin d’augmenter les libertés de mouvement des méso-robots et d’explorer les possibilités d’amélioration en termes de performance mécanique et de miniaturisation<br>This dissertation deals with the design, implementation and experimental validation of a force-reflecting teleoperation architecture for robotic assisted endoluminal surgery. For this purpose, a meso-scale surgical robot was used as target device to be teleoperated. This robot, codenamed SPRINT, was developed during the ARAKNES European project (FP7, grant agreement no. 224565). The key idea of ARAKNES was to transfer the robot’s degrees of freedom required for surgery inside the peritoneal cavity, allowing to provide robotic assistance in single port laparoscopic surgery. In order to attain the objectives of this work, several studies were carried out : First, the specifics of surgical robotic design were investigated with the objective of guar- anteeing the technology transfer from research centers into the operating room. Second, a generic real-time software architecture for surgical robots was described, serving as support for the current implementation of the teleoperation control system. The latter system employs an adaptive controller which is based on an active state observer (AOB) and a viscoelastic Kelvin-Boltzmann soft-tissue environment model. This com- bination allows improving the performance with respect to previous works in the field that use less realistic soft-tissue environment models, such as the elastic model. In this context, two teleoperation schemes of types “position–position” and “position–force” were proposed in order to fulfill the hardware requirements of ARAKNES. Both schemes were analyzed in terms of their transparency and stability, i.e. the two parameters that allow quantifying the performance of teleoperated systems. Furthermore, the effects of scaling the po- sitions and the forces which are respectively commanded and felt by the surgeon, were examined regarding the surgeon’s performance, and also the system’s performance. Finally, the possibility of performing wireless control of surgical robots was also explored in order to increase the freedom of movement and, possibly, to improve the mechanical performance and/or miniaturization of the surgical robots that were employed
18
Barbé, Laurent De Mathelin Michel. "Téléopération avec retour d'efforts pour les interventions percutanées." Strasbourg : Université Louis Pasteur, 2007. http://eprints-scd-ulp.u-strasbg.fr:8080/836/01/BARBE_Laurent_2007.pdf.
Full text
19
Cuvillon, Loïc. "Compensation du battement cardiaque en chirurgie robotisée : Asservissement visuel d'un robot médical avec flexibilités." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2006. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2006/CUVILLON_Loic_2006.pdf.
Full textAbstract:
La chirurgie laparoscopique robotisée permet d’envisager une nouvelle solution à la stabilisation cardiaque dans les procédures de pontage coronarien : la compensation active. Celle-ci consiste à asservir une attitude constante entre la surface du coeur et l’outil porté par le robot médical. Cette compensation active peut se réaliser par un asservissement visuel rapide avec l’information délivrée par une caméra endoscopique. Sur cette problématique, notre première contribution est un modèle de prédiction du mouvement cardiaque. Ce modèle, identifié en ligne, repose sur l’imagerie rapide du coeur et l’acquisition simultanée du volume respiratoire et de l’électrocardiogramme. Notre seconde contribution porte sur une méthodologie d’identification de l’ensemble des flexibilités d’un manipulateur médical léger. Elle permet la synthèse de correcteurs avancés améliorant les performances de l’asservissement visuel en hautes fréquences<br>Robotized laparoscopic surgery allows to consider a new solution to beating heart stabilization in coronary artery bypass procedures : active compensation. It consists in the control of the relative position between the heart surface and a surgical tool held by a medical robot. This active compensation of heart motion can be carried out through high speed visual servoing using the information given by an endoscopic camera. On this issue, our first contribution is a predictive model of the heart motion. This model, identified online, is based on the high speed imaging of the heart and the simultaneous acquisition of ventilator airflow and ECG signals. Our second contribution is an identification methodology of the whole flexibilities of a lightweight medical manipulator. It allows to design advanced controllers to improve the performance of the visual servoing in high frequencies
20
Maillet, Pierre. "Développement d'un robot pour la chirurgie orthopédique et d'une méthodologie pour sa mise en oeuvre." Montpellier 2, 2006. http://www.theses.fr/2006MON20129.
Full textAbstract:
De nombreuses procédures chirurgicales en orthopédie, neurochirurgie, maxillo-facial ou ORL sont confrontées de façon récurrente à l'exigence de fraiser, aléser, percer ou encore couper des tissus osseux avec précision. Ces interventions sont traditionnellement effectuées à l'aide d'instruments motorisés qui sont positionnés, dirigés et maintenus par le chirurgien. La précision avec laquelle la cavité osseuse est réalisée, ainsi que la qualité des états de surface obtenus, sont par conséquent dépendantes de la dextérité du chirurgien. Ce manuscrit présente les travaux de développement d'un robot pour la chirurgie orthopédique et une méthodologie pour sa mise en oeuvre. Après avoir défini les contraintes chirurgicales liées à ce type de chirurgie et les solutions existantes pour assister le geste des chirurgiens, le dispositif BRIGIT (Bone Resection Instrument Guidance by Intelligent tool) est présenté en détail. Son architecture matérielle et logicielle, ses performances ainsi qu'une technique chirurgicale pour la pose de prothèse de genou sont décrites. La dernière partie est consacrée à la recherche du placement optimal du BRIGIT par rapport au patient. Deux méthodes de recherche sont proposées, l'une fournissant des solutions ponctuelles, l'autre calculant un espace de solutions<br>Several surgical procedures in orthopaedics, neurosurgery, maxillofacial or ENT need to mill, drill or cut bones accurately. In conventional surgery, motorized tools are positioned and held by the surgeon to realize these tasks. But bone cavity accuracy and surface roughness depend on the surgeon dexterity. In this thesis, we present a robot that has been developed for orthopaedic surgery as well as a registration method to position it with respect to the patient while satisfying constraints such as accessibility. In the two first section of the dissertation, the surgical constraint are presented and a state of art on current devices developed to assist ther surgeon's gesture is done. The third section details the BRIGIT device (Bone Resection Instrument Guidance by Intelligent tool) including its software and hardware architectures. A dedicated procedure for total knee replacement is also described. The last section presents the registration problem: two methods are proposed, one deriving a single robot solution, the second deriving a set of solutions that allows to position the robot in a more flexible manner
21
Richa, Rogerio. "Suivi 3D Robuste pour la Chirurgie Cardiaque Robotisee." Phd thesis, Université Montpellier II - Sciences et Techniques du Languedoc, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00640517.
Full textAbstract:
Les dernières décennies ont vu le développement important de la chirurgie mini-invasive. L'acte mini-invasif apporte de nombreux avantages pour les patients: séjour plus court à l'hôpital, réduction des coûts, un traumatisme réduit et la diminution des complications postopératoires. Dans ce contexte, l'assistance robotique est capable de rendre l'acte chirurgical plus intuitif et plus sûr pour les chirurgiens. Dans le domaine de la chirurgie cardiaque mini-invasive, les mouvements respiratoires et cardiaques sont deux sources de perturbations importantes pour les chirurgiens. Malgré l'existence de versions miniaturisées de stabilisateurs cardiaques mécaniques, le mouvement résiduel est encore considérable et doit être manuellement compensé par le chirurgien. Dans ces travaux de thèse, des techniques de suivi visuel pour l'estimation du mouvement 3D du coeur ont été développées. Pour la compensation active des mouvements physiologiques, seules les structures naturelles sur la surface du coeur sont utilisées. Deux contributions dans le domaine de la compensation des mouvements physiologiques pour la chirurgie cardiaque robotisée ont été proposées. La première est une méthode de suivi visuel 3D basée sur un modèle déformable de type ''plaque mince'' et une paramétrisation efficace pour le suivi 3D en images stéréo-endoscopiques. La seconde contribution est une méthode de suivi robuste qui prédit le mouvement futur du coeur pour contourner des problèmes comme les occlusions par les instruments chirurgicaux et les éventuelles réflexions spéculaires. La méthode de prédiction est basée sur une série de Fourier estimée à travers un filtre de Kalman étendu.
22
Dutreuil, Julien. "Modélisation 3D et robotique médicale pour la chirurgie : développement d'un protocole d'implantologie dentaire assistée par ordinateur et étude d'un cas clinique." Paris, ENMP, 2001. http://www.theses.fr/2001ENMP1026.
Full text
23
Michelin, Micaël. "Contribution à la commande de robots pour la chirurgie mini-invasive." Montpellier 2, 2004. http://www.theses.fr/2004MON20195.
Full text
24
Zemiti, Nabil. "Commande en Effort des Systèmes Robotiques pour la Chirurgie Mini-Invasive." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011767.
