Дисертації з теми "Procédure assistée par la robotique"
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Daunizeau, Loïc. "Développement de la thérapie ultrasonore conformationnelle par voie interstitielle pour le traitement du carcinome hépatocellulaire." Electronic Thesis or Diss., Lyon, 2020. http://www.theses.fr/2020LYSE1326.
Анотація:
Le carcinome hépatocellulaire est le principal cancer primaire du foie. Les procédures d’ablation thermique par voie interstitielle constituent un type de traitement curatif de ce cancer. Ces méthodes ne permettent pas toujours, de par leur nature physique (radio fréquence, micro-onde, laser, cryothérapie), de générer une ablation conformationnelle pour un volume tumoral donné. Dans certains cas, cela peut entraîner l’ablation d’un volume important de tissus non tumoraux. L'utilisation d'une sonde interstitielle ultrasonore disposant d’un transducteur avec de nombreux éléments indépendants, capable de générer des ultrasons focalisés de haute intensité (HIFU), permettrait théoriquement de lever cette limitation. D’autre part, le nombre élevé d’éléments permettrait également de disposer de capacités d’imagerie. Les travaux présentés dans cette thèse ont donc d’abord porté sur la conception du transducteur associé à ce type de sonde. Un design particulier a été proposé spécifiquement pour le traitement d’une tumeur de 4 cm de diamètre. S’est ensuite posé la question de la stratégie de planification du traitement à adopter pour obtenir une lésion la plus conformationnelle possible. Différentes stratégies ont été évaluées par simulations numériques. Toutes ont présentés des caractéristiques semblables tant en termes de conformation que de temps de traitement total. La focalisation ultrasonore s’est avérée en elle-même suffisante pour générer un traitement conformationnel. Finalement, une plateforme robotique a été développée pour le pilotage de prototypes de sondes ultrasonores interstitielles bimodales, aussi bien en mode imagerie qu’en mode thérapie. Cette plateforme a permis de réaliser in vitro, les planifications de traitement automatiques de plusieurs fantômes de tumeurs, en se basant sur la reconstruction ultrasonore 3D issue de l’imagerie échographique obtenue in situ par les sondes ultrasonores. En revanche, en mode thérapie les prototypes de sondes n’ont pas atteint leurs spécifications et n’ont pas réussi à générer des lésions thermiques dans des tissus hépatiques in vitro. La modularité de la plateforme robotique a rendu possible son utilisation avec un système de thérapie ultrasonore différent, à la fiabilité éprouvé. Avec ce système, la planification automatique du traitement, ainsi que l’exécution du traitement HIFU associé, ont pu être effectué in vitro avec succès par la plateformeHepatocellular carcinoma is the most common primary cancer of the liver. Interstitial thermal ablation procedures constitute a type of curative treatments for this cancer. Given the physical nature of the phenomenon used to modify temperature (radio frequency, micro wave, laser, cryotherapy), those methods may not be able to generate a conformal treatment for a given tumor shape. In some cases, this limitation may induce the thermal ablation of a large volume of non-tumor tissues. The use of an ultrasound interstitial probe mounted with a multi-element transducer capable of generating high intensity focused ultrasound (HIFU) may theoretically help to overcome this limitation. Also a transducer with an important number of elements may also provide in situ imaging. As a first step, the design of a transducer for interstitial ultrasound probe was studied. A specific configuration has been proposed for the treatment of tumors with a diameter of 4 cm. The question of the treatment planning method to adopt to reach an optimal conformal treatment has been then addressed by comparing numerical simulations of different strategies. All strategies were sufficiently conformal and none presented real assets compared to the others. Ultrasound focusing in itself provided the desired conformal thermal ablation. Finally, a robotic platform was developed for driving interstitial dual mode ultrasound probes, both in imaging and in therapy mode. This platform allowed the automatic treatment planning of in vitro tumor mimic phantoms, based on 3D ultrasound reconstruction from the B mode images obtained in situ by the interstitial probe. However, in therapy mode, the probes did not reach their specifications and did not manage to create thermal lesions in in vitro liver tissue sample. The modularity of the robotic platform allowed driving a different HIFU system, which was more robust. With this system, the platform managed to perform with success an automatic treatment planning and then the associated HIFU treatment in in vitro tissue sample
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Bienfait, Eric. "Pratic : Programmation de Robot Assistée par Traitement d'Image et Caméra." Lille 1, 1987. http://www.theses.fr/1987LIL10086.
