Дисертації з теми "Chirurgie – Appareils et matériel – Innovation"
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Pioche, Mathieu. "Optimisation de la technique de dissection sous muqueuse à l’aide d’un bistouri à jet d’eau haute-pression pulsée pour le traitement endoscopique des tumeurs superficielles du tube digestif." Electronic Thesis or Diss., Lyon 1, 2015. http://n2t.net/ark:/47881/m6cr5rtg.
Анотація:
Dans cette thèse, nous avons travaillé sur les différents versants de la technique de dissection sous-muqueuse et les problèmes que pose ce geste quasi chirurgical dans des unités d'endoscopie initialement médicales. Tout d'abord, nous avons travaillé sur la formation à la technique en développant un modèle d'apprentissage sur colon de bovin plus adapté à la situation européenne où les lésions colo-rectales sont les plus fréquentes. Ce modèle de rectum de bovin, simple à trouver et à préparer permet une formation dans des conditions plus proches de la paroi colique humaine que celles offertes par l'estomac de cochon. Un travail à plus grande échelle évaluant les bénéfices d'une aide à l'apprentissage par un logiciel interactif dédié mené sur ce modèle avec 37 étudiants français et japonais est en cours d'analyse et sera publié prochainement. Ensuite, nous avons réfléchi à la stratégie de la procédure pour la rendre plus simple en évaluant précocement la technique du tunnel pour la dissection des lésions œsophagiennes. Cette stratégie permet de maintenir une traction sur les bords lésionnels et nous offrent une sorte de triangulation en élargissant physiquement la zone de travail. Cette stratégie est devenue un standard pour les résections œsophagiennes dans de nombreuses équipes. Enfin, nous avons travaillé conjointement avec la société Nestis® au développement d'un outil permettant d'optimiser la procédure de dissection sous-muqueuse en associant les bénéfices des bistouris bi fonction (injectant et coupant avec le même outil}, de la haute pression pulsée et des solutions macromoléculaires visqueuses. Le système Nestis® permet pour la première fois cette association et a démontré son intérêt en termes de sécurité et de performance par rapport à la méthode classique utilisant l'aiguille et un bistouri électrique conventionnel. Avec cet outil bi fonction, il n'est plus nécessaire de changer d'instrument puisque toutes les étapes de la procédure sont désormais réalisées avec un seul et même outil. D'autres projets sont déjà prévus avec ce matériel pour étudier ses bénéfices et sa sécurité en dissection colique humaine qui est réputée comme la plus difficile compte tenu de la finesse de la paroi. Enfin, ce matériel offre la possibilité d'injecter sous pression des principes actifs qui pourrait dans le futur permettre de prévenir la survenue de sténoses œsophagiennes ou diriger la cicatrisation. Nous avons ainsi travailler avec la pharmacie de l'hôpital Edouard Herriot pour stabiliser la solution macromoléculaires de mélange de glycérol pour permettre son utilisation en pratique quotidienneFirst of all, we worked on the training for unexperienced operators by developing a bovine colon model more adapted to the European situation where colo-rectal lesions are the most common. This model of rectum from bovine, easy to find and to prepare allows training in conditions most close to the human colonic wall than those offered by the pig stomach. Furthermore, such models allows to teach the initial skills but avoiding the risk of adverse events for the first procedures in humans. A future work evaluating the benefits of a learning support by a dedicated interactive software on this model with 37 french and Japanese students is now being analyzed and will be reported soon. Then we thought about the strategy of the procedure in order to make it more simple using the tunnel technique to perform ESD for the esophageal lesions. This strategy helps to maintain traction on the edges and offers a sort of triangulation physically expanding the working space. This strategy has become a standard for esophageal resections in many teams and we still work to improve its efficacy. Finally, we worked jointly with Nestis® Company to develop a tool to optimize the submucosal dissection procedure by combining the benefits of the catheters bi function (injecting and cutting with the same tool), but adding high pulsed pressure and capability to inject viscous macromolecular solutions. The Nestis® system allows for the first time this association and demonstrated his interest in terms of security and performance compared with the conventional method using the needle and a conventional electrocautery device. With this bi function tool, it is not necessary to change instrument frequently since all stages of the procedure are now done with a single device. Other projects are already included with this material to explore its benefits and its safety in human colonic dissection that is deemed as the most difficult due to the thinner wall. Finally, this material offers the possibility to inject pressurized active drugs which could be used in the future to prevent the occurrence of esophageal strictures or to direct healing. We also worked with the hospital Edouard Herriot pharmacy to stabilize the solution glycerol mix to allow its use in daily practice in our unit
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Taillandier, Gérard. "Contribution à la réalisation d'une sonde parodontale électro-mécanique reliée à un traitement informatisé des données." Toulouse 3, 1991. http://www.theses.fr/1991TOU30276.
Анотація:
Les maladies parodontales sont des maladies infectieuses. Leur prévalence augmente avec l’âge, et pour les patients prédisposes, elles sont fonction du niveau de l'hygiène. Elles s'accompagnent de destructions tissulaires qui atteignent les tissus parodontaux: gencive, cément, os alvéolaire, de manière cyclique, épisodique, imprévisible. Elles se caractérisent donc par des variations dimensionnelles mesurables. Le relevé de ces mesures sanctionne toutes les étapes du traitement parodontal: le diagnostic, la prise de décision thérapeutique, l'évaluation de l'effet du traitement, la surveillance du patient a long terme. La profession utilise a cette fin un instrument manuel simple: la sonde parodontale. Son usage se concrétise par l'élaboration d'une fiche associant les mesures et leur représentation graphique. La charge en terme de temps, imposée au praticien, pour la réalisation de cet examen, nous a conduit à réaliser une sonde électro-mécanique interfacée a un traitement informatise des données. La solution mécanique retenue est une revendication brevet. Sa miniaturisation et sa forme, la simplicité de son fonctionnement, autorisent une prise de mesure rapide. L'interface de mesure assure la conversion analogique-numérique du signal, le stockage des données, leur correction, leur transfert éventuel dans un ordinateur. Á ce niveau nous avons programmé un logiciel autorisant la consultation des mesures sous forme chiffrée ou graphique. Une expérimentation clinique évalue la capacité de cette sonde a fournir des mesures précises et reproductibles par comparaison avec une sonde manuelle
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Rasoulifar, Rahi. "Processus de conception centé utilisateur à base de scenario : application à la conception d'instruments chirurgicaux innovants en chirurgie mini-invasive." Grenoble 1, 2009. http://www.theses.fr/2009GRE10319.
Анотація:
Cette thèse est une contribution au développement du processus de conception d'instruments chirurgicaux innovants, plus particulièrement pour la conception d'instruments dans le domaine de la chirurgie minimalement invasive pour lesquels la collaboration du chirurgien et de l'ingénieur est indispensable. L'objet de recherche de cette thèse est de mieux connaître la pratique de conception dans ce domaine particulier dans le but de proposer un modèle amélioré de processus de conception. L'étude bibliographique montre l'écart important entre l'approche médicale (validation clinique) et l'approche de l'ingénierie (conception innovante). Pour combler cet écart, un moyen peut être la mise en place de nouvelles méthodes de conception permettant une étroite collaboration entre l'ingénieur et le chirurgien. Dans ce contexte, il s'agit de trouver un équilibre entre les méthodes d'ingénieries pures et les méthodes centrées utilisateurs. Nous basant sur la recherche-action comme méthode de recherche de ce travail, nous nous sommes lancés dans l'action de conception d'un instrument chirurgical innovant, le projet Protige, afin d'observer et de capturer cette expérimentation. Les différentes analyses du corpus de ce projet nous ont aidés à découvrir et identifier de nouveaux aspects du processus de conception, comme la coévolution du produit et de l'usage et le rôle de l'utilisateur expert dans le processus. Finalement, nous avons proposé une modélisations descriptive de processus de conception, incluant les concepts d'émulation et de Conception Centrée Utilisateur Expert (Expert-UCD) pour ensuite formaliser une méthode prescriptive de processus de conception pour les instruments chirurgicaux innovants. Ce modèle a été éprouvé sur un nouveau cas de conception d'un instrument pour la chirurgie minimalement invasive. Une architecture informatique a été proposée comme support de cette proposition de modèleThis PhD research is a contribution to the design process of innovative surgical instruments, particularly for minimally invasive surgery (MIS) for which the collaboration of surgeons and engineers is inevitable. Reviewing the literature shows that there is a gap between what surgeons need and what the engineers design. An approach to fill this gap is to build a design process which enables surgeons and engineers to work together, or in other words, enables the designer to integrate the surgeon in the design process. Taking the action research as the research method, this thesis went through the action of a 2-year design project of an MIS instrument, Protige, and observed and captured the experiment. The analyses of the corpus of observation showed new aspects of design process: the coevolution of product and usage during the process, and the role of the expert user in the design progression. These results led to propose new descriptions of design process, such as emulation step and expert- UCD, and provided bases for proposing a descriptive design process model for innovative surgical instruments. The validity of the proposed model was examined by applying to another MIS instrument design, and an informatic structure was proposed as a support for the process model
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Paille, Joffrey. "La localisation spatiale d'outils chirurgicaux par systèmes électromagnétiques alternatifs : applications et domaines de validité des modélisations numériques." Université Joseph Fourier (Grenoble), 2004. http://www.theses.fr/2004GRE19002.
Анотація:
Les localisateurs magnétiques sont les seuls systèmes de localisation spatiale à permettre une localisation intra-corporelle. Cependant, les performances de ces systèmes sont fréquemment dégradées dans des conditions "normales" d'utilisation. Les erreurs constatées, de l'ordre de plusieurs millimètres pour les plus significatives, sont notamment provoquées par la présence de matériaux métalliques dans la zone de fonctionnement du localisateur. Ces matériaux engendrent des perturbations électromagnétiques qui modifient les valeurs du champ généré par les sources magnétiques du localisateur. Nous présentons un modèle numérique des phénomènes d'induction électromagnétiques créés dans des milieux conducteurs et/ou magnétiques avec la méthode des éléments finis, utilisant le logiciel FluxExpert. Deux techniques numériques différentes ont été mises en œuvre et comparées. Les résultats obtenus ont été validés. La cohérence et la complémentarité des domaines de validité ont été démontréesMagnetic tracking devices are the only systems that allow tracking movement of surgical tools inside the human body. Nevertheless, when used in a typical working environnement, these systems are usually disturbed by electromagnetic fields induced in nearby metals. The presence of metallic objects within the working field results in measurement errors which can be important, several millimeters for the most significant. Three-dimensional finite element modelling is presented, which is performed with FluxExpert software. This model is used to study the effect of the two metal-related phenomena that impinge on the performance of electromagnetic based trackers : eddy currents and ferromagnetism. Two numerical techniques have been developed. An experimental investigation was undertaken to validate the aumerical results. Validity domains of the numerical modellings have also been determined
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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.
Анотація:
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 solutionsSeveral 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
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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.
Анотація:
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 pointéThis 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
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Sincan, Premcoumar. "De l'antisepsie à l'asepsie en chirurgie." Lyon 1, 1997. http://www.theses.fr/1997LYO1M128.
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Bogalhas, Frédéric. "Développement d'une sonde positon per-opératoire pour la localisation et l'excision des tumeurs cérébrales." Paris 11, 2009. http://www.theses.fr/2009PA112326.