Full textAbstract:
Mettre en oeuvre un retour d'effort pour un système robotique dédié à la chirurgie mini-invasive impose d'adresser deux difficultés principales. La première est d'ordre métrologique, puisqu'il est technologiquement très difficile de procéder à une mesure directe de l'interaction distale à l'intérieur du patient, tout en respectant les contraintes de stérilité et d'encombrement. La seconde concerne le contrôle d'interactions dont la géométrie et la dynamique sont fortement variables et mal connues (contacts avec des organes, le chirurgien, ou d'autres instruments) dans un contexte particulier où la contrainte cinématique induite par le passage des instruments par un point fixe ne permet pas l'asservissement de toutes les composantes du torseur d'interaction.<br />La réponse apportée à ces questions prend ici la forme d'un système robotique bâti autour :<br />- d'un bras compact de cinématique sphérique ;<br />- d'un capteur d'efforts placé à l'extérieur du patient permettant une estimation fine des interactions distales ;<br />- d'une commande en effort dont la passivité est garantie pour toutes les interactions ; celle-ci est déclinée selon plusieurs modes (retour explicite, commande en impédance, téléopération à retour d'efforts).<br /><br />L'ensemble des propositions méthodologiques est validé de façon systématique sur un prototype de laboratoire développé dans le cadre de ce travail. Les expériences incluent des validations in vivo sur animal, depuis des tâches élémentaires jusqu'à l'utilisation du prototype comme "main gauche" pour une opération de cholécystectomie.
25
Rosa, Benoît. "Robotisation de la réalisation de mosaïques d'images endomicroscopiques." Paris 6, 2013. http://www.theses.fr/2013PA066178.
Full textAbstract:
L’endomicroscopie confocale est une modalité d’imagerie qui permet d’obtenir des images d’un tissu en temps-réel, avec une résolution micrométrique, en plaçant la sonde à son contact. Cette technologie pourrait remplacer les biopsies extemporanées par des biopsies optiques sans prélèvement de tissu, afin de réduire le temps opératoire et l’invasivité de l’opération. Si la résolution des images est suffisante, leur champ de vision est trop petit pour une utilisation clinique. Une solution est de déplacer la sonde à la surface du tissu et de recaler les images ainsi obtenues pour reconstruire une image grand champ, en utilisant un algorithme de mosaicing. Le contrôle du déplacement de la sonde est très difficile à la main. Nous proposons ici d'utiliser des moyens robotisés afin de contrôler le déplacement de la sonde au contact du tissu afin de pouvoir produire des mosaïques grand champ, avec une taille et une forme calibrée pour en faciliter l'analyse clinique. La modélisation de la déformation du tissu au contact de la sonde d'une part, et le développement d'un algorithme d'asservissement visuel d'autre part, permettent de contrôler précisément le mouvement de la sonde relativement au tissu afin de produire des mosaïques de qualité. Ces méthodes ont été validées tout d'abord ex vivo en utilisant un robot industriel de précision, puis ex vivo et in vivo grâce à des instruments minimalement invasifs de 5 mm de diamètre spécialement conçus pour l'application clinique envisagée (inspection du péritoine pour le diagnostic des cancers en chirurgie digestive)<br>Confocal endomicroscopy is an image modality that takes images in real-time with microscopic resolution and requires to place a probe in contact with a tissue. This technology could allow to take optical biopsises without taking a tissue sample, in order to reduce operating times and invasiveness. If the resolution is high, the field of view is too narrow for clinical use. A possible solution is to sweep the probe at the contact of the tissue and to register the obtained images with a mosaicking algorithm in order to obtain a large field of view image. Controlling the probe displacement along the tissue by hand is very difficult. In this work, we propose to use robotic means to control the displacement of the probe in contact of the tissue. The goal is to obtain wide field of view mosaics with standardized shape and size to facilitate clinical analysis. Modelling the tissue deformations one one hand, and developping a visual servo control scheme on the other hand, allow to control the probe motion relatively to the tissu with a great precision. Thos methods have been validated first ex vivo with a high-accuracy industrial robot, then ex vivo and finally in vivo thanks to 5mm-diameter minimally invasive instruments specially designed for the intended clinical application (peritoneum inspection for cancer diagnosis in digestive surgery)
26
Fortin, Thomas. "Utilisation de la robotique médicale dans la réalisation d'un guide de perçage pour la phase chirurgicale en implantation orale." Université Joseph Fourier (Grenoble), 1994. http://www.theses.fr/1994GRE19003.
Full text
27
Vitrani, Marie-Aude. "Asservissement Visuel à partir d'Images Echographiques. Application à la chirurgie intra-cardiaque." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00188463.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail de thèse est de proposer un système robotique basé sur un asservissement visuel échographique pour l'assistance au chirurgien lors d'interventions écho-guidées. Ce système permet au chirurgien de sélectionner la position désirée d'un instrument dans une image échographique et de commander un robot pour qu'il déplace l'instrument jusqu'à la position spécifiée. L'application considérée est la réparation d'une valve mitrale à coeur battant.<br />Les principales contributions de ce travail se situent au niveau de la modélisation de l'imageur échographique, de la modélisation du système robotique et de sa commande. Plusieurs lois de commande à découplage par modèle cinématique inverse sont alors proposées. Elles sont évaluées à travers des études de stabilité par la méthode indirecte de Lyapunov et des simulations.<br />Enfin, le système proposé est mis en oeuvre et validé à travers des expériences in vitro et in vivo sur cochon, à coeur battant.
28
Agustinos, Anthony. "Navigation augmentée d'informations de fluorescence pour la chirurgie laparoscopique robot-assistée." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016GREAS033/document.
Full textAbstract:
La chirurgie laparoscopique reproduit fidèlement les principes de la chirurgie conventionnelle avec une agressioncorporelle minimale. Si cette chirurgie apparaît comme étant très avantageuse pour le patient, il s’agit d’une interventionchirurgicale difficile où la complexité du geste chirurgical est accrue, en comparaison avec la chirurgie conventionnelle.Cette complexité réside en partie dans la manipulation des instruments chirurgicaux et la visualisation dela scène chirurgicale (notamment le champ de visualisation restreint d’un endoscope classique). La prise de décisionsdu chirurgien pourrait être améliorée en identifiant des zones critiques ou d’intérêts non visibles dans la scènechirurgicale.Mes travaux de recherche visent à combiner la robotique, la vision par ordinateur et la fluorescence pour apporterune réponse à ces difficultés : l’imagerie de fluorescence fournira une information visuelle supplémentaire pour aiderle chirurgien dans la détermination des zones à opérer ou à éviter (par exemple, visualisation du canal cystique lorsd’une cholécystectomie). La robotique assurera la précision et l’efficience du geste du chirurgien ainsi qu’une visualisationet un suivi "plus intuitif" de la scène chirurgicale. L’association de ces deux technologies permettra de guideret sécuriser le geste chirurgical.Une première partie de ce travail a consisté en l’extraction d’informations visuelles dans les deux modalités d’imagerie(laparoscopie/fluorescence). Des méthodes de localisation 2D/3D en temps réel d’instruments chirurgicaux dansl’image laparoscopique et de cibles anatomiques dans l’image de fluorescence ont été conçues et développées.Une seconde partie a consisté en l’exploitation de l’information visuelle bimodale pour l’élaboration de lois de commandepour des robots porte-endoscope et porte-instrument. Des commandes par asservissement visuel d’un robotporte-endoscope pour suivre un ou plusieurs instruments dans l’image laparoscopique ou une cible d’intérêt dansl’image de fluorescence ont été mises en oeuvre.Dans l’objectif de pouvoir commander un robot porte-instrument, enfonction des informations visuelles fournies par le système d’imagerie, une méthode de calibrage basée sur l’exploitationde l’information 3D de la localisation d’instruments chirurgicaux a également été élaborée. Cet environnementmultimodal a été évalué quantitativement sur banc d’essai puis sur spécimens anatomiques.À terme ce travail pourra s’intégrer au sein d’architectures robotisées légères, non-rigidement liées, utilisant des robotsde comanipulation avec des commandes plus élaborées tel que le retour d’effort. Une telle "augmentation" descapacités de visualisation et d’action du chirurgien pourraient l’aider à optimiser la prise en charge de son patient<br>Laparoscopic surgery faithfully reproduce the principles of conventional surgery with minimal physical aggression.If this surgery appears to be very beneficial for the patient, it is a difficult surgery where the complexity of surgicalact is increased, compared with conventional surgery. This complexity is partly due to the manipulation of surgicalinstruments and viewing the surgical scene (including the restricted field of view of a conventional endoscope). Thedecisions of the surgeon could be improved by identifying critical or not visible areas of interest in the surgical scene.My research aimed to combine robotics, computer vision and fluorescence to provide an answer to these problems :fluorescence imaging provides additional visual information to assist the surgeon in determining areas to operate or tobe avoided (for example, visualization of the cystic duct during cholecystectomy). Robotics will provide the accuracyand efficiency of the surgeon’s gesture as well as a visualization and a "more intuitive" tracking of the surgical scene.The combination of these two technologies will help guide and secure the surgical gesture.A first part of this work consisted in extracting visual information in both imagingmodalities (laparoscopy/fluorescence).Localization methods for 2D/3D real-time of laparoscopic surgical instruments in the laparoscopic image and anatomicaltargets in the fluorescence image have been designed and developed. A second part consisted in the exploitationof the bimodal visual information for developing control laws for robotics endoscope holder and the instrument holder.Visual servoing controls of a robotic endoscope holder to track one or more instruments in laparoscopic image ora target of interest in the fluorescence image were implemented. In order to control a robotic instrument holder withthe visual information provided by the imaging system, a calibration method based on the use of 3D information of thelocalization of surgical instruments was also developed. This multimodal environment was evaluated quantitativelyon the test bench and on anatomical specimens.Ultimately this work will be integrated within lightweight robotic architectures, not rigidly linked, using comanipulationrobots with more sophisticated controls such as force feedback. Such an "increase" viewing capabilities andsurgeon’s action could help to optimize the management of the patient
29
Herman, Benoit. "Étude, réalisation et validation d'un robot porte-endoscope pour chirurgie laparoscopique." Phd thesis, Université Montpellier II - Sciences et Techniques du Languedoc, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00648648.