Анотація:
Travail visant à la conception et à la réalisation d'un langage de programmation des robots industriels utilisant un système graphique et mettant en oeuvre la vision artificielle comme outil d'aide à la communication homme-machine
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Lepers, Bernard. "Coopération dynamique et sécurité homme-machine : applications en téléopération et chirurgie assistée par ordinateur." Lille 1, 1990. http://www.theses.fr/1990LIL10048.
Анотація:
Depuis le début des années 70, la téléoperation assistée par ordinateur (t. A. O. ) n'a cessé d'étendre ses domaines d'application. Cette thèse se veut une contribution méthodologique et pratique à l'élaboration des systèmes semi-automatiques de ce type, ou l'homme décide constamment de la transition continue manuel-automatique, tout en cherchant à assurer les conditions optimales de survivabilité en cas d'incident. Après avoir rappelé dans le chapitre I, la façon dont est envisagée actuellement la sûreté de fonctionnement en robotique industrielle, la détermination puis la spécification des problèmes de sécurité en t. A. O. Est étudiée. De manière à fixer un cadre d'analyse adéquat, une modélisation du système hommes/machines sous la forme d'un réseau d'un type particulier est ensuite proposée au chapitre II; l'articulation avec les modèles classiques, en particulier multiniveaux, y est soulignée ainsi que le lien avec différentes classifications des problèmes de sécurité hommes/machines utilisées actuellement. Le chapitre III présente une première méthode d'analyse de la tâche permettant de concevoir l'allocation statique des tâches hommes/machines. Celle-ci est ensuite étendue à une allocation dynamique multicritère des modes de commande, basée sur une méthodologie à base de relations de surclassement. Elle est ensuite comparée aux méthodes utilisées usuellement. Notre approche, baptisée cooperation dynamique, a nécessité une extension de la notion classique d'optimisation. Le chapitre IV expose la généralisation des résultats classiques que nous avons établie à ce propos, ainsi que les conséquences sur la définition des protocoles de communication entre opérateurs et système automatisé. Ceux-ci forment l'ébauche d'un langage de télé-opération permettant d'intégrer les différents moyens d'interaction à la disposition des opérateurs. Le chapitre V explicite, dans le contexte de la microchirurgie assistée par ordinateur, la mise en œuvre des approches méthodologiques précédentes. Une conception orientée objet des modes de commande est proposée, ainsi qu’une simulation sur un exemple impliquant deux opérateurs coopérant sur un réseau à l’exécution d’une même tâche de micromanipulation
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Amara, Maher. "Contribution à l’étude des aspects énergétiques en robotique mobile." Lyon, INSA, 1991. http://www.theses.fr/1991ISAL0032.
