Design and development of devices for robotized needle insertion procedures
Conception et développement de dispositifs pour les procédures d'insertion de l'aiguille robotisés
Robotique médicale
Insertion d'aiguille
Mécanisme parallèle
Synthèse dimensionnelle
Medical robotics
Needle insertion
Parallel mechanisms
Dimensional synthesis
629.89
Robotique en médecine
Imagerie interventionnelle
Appareils et matériel
Radiographie médicale -- Positionnement
Capteurs (technologie)
Ponction-biopsie
Ces travaux de thèse apportent plusieurs contributions à la conception de dispositifs d'assistance robotisés pour la réalisation de procédures d'insertion d'aiguille sous imageur à rayons X. Partant de la tâche de positionnement et d'orientation d'une aiguille, plusieurs architectures mécaniques inédites à quatre degrés de liberté ont été proposées. Un algorithme de synthèse dimensionnelle a été conçu pour calculer les paramètres structuraux de ces mécanismes en étudiant leurs singularités, tout en tenant compte des contraintes antagonistes de compacité du système, de capacité d'actionnement et de taille d'espace de travail. Une décomposition modulaire du dispositif d'assistance a permis de proposer des solutions pour un outil dédié à l'insertion d'aiguille avec retour d'effort. Cet outil comporte un dispositif d'insertion, un système de préhension d'aiguille et un capteur d'effort spécifique pour le retour d'effort.
This thesis focuses on finding solutions for the design and the technological bottlenecks involving development of a slave robotic assistant for needle insertion procedures. The needed functionalities for the slave device were sought to be achieved by adopting a modular approach. This required the design and the development of different devices which satisfy targeted functionalities. A study of needle positioning devices was carried out which led to the synthesis of novel mechanisms for the task of needle axis translation and the needle axis orientation. A novel dimensional synthesis algorithm was developed to calculate the structural parameters of these mechanism while studying their singularities and considering the antagonistic constraints of system compactness, actuation torques and workspace size. The modular decomposition also allowed to offer solutions for an insertion tool dedicated to needle insertion with force feedback. This insertion tool consists of a device for inserting the needle, a device for grasping the needle and a force sensor for force feedback.
Electronic Thesis or Dissertation
Text
en
PDF
7467065
Université de Strasbourg
Strasbourg
2016-12-31
https://theses.hal.science/tel-01274874
application/pdf
14503943
https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2014/Kumar_Nitish_2014_ED269.pdf
https://theses.fr/2014STRAD024/abes
https://theses.hal.science/tel-01274874
https://theses.hal.science/tel-01274874
Kumar
Nitish
1986-09-18
IN
191362751
21116253
https://theses.fr/2014STRAD024
2014STRAD024
https://doi.org/10.70675/bf2f9523zbd1az49c7z83e4za43707f55282
2014-11-26
Signal, image, automatique et robotique
Strasbourg
131056549
Doctorat
Docteur es
non
oui
Bayle
Bernard
MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1
061052744
Arakelyan
Vigen
MADS_PRESIDENT_DU_JURY
174093810
Pierrot
François
MADS_MEMBRE_DU_JURY_1
079213448
Piccin
Olivier
MADS_MEMBRE_DU_JURY_2
191363065
Arakelyan
Vigen
MADS_RAPPORTEUR_1
174093810
Herder
Just
MADS_RAPPORTEUR_2
191362867
École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....)
MADS_ECOLE_DOCTORALE_1
MA
156504863
Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg ; 2013-....)
MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1
UMR7357
176969721
217648
ddc:620
Bayle
Bernard
Arakelyan
Vigen
Pierrot
François
Piccin
Olivier
Arakelyan
Vigen
Herder
Just
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 ; 2013-....)
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