Full textAbstract:
Il y a une trentaine d'années, l'apparition de la technologie endoscopique a ouvert la voie à la chirurgie mini-invasive. Cette nouvelle approche permet de diminuer fortement la taille des incisions et des cicatrices, réduisant le traumatisme per- et post-opératoire et le risque d'infection. Les avantages en termes de douleur et d'esthétique ont contribué à l'expansion rapide de la laparoscopie en urologie, gynécologie et chirurgie digestive. Mais si cette technique offre de nombreux avantages au patient, elle complique les gestes chirurgicaux. En particulier, la manipulation manuelle du laparoscope pose de nombreux problèmes ergonomiques. Notre objectif est de concevoir un dispositif porte-laparoscope robotisé permettant au chirurgien de télécommander celui-ci. Partant de cette demande initiale, cette thèse s'attache tout d'abord à étudier en détail la chirurgie laparoscopique, en collaboration avec des praticiens. Par la clarification des problèmes auxquels ils sont confrontés, un cahier des charges de dispositif est construit. Ensuite, les choix fondamentaux de la structure du robot sont posés. La conception des différents sous-ensembles de la solution suit une démarche rationnelle, jusqu'à la réalisation d'un prototype. Une attention particulière est portée à l'ergonomie générale du système et de son interface de commande. Un essai clinique expérimental clôture ce travail et valide le principe de solution retenu. Nous proposons enfin quelques pistes d'amélioration du robot et une série d'études et d'essais complémentaires, et revenons sur les objectifs initialement identifiés, à la lumière des résultats engrangés et de l'expérience acquise au long de cette recherche.
30
Ginhoux, Romuald. "Compensation des mouvements physiologiques en chirurgie robotisée par commande prédictive." Phd thesis, Université Louis Pasteur - Strasbourg I, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00004633.
Full textAbstract:
Il existe aujourd'hui de nombreux systèmes robotiques commerciaux pour l'assistance au geste chirurgical. Les interventions d'orthopédie, de neurologie, de chirurgie laparoscopique ou cardiaque peuvent désormais être assistées par des systèmes mécaniques et informatiques. Depuis les premiers robots d'aide au geste chirurgical dérivés des robots industriels, aux robots actuels, l'objectif est de développer des systèmes d'aide aux gestes médicaux et chirurgicaux qui apportent des bénéfices importants au chirurgien et au patient. Dans ce contexte, ce travail de thèse s'intéresse plus particulièrement à l'aide au geste chirurgical en chirurgie mini-invasive robotisée. La problématique abordée est de permettre à un robot chirurgical de compenser mécaniquement les mouvements physiologiques de l'organe ou du tissu opéré, afin de proposer au chirurgien une zone de travail virtuellement immobile. En effet, ces mouvements sont des perturbations pour le chirurgien qui télé-manipule un robot, car il doit les compenser lui-même à chaque fois qu'une tâche précise est requise à la surface d'un organe ou d'un tissu, en les accompagnant manuellement quand c'est possible. Ceci limite aujourd'hui le développement, entre autres, des opérations à coeur battant. L'objectif est de proposer un système de commande qui permette au robot de se déplacer de façon synchronisée avec l'organe et d'accompagner ainsi son mouvement. Ce travail se restreint aux mouvements physiologiques dus à la respiration et aux battements du coeur. Ceux-ci sont périodiques avec une période qui ne varie pas pendant l'intervention. Le principe utilisé pour commander le déplacement du robot est celui de l'asservissement visuel direct rapide, où les images d'une caméra d'observation endoscopique sont traitées en temps réel, avec une cadence d'asservissement jusqu'à 500 images par seconde. Le robot est commandé à l'aide de lois de commande prédictives dans lesquelles des modèles internes simples du robot et des mouvements à filtrer sont inclus. Les développements présentés dans cette thèse sont illustrés par deux ensembles de résultats, pour la compensation des mouvements respiratoires du foie d'une part, et le suivi du coeur battant d'autre part. Des dispositifs expérimentaux ont été mis en place autour d'un robot médical Aesop (Computer Motion, USA) et un prototype de robot chirurgical de la société Sinters de Toulouse. Des expériences de laboratoire et des tests in vivo en conditions chirurgicales réelles ont été réalisés.
31
Florez, Marin Juan Manuel. "Contributions à la commande d'un comanipulateur sériel au contact avec un environnement mobile." Paris 6, 2013. http://www.theses.fr/2013PA066441.
Full textAbstract:
En chirurgie à coeur battant les mouvements des organes peuvent entraver les gestes du patricien. Dans l'idéal, un robot chirurgical devrait être capable de capter les mouvements physiologiques et de les compenser automatiquement. Les solutions actuelles pour la chirurgie sur le coeur sont imparfaites notamment à cause de l'impossibilité de modéliser de manière adéquate l'organe. L'objectif principal de cette thèse est de proposer des commandes robotiques pour minimiser l'application de forces non désirées sur l'organe tout en permettant la réalisation du geste médico-chirurgical sans perturbation. Dans ce manuscrit, la solution proposée qui consiste à apprendre un modèle de l'intéraction instrument/environnement sans connaissances a priori de la nature de ce contact a été évaluée en simulation. Ensuite, la conception, réalisation et caractérisation d'un instrument à 1 dof du type "hand-held" pour la chirurgie à coeur battant a permis la mise en évidence du problème de la régulation de l'effort appliqué par l'utilisateur en interaction avec un instrument à impédance nulle. Ainsi, nous avons proposé une commande en admittance avec retour d'effort qui est adaptée à la comanipulation sérielle d'un tel instrument. L'évaluation expérimentale de cette stratégie nous a conduit à constater l'importance de la façon dont l'opérateur régule l'impédance de son bras dans l'efficacité dans la réalisation du geste chirurgical. Nous avons finalement analysé des aspects de biomécanique liés à la régulation d'impédance du membre supérieur chez l'humain. Nous avons trouvé des pistes pour la conception de stratégies de commande d'interaction homme/instrument/environnement<br>In beating heart surgery, organs motions may hamper the surgeon's gesture. Ideally, surgical robots should sens physiological motions and compensate them automatically. The solutions available in the literature are unable to do so mainly because the difficulty of successfully modeling the organ's behavior. The main objective of this thesis is to propose some control strategies to minimize undesired force application over an organ but at the same time allowing an operator to perform its surgical gesture without disturbance in the context of beating heart surgery. In this manuscript, the proposed solution consisting of learning an interaction model between instrument and environment without any a priori knowledge of the nature of such contact is evaluated in simulation. Then, by designing, building and characterizing a hand-held 1 dof instrument meant for beating heart surgery, the problem of how operator regulates the force he applies with an ideally null impedance instrument became evident. Therefore, we proposed an admittance control strategy with force feedback which is suitable for serial comanipulation of such a device. Experimental validation of this strategy drove us to notice of the importance of the way that an operator regulates his arm's impedance to the efficiency of the surgical gesture. Finally, we analysed some biomechanical aspects of impedance regulation of the human arm. We were able to propose some recommendations for the design of interaction control strategies between the human, the instrument and the environment
32
Bardou, Bérengère. "Développement et étude d'un système robotisé pour l'assistance à la chirurgie transluminale." Strasbourg, 2011. http://www.theses.fr/2011STRA6162.