Анотація:
La précision de l’ablation chirurgicale demeure aujourd’hui l’une des étapes essentielles de la stratégie thérapeutique contre les tumeurs cérébrales, comme les gliomes, et conditionne, plus que pour tout autre cancer, la durée de survie et la qualité de vie des patients opérés. L’enjeu est de réaliser une excision la plus complète possible pour limiter les récidives, tout en préservant les tissus sains bordant la tumeur. Ce travail de thèse présente le développement, la caractérisation et l’évaluation pré-clinique d’une sonde radiosotopique destinée à guider le chirurgien dans la détection et l’ablation simultanée de lésions tumorales cérébrales marquées avec des radiotraceurs émetteurs de positons. La sonde est constituée d’une tête de détection interchangeable, élaborée à partir de fibres claires et scintillantes, d’un guide de lumière et d’un module de photodétection et d’acquisition transportable composé notamment d’un photomultiplicateur multi-anodes et d’une carte d’acquisition électronique. Un prototype optimisé de la sonde en termes de performances (efficacité de détection et résolution spatiale) et d’ergonomie a été réalisé. Son évaluation sur un fantôme de cerveau a notamment montré que la sonde était capable de localiser, avec une précision de l’ordre du millimètre, de petits résidus tumoraux (20mg) marqués avec les radiotraceurs fluorés actuellement disponibles. De plus, l’évaluation pré-clinique sur un modèle primate a prouvé qu’il était possible d’effectuer précisément la localisation in vivo et l’exérèse simultanée de tissus radiomarqués en se guidant uniquement sur les capacités d’imagerie de la sonde couplée avec un aspirateur ultrasonoreNowadays, the precision of the surgical removal remains one of the major steps of the management of patients suffering from brain cancers, such as gliomas, and conditions, more than for all other cancers, the survival outcome and the quality of life of operated patients. The stake is to perform the excision as complete as possible to prevent recurrences while preserving normal tissue bordering the tumour. This thesis presents the development, the characterisation and the pre-clinical evaluation of a radioisotopic probe intended to guide the surgeon in the simultaneous detection and removal of brain tumour lesion labelled with positrons emitting radiotracers. The probe consists of an exchangeable detection head built around clear and scintillating plastic fibres, an optic fibre bundle and a transportable photodetection and an acquisition module including a multi-channel photomultiplier and an electronic read-out chip. An optimised prototype of the probe with regards to performances (detection efficiency and spatial resolution) and ergonomics was realised. Its evaluation using a brain phantom demonstrates the ability of the probe to detect, with a precision averaging the millimetre, small residual lesions (20mg) labelled with currently available fluorinated radiotracers. Moreover, the pre-clinical evaluation performed on a primate model proves that the simultaneous precise in vivo detection and removal of radiolabelled tissues was feasible being guided only by the imaging abilities of the probe coupled to an ultrasonic surgical aspirator
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Beigt, Noëlle. "Évaluation du risque de perforation du gant chirurgical au cours de l'acte opératoire." Bordeaux 2, 1989. http://www.theses.fr/1989BOR25001.
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Giraud, Jean Yves. "Etude et mise en oeuvre d'un ostéotome assisté par ultrasons." Toulouse 3, 1991. http://www.theses.fr/1991TOU30264.
Анотація:
La chirurgie de l'os represente une activite medicale essentielle et necessite une maitrise complete de l'instrumentation de la part du chirurgien. Or, celui-ci est tributaire de ses instruments qui jusqu'a present n'ont subi que peu d'ameliorations. Le sujet de cette etude consiste a etudier l'effet de la superposition, au mouvement manuel de coupe, d'un mouvement ultrasonore au niveau de la lame. Cette technique appelee decoupe assistee par ultrasons permet d'augmenter le pouvoir tranchant d'un outil coupant. Elle produit une elevation de temperature non negligeable au niveau de la zone de coupe qui, dans le cas de l'os ne doit pas depasser le seuil de necrose thermique. Cela entraine la necessite de refroidir la zone d'osteotomie par un liquide. L'etude par les methodes de perturbation et des facteurs d'echelle, du mouvement de l'eau dans la fissure entre la lame et l'os, a montre que seul le mouvement manuel de sciage renouvelait l'eau dans la fissure. La mesure calorimetrique de l'energie de coupe a permis d'obtenir un modele du phenomene thermique lie a la coupe. Celui-ci a montre que plus la vitesse de penetration est grande moins la zone chauffee est etendue. Des protocoles d'experimentation in vivo et in vitro ont ete mis au point afin de valider la technique d'osteotomie assistee par ultrasons. Le protocole in vitro a permis de tester l'appareillage et de definir le debit d'arrosage a utiliser in vivo. In vivo, le confort d'utilisation, les effets thermiques et la consolidation ont ete compares sur des os coupes d'une part avec l'appareil ultrasonore, et, d'autre part, avec une scie oscillante pneumatique couramment utilisee en chirurgie. La temperature obtenue pendant la coupe a ete mesuree dans la corticale osseuse grace a des thermocouples et a la surface de l'os grace a une camera infra-rouge. Cette etude a montre que l'appareil ultrasonore engendre une elevation de temperature plus importante que celle obtenue avec la scie conventionnelle, ce qui impose le refroidissement de la zone de coupe. L'analyse anatomo-pathologique morphologique des traits de coupes realises sur des echantillons osseux preleves au cours de la consolidation osseuse, n'a pas permis de differencier les deux techniques. Au vu des resultats experimentaux, un prototype d'osteotome assiste par ultrasons a ete mis au point. Une de ses principales caracteristiques est de permettre un arrosage direct de la lame pendant la coupe. L'etude de ce prototype a permis de mettre en evidence qu'un transducteur fonctionnant a la resonance est adapte aux tissus mous et qu'un transducteur fonctionnant a l'antiresonance est adapte aux tissus durs. Ce resultat experimental sera pour la societe satelec le point de depart d'une evolution des outils existants
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Michelin, Micaël. "Contribution à la commande de robots pour la chirurgie mini-invasive." Montpellier 2, 2004. http://www.theses.fr/2004MON20195.
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Ménard, Laurent. "Étude, développement et évaluation clinique d'un imageur gamma per-operatoire." Versailles-St Quentin en Yvelines, 1999. http://www.theses.fr/1999VERS0002.
Анотація:
L'efficacité du traitement chirurgical du cancer dépend de la localisation précise et de l'ablation complète des lésions tumorales. Dans ce contexte, l'introduction en bloc opératoire de systèmes de détection nucléaire miniaturisés associés à des radio pharmaceutiques pour le marquage des tumeurs permet, en guidant le geste opératoire du chirurgien, de s'assurer en temps réel de la qualité de l'exérèse des tissus cancéreux. L'imageur gamma poci (per-opérative compact imager), qui fait l'objet de cette thèse, a été conçu pour développer et renforcer la technique d'assistance chirurgicale par radio-guidage en apportant un nouvel outil de discrimination entre tissus sains et tissus pathologiques. La phase initiale de recherche des techniques de détection les mieux adaptées a une localisation haute-résolution au contact de la plaie opératoire a abouti au choix d'un imageur modulable élabore autour d'un tube intensificateur d'image lu par une photodiode à localisation bidimensionnelle. La géométrie de deux têtes de détection gamma associant un collimateur à trous parallèles et un scintillateur a ensuite été définie à l'aide de simulations numériques. A partir de ces solutions instrumentales, un premier prototype de poci, possédant un champ de vision de 24 mm de diamètre, a été développé sa caracterisation a mis en evidence une resolution spatiale millimetrique et une efficacité de détection proche de celle des gamma-cameras cliniques, conformement aux previsions numeriques. En collaboration avec l'hôpital Gustave Roussy, l'évaluation clinique de cet imageur per-operatoire a alors été menée sur la localisation transcutanée du ganglion sentinelle pour des patients atteints de mélanomes malins ou de cancers du sein. Les résultats prometteurs obtenus lors de cette étude préliminaire permettent d'envisager, des a présent, de manière favorable, l'utilisation de poci en bloc opératoire et d'étendre son utilisation a d'autres pathologies cancéreuses.
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Leport, Catherine. "Approche expérimentale des infections de prothèses artérielles : rôle du matériau et prophylaxie." Paris 11, 1989. http://www.theses.fr/1989PA114843.
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Mozer, Pierre. "Urologie & gestes médico-chirurgicaux assistés par ordinateur." Grenoble 1, 2007. http://www.theses.fr/2007GRE10078.
Анотація:
L'urologie se prête tout particulièrement au développement de systèmes de Gestes Médico-Chirurgicaux Assistés par Ordinateur (GMCAO). En effet, l'ensemble des organes auxquels elle s'intéresse peuvent être visualisé en échographie qui est une modalité d'imagerie facile à mettre en œuvre, qui ne présente aucun effet secondaire et dont les derniers développements permettent d'obtenir une image volumique en temps réel. Ce mémoire décrit trois applications cliniques: 1. La ponction du rein dont le but est d'atteindre par voie percutanée une cible à l'intérieur du rein. Dans un premier temps, une approche de fusion d'image échographiques et scanner est décrite par une mise en correspondance de nuages de points et une approche iconique. Ces données sont validées sur fantôme et sur un sujet sain. Dans un second temps, une approche consistant à mettre en correspondance de façon automatique le trajet de ponction échographique dans des images de fluoroscopie est décrite puis valisée sur fantôme et Il patients. 2. La ponction des trous sacrés dans le but de placer précisément une aiguille au contact des racines sacrées. Nous décrivons une approche consistant à fusionner des images scanner et échographiques. 3. La reconstruction d'images 3D anatomopathologique de prostate et leur recalage avec des images IRM ainsi que la localisation des biopsies de prostate par voie endorectale afin d'en améliorer la réalisation qui est un geste essentiel au diagnostic de cancerUrology particularly lends itselfto the development Computer Aided Surgery (CAS). Lndeed, the whole of the bodies in which it is interested can be visualized in echography which does not present any side effect and whose last developments make it possible to obtain a voluminal image in real time. This thesis de scribes three clinical applications: 1. The puncture of the kidney : the aim is to reach by percutaneous way a target inside the kidney. A registration between ultrasound and CT -scan images is described firstly by mapping two groups of dots and secondly by an iconic approach. These data are validated on phantom and a healthy subject. Ln the second time, an approach consisting in putting in correspondence in an automatic way the ultrasound puncture tract into fluoroscopy images is described, test on phantom and use with II patients. 2. The puncture of the holes S3 with the aim ofprecisely placing a needle in contact with the crowned roots. We describe an approach consisting in registering CT-scan and ultrasound images. 3. The rebuilding of images 3D anatomopathologic of prostate and their fusion with images IRM as weil as the localization of prostate biopsies in order to improve realization which is a gesture essential for cancer diagnosic
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Collet, Denis. "Contrôle de la biodégradabilité du matériau Elastine-Fibrine pour son utilisation en chirurgie digestive." Bordeaux 2, 1992. http://www.theses.fr/1992BOR28204.
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Bentchikou, Nai͏̈ma. "La décontamination pratique du matériel médico-chirurgical à l'hôpital." Paris 5, 1989. http://www.theses.fr/1989PA05P054.
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Chioua, Chakib. "Dosage de l'oxyde d'éthylène résiduel dans le matériel médico-chirurgical : application aux oxygénateurs utilisés en circulation extra-corporelle." Université Joseph Fourier (Grenoble), 1990. http://www.theses.fr/1990GRE18001.
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Bruneau, Michael. "Apport de l'étude anatomique et de l'imagerie peropératoire dans la chirurgie de l'artère vertébrale: développement de nouveaux concepts et matériel." Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 2011. http://hdl.handle.net/2013/ULB-DIPOT:oai:dipot.ulb.ac.be:2013/209889.
Анотація:
La chirurgie au voisinage de l’artère vertébrale nécessite une connaissance approfondie de l’anatomie et l’application d’une technique chirurgicale rigoureuse. Le fil conducteur des travaux de cette thèse sera non seulement l’amélioration des conditions de sécurité opératoire mais également le développement de nouvelles techniques permettant l’élargissement des indications chirurgicales.Le premier travail a été axé sur l’étude de l’anatomie et des variations anatomiques de l’artère vertébrale. Les hypothèses suivantes ont été soulevées, relatives à l’incidence des variations anatomiques du 2ème segment de l’artère vertébrale, telles les anomalies de niveau de pénétration dans le foramen transverse et les boucles vasculaires. Une vaste étude anatomique de 500 trajectoires d’artère a été entreprise, basée sur des imageries par tomodensitométrie et résonance magnétique. Elle a permis de déceler 7% d’anomalies de niveau de pénétration et la présence de boucles vasculaires médiales dans 2% des cas, sous forme de boucles soit corporéales, soit foraminales.
Ensuite, toujours dans le but de sécuriser cette chirurgie complexe, s’est posée la question de l’intérêt de l’imagerie peropératoire jusqu’alors peu développée. Cette question est devenue d’autant plus pertinente qu’est apparue une nouvelle technique d’imagerie peropératoire jusqu’alors jamais testée dans les procédures liées à l’artère vertébrale extracrânienne. Cette technique, la vidéoangiographie peropératoire à la fluorescéine, a fait l’objet d’un travail multicentrique basé sur 9 interventions chirurgicales, avec pour objectifs de juger de son applicabilité, de ses limitations et intérêts, tant pour localiser l’artère durant l’abord chirurgical, que pour la visualiser après son exposition et vérifier sa perméabilité. Il a été observé que le premier segment de l’artère vertébrale possédait un aspect vidéoangiographique différent de celui des 2ème et 3ème segments, ainsi que de celui de l’artère carotide commune. De plus, des phases artérielle et veineuse ont été distinguées. Cet aspect vidéoangiographique peut être corrélé à l’anatomie de l’artère. L’intérêt de la technique réside dans l’aide qu’elle apporte pour déterminer la perméabilité du vaisseau ainsi que pour le localiser plus précisément au sein de la gaine périostée. Tant que celle-ci n’est pas exposée, la vidéoangiographie n’apporte par contre pas d’informations pertinentes pour sa localisation qui doit être strictement recherchée par les repères anatomiques usuels adaptés selon l’iconographie préopératoire.
