Compensation des mouvements physiologiques en chirurgie robotisée par commande prédictive
Langue Français
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Auteur : Ginhoux, Romuald
Date de soutenance : 01-01-2003
Directeur(s) de thèse : De Mathelin, Michel
Établissement de soutenance : Université Louis Pasteur (Strasbourg)
École doctorale : École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....)
Discipline : Automatique et robotique
Classification : Sciences de l'ingénieur
Mots-clés libres : gestes médico-chirurgicaux assistés par ordinateur
Mots-clés :
- Robotique
- Thèses et écrits académiques
- Commande prédictive
- Thèses et écrits académiques
- Chirurgie
- Thèses et écrits académiques
Résumé : Cette thèse s'intéresse 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, qui sont périodiques avec une période ne variant 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 (Toulouse). Des expériences de laboratoire et des tests in vivo en conditions chirurgicales ont été réalisés.
Entrepôt d'origine : 
Identifiant : ecrin-ori-285371
Type de ressource : Thèse