Full textAbstract:
Les années 2000 ont vu l'apparition d'une nouvelle approche chirurgicale par les voies naturelles et donc sans cicatrice visible. Cette technique prometteuse s'est rapidement heurtée aux limites du matériel médical à disposition. En effet, les premières opérations de ce type ont été réalisées avec un endoscope flexible traditionnel issu de la gastroentérologie. Le manque de degrés de liberté, l' absence de triangulation entre les instruments, les difficultés de manipulation sont autant de freins au développement de cette nouvelle technique. La première partie de la thèse présente le prototype endoscopique qui, grâce à l'ajout de bras articulés de part et d'autre de la tête de l'endoscope, offre davantage de degrés de liberté et la triangulation souhaitée par les chirurgiens. En contrepartie, le système a été complexifié et certains problèmes liés à sa manipulation ont été accentués. Une solution robotique, sous la forme maître/esclave, a été mise en place pour permettre à un seul chirurgien de télémanipuler le robot esclave depuis l'interface maître. La combinaison des mouvements articulaires nécessaires à la réalisation de la tâche est calculée par ordinateur à l' aide des modèles géométrique et cinématique. Bien que représentatifs du comportement général du robot, les modèles établis ne permettent pas de tenir compte des non-linéarités inhérentes à la transmission mécanique par câbles utilisée pour commander le système. A défaut de pouvoir mettre en œuvre une solution mécanique, une compensation logicielle, basée sur une mesure externe, a permis d'améliorer le comportement du système<br>Flexible endoscopes have been recently used for new surgical procedures through natural orifices and without visible scars. However, the movements of conventional flexible endoscopes are limited and surgeons can only perform basic tasks with these systems. In order to increase the number of degrees of freedom and the workspace, we propose a new device which is made up of a classical endoscope basis with two additional arms. Given the high number of degrees of freedom, the manipulation of the system is difficult. The robotization of such a device is a solution to make its manipulation more intuitive. The main objective is to propose a teleoperated system where the final motion is a combination of several basic movements computed from the kinematic models. But the presence of important backlash induced by the cable transmission raises many difficulties wh en robotizing and controlling su ch systems. Because of these strong non linearities, controlling the instrument position with only the kinematic model proved to be inaccurate and difficult. At first, the addition of an external sensor for closing the control loop allows improving control but is not sufficient. The association with a software compensation method has given encouraging results and improved the system behavior
33
Noce, Aurélien. "Vision et Reconstruction 3D basée sur la Texture: Application à la Robotique Médicale." Phd thesis, Université Montpellier II - Sciences et Techniques du Languedoc, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00339769.
Full textAbstract:
Ces travaux mettent en place les bases d'une architecture de vision 3D pour un projet de plate-forme robotique de compensation de mouvements cardiaques, pour la chirurgie coronarienne mini-invasive à cœur battant. Les objectifs recherchés sont le suivi et la reconstruction en temps réel des mouvements du cœur, à partir des images fournies par une ou deux caméras. Une première contribution est la sélection d'un ensemble de descripteurs optimaux pour l'analyse de la texture du cœur, réalisée par des méthodes d'analyse statistique multidimensionnelle. Ce jeu de descripteurs est alors mis en œuvre dans un algorithme original de suivi hybride, qui utilise à la fois des informations issues de l'analyse de texture et de la mise en correspondance de motifs. Cet algorithme est évalué sur des images de synthèse ainsi que sur des images acquises in vivo grâce à une plate-forme d'acquisition haute fréquence développée pour l'occasion. Cette évaluation montre l'avantage de coupler l'information de motif avec l'information de texture au niveau de la robustesse du suivi vis-à-vis des déformations de l'organe. Nous proposons ensuite d'appliquer ces méthodes à la reconstruction 3D des mouvements du cœur par stéréo-vision. Cette méthode utilise l'analyse de texture afin d'améliorer le recalage des données entre les vues. Des résultats sont présentés sur des images expérimentales afin d'illustrer la méthode.
34
Nageotte, Florent. "Contributions à la suture assistée par ordinateur en chirurgie mini-invasive." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2005. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2005/NAGEOTTE_Florent_2005.pdf.
Full textAbstract:
La suture est un geste courant mais difficile en chirurgie coelioscopique. Les mouvements possibles des instruments sont limités en raison du passage des instruments par un point fixe et le retour visuel fourni est indirect et bidimensionnel. Il est donc très difficile pour les chirurgiens de planifier les mouvements de l'aiguille de suture. En pratique, le passage de l'aiguille dans les tissus fait intervenir des déformations indésirables des tissus. Afin d'aider les chirurgiens à planifier le passage d'une aiguille circulaire dans des tissus fins, nous proposons d'étudier la cinématique des mouvements possibles. Nous recherchons tout d'abord dans quels cas il est possible de trouver des chemins sans déformation entre deux points à la surface des tissus. Nous montrons qu'il existe des conditions simples sur la prise d'aiguille et sur le placement du trocart permettant de garantir l'existence de tels chemins. Nous proposons ensuite une méthode pratique de planification permettant de générer des chemins dits à déformation minimale. La planification de chemin nécessite la connaissance de données spatiales comme la position de l'aiguille dans le porte-aiguille. Nous proposons d'obtenir ces informations en utilisant une caméra endoscopique couleur. Nous utilisons des méthodes de traitement d'images simples permettant d'obtenir l'extraction des informations image en temps réel. La reconstruction des données spatiales est basée sur une optimisation itérative des erreurs de reprojection par asservissement visuel virtuel. Enfin, nous avons proposé des outils de réalité augmentée permettant d'assister le chirurgien durant une suture. Nous montrons également la faisabilité d'une aide robotisée à la suture en réalisant un passage d'aiguille semi-autonome dans des conditions de laboratoire. Ce travail exploratoire ouvre de nombreuses possibilités d'applications pour la mise en place d'une véritable aide à la suture par ordinateur<br>Suturing is a common but difficult task in laparoscopic surgery. The motions of the surgical instruments are limited because of the trocart constraint and the vision of the scene obtained through an endoscopic camera is reduced to 2D images. Consequently, it is difficult for the surgeons to plan the movements of the suturing needle. Usually, the stitching task is realized by multiple trials and undesirable deformations of the tissues are involved. In order to help the surgeons to plan the motions of a circular needle through thin tissues, we propose to study the kinematics of the needle and the needle-holder in laparoscopic surgery. Firstly, we have been interested in finding pathes between two points on the surface of the tissu which do not involve deformations. We show that there are simple conditions on the trocart position and the needle handling parameters which guarantee the existence of ideal paths. Then, we explain a method to practically plan special paths for which the deformation of the tissue is minimal. Planning paths requires the knowledge of some 3D information such as the position of the needle in the needle-holder and the position of the trocart with respect to the tissues. We propose to use the color endoscopic camera to get this information. We use fast and simple image processing techniques to extract visual cues from the images in real-time. Then the 3D positions are obtained using a virtual visual servoing scheme which iteratively minimizes the forward projection error in the images. Finally, we propose augmented-reality tools to assist the surgeon during stitching. We also show by controlling a medical robot using a 2D visual servoing scheme, that semi-autonomous suturing is possible in laboratory conditions. This exploratory research work opens the path for a complete computer-aided suturing system
35
Sauvée, Mickaël. "Contribution à l'aide aux gestes pour la chirurgie cardiaque à coeur battant : guidage échographique par asservissement prédictif non linéaire." Phd thesis, Université Montpellier II - Sciences et Techniques du Languedoc, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00129494.
Full textAbstract:
Ces travaux de thèse s'inscrivent dans le cadre de l'assistance robotisée pour la chirurgie cardiaque à coeur battant. Une première contribution est la synthèse d'une nouvelle architecture d'asservissement visuel dans l'image en utilisant une commande prédictive non linéaire. Cette structure permet de respecter les contraintes du système en gérant simultanément la planification de trajectoire et le contrôle. La loi de commande a été validée sur une plate-forme robotique en vision standard. La structure a également été adaptée pour la vision échographique. Elle permet ainsi de contrôler les déplacements d'un outil en imposant que celui-ci respecte la contrainte d'intersection avec le plan échographique. Des expérimentations ont également permis de montrer l'efficacité de cette loi de commande. Cette seconde contribution s'intègre dans le cadre de l'assistance à la chirurgie cardiaque endovasculaire, et plus particulièrement la réparation de valve mitrale. Dans ce contexte, la localisation de la valve mitrale en temps réel est obtenue en utilisant une méthode qui repose sur la détection de la jonction entre la paroi et la valve et également d'un modèle à 2 ddl de la valve. L'algorithme proposé a été validé sur une séquence in vivo. Enfin, une estimation in vivo des déplacements 3D du coeur à partir des images endoscopiques a été proposée et représente une première étape d'un projet de compensation automatique des mouvements du coeur pour la chirurgie coronarienne.