Sur base de ces connaissances théoriques et chirurgicales, 2 nouvelles techniques opératoires ont été décrites et appliquées dans des indications très particulières. La première consiste en une technique de mobilisation du premier segment de l’artère en raison d’importantes tortuosités qu’il convenait de libérer pour restaurer l’accessibilité endovasculaire à une lésion intracrânienne. La seconde est une technique de fixation de l’atlas permettant de stabiliser une fracture tout en préservant la mobilité de l’articulation atlanto-axoïdienne.
Enfin, de nouvelles voies de recherche et de développements futurs ont été ouvertes sur base de travaux embryologiques, histologiques et anatomo-radiologiques qui ont été initiés pour juger de leur faisabilité future.
En conclusion, bien que complexe, la chirurgie au voisinage de l’artère vertébrale ouvre des voies d’abord spécifiques à certaines pathologies, raison pour laquelle elle mérite une attention toute particulière. De nouvelles procédures chirurgicales peuvent être développées, ainsi que des nouveaux concepts et matériel visant à améliorer la qualité de vie des patients. La singularité anatomique de l’artère vertébrale nécessite une connaissance détaillée et l’application d’une technique chirurgicale stricte. Avec le but poursuivi d’améliorer la sécurité de l’intervention chirurgicale, les travaux effectués ont clairement mis en évidence la nécessité d’une analyse approfondie de l’anatomie de l’artère vertébrale à un niveau individuel avant toute procédure. Les techniques d’imagerie intraopératoire peuvent apporter des informations utiles mais leurs avantages et limitations respectifs doivent être bien connus.
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Surgery around the vertebral artery requires a detailed knowledge of the anatomy and the application of a strict surgical technique. The main theme of these thesis works will be not only the improvement of the surgical security but also the development of new techniques allowing surgical indications widening.
The first work has been devoted to the study of the vertebral artery anatomy and variations. The following hypotheses have been raised, related to the incidence of anatomical variations of the second vertebral artery segment, such as the abnormal level of entrance into the transverse foramen and vessel loops. A large anatomical study consisting in 500 arterial trajectories has been performed, based on computed tomographic and resonance magnetic imagings. This study detected 7% of abnormal levels of entrance and the presence of vessel loops in 2% of the cases, either corporeal or foraminal loops.
Subsequently, the interest of intraoperative imaging techniques uncommonly applied until now has been questioned again with the goal to secure this complex surgery. This question was especially more relevant since the development of a new intraoperative imaging modality never tested in surgeries related to the extracranial vertebral artery. This technique, the intraoperative videoangiography using fluorescein, has been analyzed through a multicentric work based on 9 surgical procedures, with the goals to define its applicability, its limitations and interests for localizing the artery during the approach and for visualizing it after its exposure and checking its patency. It has been noted that the first vertebral artery segment appeared differently on videoangiography than the second and third ones, and than the common carotid artery. Moreover, arterial and venous phases should be distinguished. This videoangiographic aspect can be correlated with the vertebral artery anatomy. The interest of this technique lies in its help for confirming vessel patency and localizing it precisely inside the periosteal sheath. As far as the artery is not exposed, videoangiography brings no relevant information for its localization which must remain absolutely defined based on usual anatomical landmarks fitted to preoperative imaging.
Based on theoretical and surgical backgrounds, 2 new surgical techniques have been described and applied in specific surgical indications. The first one consists in a technique of rerouting of the first vertebral artery segment due to severe kinks that must be released for restoring the endovascular accessibility to an intracranial lesion.
Finally, new research approaches and future developments have been planed based on embryological, histological and anatomo-radiological works that have been started for evaluating their future feasability.
In conclusion, although complex, surgery around the vertebral artery opens specific surgical approaches to some pathologies, deserving for this reason some consideration. New surgical procedures can be developed, as well as new concepts and material with the goal to improve patient’s quality of life. The specific anatomy of the vertebral artery requires a detailed knowledge and application of a rigorous surgical technique. With the goal to improve surgical safety, works performed have clearly highlighted the necessity of an in-depth knowledge of the vertebral artery anatomy on an individual basis before any surgery. Intraoperative imaging techniques can contribute to bring relevant information but their respective advantages and limitations must be well-known.
Doctorat en Sciences médicales
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Soulier, Céline. "De la certification de produit à la certification d'entreprise : applications à l'industrie du médicament et du matériel médico-chirurgical." Bordeaux 2, 1995. http://www.theses.fr/1995BOR2P025.
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Laflamme, Mélissa. "Étude prospective randomisée multicentrique comparant les résultats cliniques des patients traités chirurgicalement avec un implant statique ou dynamique dans les ruptures syndesmotiques aiguës de la cheville." Thesis, Université Laval, 2014. http://www.theses.ulaval.ca/2014/30593/30593.pdf.
Анотація:
Cette étude prospective randomisée multicentrique à double-aveugle, avec un suivi d'un an, compare les résultats fonctionnels et radiologiques de deux méthodes de fixation syndesmotiques : 1) fixation dynamique avec endobouton (n=34); 2) fixation statique avec une vis quadricorticale 3,5 mm (n=36). Les deux groupes avaient des données démographiques comparables. La fixation dynamique fut significativement supérieure aux scores d'Olerud-Molander et de l'AOFAS (American Orthopaedic Foot and Ankle Society) à 3, 6 et 12 mois. La flexion plantaire était supérieure avec la fixation dynamique, et ce, à toutes les périodes de suivi. Dans le groupe de fixation par vis, il y a plus de bris d'implants, plus de réinterventions et 4 pertes de réduction ont été observées. Les patients avec une fixation dynamique sont retournés plus rapidement à leurs activités sportives. La fixation dynamique démontre donc de meilleurs résultats fonctionnels à court et moyen terme, une stabilité adéquate sans perte de réduction et un taux de réintervention inférieur à la fixation conventionnelle par vis.This is a randomized double-blind controlled trial involving 70 subjects (in five centers) with an acute syndesmosis rupture, stabilized either with a Tightrope (n=34) or a 3.5mm quadricortical screw (n=36). The two groups were similar regarding demographic, social and surgical data. Subjects with dynamic fixation achieved higher performances as described with the Olerud-Molander and AOFAS scores at 3, 6 and 12 months. Plantar flexion was superior with dynamic fixation at all times. Implant failure was higher in the screw group. Loss of reduction was observed in 4 cases in the static screw group. Reoperation for any cause was more frequent in the screw group. We could not demonstrate major differences in the activity level between the two groups, except that subjects with dynamic fixation returned earlier to their previous sporting activities. Therefore, we concluded that dynamic fixation of acute ankle syndesmosis rupture with the Tightrope gives better clinical and radiographic outcomes.
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Gagne, Julien. "Exploitation de l’effet gyroscopique pour la stabilisation active de l’épicarde : vers une chirurgie des coronaires à coeur battant." Strasbourg, 2011. http://www.theses.fr/2011STRA6079.
Анотація:
Les stabilisateurs passifs utilisés aujourd'hui en chirurgie cardiaque ne permettent pas une immobilisation suffisante de la surface du cœur. Il est proposé de compenser activement et en temps réel les déplacements résiduels grâce à un dispositif adaptable composé d'un gyrodyne qui génère, sans lien au sol, un couple gyroscopique. L'utilisation d'un accéléromètre pour l'instrumentation permet également de s'affranchir des références externes. Le principe de fonctionnement et le modèle sont décrits ainsi que la démarche de conception. Les aspects techniques de la réalisation d'un premier prototype baptisé GyroLock sont détaillés. Le bruit de mesure et les erreurs potentielles sur les paramètres du modèle sont identifiés comme étant importants et conditionnent le problème de commande, l'utilisation d'un gyrodyne présentant également des contraintes spécifiques. Deux approches de commande sont envisagées : une commande basée sur un observateur de Kalman incluant un modèle de la perturbation, et une commande adaptative utilisant le principe de corrélation. Les simulations montrent l'efficacité théorique des deux méthodes. Les résultats expérimentaux réalisés sur table ont montré, dans ce cas, les limites de la commande basée observateur. L'approche adaptative s'est révélée efficace, grâce à un niveau de robustesse supérieur par rapport aux erreurs de modèle. Le dispositif utilisant la commande adaptative a finalement été testé avec succès sur sujet porcin, en conditions réelles, validant ainsi l'approche proposée. Une étude préliminaire concernant l'extension de la compensation à deux directions est finalement présentéeActual passive stabilizers used in cardiac surgery does not constrain enough the heart surface to guarantee a proper stabilization. An adaptable device is proposed allowing to actively compensate for residual displacement in real time thanks to Control Moment Gyroscope (CMG) actuation; able to generate a gyroscopic torque without grounding constraint. The use of an accelerometer for measurement allows also to free from external reference. The working principle and the model are described as well as the design approach. The technical aspects for the realization of the first prototype, called GyroLock, are detailed. Measurement noise and potential model parameters errors are significant and should be considered in the choice of the control method. Using a CMG includes also specific additional constraints. Two control approaches are considered : a control based on a Kalman observer including a disturbance model and an adaptive control using correlation principle. Simulations highlight the theoretical efficiency of both methods. Table experiments show the limitations of the observer approach in this case. The adaptive method is more efficient thanks to a better robustness concerning model parameters errors. Finally, the device using adaptive control has been successfully tested on a pig in real conditions, validating the proposed approach. A preliminary study concerning the motion compensation for two directions is presented at the end
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Maurice, Xavier. "Lumière structurée codée pour une reconstruction 3-D robuste : Application à la chirurgie mini-invasive." Strasbourg, 2011. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2011/MAURICE_Xavier_2011.pdf.
Анотація:
Durant une opération chirurgicale mini-invasive, la capture de la scène est réalisée par un endoscope qui présente les informations au chirurgien sur un écran, en 2-D. Amélioration de la perception visuelle de la scène, guidage de robots, recalage de modèles d’organes, la capture en temps-réel d’une carte de profondeur pour de telles scènes peut présenter de multiples applications. A cette fin, de nombreuses contributions menant à la réalisation d’ un système endoscopique mono-trocart, stéréo, basé sur une projection de lumière structurée codée, sont présentées. Parmi celles-ci, une utilisation avancée de la géométrie épipolaire dès la conception numérique, puis la réalisation du motif, est motivée, proposée et évaluée. D’autres contributions relatives au codage avec redondance, aux différents traitements implémentés sur GPU, à la reconstruction 3-D, à l’étalonnage partiel du dispositif sont décrites. En particulier, les deux problématiques des algorithmes de codage dits "brute-force" : le comportement de recherche, et les tests d’unicité, sont traitées. D’autre part, une compensation a priori des distorsions liées aux optiques du projecteur est proposée après une rectification inverse, réalisée à travers un alignement du motif sur la géométrie épipolaire. De nombreux résultats sur le codage, les reconstructions ex vivo puis in vivo, qualitatifs et quantitatifs, permettent d’apprécier l’approche mise en oeuvreDuring a minimally-invasive surgical intervention, the intra-abdominal scene, which is acquired by an endoscope, is presented to the surgeon by means of a 2-D display. The real-time depth map computation of such a scene could have huge benefits like a better visual perception, robot visual servoing, registration of pre-existing models of organs. To this end, in this thesis, many contributions leading to the realisation of an endoscopic stereo, mono-trocar, system, based on a coded structured light pattern projection, are presented. We propose to better exploit the epipolar geometry of the system at the pattern design step, first for the numerical coding, and then, for the pattern layout. Other contributions dealing with "brute-force" coding algorithm with redundancy, with real-time GPU processing, with 3-D reconstruction and with weak-calibration of the system, are described. In particular, the two main issues in "brute-force" coding algorithms : the search behaviour and the unicity test, are addressed. Moreover, an a priori compensation of optical distorsions of the projector is proposed after the pattern alignment on the epipolar geometry. Numerous coding results, ex vivo and in vivo 3-D reconstruction with associated statistics, are reported to evaluate the proposed approach
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Penon, Jacques. "La photographie à l'épreuve du numérique : étude compréhensive de l'émergence d'une nouvelle technologie." Montpellier 3, 1997. http://www.theses.fr/1997MON30037.