Анотація:
Le travail de recherche présenté dans ce mémoire vise à mettre en place une méthodologie d'aide à l'étude et à l'anal se des aspects énergétiques en robotique mobile. Le premier chapitre est consacré à une analyse globale de la problématique liée à l'environnement énergétique d'un robot mobile et à la mise en évidence des différents facteurs qui interviennent dans son comportement énergétique. Dans le second chapitre les méthodes (énergie cinétique double Taux de puissance transitoire) et (effort- effort transitoire vitesse de choix d'un système d'actionnement sont analysées a partir de modèles bond grahs. Une extension de la première méthode est proposée et pour la seconde méthode une procédure systématique de sélection assistée par ordinateur d'un ensemble servovalve-verin hydraulique systématique. établie en se basant sur la définition de son domaine d'utilisation maximal. Le troisième chapitre montre que le formalisme scattering de type réseau constitue une formulation alternative au formalisme bond graphs pour la représentation des systèmes physiques. La procédure algébro-graphique originale qui a été développée pour passer d'une représentation bond grah à une représentation scattering est présentée dans le quatrième chapitre. Basée sur ces deux représentations la méthode MACSYMEN Méthode d'Aide à la Conception de Systèmes Multi énergétiques) développée dans le cinquième chapitre fournit au concepteur un outil permettant d'effectuer sur des systèmes linéaires ayant une structure à une seule branche des analyses énergétiques qualitatives et quantitatives. Le sixième chapitre illustre, l'utilisation de la maquette logicielle élaborée, dans le contexte du robot à pattes RHESUSThe purppse of this thesis is to develop a methodology to study and analyse energetic aspects in mobile robots. In the first section we globally analyse the problematic question attached to the energy environment of the mobile robot and highlight the various factors which intervene in their energetic behaviour. In the second section the methods (double kinetic energy-power rate) and (effort-transitory effort-velocity used for actuators choice are analysed with bond graph models. One extension of the first method is proposed and for the second method a computer-aided choice of electro hydraulic servovalve-cylinder set is established and is based on the definition of planes representing the constraint of their maximal dynamic capabilities. The third section shows that the scattering formalism constitutes an alternative formulation to bond graph formalism for physical systems representation. An original procedure to match bond graph and scattering formalisms is developed in the fourth section. Based on these formalisms the method MACSYMEN (aided-Design Method of multi energetic systems) is developed and gives designers tools for qualitative and quantitative linear systems energy analysis. The last section illustrates for the legged robot RHESUS the developed software of this method
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Nageotte, Florent. "Contributions à la suture assistée par ordinateur en chirurgie mini-invasive." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2005. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2005/NAGEOTTE_Florent_2005.pdf.
Анотація:
La suture est un geste courant mais difficile en chirurgie coelioscopique. Les mouvements possibles des instruments sont limités en raison du passage des instruments par un point fixe et le retour visuel fourni est indirect et bidimensionnel. Il est donc très difficile pour les chirurgiens de planifier les mouvements de l'aiguille de suture. En pratique, le passage de l'aiguille dans les tissus fait intervenir des déformations indésirables des tissus. Afin d'aider les chirurgiens à planifier le passage d'une aiguille circulaire dans des tissus fins, nous proposons d'étudier la cinématique des mouvements possibles. Nous recherchons tout d'abord dans quels cas il est possible de trouver des chemins sans déformation entre deux points à la surface des tissus. Nous montrons qu'il existe des conditions simples sur la prise d'aiguille et sur le placement du trocart permettant de garantir l'existence de tels chemins. Nous proposons ensuite une méthode pratique de planification permettant de générer des chemins dits à déformation minimale. La planification de chemin nécessite la connaissance de données spatiales comme la position de l'aiguille dans le porte-aiguille. Nous proposons d'obtenir ces informations en utilisant une caméra endoscopique couleur. Nous utilisons des méthodes de traitement d'images simples permettant d'obtenir l'extraction des informations image en temps réel. La reconstruction des données spatiales est basée sur une optimisation itérative des erreurs de reprojection par asservissement visuel virtuel. Enfin, nous avons proposé des outils de réalité augmentée permettant d'assister le chirurgien durant une suture. Nous montrons également la faisabilité d'une aide robotisée à la suture en réalisant un passage d'aiguille semi-autonome dans des conditions de laboratoire. Ce travail exploratoire ouvre de nombreuses possibilités d'applications pour la mise en place d'une véritable aide à la suture par ordinateurSuturing is a common but difficult task in laparoscopic surgery. The motions of the surgical instruments are limited because of the trocart constraint and the vision of the scene obtained through an endoscopic camera is reduced to 2D images. Consequently, it is difficult for the surgeons to plan the movements of the suturing needle. Usually, the stitching task is realized by multiple trials and undesirable deformations of the tissues are involved. In order to help the surgeons to plan the motions of a circular needle through thin tissues, we propose to study the kinematics of the needle and the needle-holder in laparoscopic surgery. Firstly, we have been interested in finding pathes between two points on the surface of the tissu which do not involve deformations. We show that there are simple conditions on the trocart position and the needle handling parameters which guarantee the existence of ideal paths. Then, we explain a method to practically plan special paths for which the deformation of the tissue is minimal. Planning paths requires the knowledge of some 3D information such as the position of the needle in the needle-holder and the position of the trocart with respect to the tissues. We propose to use the color endoscopic camera to get this information. We use fast and simple image processing techniques to extract visual cues from the images in real-time. Then the 3D positions are obtained using a virtual visual servoing scheme which iteratively minimizes the forward projection error in the images. Finally, we propose augmented-reality tools to assist the surgeon during stitching. We also show by controlling a medical robot using a 2D visual servoing scheme, that semi-autonomous suturing is possible in laboratory conditions. This exploratory research work opens the path for a complete computer-aided suturing system
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Messeri, Anne. "Terminologie juridique pénale et pénitentiaire biblingue français-italien assistée par ordinateur." Nice, 2001. http://www.theses.fr/2001NICE2006.