36
Van, Meer Frédéric. "Conception et réalisation d'une instrumentation terminale intégrée en chirurgie mini-invasive robotisée." Toulouse, INSA, 2005. http://www.theses.fr/2005ISAT0004.
Full textAbstract:
On assiste depuis quelques années à l'émergence d'une robotique médicale proposée pour accroître la précision des actes, améliorer les conditions de travail de l'équipe chirurgicale et le confort du patient. Nos recherches s'inscrivent dans le projet national EndoXiroB du RNTS dont l'objectif est la réalisation d'un ensemble robotisé de chirurgie mini-invasive. Elles sont dédiées à la conception et à la réalisation, en s'appuyant sur les technologies microsystèmes, d' une instrumentation chirurgicale poly-articulée équipée d'outils terminaux intégrés permettant une mesure des efforts et une découpe thermo-coagulante des tissus vivants. Nous présenterons une description complète de notre proposition qui consiste en une articulation poly-articulée innovante, proche du type " corps de serpent ". Cette articulation, commandée par quatre ou six fils, est composée de liaisons rotules plastiques accompagnées par plusieurs fils métalliques assurant à l'ensemble une rigidité en torsion et flexion. Nous décrirons nos travaux sur la conception microsystème d'un capteur d'effort deux axes pour mesurer des forces de tiraillement sur les tissus. Le microsystème utilise deux niveaux de silicium intégrant un corps d'épreuve à quatre branches orthogonales et un ensemble d'électrodes capacitives inter-digitées. Nous exposerons nos premières études sur la conception de lames thermo-chauffantes pour la découpe et la coagulation des tissus. Ces études sont basées sur la réalisation de lames en technologie silicium. Au-delà de la simple découpe et de la mesure des efforts, on peut imaginer d'intégrer d'autres micro-capteurs sur les outils chirurgicaux. Il serait ainsi possible d'augmenter la sécurité de l'acte chirurgical en évaluant, par exemple, la présence d'artères, de vaisseaux ou de nerfs à proximité de l'outil de chirurgie. Pour finir, nous proposerons une réflexion plus prospective basée sur la miniaturisation d'un robot portable intégrant un dispositif compact pour actionner l'articulation terminale de l'instrument chirurgical. Au-delà de cette réflexion, une solution extrême consisterait dans le futur à transférer tous les degrés de liberté d'un système robotisé à l'intérieur de la cavité opératoire<br>We have witnessed since few years the emergence of automated surgery aiming at the improvement of surgical procedures, operating team's working conditions and patient's comfort. This thesis falls within the RNTS national project called EndoXirob, the objective of which is the realization of an automated minimally invasive surgery device. The main objective of our work is dedicated to the conception and realization, using microsystem technologies, of a poly-articulated surgical instrumentation equipped with integrated terminal tools allowing for stress measurement and thermo-coagulant cut of living tissues. Our suggestion makes use of an innovative poly-articulated articulation, similar to the "snake body" type. This articulation, controlled by 4 or 6 wires, is composed of plastic wrist joint connections accompanied by many metallic wires insuring stiffness in both torsion and flexing. Force feedback in tele-operated instrumentation is strongly requested by surgeons. Our work deals with the microsystem conception of a two axis stress sensor to measure pulling forces on tissues in the jaws plane. This microsystem uses two Silicon levels integrating a 4 orthogonal branches gauge and a set of plane electrodes inter-digitized. Tissues cutting and coagulation represents an important part in the surgical act and constitute a good base for the development of an intelligent terminal toolset. We have studied the conception of auto-regulated thermo-heating Silicon blades allow the cutting and the thermo-coagulationo of tissues. Beyond simple cut and stress measurement, we can imagine the integration on surgical tools of other micro-sensors or micro-actuators. It would then be possible to increase the surgical act safety by evaluating, for example, the presence of arterials, blood vessels or nerves in the vicinity of the surgical tool. Finally, we suggest a futurology reflection based on the miniaturization of a portable robot with a compact mechanism driving the terminal articulation of the surgical tool. A last reflection evaluates an extreme solution where all the degrees of freedom in the robot are transferred inside the operating cavity
37
Ghembaza, Moulay Brahim El Khalil. "Modélisation des déformations des tissus biologiques pour la simulation réaliste et interactive en robotique chirurgicale mini-invasive." Paris 12, 2005. http://www.theses.fr/2005PA120071.
Full textAbstract:
Cette thèse concerne le développement d'un simulateur de chirugie, pour l'apprentissage et la planification du geste opératoire en chirurgie endovasculaire mini-invasive assistée par micro-robot. Pour garantir le "réalisme" de la simulation, nous avons pris en compte les caractères viscoélastique et non linéaire inhérents aux comportements réels de tissus biologiques comme les parois anévrysmales. Ainsi, nous avons proposé une extension de l'approche masse-tenseur en élasticité linéaire, qui met en oeuvre une adaptation dynamique aux comportements locaux, après déformation. Il est ainsi possible de restituer des comportements complexes tout en satisfaisant la contrainte de "temps réel" d'une simulation chirurgicale. Pour la gestion des interactions, nous avons développé une méthode de détection continue de collisions, s'appuyant sur une technique d'accélération hiérarchique permettant de réduire les temps de calcul. Par ailleurs, nous avons proposé une solution d'assistance à la réalisation du geste sous la forme d'une navigation active, planifiée et guidée du cathéter dans l'aorte abdominale. Enfin, les différents modèles proposés ont été implémentés dans l'outil de simulation EVARSim (EndoVascular abdominal aortic Aneurysm Repair Simulator), que nous avons développés pour la navigation active. Ces guides s'appuient sur un modèle rigide dont nous avons montré la faisabilité du point de vue temps de calcul. La complexité et les performances du modèle de déformation proposé sont présentées et analysées. Les résultats obtenus montrent que les contraintes sur les fréquences des rendus visuel et haptique sont satisfaites pour des maillages de l'ordre de 3000 tétraèdres. Ce chiffre constitue une précision suffisante pour une structure anatomique telle qu'un anévrysme aortique<br>This thesis concerns the development of a surgery simulator, for training and planning of micro-robot assisted operational gestures in minimally invasive endovasculaire surgery. To guarantee the "realism" of simulation, we have taken into account viscoelastic and nonlinear behaviours of biological tissues like those of the aneurysms walls. Thus, we have proposed an extension of the mass-tensor approach in linear elasticity, which implements a dynamic adaptation to the local behaviors, after deformation. It is thus possible to reproduce complexes behaviors while satisfying the constraint of "real time" of surgical simulation. For interaction management, we have developed a continuous collisions detection method based on a hierarchical acceleration technique allowing to reduce the computing times. In addition, we proposed a solution of assistance to the realization of gesture under the form of an active, planned and guided navigation catheter in the abdominal aorta. Finally, the proposed models were implemented in simulation tooll : EVARSim (Endo Vascular abdominal aortic Aneurysm Repair Simulator), which we developed during this thesis. Visual and haptic guides were developed for active navigation. These guides are based on a rigid model of which we showed the feasibility from the time computation point of view. The complexity and the performances of the deformation model are presented and analyzed. The results which have been obtained show that the constraints of visual and haptic rendering are satisfied for mesh about 3000 tetrahedrons, representing a sufficient precision for an anatomical structure of aortic aneurism type
38
Despinoy, Fabien. "Analyse, reconnaissance et réalisation des gestes pour l'entraînement en chirurgie laparoscopique robotisée." Thesis, Montpellier, 2015. http://www.theses.fr/2015MONTS037/document.