Анотація:
Nous assistons depuis une dizaine d'annees a l'arrivee de la technologie numerique dans un champ de pratiques et d'usages institues par la phtographie traditionnelle. L'arrivee d'une nouvelle technologie n'est pas un phenomene passif ; celle-ci s'accompagne d'une profonde modification des relations qui sont instaurees entre un dispositif technique, des individus et des usages. Cette recherche realisee dans une optique comprehensive et complexe, vise a mettre a jour les processus qui participent a l'emergence de la technologie numerique dans le domaine de la photographie. Pour cela nous etudions dans un premier temps la photographie a travers son histoire, d'un point de vue a la fois utilitaire et esthetique, pour saisir les relations qui se tissent entre la machine photographique , les phtographes et les usages de leurs productions. Une demarche similaire est dans un deuxieme temps exercee au sujet de la technologie numerique. Ces approches nous permettent, a travers l'analyse de travaux phtographiques et numeriques, de montrer entre structuralite et phenomenalite la remise en cause des pratiques, des identites, et de l'outillage conceptuel de maintenance des univers symboloques relatif a ces deux technologiesFor a decade or so, we have witnessed the intrduction of digital technology in a field of practices and uses established by traditional photography. This introduction of a new technology is not a passive phenomenon. It goes with a deep change in the relationships between a technical device individuals, and uses. Our research done in a comprehensive and complex perspective, aims at revealing the contributing to the emergence of digital technology in the field of phtography. With this aims in view, we will in the first place study photography trough its history, from a utilitarian and aesthetic point of view, in order to grasp the relationships woven between the photographic machine, the photographers and the uses of their products. In the second place, a similar process will be practised about digital technology. These approaches to the two technologies will allow us, through the observation and analysis of numerous studies about traditional and digital phtography, to question between structuralism and phenomenology, the processes, identities and conceptual tools maintaining the symbolic worlds to those two technologies
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Jolly, Clara. "Innover pour la périphérie : recherche agronomique publique et développement de machinisme approprié pour l’agriculture familiale en Argentine." Thesis, Montpellier 3, 2019. http://www.theses.fr/2019MON30030.
Анотація:
En Argentine au début des années 2000, le monde de la recherche agronomique publique s’est attelé au développement d’un machinisme approprié pour l’agriculture familiale. L’agriculture familiale, devenue une catégorie d’action publique et scientifique à cette même époque, renvoie aux agriculteurs travaillant leurs terres sans employer de main d’œuvre salariée. Ce modèle se différencie de celui de l’agronégoce, centré sur la production de matières premières destinées à l’exportation, qui a connu depuis les années 1990 un essor considérable en Argentine.La thèse revient d’abord sur l’installation des activités de développement de machinisme pour l’agriculture familiale au sein de la recherche agronomique argentine, autour de la création de nouveaux instituts spécialement dédiées à la recherche et au développement technologique pour l’agriculture familiale (Ipaf). Ces institutions ont notamment la particularité de se fonder sur la référence au concept de « technologies appropriées ». Né en Europe dans les années 1960, ce concept est ancré dans une forte critique des technologies conventionnelles, tout en proposant de développement de technologies simples, locales, de petites échelles, et décentralisées. Après avoir observé la trajectoire de circulation, faite d’hybridations, du concept de technologies appropriées dans l’espace latino-américain, nous présentons la manière dont il a été mobilisé par la recherche agronomique publique argentine, dans le contexte spécifique des années 2000. Ce contexte, politiquement marqué par le Kirchnérisme, a vu l’instauration d’un mandat visant à mettre les sciences et les technologies au service de l’inclusion sociale.La thèse s’intéresse ensuite en détail au travail mené par les ingénieurs chargés de développer des machines appropriées à l’agriculture familiale. Nous revenons sur deux cas concrets, que sont la conception et la fabrication de machines de post-récolte de quinoa, et le développement d’un prototype de vendangeuse semi-mécanisée. Nous présentons la manière dont les ingénieurs interviennent sur différents fronts. Ils ont ainsi conçu des modèles, trouvé des fonds pour les prototyper, participé à la fabrication, mais également cherché des financements publics pour permettre aux petits producteurs de faire l’acquisition des machines. Nous analysons ce mode d’intervention spécifique, tourné vers l’accomplissement d’une mission, qui est d’assurer que les innovations parviennent jusqu’aux petits producteurs.Enfin, nous présentons la manière dont les agents de la recherche agronomique publique ont, au cœur de ce projet porté par l’État, interagi avec le secteur privé, et tenté de construire un secteur de fabricants de machines pour l’agriculture familiale. Cette dernière thématique est d’autant plus complexe dans le contexte des technologies pour l’agriculture familiale, où il s’agit d’envisager le développement de marchés pour des acteurs pauvres, ou du moins ayant un faible, voire très faible, pouvoir d’acquisition.Cette thèse propose une analyse détaillée du rôle de la recherche agronomique publique dans le soutien à l’agriculture familiale, et des relations mouvantes en sciences, techniques et politiques dans un pays périphérique comme l’ArgentineIn Argentina in the early 2000s, the world of public agricultural research focused on the development of appropriate machinery for family farming. Family farming, which became a category of public and scientific action at the same time, refers to farmers working their land without employing paid labor. This model differs from the agri-business model, which focuses on the production of raw materials for exportation, which has grown considerably in Argentina since the 1990s.The thesis first focuses on the establishment of such machinery and its subsequent development in relation to family farming within Argentinean agricultural research, around the creation of new institutes specially dedicated to research and technological development for family farming (Ipaf). These institutions are particularly unique in that they are based on the reference of the concept of "appropriate technologies". Born in Europe in the 1960s, this concept is grounded on a strong criticism of conventional technologies, while at the same time proposing the development of simple, local, small-scale and decentralized technologies. After having observed the trajectory of circulation, made of hybridizations, of the concept of appropriate technologies in Latin America, we will present how it has been mobilized by Argentinean public agronomic research in the specific context of the 2000s. This context, politically marked by Kirchnerism, has seen the establishment of a mandate to put science and technology at the service of social inclusion.The thesis then focuses in detail on the work carried out by the engineers responsible for developing machines suitable for family farming. We return to two specific cases, namely the design and manufacture of quinoa post-harvest machines and the development of a semi-mechanized harvester prototype. We present how engineers are working on different fronts. They designed models, found funds to prototype them, participated in manufacturing, but also sought public funding to enable small producers to acquire the machines. We analyse this specific method of intervention, which is oriented towards the achievement of a mission, which is to ensure that innovations reach small producers.Finally, we present the way in which public agricultural research agents have, at the heart of this state-led project, interacted with the private sector and attempted to build a sector of machine manufacturers for family farming. This last theme is all the more complex in the context of technologies for family farming, where it is a question of considering the development of markets for impoverished individuals, or at least those with low or very low purchasing power.This thesis provides a detailed analysis of the role of public agricultural research in supporting family agriculture, and the changing relationships in science, technology and politics in a peripheral country like Argentina
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Hamze, Noura. "Optimisation et planification préopératoire des trajectoires en conditions statiques et déformables pour la chirurgie guidée par l'image." Thesis, Strasbourg, 2016. http://www.theses.fr/2016STRAD024.
Анотація:
En chirurgie mini-invasive guidée par l’image, une planification préopératoire précise des trajectoires des outils chirurgicaux est un facteur clé pour une intervention réussie. Cependant, une planification efficace est une tâche difficile, qui peut être considérablement améliorée en considérant différents facteurs contributifs tels que les déformations biomécaniques intra-opératoires, ou en introduisant de nouvelles techniques d'optimisation. Dans ce travail, nous nous concentrons sur deux aspects. Le premier aspect porte sur l'intégration de la déformation intra-opératoire dans le processus de planification de trajectoire. Nos méthodes combinent des techniques d'optimisation géométrique à base de simulations biomécaniques. Elles sont caractérisées par un certain niveau de généralité, et ont été expérimentées sur deux types d’interventions chirurgicales: les procédures percutanées pour l'ablation de tumeurs hépatiques, et la stimulation cérébrale profonde en neurochirurgie. Deuxièmement, nous étudions, mettons en œuvre, et comparons plusieurs approches d'optimisation en utilisant des méthodes qualitatives et quantitatives, et nous présentons une méthode efficace d'optimisation évolutionnaire multicritères à base de Pareto qui permet de trouver des solutions optimales qui ne sont pas accessibles par les méthodes existantesIn image-guided minimally invasive surgery, a precise preoperative planning of the surgical tools trajectory is a key factor to a successful intervention. However, an efficient planning is a challenging task, which can be significantly improved when considering different contributing factors such as biomechanical intra-operative deformations, or novel optimization techniques. In this work, we focus on two aspects. The first aspect addresses integrating intra-operative deformation to the path planning process. Our methods combine geometric-based optimization techniques with physics-based simulations. They are characterized with a certain level of generality, and are experimented on two different surgical procedures: percutaneous procedures for hepatic tumor ablation, and in neurosurgery for Deep Brain Stimulation (DBS). Secondly, we investigate, implement, and compare many optimization approaches using qualitative and quantitative methods, and present an efficient evolutionary Pareto-based multi-criteria optimization method which can find optimal solutions that are not reachable via the current state of the art methods
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Guillon, Maxime. "Expansion de cibles pour le pointage et sélection : application à l'interaction à distance en chirurgie augmentée." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017GREAM066/document.
Анотація:
Pointer et sélectionner une cible avec un curseur est une interaction omniprésente dans l'utilisation des ordinateurs. La sélection peut néanmoins être difficile à réaliser si le contrôle du curseur n'est pas aisé, ou encore si la cible est petite ou distante. Aussi, faciliter la sélection de cibles est un thème essentiel et actif en Interaction Homme-Machine (IHM) et les techniques conçues sont nombreuses.Notre travail de recherche se focalise sur l'étude des techniques d'expansion de cibles. Celles-ci facilitent le pointage et la sélection en allouant à une cible une plus grande zone active, sans toutefois modifier la cible elle-même. L'algorithme d'expansion d'une technique détermine la zone active étendue de chaque cible, tandis que l'aide visuelle de la technique fournit à l'utilisateur les informations nécessaires pour exploiter l'expansion lors du pointage et sélection. Notre travail est dédié à l'aide visuelle des techniques d'expansion de cibles en abordant leur conception et leur impact sur les performances.Nous proposons dans un premier temps un espace de conception des aides visuelles. Cet espace est accompagné d'une notation matricielle de description des aides visuelles et permet une classification des techniques d'expansion existantes. Son pouvoir génératif s'illustre par la création de huit techniques d'expansion, que nous évaluons au travers de deux expériences en laboratoire. Les résultats de ces deux expériences nous permettent de formuler un ensemble de recommandations pour les concepteurs de techniques d'expansion.Nous avançons ensuite un modèle conceptuel de performance des techniques d'expansion. Ce modèle s'appuie sur la notion de pertinence de l'information contenue dans l'aide visuelle des techniques. Il considère une tâche de sélection sous l'angle cognitif en la décomposant en trois phases déterminées par les buts de l'utilisateur : la phase préliminaire au geste, la phase de transfert du curseur vers la cible et la phase de validation de la sélection. Nous confrontons ce modèle de performance avec des résultats expérimentaux de la littérature et d'une troisième expérience en laboratoire.Nos contributions sont appliquées à l'interaction chirurgien-ordinateur en contexte per-opératoire, c'est-à-dire en bloc opératoire durant une intervention chirurgicale. En particulier, l'entreprise partenaire de cette thèse CIFRE, Aesculap, intègre dans la prochaine version du produit OrthoPilot, un système informatique pour la chirurgie orthopédique, une des techniques d'expansion étudiées. Nous présentons également Medical TapTap, une nouvelle technique d'interaction gestuelle au pied conçue pour la validation de la sélection en contexte per-opératoirePointing to/ Selecting targets is an elementary task universally present in graphical user interfaces (GUI). This task can be difficult to perform if the control of the cursor is not easy or if the target is far away or small. Thus facilitating target selection is a fundamental and active research topic in Human-Computer Interaction (HCI) and researchers have proposed numerous targeting assistance techniques.Our research focuses on targeting assistance techniques that allocate larger activation areas to targets. Such target expansion techniques rely on two basic elements: the expansion algorithm and the visual aid. The expansion algorithm distributes partly or wholly the free space among the targets. The visual aid presents the resulting target expansion to the users. Our work is dedicated to the visual aid that enables the users to take full advantage of the target expansion technique during the pointing/selection tasks.We first propose a three-axes design space for visual aid mechanisms. We further define a matrix-based notation for concisely describing a target expansion technique along the three design axes. We provide an analytical exploration of the design space by classifying existing target expansion techniques and by designing eight novel target expansion techniques, thus demonstrating the generative power of the design space. We also provide an experimental exploration of the design space by conducting two in-lab experiments. Based on the experimental results, we build a set of design recommendations.We then put forward a conceptual predictive model of performance. The model relies on a systematic analysis of the relevance of the visual aid provided by a target expansion technique based on the three goal-oriented phases of a selection task: the starting phase to initiate the movement towards the target, the transfer phase to bring the cursor into the goal target and the selection validation phase. To test the model we consider experimental results of the literature and of a third conducted in-lab experiment.Our contributions are applied to the field of Augmented Surgery and in particular interaction with a distant screen during a surgery in the operating theatre. As part of a Aesculap-CIFRE thesis, the next version of the product Aesculap’s OrthoPilot® Navigation System for orthopaedic surgery will include a target expansion technique for facilitating target selection by the surgeon in the operating theatre. We also provide a new foot gesture-based technique, namely Medical TapTap, for the validation of selection in the operating theatre
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George, Olivier. "Etude de la corrosion et de l'usure des pinces à couper les ligatures au cours de la stérilisation." Thesis, Nancy 1, 2011. http://www.theses.fr/2011NAN10032/document.
