Navigation augmentée d'informations de fluorescence pour la chirurgie laparoscopique robot-assistée

Anthony Agustinos 1
1 GMCAO
TIMC-IMAG - Techniques de l'Ingénierie Médicale et de la Complexité - Informatique, Mathématiques et Applications [Grenoble]
Résumé : La chirurgie laparoscopique reproduit fidèlement les principes de la chirurgie conventionnelle avec une agression corporelle minimale. Si cette chirurgie apparaît comme étant très avantageuse pour le patient, il s’agit d’une interven- tion chirurgicale difficile où la complexité du geste chirurgical est accrue, en comparaison avec la chirurgie conven- tionnelle. Cette complexité réside en partie dans la manipulation des instruments chirurgicaux et la visualisation de la scène chirurgicale (notamment le champ de visualisation restreint d’un endoscope classique). La prise de déci- sions du chirurgien pourrait être améliorée en identifiant des zones critiques ou d’intérêts non visibles dans la scène chirurgicale. Mes travaux de recherche visent à combiner la robotique, la vision par ordinateur et la fluorescence pour apporter une réponse à ces difficultés : l’imagerie de fluorescence fournira une information visuelle supplémentaire pour aider le chirurgien dans la détermination des zones à opérer ou à éviter (par exemple, visualisation du canal cystique lors d’une cholécystectomie). La robotique assurera la précision et l’efficience du geste du chirurgien ainsi qu’une visua- lisation et un suivi "plus intuitif" de la scène chirurgicale. L’association de ces deux technologies permettra de guider et sécuriser le geste chirurgical. Une première partie de ce travail a consisté en l’extraction d’informations visuelles dans les deux modalités d’image- rie (laparoscopie/fluorescence). Des méthodes de localisation 2D/3D en temps réel d’instruments chirurgicaux dans l’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 com- mande pour des robots porte-endoscope et porte-instrument. Des commandes par asservissement visuel d’un robot porte-endoscope pour suivre un ou plusieurs instruments dans l’image laparoscopique ou une cible d’intérêt dans l’image de fluorescence ont été mises en œuvre. Dans l’objectif de pouvoir commander un robot porte-instrument, en fonction des informations visuelles fournies par le système d’imagerie, une méthode de calibrage basée sur l’exploi- tation de l’information 3D de la localisation d’instruments chirurgicaux a également été élaborée. Cet environnement multimodal 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 ro- bots de comanipulation avec des commandes plus élaborées tel que le retour d’effort. Une telle "augmentation" des capacités de visualisation et d’action du chirurgien pourraient l’aider à optimiser la prise en charge de son patient.
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Contributeur : Catherine Zoppis <>
Soumis le : lundi 10 avril 2017 - 17:05:09
Dernière modification le : lundi 19 juin 2017 - 10:32:40

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  • HAL Id : tel-01504974, version 1

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Anthony Agustinos. Navigation augmentée d'informations de fluorescence pour la chirurgie laparoscopique robot-assistée. Ingénierie assistée par ordinateur. Université de Grenoble, 2016. Français. <tel-01504974>

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