Full textAbstract:
L'intégration de systèmes robotiques au sein du bloc opératoire a modifié le déroulement de certaines interventions, laissant ainsi place à des pratiques favorisant le bénéfice médical rendu au patient en dépit des aspects conventionnels. Dans ce cadre, de récentes études de la Haute Autorité de Santé ont mis en avant les effets indésirables graves intervenant au cours des procédures chirurgicales robotisées. Ces erreurs, majoritairement dues aux compétences techniques du praticien, remettent ainsi en cause la formation et les techniques d'apprentissage pour la chirurgie robotisée. Bien que l'utilisation abondante de simulateurs facilite cet apprentissage au travers différents types d'entraînement, le retour fourni à l'opérateur reste succinct et ne lui permet pas de progresser dans de bonnes conditions. De ce fait, nous souhaitons améliorer les conditions d'entraînement en chirurgie laparoscopique robotisée. Les objectifs de cette thèse sont doubles. En premier lieu, ils visent le développement d'une méthode pour la segmentation et la reconnaissance des gestes chirurgicaux durant l'entraînement en se basant sur une approche non-supervisée. Utilisant les données cinématiques des instruments chirurgicaux, nous sommes capables de reconnaître les gestes réalisés par l'opérateur à hauteur de 82%. Cette méthode est alors une première étape pour l'évaluation de compétences basée sur la gestuelle et non sur l'ensemble de la tâche d'entraînement. D'autre part, nous souhaitons rendre l'entraînement en chirurgie robotisée plus accessible et moins coûteux. De ce fait, nous avons également étudié l'utilisation d'une nouvelle interface homme-machine sans contact pour la commande des robots chirurgicaux. Dans ces travaux, cette interface a été couplée au Raven-II, un robot de téléopération dédié à la recherche en robotique chirurgicale. Nous avons alors évalué les performances du système au travers différentes études, concluant ainsi à la possibilité de téléopérer un robot chirurgical avec ce type de dispositif. Il est donc envisageable d'utiliser ce type d'interface pour l'entraînement sur simulateur afin de réduire le coût de la formation, mais également d'améliorer l'accès et l'acquisition des compétences techniques spécifiques à la chirurgie robotisée<br>Integration of robotic systems in the operating room changed the way that surgeries are performed. It modifies practices to improve medical benefits for the patient but also brought non-traditional aspects that can lead to serious undesirable effects. Recent studies from the French authorities for hygiene and medical care highlight that these undesirable effects mainly come from the surgeon's technical skills, which question surgical robotic training and teaching. To overcome this issue, surgical simulators help to train practitioner through different training tasks and provide feedback to the operator. However the feedback is partial and do not help the surgeon to understand gestural mistakes. Thus, we want to improve the surgical robotic training conditions. The objective of this work is twofold. First, we developed a new method for segmentation and recognition of surgical gestures during training sessions based on an unsupervised approach. From surgical tools kinematic data, we are able to achieve gesture recognition at 82%. This method is a first step to evaluate technical skills based on gestures and not on the global execution of the task as it is done nowadays. The second objective is to provide easier access to surgical training and make it cheaper. To do so, we studied a new contactless human-machine interface to control surgical robots. In this work, the interface is plugged to a Raven-II robot dedicated to surgical robotics research. Then, we evaluated performance of such system through multiple studies, concluding that this interface can be used to control surgical robots. In the end, one can consider to use this contactless interface for surgical training with a simulator. It can reduce the training cost and also improve the access for novice surgeons to technical skills training dedicated to surgical robotics
39
Beyer-Berjot, Laura. "Développement d'une formation en parcours de soin simulé en chirurgie colorectale laparoscopique." Thesis, Aix-Marseille, 2014. http://www.theses.fr/2014AIXM5071/document.
Full textAbstract:
Rationnel: La simulation en chirurgie colorectale laparoscopique (CCL) est peu évaluée & n'a jamais été analysée en parcours de soin. Objectifs: Etudier & développer 1 formation en parcours de soin simulé (FPSS) en CCL: patients virtuels en périopératoire & programme d'entrainement virtuel (PEV) peropératoire. Déterminer si cette FPSS améliore la prise en charge des malades. Méthodes: 1) Développement d'1 FPPS pour l'appendicite. Test de sa faisabilité auprès des internes d'un service de chirurgie & évaluation de son impact sur 38 patients admis pour appendicite avant (n=21) & après (n=17) FPSS. 2) Développement d'1 FPPS en CCL respectant les objectifs de réhabilitation précoce (ORP) & validation d'un PEV en CCL. Impact de sa mise en place auprès des internes d'un service, sur 20 patients inclus prospectivement avant (n=10) & après (n=10) FPSS.Résultats: 1) Tous les internes ont suivi la FPSS. Les données pré/peropératoires étaient comparables entre les 2 groupes patients. Les délais de réalimentation liquide & solide étaient réduits après FPSS (7h (2-20) vs. 4 (4-6); P = 0.004 & 17h (4-48) vs. 6 (4-24); P = 0.005) sans modifier la morbidité ni la durée d'hospitalisation (DH). 2) La participation des internes comme opérateur a augmenté après FPSS (0% (0-100) vs. 82.5% (10-100); P = 0.006). Les données pré/peropératoires étaient comparables entre les 2 groupes patients. Le respect des objectifs de RP était meilleur à J2 après FPSS (3 (30%) vs. 8 (80%); P = 0.035). La morbidité & la DH étaient inchangées. Conclusion: Une FPSS en CCL a montré sa faisabilité. Elle a amélioré le respect des ORP & augmenté la participation des internes sans altérer les suites opératoires<br>Background: Few studies have assessed simulation in laparoscopic colorectal surgery (LCS) & simulation has never been designed in a care pathway approach (CPA) manner. Objectives: To design a CPA to training in LCS, involving virtual patients perioperative training & a virtual competency-based curriculum for intraoperative training. To implement such CPA & to look whether such training may improve patients' management. Methods:1) A CPA to training in appendicitis was designed and implemented. All residents of our department were trained & 38 patients undergoing appendectomy were prospectively included before (n=21) and after (n=17) CPA. 2) A CPA to training in LCS was designed in accordance with enhanced recovery (ER) recommendations, and a curriculum in LCS was validated. All residents of our department were trained & 20 patients were prospectively included before (n = 10) and after (n = 10) CPA. Results: 1) All residents were trained. Pre/intraoperative data were comparable between groups of patients. Times to liquid and solid diet were reduced after CPA (7 h (2-20) vs. 4 (4-6); P=0.004 & 17 h (4-48) vs. 6 (4-24); P=0.005) without changing postoperative morbidity & length of stay (LS). 2) Residents' participation in LCS improved afterCPA (0% (0-100) vs. 82.5% (10-100); P = 0.006). Pre/intraoperative data were comparable between groups of patients. Compliance for ER improved at day 2 in post-training patients (3 (30%) vs. 8 (80%); P = 0.035). Postoperative morbidity and LS were comparable. Conclusion: A CPA to training in LCS has been designed and implemented. It improved compliance for ER & residents participation without adversely altering patients' outcomes
40
Nguyen, Yann. "Accès mini-invasif à la cochlée : application à l'implantation cochléaire." Paris 6, 2011. http://www.theses.fr/2011PA066638.
Full textAbstract:
L’implantation cochléaire est aujourd’hui réalisée à travers une mastoïdectomie et une tympanotomie postérieure. L’insertion du porte-électrodes est réalisée manuellement avec un contrôle visuel et un retour sensitif, limités. Ces facteurs sont potentiellement à l’origine de la perte de l’audition résiduelle et participent à la variabilité des performances auditives postopératoires. La première partie du travail a consisté à mettre au point des modèles expérimentaux d’implantation cochléaire. Nous avons pu réaliser des modèles synthétiques de scala tympani à l’échelle 1/1 et des modèles anatomiques humains permettant de visualiser la progression de l’implant lors de son insertion dans la scala tympani. Nous avons aussi mis au point un modèle animal d’implantation cochléaire peu traumatique et de longue durée avec préservation de l’audition de l’oreille implantée. La seconde partie de travail a consisté à concevoir une voie d’abord mini-invasive de la cochlée en partant de la surface mastoïdienne et en fraisant un tunnel à travers le récessus du nerf facial vers la cochlée. Cet accès mini-invasif a pu être réalisé par un fraisage manuel sous guidage par neuronavigation de façon reproductible dans 5 rochers humains. Enfin, nous avons mis au point un outil motorisé d’insertion de porte-électrodes et un banc de mesure d’effort. Nous avons pu mesurer les forces d’insertion du porte-électrodes dans les modèles synthétiques et anatomiques de scala tympani. Ce travail pose les jalons d’une procédure d’implantation cochléaire robotisée avec un accès mini-invasif et une insertion de porte-électrode asservie en effort.
41
Lopes, da Frota Moreira Pedro. "Model based force control for soft tissue interaction and applications in physiological motion compensation." Thesis, Montpellier 2, 2012. http://www.theses.fr/2012MON20179/document.