Анотація:
L'objectif est l'étude de la corrosion et de l'usure des pinces à couper les ligatures au cours des cycles de stérilisation en respectant les normes concernant l'inactivation du prion. Le matériel consiste en 3 lots de 25 pinces à couper les ligatures à mors rapportés provenant de 3 fournisseurs différents (Dentaurum®, ETM® et RMO®), du fil de ligature de diamètre .010 pouces, soit 0,25mm, en acier inoxydable, et enfin 5 produits de prédésinfection (Ampholysine Plus®, Elusept®, Dy Septi®, Prédolyse®, Dentasept Ultra®). Après caractérisation des pinces (étude de la composition, de la dureté, et de la structure) puis des produits de prédésinfection (étude de la composition et du pH) la susceptibilité à la corrosion de chaque partie de ces pinces a été analysée, avec réalisation de couplages galvaniques de ces différents éléments. Le comportement électrochimique des pinces dans leur globalité a été étudié par immersion dans les différents produits de prédésinfection, ainsi que l'usure et l'apparition de traces de corrosion, ceci au fur et à mesure des cycles de stérilisation. L'observation des pinces a mis en évidence de faibles modifications aussi bien en termes de corrosion que d'usure. Quelque soit la marque des pinces, ou le produit de prédésinfection, la résistance au cours des cycles de stérilisation est satisfaisanteThe aim of this work was to assess the effect of sterilization on ligature-cutting pliers, and more specifically the corrosion and wear of the plier's cutting edges, while respecting prion inactivation norms. Material included one set of 25 ligature-cutting pliers supplied by three major orthodontic distributors (Dentaurum®, ETM® and RMO®), .010 inch stainless steel orthodontic ligature wire and five disinfecting agents (Ampholysine Plus®, Elusept®, Dy Septi®, Prédolyse®, Dentasept Ultra®). Pliers (chemical composition, Vickers hardness, crystalline network) and disinfecting agents (chemical composition, pH) were initially characterized. Corrosion susceptibility of each single part of the different pliers was then analyzed, and galvanic coupling performed. Electrochemical behaviors of the whole pliers were studied by immersion in the various disinfecting agents. The pliers corrosion and wear were also observed with increasing number of sterilization cycles. Resistance to corrosion during sterilization cycles was found to be satisfactory, all pliers and disinfecting agents included
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Delwiche, Thomas. "Contribution to the design of control laws for bilateral teleoperation with a view to applications in minimally invasive surgery." Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 2009. http://hdl.handle.net/2013/ULB-DIPOT:oai:dipot.ulb.ac.be:2013/210223.
Анотація:
Teleoperation systems have been used in the operating rooms for more than a decade. However, the lack of force feedback in commercially available systems still raises safety issues and forbids surgical gestures like palpation. Although force feedback has already been implemented in experimental setups, a systematic methodology is still lacking to design the control laws.The approach developed in this thesis is a contribution towards such a systematic
methodology: it combines the use of disturbance observers with the use of a structured fixed-order controller. This approach is validated by experiments performed on a one degree of freedom teleoperation system. A physical model of this system is proposed and validated experimentally.
Disturbance observers allow to compensate friction, which is responsible for performance degradation in teleoperation. Contrary to alternative approaches,they are based on a model of the frictionless mechanical system. This allows to compensate friction with a time varying behavior, which occurs in laparoscopy.
Parametric uncertainties in this model may lead to an unstable closed-loop. A kind of "separation principle" is provided to decouple the design of the closed-loop system from the design of the observer. It relies on a modified problem statement and on the use of available robust design and analysis tools.
A new metric is proposed to evaluate the performance of friction compensation systems experimentally. This metric evaluates the ability of a compensation system to linearize a motion system, irrespective of the task and as a function of frequency. The observer-based friction compensation is evaluated with respect to this new metric and to a task-based metric. It correctly attenuates the friction in the bandwidth of interest and significantly improves position and force tracking during a palpation task.
Structured fixed-order controllers are optimized numerically to achieve robust closed-loop performance despite modeling uncertainty. The structure is chosen among classical teleoperation structures. An efficient algorithm is selected and implemented to design such a controller, which is evaluated for a palpation task. It is compared to a full-order unstructured controller, representative of the design approach that has been used in the teleoperation literature up to now. The comparison highlights the advantages of our new approach: order-reduction steps and counter-intuitive behaviors are avoided.
A structured fixed-order controller combined with a disturbance observer is implemented during a needle insertion experiment and allowed to obtain excellent performance.
Doctorat en Sciences de l'ingénieur
info:eu-repo/semantics/nonPublished
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Laloy-Borgna, Gabrielle. "Micro-élastographie : caractérisation mécanique de la cellule par ondes élastiques." Electronic Thesis or Diss., Lyon 1, 2023. http://www.theses.fr/2023LYO10058.
Анотація:
L'élastographie ondulatoire est une méthode d'imagerie visant à mesurer l'élasticité des tissus biologiques de façon non-invasive et quantitative. Récemment, la transposition de la technique à petite échelle baptisée micro-élastographie dynamique a permis de réaliser de premières mesures d'élasticité cellulaire par ondes de cisaillement grâce à un microscope optique. Cette thèse s'attache à en comprendre les limites et à développer de nouvelles méthodes de micro-élastographie, à tester de nouvelles sources d'ondes mais également des applications potentielles de la technique. Dans un premier temps, la dispersion d'ondes de cisaillement a été étudiée sur des gels de gélatine. Deux régimes distincts d'ondes élastiques guidées et d'ondes de cisaillement ont été identifiés. La limite haute fréquence de propagation des ondes a également été explorée, permettant d'établir l'existence d'une fréquence de coupure expliquant l'absence d'imagerie ultrasonore de cisaillement. La même approche a ensuite été appliquée à des fluides visco-élastiques faisant apparaître deux fréquences de coupure et permettant de revisiter les études déjà menées sur la rhéologie et la propagation d'ondes dans ce type de milieux. Puis, l'objectif initial étant de réaliser de la micro-élastographie sur des cellules uniques et les expériences précédemment réalisées avec des micro-pipettes présentant certains défauts, une méthode originale de micro-élastographie cellulaire a été développée. Une micro-bulle oscillante est utilisée comme source d'ondes de cisaillement sans contact à 15 kHz, pour réaliser des expériences sur des cellules sanguines appelées mégacaryocytes dont le diamètre est d'environ 15 µm. Il s'agit en fait des plus petits objets jamais explorés par élastographie. Des objets plus gros, des amas cellulaires de quelques dizaines de milliers de cellules ont également été étudiés. En effet, l'élastographie ultrasonore de ces modèles tumoraux d'environ 800 µm de diamètre étant impossible, la micro-élastographie optique est une technique adaptée. Ces échantillons contiennent des nano-particules magnétiques, donc une impulsion magnétique a pu être utilisée comme source d'ondes. Auparavant, des preuves de concept sur des gels à la fois macroscopiques (en élastographie ultrasonore) et microscopiques (en micro-élastographie optique) ont été menées pour valider l'utilisation de cette source de champ diffus. Enfin, des mesures d'ondes de pouls ont été réalisées sur des artères rétiniennes d'environ 50 µm de diamètre à partir d'acquisitions d'holographie Doppler laser réalisées in vivo. L'application d'algorithmes de corrélation monochromatiques a permis de mesurer la vitesse d'ondes guidées révélant l'existence d'une deuxième onde de pouls, une onde antisymétrique de flexion. Cette onde guidée, beaucoup plus lente que l'onde de pouls axisymétrique étudiée jusqu'à présent, a également été observée sur l'artère carotide grâce à des acquisitions ultrasonores ultrarapidesDyanmic elastography is an imaging method to measure the elasticity of biological tissues in a non-invasive and quantitative way. Recently, the transposition of the technique to a small scale has been called dynamic micro-elastography and has allowed the first measurements of cellular elasticity by shear waves using an optical microscope. This thesis aims to undetstand the limits of this technique and to develop new micro-elastography methods, to test new wave sources but also potential applications of the technique. In a first step, the dispersion of shear waves was studied on gelatin phantoms. Two distinct regimes of guided elastic waves and shear waves were identified. The high-frequency limit of wave propagation was also explored, establishing the existence of a cutoff frequency which explains the absence of ultrasonic shear imaging. The same approach was then applied to visco-elastic fluids, revealing two cutoff frequencies and revisiting previous studies on rheology and wave propagation in this type of medium. Then, the initial objective being to carry out micro-elastography on single cells and the experiments previously carried out with micro-pipettes presenting certain defects, an original method of cellular micro-elastography was developed. An oscillating microbubble is used as a contactless shear wave source at 15 kHz to perform experiments on blood cells whose diameter is about 15 µm. These are the smallest objects ever explored by elastography. Larger objects, cell clusters of a few tens of thousands of cells have also been studied. Indeed, since ultrasound elastography of these tumour models of about 800 µm in diameter is impossible, optical micro-elastography is a suitable technique. These samples contain magnetic nanoparticles, so a magnetic pulse could be used as a wave source. Previously, proofs of concept on both macroscopic (in ultrasonic elastography) and microscopic (in optical micro-elastography) phantoms were conducted to validate the use of this diffuse field source. Finally, pulse wave measurements were performed on retinal arteries of about 50 µm in diameter using laser Doppler holography acquisitions performed in vivo. The application of monochromatic correlation algorithms allowed the measurement of guided wave velocities, finally revealing the existence of a second pulse wave, an antisymmetric bending wave. This guided wave, much slower than the axisymmetric pulse wave studied so far, was also observed on the carotid artery thanks to ultrafast ultrasound acquisitions
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Barbé, Laurent. "Téléopération avec retour d'efforts pour les interventions percutanées." Phd thesis, Université Louis Pasteur - Strasbourg I, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00273534.
Анотація:
La radiologie interventionnelle est une technique chirurgicale minimallement invasive qui permet d'atteindre des organes à traiter avec des aiguilles, guidées à partir d'images scanner. Bien que cette technique offre de nombreux avantages, l'exposition aux rayons X qu'elle occasionne est nocive pour le radiologue. Pour résoudre ce problème, nous avons développé un système de téléopération avec retour d'efforts. Son cahier des charges a été établi à partir d'expériences in-vivo, qui ont notamment conduit à la modélisation des forces lors d'une insertion. Le système développé répond aux contraintes liées à l'utilisation des rayons X et aux besoins des praticiens. Une étude approfondies a permis de déterminer la commande bilatérale la mieux adaptée à l'application. Pour améliorer la perception des efforts, deux approches ont été étudiées. La première est une synthèse automatique de la commande en effort côté maître. La seconde vise à accroître la sensation de passage entre les tissus.
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Serrano, Carole. "Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en chirurgie : quelles recommandations pour l’élaboration d’un modèle d’évaluation médico-économique ? Benefits of 3D printing applications in jaw reconstruction : A systematic review and meta-analysis Evaluation of 3D printing costs in surgery : a systematic review." Thesis, université Paris-Saclay, 2020. http://www.theses.fr/2020UPASQ024.