Анотація:
Ce corpus comprend un lexique de la terminologie pénale et pénitentiaire, française et italienne, élaboré à l'aide d'un système de gestion de base de données relationnelles. Cette démarche a consisté à replacer la terminologie dans un espace traductionnel, en privilégiant l'outil d'aide à la traduction ou OAT, branche de la traduction assistée par ordinateur ou TAO, qui réserve d'énormes possibilités de développement notamment l'adaptation et l'utilisation pour la traduction automatique. Il a fallu mener une étude comparative des systèmes pénaux français et italien pour appréhender de l'intérieur le langage juridique et tenter d'apporter une réponse à certaines des difficultés de fond que pose la traduction juridique, et qui viennent des disparités des systèmes judiciaires et de la diversité des droits pénaux entre Pays européens.
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Blanchard, Benoît. "Contribution à la planification de trajectoires de robots manipulateurs dans un environnement connu convexe." Poitiers, 1996. http://www.theses.fr/1996POIT2380.
Анотація:
Le probleme de planification de trajectoires sans collision de robots manipulateurs est tres vaste et a ete tres largement etudie ces dernieres annees. Ce sujet est aborde en simulation 3d au sein d'un logiciel de modelisation et d'animation de robots: smar. Vu le nombre important de calculs a effectuer lors de la planification de trajectoires nous avons compare trois methodes de calculs de distances annocees comme rapide dans la litterature. Apres une presentation des algorithmes proposes par gilbert, dobkin et celui developpe par le laboratoire de mecanique des solides, nous avons, apres implantation, evalue les performances de chacun, obtenues par differents tests numeriques. En utilisant l'algorithme de calcul de distances developpe au laboratoire, nous proposons une technique, du type local, de generation de trajectoires pour robots. Elle permet d'eviter certains blocages rencontres dans les methodes locales classiques. Basee sur le fait que lors de ces blocages, les contraintes s'etablissent sur les memes entites geometriques entre deux iterations, nous definissons, pour chaque contrainte, le deplacement a effectuer qui permet de faire evoluer l'ensemble des contraintes vers d'autres entites. Ce deplacement est issu d'une analyse locale de l'environnement qui permet de definir une situation et de caracteriser l'action d'evitement. Pour chaque contrainte, elle est ponderee par un coefficient obtenu par un raisonnement basee sur la logique floue. Ce coefficient prend en compte l'influence de l'action d'evitement sur l'ensemble des contraintes. Un grand nombre d'essais ont ete menes en simulation dans le logiciel smar dans des environnements statiques ou dynamiques fortement encombres ou non. Ils ont montre l'efficacite de la methode proposee pour resoudre certains problemes de planification
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Fortin, Thomas. "Utilisation de la robotique médicale dans la réalisation d'un guide de perçage pour la phase chirurgicale en implantation orale." Université Joseph Fourier (Grenoble), 1994. http://www.theses.fr/1994GRE19003.