Full textAbstract:
L'introduction de systèmes robotisés dans les salles opératoires a fait évoluer la chirurgie moderne, ouvrant aux chirurgiens de nouvelles possibilités. La présence de tels systèmes en salle opératoire croît chaque année. Les progrès des robots médicaux sont étroitement liés au développement de nouvelles techniques permettant de mieux contrôler les interactions entre la machine et les tissus biologiques. L'objectif principal de cette thèse est de proposer une commande en force basée sur un modèle, conçue pour améliorer la stabilité et la robustesse du contrôle en vue d'applications médicales. Une étude sur la modélisation des tissus mous ainsi que le choix d'un modèle compatible temps-réel sont présentés. Après cette analyse, le modèle de Kelvin Boltzmann a été choisi et implémenté dans le schéma de contrôle en force proposé, basé sur des observateurs actifs. La stabilité et la robustesse de la commande sont analysées en théorie et au travers d'expérimentations. Les performances de la commande en force sont également mesurées, en tenant compte des perturbations dues aux mouvements physiologiques. Finalement, afin d'améliorer la qualité du rejet des perturbations, une boucle de commande supplémentaire est ajoutée au moyen d'une estimation des perturbations basée sur le modèle de Kelvin Boltzmann et des séries de Fourier<br>The introduction of robotic systems inside the operating room has changed the modern surgery, opening new possibilities to surgeons. The number of robotic systems inside the operation room is increasing every year. The progress of medical robots are associated to the development of new techniques to better control the interaction between the robot and living soft tissues. This thesis focus on the development of a model based force control designed to improve stability and robustness of force control addressed to medical applications. A study of soft tissue modeling is presented and a suitable model to be used in a real-time control is selected. After the analysis, the Kelvin Boltzmann model was chosen to be inserted in the proposed force control scheme based on Active Observers. Stability and robustness are theoretically and experimentally analyzed. The performance of the proposed force control is also investigated under physiological motion disturbances. At the end, to improve the disturbance rejection capability, an extra control loop is added using a disturbance estimation based on the Kelvin Boltzmann model and a Fourier series
42
Adhami, Louai. "Une architecture logicielle intégrée pour la chirurgie mini-invasive robotisée : Focalisation sur la planification." Paris, ENMP, 2002. http://www.theses.fr/2002ENMP1083.
Full text
43
Moreau, Richard Redarce Tanneguy Pham Minh Tu. "Le simulateur d'accouchement BirthSIM un outil complet pour la formation sans risque en obstétrique /." Villeurbanne : Doc'INSA, 2008. http://docinsa.insa-lyon.fr/these/pont.php?id=moreau.
Full text
44
VAN, MEER Frederick. "Conception et réalisation d'une instrumentation terminale intégrée en chirurgie mini-invasive robotisée." Phd thesis, INSA de Toulouse, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00009521.
Full textAbstract:
On assiste depuis quelques années à l'émergence d'une robotique médicale proposée pour accroître la précision des actes, améliorer les conditions de travail de l'équipe chirurgicale et le confort du patient. Nos recherches s'inscrivent dans le projet national EndoXiroB du RNTS dont l'objectif est la réalisation d'un ensemble robotisé de chirurgie mini-invasive. Elles sont dédiées à la conception et à la réalisation, en s'appuyant sur les technologies microsystèmes, d' une instrumentation chirurgicale poly-articulée équipée d'outils terminaux intégrés permettant une mesure des efforts et une découpe thermo-coagulante des tissus vivants. Nous présenterons une description complète de notre proposition qui consiste en une articulation poly-articulée innovante, proche du type « corps de serpent ». Cette articulation, commandée par quatre ou six fils, est composée de liaisons rotules plastiques accompagnées par plusieurs fils métalliques assurant à l'ensemble une rigidité en torsion et flexion. Nous décrirons nos travaux sur la conception microsystème d'un capteur d'effort deux axes pour mesurer des forces de tiraillement sur les tissus. Le microsystème utilise deux niveaux de silicium intégrant un corps d'épreuve à quatre branches orthogonales et un ensemble d'électrodes capacitives inter-digitées.Nous exposerons nos premières études sur la conception de lames thermo-chauffantes pour la découpe et la coagulation des tissus. Ces études sont basées sur la réalisation de lames en technologie silicium. Au-delà de la simple découpe et de la mesure des efforts, on peut imaginer d'intégrer d'autres micro-capteurs sur les outils chirurgicaux. Il serait ainsi possible d'augmenter la sécurité de l'acte chirurgical en évaluant, par exemple, la présence d'artères, de vaisseaux ou de nerfs à proximité de l'outil de chirurgie. Pour finir, nous proposerons une réflexion plus prospective basée sur la miniaturisation d'un robot portable intégrant un dispositif compact pour actionner l'a rticulation terminale de l'instrument chirurgical. Au-delà de cette réflexion, une solution extrême consisterait dans le futur à transférer tous les degrés de liberté d'un système robotisé à l'intérieur de la cavité opératoire.
45
Holder-Espinasse, Muriel. "Vers la compréhension de la formation et du vieillissement du cartilage à partir de deux modèles : souris transgéniques et remplacement trachéal." Lille 2, 2006. http://www.theses.fr/2006LIL2S039.
Full textAbstract:
La première partie de mon travail de thèse concerne le gène Erg, appartenant à la famille des gènes Ets, et codant des facteurs de transcription impliqués dans de nombreux processus physiologiques. L'expression du gène Erg, précoce et transitoire chez l'embryon, est associée au mésenchyme. Erg s'exprime dès les premières étapes de mise en place du cartilage chez l'embryon puis se restreint au cartilage articulaire. Afin d'étudier le rôle du gène Erg in vivo, nous avons établi des lignées de souris transgéniques qui expriment une protéine Erg tronquée à effet transdominant négatif sur les protéines endogènes. Cette expression est ciblée au niveau de la mise en place du cartilage par l'utilisation du promoteur du gène du collagèneII1. Les phénotypes des souris transgéniques obtenues s'apparentent à un vieillissement précoce du squelette. Comparativement aux souris de type sauvage au même âge, elles développent, dans les six premiers mois de leur vie, une hyperlordose et un blocage articulaire. Des expériences de radiologie et de scintigraphie révèlent une perte générale de densité osseuse. Un suivi histologique de l'apparition du phénotype a été effectué à partir de coupes à différents stades du développement. Parallèlement, des cultures de chondrocytes embryonnaires ont été réalisées. Dans une seconde partie, nous avons collaboré à la mise en place d'un modèle de remplacement trachéal. Lorsqu'il existe une indication tymorale ou d'origine malformative, de nombreux modèles de greffe trachéale ont été rapportés dans la littérature sans résultats probants. Une solution originale a récemment été mise au point sur un modèle animal, la brebis, pour palier aux résections trachéales étendues : il s'agit d'allogreffes aortiques. Plus de 50 brebis ont été opérées avec cette technique et les résultats sont très satisfaisants. Quelques mois après la greffe, on constate une modification de la structure du greffon aortique caractérisée par une transformation tissulaire en trachée " néo-induite ". Cette étude a également été effectuée sur un autre modèle animal, le mini-porc, afin de pouvoir confirmer les premiers résultats obtenus, et valider la technique opératoire, même si nous avons été confrontés à des difficultés d'ordre anatomiques. Nous avons effectué des analyses histologiques et de suivi d'expression de gènes par hybridation in situ sur les anneaux de cartilage " néo-formés ". Nous avons également souhiaté comprendre les mécanismes cellulaires sous-jacents à cette transformation, et réalisé des allogrefes de béliers sur des brebis ou de mini-porcs femelles sur des mâles, afin d'utiliser le chromosome Y comme marqueur de l'origine cellulaire. Nous avons ainsi recherché la présence du gène SRY dans les greffons par PCR et mis en évidence l'existence d'une colonisation du greffon à partir de la trachée native<br>The first part of my thesis concerns the Erg gene. Erg belongs to the Ets family encoding a class of transcription factors. In vivo expression of the Erg gene has been previously delineated. Throughout the murine embryogenesis, the Erg gene expression is precocious and transient, and predominates in mesodermal tissues including pre-cartilaginous. Erg expression in the cartilage is restricted to the early stages of differentiation. We performed further analyses to study the function of the Erg gene in vivo. We employed transgenic mice approach to induce an over-expression of the Erg protein in a model over-expressing a dominant-negative protein restricted to the ETS domain. The transgene construct was prepared under the control of a mouse colII1 specific promoter. We were able to identify clinical abnormalities by comparison with age-matched littermates. The mice over-expressing the dominant-negative protein gradually developed early-ageing associated phenotypes including hyperlordosis, hyperkyphosis and reduced mobility. Skeletal x-rays and osteodensitometry confirmed the clinical findings, showing osteopenia and arthritis. Histological studies at different stages were also performed. In parallel, we analysed embryonic chondrocytes cultures. In the second part, we present a collaborative work on a tracheal replacement model. When a tumour or a malformation occurs, all kinds of attempts with different tracheal substitutes have been performed and reported in the literature without success. An original solution has recently been proposed on a sheep model to allow large tracheal replacement with aortic graft. More than fifty sheep were operated with successful results. Histological examinations showed a progressive transformation of the aortic graft into a tissue with tracheal epithelium and newly formed rings of cartilage. These preliminary results were confirmed on a second animal model, the mini-pig, despite unexpected surgical difficulties. We have performed histological studies and followed genes expression by in situ hybridisation on the newly formed cartilage rings. To allow a better understanding of this cellular transformation, we have performed aortic allograft from male sheep to female sheep trachea, and from female mini-pigs to male mini-pigs. Indeed, we have used a PCR technique of the SRY gene to analyse the origin of the cellular transformation. We have searched the SRY gene amplification in the grafts, and suggested that the underlying mechanism could be a colonisation of the graft by the native trachea
46
Lyubova, Natalia. "Developmental approach of perception for a humanoid robot." Palaiseau, École nationale supérieure de techniques avancées, 2013. http://www.theses.fr/2013ESTA0003.