Анотація:
L’impression 3D est une technologie permettant la fabrication d’un objet par additions successives de couches de matériaux. Cette technologie trouve de nombreuses applications dans le domaine de la santé : bio-impression de tissus et d’organes, fabrication de médicaments ou encore production de dispositifs médicaux sur mesure. Ces quinze dernières années, la production de modèles anatomiques, de guides chirurgicaux et d’implants adaptés à l’anatomie du patient s’est développée de façon exponentielle dans toutes les spécialités chirurgicales. Néanmoins, la question de son évaluation clinique et médico-économique reste entière. L’objectif de ce travail est de proposer des recommandations visant à élaborer un modèle d’évaluation médico-économique qui prendrait en compte les spécificités de cette technologie. Nous avons pu démontrer que les modèles médico-économiques existants ne conviennent pas pour évaluer un dispositif imprimé en 3D, en mettant notamment en avant l’importance de l’évaluation de l’impact organisationnel. Ainsi, nous proposons dix recommandations essentielles à prendre en compte pour la conception d’un modèle d’étude de dispositifs médicaux imprimés en 3D3D printing is a technology that allows the production of an object by additions of materials layers by layers. This technology has many applications in healthcare: bio-printing of tissues and organs, manufacture of medicines or production of customised medical devices. Over the last fifteen years, the production of anatomical models, surgical guides and implants adapted to the patient's anatomy has grown exponentially in all surgical domains. Nevertheless, the question of its clinical and economic evaluation remains unanswered. The objective of this work is to propose several recommendations for designing an economic evaluation model that would take into account the numerous specificities of this technology. We underlined that existing models are not suitable for evaluating a 3D printed device, in particular by highlighting the importance of organisational impact assessment. Thus, we suggested ten key recommendations to be taken into account when designing a study model for 3D printed medical devices
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Spadola, Sara. "Development and evaluation of an intraoperative beta imaging probe for radio-guided solid tumor surgery." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLS257/document.
Анотація:
Les tumeurs solides relèvent pour un très grand nombre de cas d’un traitement chirurgical. La réussite thérapeutique dépend de la qualité, de la précision de l’exérèse et de la capacité à « visualiser » les résidus tumoraux. Pour ce faire, différents marqueurs sont disponibles sur le marché, notamment radioactifs. Depuis peu, des émetteurs de positrons spécifiques sont disponibles, relançant l’intérêt des techniques de chirurgies radioguidées. Les objectifs de ces travaux ont été la conception, le développement et l’optimisation d’un détecteur de positons pour la localisation de la tumeur avant exérèse et des amas tumoraux résiduels après exérèse. L’avantage de la détection des positons est leur parcours dans les tissus mous, de quelques millimètres. Leur détection est donc plus précise et de meilleure sensibilité (1 à 3 ordres de grandeurs) que la détection de rayonnements gamma. Elle consiste en une technique d’imagerie de contact sur une profondeur de quelques millimètres. Nous avons donc développé 2 prototypes d’imageurs beta+ composés de photomultiplicateurs en silicone (SiPM). Le SiPM sont des photomultiplicateurs présentant les mêmes caractéristiques que les tubes photomultiplicateurs (PMT), tout en étant sensibles à une faible luminosité et de très petite dimension, ce qui est parfaitement adapté à la problématique. La tête de détection du premier prototype est l’association d’un scintillateur organique sur une matrice de SiPM. Cette configuration permet de réduire le bruit dû à la contamination du signal par des rayonnements gamma. La seconde configuration inclus une méthode de soustraction permettant d’améliorer la discrimination du bruit Gamma, sans l’éliminer totalement. Pour ce faire, un assemblage de deux scintillateurs séparés par un guide de lumière est utilisé. Le signal issu des extrémités du scintillateur sont discriminés par l’analyse des différentes distributions de lumière sur la matrice SiPM. Dans les deux cas, le détecteur a été conceptualisé de façon à positionner la tête de détection dans un boitier mécanique comprenant une électronique de lecture miniaturisée. Différents designs de la sonde Beta+, prenant en compte le matériau et l’épaisseur du scintillateur, la fenêtre de propagation lumineuse et le réflecteur optique ont été simulés avec MonteCarlo et mesurés expérimentalement. Ces paramètres ont été optimisés de façon à ce que la sonde offre les meilleures performances en termes de sensibilité de détection des positons, discrimination du bruit Gamma, résolution et distorsion spatiale et uniformité de réponse. L’influence des différents algorithmes de reconstruction sur les performances spatiales ont été étudiées et une première étude préclinique du détecteur sur fantôme a pu être réalisée avec la première configuration de détecteurExtent and accuracy of surgical resection is a crucial step in the therapy of operable solid tumors. The recent availability of specific tumor-seeking agents, positron labeled, renewed the interest for radioguided surgery. The detection of beta particles, due to their short range, allows a more sensitive and accurate tumor localization. Since no mechanical collimation is necessary, it is possible to design probes with a sensitivity increased by one to three orders of magnitude compared to gamma detectors. The beta particle short range also reduces the contamination from distal non-specific radiotracers uptake region, which results in a increased signal-to-noise-ratio. Conversely, beta detection requires sensors to be extremely compact in order to operate in contact with the surveyed tissues in narrow surgical cavities. This thesis takes place in that context. Its aim was to develop an intraoperative positron imaging probe based on the silicon photomultiplier technology (SiPM) and to evaluate its ability to perform in real time tumor localization and post-operative control of the surgical cavity. During this work, two prototypes of intraoperative positron imaging probe were developed. The first detector design is based on the use of a single organic scintillator coupled to an array of SiPMs. This configuration uses a small sensitive volume to reduce the contamination noise coming from the annihilation gamma rays. The second version of the probe implements a subtraction method allowing to improve gamma rejection efficiency. This configuration uses a stack of two scintillators separated by a light guide. The events interacting in the top and the bottom scintillator are discriminated by the analysis of the different light distributions on the SiPM array. Different designs of the positron imaging probes, including scintillator material and thickness, light spreading window and optical reflector, were investigated with Montecarlo simulations and measurements. Their impact on the probes performances were optimized in terms of positron sensitivity, gamma ray rejection efficiency, spatial resolution and bias and uniformity of response. The effect of different reconstruction algorithm on spatial performances was also studied. Finally, the objective of developing an intraoperative probe fully operational in the operating room has been achieved by the design of dedicated miniaturized electronic readouts and mechanical housing. In the last part of my thesis, the evaluation of the single scintillator configuration in a realistic clinical environment was performed with 18F-FDG phantoms. We showed that the low intrinsic sensitivity of this probe to gamma radiations allows to detect tumor volumes as small as 14 mg for uptake properties corresponding to currently available radiotracers and acquisition times compatible with the surgery duration
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Martelli, Nicolas. "Evaluation des dispositifs médicaux innovants dans les CHU en vue de leur acquisition : état des lieux et élaboration d’un outil d’aide à la décision." Thesis, Paris 11, 2015. http://www.theses.fr/2015PA114802/document.
Анотація:
Les dispositifs médicaux (DM) innovants offrent sans cesse de nouvelles options thérapeutiques et diagnostiques et contribuent à améliorer la prise en charge des malades à l’hôpital. Toutefois, ces innovations, potentiellement onéreuses, ne disposent pas toujours de données probantes garantissant leur efficience. Par conséquent, pour guider le choix des décideurs hospitaliers, une évaluation à l’échelle de l’hôpital est souvent nécessaire afin de lever le maximum d’incertitudes avant leur acquisition. Cette démarche, appelée évaluation des technologies de santé (ETS) en milieu hospitalier, s’est beaucoup développée à l’étranger, mais reste méconnue en France. A travers notre travail, nous avons montré que les CHU français proposaient des modèles d’organisation pour l’évaluation des DM innovants tout à fait comparables à ceux rencontrés dans d’autres pays. Parmi les modèles d’ETS en milieu hospitalier, la mini-ETS semble être le plus généralisable et pourrait concourir à l’harmonisation des pratiques entre CHU. Ce modèle en plein essor existe sous de multiples formes dans le monde. La confrontation des critères d’évaluation identifiés dans les modèles assimilables à la mini-ETS à ceux utilisés dans les CHU français nous a permis d’isoler 26 critères d’évaluation d’intérêt pour l’évaluation des DM innovants. Enfin, nous avons élaboré puis testé, en situation réelle, un outil d’aide multicritère à la décision dérivé des précédents critères identifiésInnovative medical devices offer solutions to medical problems. However, medical devices arriving on the European market have generally little evidence about efficiency. To manage the uncertainty surrounding the introduction of innovative medical devices, hospitals and university hospitals have developed worldwide hospital-based health technology assessment (HTA) processes to guide the selection of expensive and innovative products. Nevertheless, little is known about hospital-based HTA activities in France. We demonstrated that French models of hospital-based HTA are comparable to those found elsewhere and presented sometimes a combination of several HTA models. We also underlined that a mini-HTA like model could easily be applied to French university hospitals. Mini-HTA has become widespread in many different forms across the world. We compared criteria of different mini-HTA forms to criteria used in French university hospitals and identified 26 relevant criteria to assess innovative medical devices. Finally, we developed and tested in real conditions a multiple-criteria decision tool derived from these 26 criteria
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Claasen, Göntje Caroline. "Capteur de mouvement intelligent pour la chirurgie prothétique naviguée." Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2012. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00691192.
Анотація:
Nous présentons un système de tracking optique-inertiel qui consiste en deux caméras stationnaires et une Sensor Unit avec des marqueurs optiques et une centrale inertielle. La Sensor Unit est fixée sur l'objet suivi et sa position et orientation sont déterminées par un algorithme de fusion de données. Le système de tracking est destiné à asservir un outil à main dans un système de chirurgie naviguée ou assistée par ordinateur. L'algorithme de fusion de données intègre les données des différents capteurs, c'est-à-dire les données optiques des caméras et les données inertielles des accéléromètres et gyroscopes. Nous présentons différents algorithmes qui rendent possible un tracking à grande bande passante avec au moins 200Hz avec des temps de latence bas grâce à une approche directe et des filtres dits invariants qui prennent en compte les symmétries du système. Grâce à ces propriétés, le système de tracking satisfait les conditions pour l'application désirée. Le système a été implementé et testé avec succès avec un dispositif expérimental.
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Pioche, Mathieu. "Optimisation de la technique de dissection sous muqueuse à l’aide d’un bistouri à jet d’eau haute-pression pulsée pour le traitement endoscopique des tumeurs superficielles du tube digestif." Thesis, Lyon 1, 2015. http://www.theses.fr/2015LYO10166/document.
Анотація:
Dans cette thèse, nous avons travaillé sur les différents versants de la technique de dissection sous-muqueuse et les problèmes que pose ce geste quasi chirurgical dans des unités d'endoscopie initialement médicales. Tout d'abord, nous avons travaillé sur la formation à la technique en développant un modèle d'apprentissage sur colon de bovin plus adapté à la situation européenne où les lésions colo-rectales sont les plus fréquentes. Ce modèle de rectum de bovin, simple à trouver et à préparer permet une formation dans des conditions plus proches de la paroi colique humaine que celles offertes par l'estomac de cochon. Un travail à plus grande échelle évaluant les bénéfices d'une aide à l'apprentissage par un logiciel interactif dédié mené sur ce modèle avec 37 étudiants français et japonais est en cours d'analyse et sera publié prochainement. Ensuite, nous avons réfléchi à la stratégie de la procédure pour la rendre plus simple en évaluant précocement la technique du tunnel pour la dissection des lésions œsophagiennes. Cette stratégie permet de maintenir une traction sur les bords lésionnels et nous offrent une sorte de triangulation en élargissant physiquement la zone de travail. Cette stratégie est devenue un standard pour les résections œsophagiennes dans de nombreuses équipes. Enfin, nous avons travaillé conjointement avec la société Nestis® au développement d'un outil permettant d'optimiser la procédure de dissection sous-muqueuse en associant les bénéfices des bistouris bi fonction (injectant et coupant avec le même outil}, de la haute pression pulsée et des solutions macromoléculaires visqueuses. Le système Nestis® permet pour la première fois cette association et a démontré son intérêt en termes de sécurité et de performance par rapport à la méthode classique utilisant l'aiguille et un bistouri électrique conventionnel. Avec cet outil bi fonction, il n'est plus nécessaire de changer d'instrument puisque toutes les étapes de la procédure sont désormais réalisées avec un seul et même outil. D'autres projets sont déjà prévus avec ce matériel pour étudier ses bénéfices et sa sécurité en dissection colique humaine qui est réputée comme la plus difficile compte tenu de la finesse de la paroi. Enfin, ce matériel offre la possibilité d'injecter sous pression des principes actifs qui pourrait dans le futur permettre de prévenir la survenue de sténoses œsophagiennes ou diriger la cicatrisation. Nous avons ainsi travailler avec la pharmacie de l'hôpital Edouard Herriot pour stabiliser la solution macromoléculaires de mélange de glycérol pour permettre son utilisation en pratique quotidienneFirst of all, we worked on the training for unexperienced operators by developing a bovine colon model more adapted to the European situation where colo-rectal lesions are the most common. This model of rectum from bovine, easy to find and to prepare allows training in conditions most close to the human colonic wall than those offered by the pig stomach. Furthermore, such models allows to teach the initial skills but avoiding the risk of adverse events for the first procedures in humans. A future work evaluating the benefits of a learning support by a dedicated interactive software on this model with 37 french and Japanese students is now being analyzed and will be reported soon. Then we thought about the strategy of the procedure in order to make it more simple using the tunnel technique to perform ESD for the esophageal lesions. This strategy helps to maintain traction on the edges and offers a sort of triangulation physically expanding the working space. This strategy has become a standard for esophageal resections in many teams and we still work to improve its efficacy. Finally, we worked jointly with Nestis® Company to develop a tool to optimize the submucosal dissection procedure by combining the benefits of the catheters bi function (injecting and cutting with the same tool), but adding high pulsed pressure and capability to inject viscous macromolecular solutions. The Nestis® system allows for the first time this association and demonstrated his interest in terms of security and performance compared with the conventional method using the needle and a conventional electrocautery device. With this bi function tool, it is not necessary to change instrument frequently since all stages of the procedure are now done with a single device. Other projects are already included with this material to explore its benefits and its safety in human colonic dissection that is deemed as the most difficult due to the thinner wall. Finally, this material offers the possibility to inject pressurized active drugs which could be used in the future to prevent the occurrence of esophageal strictures or to direct healing. We also worked with the hospital Edouard Herriot pharmacy to stabilize the solution glycerol mix to allow its use in daily practice in our unit
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Deruelle, Tristan. "Magnetic Resonance Elastography : towards prostate cancer imaging and slow compression wave imaging in softtissues." Electronic Thesis or Diss., Lyon, 2022. http://www.theses.fr/2022LYSE1068.