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Ben, Amar Chokri. "Modélisation et placement automatique de capteurs-vision : Intégration d'un module-vision dans un système de CAO-robotique." Lyon, INSA, 1994. http://www.theses.fr/1994ISAL0129.
Анотація:
Simuler les procédés de production, dès leur conception, présente des avantages qui apparaissent chaque jour plus intéressants, du fait des économies engendrées : gain de temps, non immobilisation de l'outil de production, optimisation de l'investissement, etc. Les logiciels disponibles, tout performants qu'ils soient, pêchent cependant par un manque notable concernant la simulation réaliste de capteurs évolués. Cette lacune est encore plus manifeste vis-à-vis des systèmes de vision industriels, pourtant de plus en plus utilisés sur les chaînes de production pour le contrôle-qualité et/ou pour l'identification des pièces en cours d'approvisionnement ou de fabrication. C'est pour pallier cette insuffisance que nous proposons un simulateur de capteurs complexes, tels que les caméras CCD, qui permet d'obtenir des images d'objets ou de scènes virtuels. Ces images, très proches de la réalité, peuvent être alors utilisées pour simuler, par exemple, une tâche de reconnaissance de formes ou une tâche de contrôle dimensionnel ; la fonction de ce nouvel outil est absolument nécessaire pour la simulation d'un poste de contrôle-Vision et autorise la programmation hors-ligne de celui-ci. Ce résultat acquis, on constate que pour parfaire cet outil il convient de se préoccuper également du choix de la position de la caméra dans le poste de travail; choix qui n'est pas évident, car devant tenir compte des problèmes de champ de vision, de résolution, de mise au point, d'éclairage, de collision, etc. C'est pour cette raison que notre proposition associe à la simulation une méthode de placement automatique de caméra. L'ensemble de modélisation et de placement automatique de capteurs-Vision constitue un poste virtuel de Vision, qui peut valablement être intégré à un système de CAO-Robotique, afin de disposer d'un outil complet de simulation de tâches faisant appel à des robots et à des systèmes de vision. Ce module-Vision est validé par la description de deux applications, l'une dans l'optique contrôle, l'autre dans un processus d'assemblage robotiséThe simulation and the design of production procedures present many advantages: time saving, not stopping the production line, optimizing investments, etc. One of the latest limitations to the efficiency of simulation software is that there is no sophisticated means of sensor simulation. This limitation is also apparent in industrial vision systems which are used more and more in production lines for quality control and/or part identification in manufacturing or supply processes. To compensate for this inadequacy, we propose a simulator for complex sensors such as CCD cameras. This simulator would enable virtual images, equivalent to those seen by a real camera, to be used to simulate the tasks such as form recognition or dimensional control. The function of this new tool is absolutely necessary for simulation and off-line programming of a control station devoted to vision. To complete this tool, it is necessary to study the possible camera positions in the control station. This choice is not evident because it depends on resolution, depth of field, field of vision, collision, etc. For this reason, we associate to this simulation an automatic procedure for camera positioning. This association enables a virtual vision station to be created which can be integrated into a CAD/CAM-Robotic system. In this way we obtain a complete simulation tool including robots and vision systems. This vision module is validated by two applications: dimensional control and robotic assembling
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Abdelwahed, El Hassan. "Modélisation géométrique tridimensionnelle des solides : description topologique, évaluation de la frontière : application à la robotique." Montpellier 2, 1991. http://www.theses.fr/1991MON20139.
Анотація:
Le travail presente dans ce memoire porte sur l'etude et la realisation d'outils de modelisation geometrique des solides. Ces outils permettent d'evaluer et de comparer les performances de modeleurs geometriques mettant en uvre des principes differents: une representation par les bords (rb) et une representation par construction arborescente des solides (cas). Nous presentons les notions et les algorithmes de classification et de voisinage. Ces algorithmes sont par la suite utilises pour l'evaluation de la frontiere d'un solide decrit par une representation cas. Nous decrivons plusieurs methodes d'evaluation: globale, incrementale, utilisation des zones actives et des boites englobantes. Une comparaison de ces methodes est faite afin de mettre en evidence les merites de chacune d'elles. Nous proposons une nouvelle methode qui est un bon compromis entre les methodes precedentes. Des applications pour la robotique sont ensuite decrites
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Rambeaud, Patrick. "Contribution à la détection de collisions et à la génération d'un chemin optimal sur un polyèdre convexe." Poitiers, 1994. http://www.theses.fr/1994POIT2289.