Full textAbstract:
Les robots de service ou d'assistance doivent évoluer dans un environnent humain en constant changement, souvent imprévisible. Ils doivent donc être capables de s'adapter à ces changements, idéalement de manière autonome, afin de ne pas dépendre de la présence constante d'une supervision. Une telle adaptation en environnements non structurés nécessite notamment une détection et un apprentissage continu des nouveaux objets présents, que l'on peut imaginer inspirés des enfants, basés sur l'interaction avec leur parents et la manipulation motivée par la curiosité. Notre travail vise donc à concevoir une approche développementale permettant à un robot humanoïde de percevoir son environnement. Nous nous inspirons à la fois de la perception humaine en termes de fonctionnalités et du développements cognitifs observé chez les infants. Nous proposons une approche qui permet à un robot humanoïde d'ex- plorer son environnement de manière progressive, comme un enfant, grâce à des interactions physiques et sociales. Suivant les principes de la robotique développementale, nous nous concentrons sur l'apprentissage progressif, continu et autonome qui ne nécessite pas de connaissances a priori des objets. Notre système de perception débute par la segmentation de l'espace visuel en proto-objets, qui serviront d'unités d'attention. Chaque proto-objet est représenté par des caractéristiques bas-niveaux (la couleur et la texture) et sont eux-mêmes intégrés au sein de caractéristiques de plus haut niveau pour ensuite former un modèle multi-vues. Cet apprentissage s'effectue de manière incrémentale et chaque proto-objet est associé à une ou plusieurs entités physiques distinctes. Les entités physiques sont ensuite classés en trois catégories : parties du robot, parties des humains et objets. La caractérisation est basée sur l'analyse de mouvements des entités physiques provenant de la vision ainsi que sur l'information mutuelle entre la vison et proprioception. Une fois que le robot est capable de catégoriser les entités, il se concentre sur l'interaction active avec les objets permettant ainsi d'acquérir de nouvelles informations sur leur apparence qui sont intégrés dans leurs modèles de représentation. Ainsi, l'interaction améliore les connaissances sur les objets et augmente la quantité d'information dans leurs modèles. Notre système de perception actif est évalué avec le robot humanoïde iCub en utilisant une base expérimentale de 20 objets. Le robot apprend par interaction avec un partenaire humain ainsi que par ses propres actions sur les objets. Notre système est capable de créer de manière non supervisée des modèles cohérents des différentes entités et d'améliorer les modèles des objets par apprentissage interactif et au final de reconnaître des objets avec 88. 5% de réussite.
47
Becmeur, François. "De l'usage des techniques de l'information et de la communication pour la formation en chirurgie." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2005. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2005/BECMEUR_Francois_2005.pdf.
Full text
48
Sallé, Damien. "Conception optimale d'instruments robotisés à haute mobilité pour la chirurgie mini-invasive." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00762265.
Full textAbstract:
Cette thèse concerne la conception optimale de systèmes robotisés à haute mobilité pour la chirurgie mini-invasive. Elle este basée sur un processus d'optimisation par algorithmes évolutionnaires mult-objectifs, couplés à une simulation réaliste de la tache chirurgicale qui prend en compte tous les paramètres nécessaires à l'évaluation fidèle des robots. Cette méthodologie de conception a été appliquée au geste de suture lors d'une procédure de pontage coronarien. Elle aboutit à l'obtention d'un instrument chirurgical robotisé adapté, doté de 9 degrés de liberté: DRIMIS. Un prototype en a été réalisé et ses performances cinématiques évaluées.
49
Argentieri, Sylvain. "Conception d'un capteur sonore pour la localisation de source en robotique mobile." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00148058.
Full textAbstract:
Le système auditif de l'homme fournit de nombreuses informations sur son environnement sonore. Nous sommes par exemple capables de localiser précisément l'origine d'un son et d'en interpréter sa signification, si bien qu'il parait aujourd'hui extrêmement difficile de se passer de ces informations sonores dans un monde dynamique et imprévisible. Pourtant, la robotique mobile n'a que très peu intégré cette modalité auditive, bien qu'elle apparaisse indispensable pour compléter les informations délivrées par les autres capteurs extéroceptifs tels que les caméras, les télémètres lasers ou les d´etecteurs ultra-sonores. Nous présentons dans cette thèse la conception d'un système auditif artificiel, composé de 8 microphones omnidirectionnels et d'une carte d'acquisition/traitement, pour la localisation de source sonore. Cette problématique a déjà été très largement traitée dans la littérature issue du Traitement du Signal et de l'Acoustique. Cependant, des contraintes inédites d'embarquabilité et de temps réel imposées par la robotique limitent l'applicabilité de ces méthodes pour des signaux large bande tels que la voix. Après une étude bibliographique approfondie sur les solutions de localisation déjà proposées en robotique, nous envisageons la définition de formations de voie invariantes en fréquence. Celles-ci sont synthétisées selon une nouvelle méthode d'optimisation convexe basée sur la représentation modale des diagrammes de directivité. Cette solution permet d'améliorer sensiblement la résolution des basses fréquences, aussi bien en champ proche qu'en champ lointain, malgré l'utilisation d'une antenne de microphones de petite taille. Nous exploitons ensuite ces nouvelles formations de voie optimisées pour le tracé d'une carte de puissance acoustique de l'environnement. Comparativement aux méthodes conventionnelles, la localisation s'avère plus précise et permet de traiter des signaux large bande sur la bande de fréquence 400Hz-3kHz. Nous évaluons enfin une extens ion récente de la méthode MUSIC dans l'espace des formations de voie pouvant être compatible avec les contraintes liées au contexte robotique.
50
Parratte, Sébastien. "Méthodes d’évaluation objective et subjective en chirurgie de la hanche et du genou." Aix-Marseille 2, 2008. http://www.theses.fr/2008AIX20693.
Full textAbstract:
Le nombre de patients pris en charge chirurgicalement pour des problèmes d’arthrose au niveau de la hanche et du genou ne cesse d’augmenter. Les résultats sont bons en général, mais il existe souvent une discordance entre les résultats rapportés par les chirurgiens et ce qui est décrit par les patients. C’est pourquoi l’objectif premier de notre travail était de présenter les intérêts mais aussi et surtout les limites des techniques classiques d’évaluation en chirurgie de la hanche et du genou. Le deuxième objectif de notre travail était de valider et d’utiliser de nouveaux scores de qualité de vie ainsi que de nouvelles techniques objectives d’évaluation sur des populations de patients du département de chirurgie orthopédique de Marseille (Hôpitaux Sud, Pr JN Argenson) et de la Mayo Clinic (Pr MW Pagnano et Pr DJ Berry) en collaboration avec l’équipe d’accueil « Santé perçue et évaluation des systèmes de soins » (EA3279) (Pr P Auquier). La troisième partie de notre travail était consacrée à la discussion des travaux réalisés et à la présentation des perspectives de recherche futures. Les différents travaux présentés dans notre travail ont montré que les méthodes contemporaines d’évaluation générées par le patient qu’elles soient subjectives ou objectives permettaient d’obtenir une meilleure appréciation des résultats chirurgicaux que les méthodes classiques. Ces nouvelles méthodes d’évaluation devront probablement être intégrées dans les recherches futures et dans le suivit des patients dans le but d’améliorer la compréhension du rapport coût/efficacité des traitements proposés<br>An increasing number of patients is surgically managed for knee and hip arthritis related problems. Results reported in the literature are generally good but important discrepancies have been observed between patient reported outcomes and surgeons reported outcomes. Therefore we aimed: 1) to review and critic the current methods used for the orthopaedic evaluation of the outcomes, 2) to validate and use new quality of life questionnaires and new objectives functional tools on patients from the department of orthopaedic surgery in Marseille (Hôpitaux Sud, Pr JN Argenson) and from Mayo Clinic (Pr MW Pagnano et Pr DJ Berry) under the control of the Public health department from Marseille (Pr P Auquier); 3) to discuss the results of our studies and to propose future research projects. Results of our studies have shown that subjective and objective patient generated evaluation methods can provide a better understanding of surgical results. These new tools will have to be include in future orthopaedic research projects but also for the standard patient follow-up to improve knowledge on the reliability of the orthopaedic techniques and of their costefficiency