Анотація:
Le cancer de la prostate est le deuxième cancer le plus prévalent chez l’homme dans le monde. Il est suspecté par un test de PSA et/ou un ressenti plutôt dur lors d’un toucher rectal. Lors du dépistage, une IRM multiparamétrique est recommandée pre-biopsie. Malheureusement, l’interprétation des images n’est pas aisée, même pour des spécialistes, et fait apparaître des faux-positifs. L’élastographie est une technique permettant d’estimer la rigidité des tissus lors de l’induction de petites vibrations. Cette technique permettrait d’avoir une cartographie 3D de la dureté de la prostate. Nous pensons que l’élastographie par IRM peut aider l’IRM multi-paramétrique actuelle. De par la localisation et la consitution de la prostate, la propagation des vibrations est difficile. Ces travaux présentent la conception d’un dispositif non invasif de génération d’ondes, spécifique pour la prostate. Ensuite, un nouvel algorithme de séparation de champ est présenté. Cet algorithme permet une meilleure estimation de la rigidité et la correction d’artefacts induits par les vibreurs conventionnels. Enfin, cet algorithme peut avoir des applications dans les milieux poreux. En effet, dans les milieux poro-elastiques, une onde de compression lente se propage. Nous montrons la présence d’une telle onde dans un gel d’agar, dans une mousse poreuse, et in vivo dans le greffon renal. En plus de l’estimation classique de la vitesse des ondes de cisaillement, il est maintenant possible d’estimer la vitesse de l’onde de compression lente. C’est une information supplémentaire que peut utiliser le praticien dans son diagnostique. Dans le futur, des paramètres de porosité pourront être évaluésProstate cancer is the second most prevalent cancer in men worldwide. It is suspected when the PSA density is high or/and the superficial prostate feels hard during digital rectal examination. Multiparametric MRI is now recommended prior biopsy when detecting for cancer. However, image interpretation is challenging, even for specialists, and brings many false-positive. Elastography is a technique to assess tissue stiffness by inducing small vibrations. It could provide a 3D map of the stiffness of the prostate. We believe that MR elastography could complement the current multiparametric MRI. Given prostate location and consitution, wave propagation is difficult though. The current work presents the design of a non-invasive wave generation device for the prostate. Then, a new field separation algorithm is presented. This algorithm provides a better estimation of the stiffness, and the correction of artefact generated by common vibrators. Finally, this algorithm can have applications in porous media. Indeed, in poro-elastic materials, a slow compression wave propagates. We observe such a wave in an agar gel, in a foam phantom, and in vivo in human kidney graft. In addition to the classic shear wave velocity estimation, it is now possible to estimate the compression wave velocity. This is an additional piece of information that the operator can use in its diagnostic. In the future, more porous parameters could be derived
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Fribault, Mathieu Thierry. "La figure de l'innovateur chez les Baga et Susu de Guinée : histoire sociale, verrous et jalousie." Thesis, Paris, EHESS, 2020. http://www.theses.fr/2020EHES0028.
Анотація:
Dans un petit village de Guinée Maritime, des autochtones Baga Sitem cohabitent avec leurs étrangers Susu depuis plus d’un siècle. Les deux vivent au sein d’un milieu de mangrove transformé au fil des siècles et des défrichements successifs en une vaste plaine où se pratiquait la riziculture irriguée. Au courant du siècle passé, un bouleversement écologique majeur a abouti à un changement radical du régime des eaux, avec pour conséquence la « mise en panne » de la production rizicole. Les Susu ont rapidement développé des techniques de pêche adaptées au nouvel environnement, un marais d’eau douce, alors que les Baga ont tenté de sauver la production du riz, en vain. Pour enrayer le cycle des disettes annuelles, ils se sont finalement tournés récemment vers la ressource halieutique et une technique précise : la pêche au filet droit. Alors que les Sitem rêvent de « réussite », l’appropriation de la pêche n’est pas totale : des verrous à l’innovation l’entravent. Afin de saisir les blocages et de les ancrer dans une analyse comparative, nous mobilisons l’histoire sociale des deux sociétés : face aux violences séculaires de la sous-région, l’histoire sitem est marquée par le choix du refuge dans la mangrove, à la limite du marronnage, pendant que l’ethnie susu émerge sur un territoire carrefour d’où elle conquiert la côte au fil du temps. L’agencement au contexte des violences historiques recèle conjointement un ordre social interne, et les deux sociétés, entre dynamiques du refuge et de la conquête s’opposent de ce point de vue. On recourt aux notions locales de badenya et fadenya afin de synthétiser une série de traits sociaux distinctifs qui sanctionnent un rapport à l’initiative individuelle très nuancé entre Baga et Susu. Alors que les deux sociétés s’approprient de nouvelles options de production, les acteurs se confrontent à leur histoire, à leurs structures territoriales, politiques et religieuses respectives, ainsi qu’à leurs techniques d’administration de la violence et du secret. Dans cette étude, l’analyse des verrous est ancrée dans la technologie culturelle classique et s’accompagne d’une approche pragmatique. La recherche interroge finalement la relation entre innovations techniques et changements sociaux, ainsi que la figure de l’innovateur au sein de sociétés non soumises à une idéologie moderne valorisant la nouveauté. On observe qu’au-delà des blocages, l’innovateur baga agit « recroquevillé » et en régime d’incertitude face à ses « parents » sitem, quand l’innovateur susu est « chanté » par sa société. On conclura que l’engagement d’acteurs dans l’innovation est déterminé par les dynamiques sociales, entre renfermement, crise, expansion, impliquant des formats institutionnels autant que des relations de sentiments, et par l’histoire des groupes sociaux. Attachées au terrain, des questions plus guinéennes sont débattues au fil du texte, alors que les Baga Sitem vivent des mutations profondes prenant la forme d’une « susuisation » de la région de la Basse CôteIn a small village in Maritime Guinea, Baga Sitem indigenous people have been living with their Susu foreigners for more than a century. Both live in a mangrove environment transformed over the centuries and successive clearings into a vast plain where irrigated rice cultivation was practiced. Over the past century, a major ecological upheaval has led to a radical change in the water regime, resulting in the "breakdown" of rice production. The Susu quickly developed fishing techniques adapted to the new environment, a freshwater marsh, while the Baga tried to save rice production. To stop the cycle of annual food shortages, they have finally turned recently to the fishery resource and to a specific technique: straight-net fishing. While Sitem dream of "success", the appropriation of fishing is far from being total yet: « locks » to innovation hinder it. In order to grasp the blockages and anchor them in a comparative analysis, I mobilize the social history of the two societies: in the sub-region's secular violence, the sitem history is marked by the choice of refuge in the mangrove swamp, on the edge of the marronnage, while the Susu ethnic group emerges on a crossroads territory from where conquering the coast over time. The combination with the context of historical violence conceals an internal social order, and the two societies, between the refuge and conquest’s dynamics, are in opposition from this point of view. Local notions of badenya and fadenya are then used to synthesize a series of distinctive social traits that involve a very nuanced relationship of individual initiative between Baga and Susu. As the two societies take on new production options, the actors carrying them confront their respective histories, territorial, political and religious structures, as well as their techniques for administering violence and secrecy. The analysis of locks is both classic and renewed, opening up to a pragmatic approach to innovation. Finally, the research work the relationship between technological innovations and social changes, as well as the the innovator in societies which are not subject to a modern ideology that valuing novelty. I observe that beyond the blockages, the innovator baga acts "curled up" when the innovator is "sung" by his society. It appears that the commitment of innovators is determined by social dynamics, between withdrawal, crisis and expansion, involving institutional formats as well as emotional relationships. More Guinean issues are discussed throughout the text, while the Baga Sitem are undergoing profound changes in the form of a susuisation of the Lower Coast region of Guinea
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Sivadon, Audrey. "Contributions à l’imagerie passive de la cavitation ultrasonore : formation de voies adaptatives en 3D et extension spatiale de nuages de bulles." Electronic Thesis or Diss., Lyon 1, 2022. http://www.theses.fr/2022LYO10172.
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L’imagerie passive s’appuie sur des algorithmes de formation de voie qui nécessitent des sondes de grande ouverture pour offrir de bonnes résolutions axiales ; or, en imagerie passive 3D, les sondes matricielles actuellement commercialisées ne vérifient pas cette contrainte. De plus, ces sondes présentent un grand nombre d’éléments, ce qui rend leur utilisation particulièrement lourde. Ce travail de thèse porte sur l’étude et l’amélioration de l’imagerie passive de la cavitation en s’intéressant à deux aspects en particulier : (i) la mise en œuvre pratique et efficace de l’imagerie passive en 3D, (ii) la problématique de l’imagerie de sources étendues telles que des nuages de cavitation. Nous avons combiné l’application des méthodes sparse (pour réduire le nombre d’éléments actifs de la sonde utilisée) et la transposition du 2D au 3D des algorithmes adaptatifs dans le domaine fréquentiel. Ce formalisme utilise l’estimation robuste de la matrice de densité inter-spectrale (CSM) et nous a permis d’implémenter simplement et efficacement différents algorithmes : Delay-And-Sum (DAS), Robust-Capon-Beamformer et Pisarenko. L’efficacité de ces algorithmes en 3D a été testée en termes de largeur à mi-hauteur, de contraste et d’erreur de position, sur une source ponctuelle en simulations et sur une expérience de réflecteur ponctuel. Enfin, pour répondre à la réalité des nuages de cavitation, nous nous sommes intéressés au comportement de ces méthodes de reconstruction dans le cas de sources étendues. Nos simulations en 2D montrent l’évolution des images reconstruites en fonction de caractéristiques du nuage de cavitation. Ce travail apporte une solution concrète de mise en œuvre simple de l’imagerie passive 3D ainsi que des éléments de réponse quant aux attentes sur la localisation et la caractérisation d’un nuage de cavitationPassive imaging relies on beamforming algorithms that require large aperture probes to provide good axial resolutions; however, in 3D passive imaging, the matrix probes currently marketed do not meet this constraint. Moreover, these probes have a large number of elements, which makes their use particularly unwieldy. This thesis work focuses on the study and improvement of passive cavitation imaging by addressing two aspects in particular: (i) the practical and efficient implementation of 3D passive imaging, (ii) the problem of imaging large sources such as cavitation clouds. We have combined the application of sparse methods (to reduce the number of active elements of the probe used) and the transposition from 2D to 3D of adaptive algorithms in the frequency domain. This formalism uses the robust estimation of the inter-spectral density matrix (CSM) and allowed us to implement simply and efficiently different algorithms: Delay-And-Sum (DAS), Robust-Capon-Beamformer and Pisarenko. The efficiency of these algorithms in 3D has been tested in terms of width to half height, contrast and position error, on a point source in simulations and on a point reflector in experiments. Finally, in order to address the reality of cavitation clouds, we have investigated the behavior of these reconstruction methods in the case of extended sources. Our 2D simulations show the evolution of the reconstructed images as a function of the cavitation cloud characteristics. This work provides a concrete solution for a simple implementation of 3D passive imaging as well as answers to the expectations on the localization and characterization of a cavitation cloud
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Sadelli, Lounis. "Modélisation, observation et commande de robots vasculaires magnétiques." Thesis, Orléans, 2016. http://www.theses.fr/2016ORLE2065/document.
