Note ABES Microsystème de positionnement dédié à l'instrumentation d'aiguilles pour intervention chirurgicale sous scanner IRM Positioning microsystem dedicated to needle instrumentation for surgery under MRI scanner IRM Effet Hall Circuit CMOS MRI Magnetic sensor Hall effect CMOS circuit 610.28 629.89 Chirurgie endoscopique Appareils et matériel Imagerie par résonance magnétique Effet Hall Capteurs d'images CMOS Robotique en médecine Les interventions chirurgicales s'orientent de plus en plus vers des techniques dites mini-invasives. Dans ce mode d'intervention, le praticien perd la vision directe de l'extrémité de l'instrument médical qu'il manipule. Le contrôle visuel du déplacement de l'instrument à l'intérieur du corps humain s'effectue alors sur écran grâce aux techniques d'imagerie médicale, en particulier l'imagerie par résonance magnétique (IRM). Afin d'assurer une grande précision du déplacement de l'instrument, sa position doit être connue pour permettre un recalage automatique du plan d'imagerie en temps réel. Ce document décrit la conception et la caractérisation d'un système de positionnement fonctionnant sous IRM et pouvant s'insérer dans un instrument médical de très petit diamètre. Afin d'aboutir à des dimensions millimétriques, le système est réalisé sur une puce en silicium utilisant les procédés standard de fabrication de la micro-électronique : la technologie CMOS 0,35 µm basse tension. Ce microsystème est basé sur l'utilisation d'un capteur magnétique 3D à effet Hall associé à l'électronique intégrée spécifique au traitement du signal, permettant d'extraire la mesure précise des gradients de champ magnétique inhérents au principe même de l'IRM. La relation unique entre les coordonnées spatiales du tunnel du scanner IRM et les gradients de champ magnétique, rend possible la détermination de la position et de l'orientation du microsystème. Les résultats expérimentaux montrent qu'une localisation est possible en 3 ms avec une résolution spatiale sub-millimétrique. Surgeries are moving more and more towards so called minimally invasive techniques. With these techniques, the surgeon looses direct view of the medical tool that he manipulates. The visual control of the instrument movement inside the human body is monitored on a screen through medical imaging techniques, particularly magnetic resonance imaging (MRI). To ensure a high accuracy of the instrument movement, its position must be known to enable the automatic registration of the imaging plane in real time.This work describes the design and characterization of a positioning system operating in a MRI scanner which can be embedded in medical devices of very small diameters. To achieve millimeter dimensions, the system is realized on a silicon chip using standard manufacturing processes of microelectronics : low voltage 0.35 µm CMOS technology. This microsystem is based on the use of a 3D magnetic Hall effect sensor co-integrated with specific signal processing electronics to extract the accurately measured magnetic field gradients which are inherent to the MRI principle. The unique relationship between scanner bore space coordinates and the magnetic field gradients allows to determine the position and orientation of the microsystem. Experimental results show that localization is possible in 3 ms with sub-millimeter spatial resolution. Electronic Thesis or Dissertation Text fr PDF 10949279 Université de Strasbourg Strasbourg 2014-12-31 application/pdf 14112625 http://www.theses.fr/2013STRAD043/document http://www.theses.fr/2013STRAD043/abes Schell Jean-Baptiste 1985-05-04 FR 177197323 https://theses.fr/2013STRAD043 2013STRAD043 https://doi.org/10.70675/adcd39c8z1f25z4f4ezb5d6zd94a9f33234c 2013-06-25 Instrumentation et microélectronique Strasbourg 131056549 Doctorat Docteur es non oui Hébrard Luc MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 11193429X Mathelin Michel de MADS_PRESIDENT_DU_JURY 079382983 Kussener Edith MADS_MEMBRE_DU_JURY_1 069315094 Kammerer Jean-Baptiste MADS_MEMBRE_DU_JURY_2 109249739 Kayal Maher MADS_RAPPORTEUR_1 113601522 Latorre Laurent MADS_RAPPORTEUR_2 160859581 École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 156504863 Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg ; 2013-....) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 176969721 217648 ddc:610 ddc:620 Hebrard Luc Mathelin Michel de Kussener-Combier Edith Kammerer Jean-Baptiste Kayal Maher Latorre Laurent École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....) Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg) PDF 10949279 confidentialité 2013-06-25 2113-06-25 confidentialité 2013-06-25 2113-06-25 restriction 2013-06-25 2014-12-31 confidentialité 2013-06-25 2113-06-25 confidentialité 2013-06-25 2113-06-25