Анотація:
La chirurgie minimalement invasive est un domaine de recherche très actif puisqu’elle permet d’envisagerdes thérapies ciblées et des diagnostics in situ tout en minimisant traumatismes, effets secondaires et tempsde convalescence. En particulier, l’utilisation de systèmes miniaturisés actionnés à distance ouvre la voie àune navigation dans le système cardiovasculaire, permettant ainsi le ciblage et l’intervention sur zones dif-ficilement accessibles du corps humain. L’objectif de cette thèse est de proposer i) un état de l’art sur lamodélisation des forces s’exerçant sur un ou plusieurs microrobots naviguant dans des vaisseaux sanguins,ii) des représentations d’état exploitables à des fins de commande et d’observation, iii) différentes synthèsesde lois de commande pour stabiliser un ou plusieurs microrobots le long d’une trajectoire de référence, iv)des observateurs d’état pour reconstruire les états non mesurables du système. Un microrobot magnétiquenaviguant dans un vaisseau sanguin subit la force de traînée, les forces surfaciques, de contact, d’interactionmagnétique, et son poids apparent. Son actionnement est assuré par l’application de champs ou de gradientsde champ magnétiques, et sa localisation est assurée par un imageur médical. La dynamique du ou desmicrorobots (système réduit) est sous forme d’état non linéaire affine en la commande avec dérive, et dé-pend de plusieurs paramètres physiologiques incertains, en particulier de la vitesse du sang, qui est difficileà mesurer. La dynamique du flux sanguin (système fluidique) est alors modélisée sous forme d’une repré-sentation d’état autonome, combinée avec le système réduit pour aboutir au système étendu. L’objectif decommande est de stabiliser les états du système réduit le long d’une trajectoire de référence. Une commandestabilisante est synthétisée par backstepping, mais elle n’est pas utilisable en l’état. Des observateurs baséssur le théorème de la valeur moyenne et sur une immersion sont synthétisés respectivement dans le cas oùla pulsation cardiaque est connue ou non. La stabilité du retour de sortie est alors démontrée. La stabilitéet la robustesse aux bruits de mesure, aux incertitudes paramétriques, et aux erreurs de modélisation desapproches proposées sont alors illustrées par des simulationsMinimally invasive surgery is an active research area since such systems have the potential to perform complex surgical procedures such as targeted therapies or in situ diagnosis, while minimizing trauma, side effects and recovery time. Miniaturized systems magnetically propelled by remote actuation can achieve swimming through the blood vessels network in order to provide targeted therapy, even for hard-to-reach human organs. This PhD thesis aims at addressing i) a review on the modeling of microrobots immersed in blood vessels, ii) a classification of the state space forms of such systems, iii) the synthesis of state feedbacks ensuring the stabilization of the microrobots along a reference trajectory, iv) the synthesis of observers to rebuild the unmeasured state variables. Magnetic microrobots swimming in a blood vessel face the hydrodynamic drag, surfacic and contact forces, magnetic interactions, and their apparent weight. These untethered robots are actuated by magnetic fields or magnetic gradients generation, and their localization is ensured by a medical imager. The microrobots dynamics (the so-called reduced system) lead to a nonlinear affine control subsystem with drift, and exhibits many uncertain physiological parameters, such as the blood velocity which can hardly be measured. The blood flow dynamics (the so-called fluidic system) are then modeled as an autonomous subsystem. These two subsystems result in an extended system describing the whole (robot and fluid) dynamics. The control objective is to stabilize the state of the reduced system along a reference trajectory, which is performed by an adaptive backstepping synthesis. Yet the full state is not accessible. We then synthesize either MVT or immersion based observers for the extended system, when the blood pulsation is either known or not. The output feedback stability is then proved. The stability and robustness to output noise, parametric uncertainty, and modeling errors are then illustrated by simulations
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Bouget, David. "Détection en temps-réel des outils chirurgicaux dans des vidéos 2D de neurochirurgie par modélisation de forme globale et d'apparence locale." Thesis, Rennes 1, 2015. http://www.theses.fr/2015REN1B006/document.
Анотація:
Bien que devenant un environnement de plus en plus riche technologiquement, la salle opératoire reste un endroit où la sécurité des patients n'est pas assurée à 100% comme le montre le nombre toujours conséquent d'erreurs chirurgicales. La nécessité de développer des systèmes intelligents au bloc opératoire apparait comme croissante. Un des éléments clés pour ce type de système est la reconnaissance du processus chirurgical, passant par une identification précise des outils chirurgicaux utilisés. L'objectif de cette thèse a donc porté sur la détection en temps-réel des outils chirurgicaux dans des vidéos 2D provenant de microscopes. Devant l'absence de jeux de données de référence, qui plus est dans un contexte neurochirurgical, la première contribution de la thèse a donc été la création d'un nouvel ensemble d'images de chirurgies du cerveau et du rachis cervical, mis à disposition en ligne. Comme seconde contribution, deux approches différentes ont été proposées permettant de détecter des outils chirurgicaux via des techniques d'analyse d'image. Tout d'abord, le SquaresChnFtrs adapté, basé sur une des méthodes de détection de piétons les plus performantes de la littérature. Notre deuxième méthode, le ShapeDetector, est une approche à deux niveaux n'utilisant aucune contrainte ou hypothèse a priori sur le nombre, la position, ou la forme des outils dans l'image. Par rapport aux travaux précédents du domaine, nous avons choisi de représenter les détections potentielles par des polygones plutôt que par des rectangles, obtenant ainsi des détections plus précises. Pour intégration dans des systèmes médicaux, une optimisation de la vitesse de calcul a été effectuée via un usage optimal du CPU, du GPU, et de méthodes ad-hoc. Pour des vidéos de résolution 612x480 pixels, notre ShapeDetector est capable d'effectuer les détections à une vitesse maximale de 8 Hz. Pour la validation de nos méthodes, nous avons pris en compte trois paramètres: la position globale, la position de l'extrémité, et l'orientation des détections. Les méthodes ont été classées et comparées avec des méthodes de référence compétitives. Pour la détection des tubes d'aspiration, nous avons obtenu un taux de manqué de 15% pour un taux de faux positifs par image de 0.1, comparé à un taux de manqué de 55% pour le SquaresChnFtrs adapté. L'orientation future du travail devra porter sur l'intégration des informations 3D, l'amélioration de la couche de labélisation sémantique, et la classification des outils chirurgicaux. Pour finir, un enrichissement du jeu de données et des annotations de plus haute précision seront nécessairesDespite modern-life technological advances and tremendous progress made in surgical techniques including MIS, today's OR is facing many challenges remaining yet to be addressed. The development of CAS systems integrating the SPM methodology was born as a response from the medical community, with the long-term objective to create surgical cockpit systems. Being able to identify surgical tools in use is a key component for systems relying on the SPM methodology. Towards that end, this thesis work has focused on real-time surgical tool detection from microscope 2D images. From the review of the literature, no validation data-sets have been elected as benchmarks by the community. In addition, the neurosurgical context has been addressed only once. As such, the first contribution of this thesis work consisted in the creation of a new surgical tool data-set, made freely available online. Two methods have been proposed to tackle the surgical tool detection challenge. First, the adapted SquaresChnFtrs, evolution of one of the best computer vision state-of-the-art approach for pedestrian detection. Our second contribution, the ShapeDetector, is fully data-driven and performs detection without the use of prior knowledge regarding the number, shape, and position of tools in the image. Compared to previous works, we chose to represent candidate detections with bounding polygons instead of bounding boxes, hence providing more fitting results. For integration into medical systems, we performed different code optimization through CPU and GPU use. Speed gain and accuracy loss from the use of ad-hoc optimization strategies have been thoroughly quantified to find an optimal trade-off between speed and accuracy. Our ShapeDetector is running in-between 5 and 8Hz for 612x480 pixel video sequences.We validated our approaches using a detailed methodology covering the overall tool location, tip position, and orientation. Approaches have been compared and ranked conjointly with a set of competitive baselines. For suction tube detections, we achieved a 15% miss-rate at 0.1 FPPI, compared to a 55% miss-rate for the adapted SquaresChnFtrs. Future works should be directed toward the integration of 3D feature extraction to improve detection performance but also toward the refinement of the semantic labelling step. Coupling the tool detection task to the tool classification in one single framework should be further investigated. Finally, increasing the data-set in diversity, number of tool classes, and detail of annotations is of interest
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Schell, Jean-Baptiste. "Microsystème de positionnement dédié à l'instrumentation d'aiguilles pour intervention chirurgicale sous scanner IRM." Thesis, Strasbourg, 2013. http://www.theses.fr/2013STRAD043.
Анотація:
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-millimétriqueSurgeries 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
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Batmaz, Anil Ufuk. "Speed, precision and grip force analysis of human manual operations with and without direct visual input." Thesis, Strasbourg, 2018. http://www.theses.fr/2018STRAJ056/document.
Анотація:
Le système perceptif d’un chirurgien doit s’adapter aux contraintes multisensorielles liées à la chirurgie guidée par l’image. Trois expériences sont conçues pour explorer ces contraintes visuelles et haptiques pour l’apprentissage guidé par l’image. Les résultats montrent que les sujets sont plus rapides et plus précis avec une vision directe. La stéréoscopie 3D n’améliore pas les performances des débutants complets. En réalité virtuelle, la variation de la longueur, largeur, position et complexité de l'objet affecte les performances motrices. La force de préhension appliquée sur un système robotique chirurgical dépend de l'expérience de l'utilisateur. En conclusion, le temps et la précision sont importants, mais la précision doit rester une priorité pour un apprenti. L'homogénéité des groupes d'étude est important pour la recherche sur la formation chirurgicale. Les résultats ont un impact direct sur le suivi des compétences individuelles pour les applications guidées par l'imagePerceptual system of a surgeon must adapt to conditions of multisensorial constrains regard to planning, control, and execution of the image-guided surgical operations. Three experimental setups are designed to explore these visual and haptic constraints in the image-guided training. Results show that subjects are faster and more precise with direct vision compared to image guidance. Stereoscopic 3D viewing does not represent a performance advantage for complete beginners. In virtual reality, variation in object length, width, position, and complexity affect the motor performance. Applied grip force on a surgical robot system depends on the user experience level. In conclusion, both time and precision matter critically, but trainee gets as precise as possible before getting faster should be a priority. Study group homogeneity and background play key role in surgical training research. The findings have direct implications for individual skill monitoring for image-guided applications
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Rubbert, Lennart. "Conception de mécanismes compliants pour la robotique chirurgicale." Phd thesis, Université de Strasbourg, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00801892.
Анотація:
La robotique chirurgicale vise à rendre les gestes du chirurgien plus précis et moins invasifs. La complexité d'une salle d'opération conduit à rechercher des dispositifs robotiques aussi compacts que possible et pouvant être facilement stérilisés. Une conception robotique basée sur l'emploi de mécanismes compliants à structures monolithiques et d'actionneurs piézoélectriques est particulièrement intéressante sur ce point. Des travaux précédents conduits au laboratoire ont permis de proposer un dispositif robotique pour le pontage coronarien qui facilite la réalisation des gestes minimalement invasifs sur cœur battant. Ce dispositif répond au besoin médical mais manque aujourd'hui de la compacité souhaitée pour une intégration optimale. À partir du cas d'application où nous cherchons à réduire la taille du dispositif de compensation, nous nous intéressons, dans cette thèse, aux problématiques de conception de mécanismes compliants à fortes contraintes d'intégration. Nous étudions d'abord la possibilité d'intégrer le dispositif de compensation directement dans la tige du stabilisateur cardiaque passif. Puis, nous étudions la possibilité de réduire la taille du dispositif de compensation en amont, en explorant les possibilités de réaliser des mécanismes dans un plan. Nous avons notamment proposé une méthode originale de conception de mécanismes compliants plans à partir de l'analyse des singularités de mécanismes à architectures parallèles en configuration plane. Afin d'optimiser les différents mécanismes très contraints par les volumes imposés, une méthode originale d'optimisation à base d'un algorithme de colonie de fourmis est employée.