Анотація:
Les travaux que nous presentons dans ce memoire concernent la detection de collisions et la generation automatique de trajectoires en cao-robotique. La premiere partie de ce memoire est consacree a la detection de collisions par calcul de distances. Nous proposons d'effectuer cette recherche a partir d'un nouvel algorithme de calcul de distances minimales entre polyedres convexes. Cet algorithme associe de nouvelles directions de recherche a la methode du gradient projete. Lorsque la methode du gradient projete induit un phenomene de zigzag, nos nouvelles directions de recherche accelerent de facon tres significative la convergence du processus. Les nombreux tests numeriques realises montrent clairement l'efficacite d'une telle approche. La seconde partie de notre memoire aborde le probleme de la generation automatique d'un plus court chemin sur une surface polyedrique. Basee sur un raisonnement de type heuristique, la procedure de developpement proposee garantit d'obtenir rapidement la sequence d'aretes d'un meilleur chemin. Le depliage de la surface polyedrique permet de ramener le probleme initial a un probleme plan. Il est alors facile de determiner la sequence des faces ou aretes traversees par le chemin
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Mazier, Bruno. "Mise en correspondance d'images multimodales appliquée à la visée pédiculaire assistée par ordinateur." Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 1992. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00341638.
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Dutreuil, Julien. "Modélisation 3D et robotique médicale pour la chirurgie : développement d'un protocole d'implantologie dentaire assistée par ordinateur et étude d'un cas clinique." Paris, ENMP, 2001. http://www.theses.fr/2001ENMP1026.
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Comport, Andrew Ian. "Towards a computer imagination : robust real-time 3D tracking of rigid and articulated objects for augmented reality and robotics." Rennes 1, 2005. http://www.theses.fr/2005REN1S176.
Анотація:
Cette thèse propose une méthode de suivi 3D temps réel, à partir d'un système de vision monoculaire et d'un modèle CAO de l'environnement. Elle permet d'estimer la pose entre la caméra et son environnement, grâce à une relation non linéaire entre des primitives visuelles extraites de l'image, et la projection de l'objet 3D sur l'image. Les primitives locales sont suivies par la méthode des Éléments de Contour en Mouvement. Ces primitives, combinées au modèle 3D, sont ensuite reliées à la pose par des matrices d'interaction de type point-à-courbe. Afin de prendre en compte des données erronées, une loi de commande statistiquement robuste, basée sur la M-estimation, est de plus proposée. La méthode de suivi est appliquée à la réalité augmentée et à l'asservissement visuel. Enfin, l'approche est étendue au cas des objets 3D non-rigides, dont les liaisons mécaniques (prismatique, rotoïde, hélicoïdale,. . . ) sont décrites dans le modèle CAO. Une représentation minimale de l'état de l'objet est obtenue par le formalisme d'Ensemble Cinématique, approche originale basée sur des contraintes de vélocité. Celle-ci permet alors de suivre efficacement tout objet articulé.
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Caron, Sandy. "La protection des créations générées par intelligence artificielle par le droit d'auteur canadien." Master's thesis, Université Laval, 2018. http://hdl.handle.net/20.500.11794/34501.
Анотація:
L'émergence des programmes d'intelligence artificielle capable de générer des œuvres artistiques, musicales et littéraires soulève plusieurs enjeux notamment au niveau du droit d'auteur puisqu'il devient de plus en plus difficile de faire la distinction entre les créations réalisées par un humain et celles réalisées par une intelligence artificielle. Si ces créations peuvent désormais être confondues, il est alors pertinent de s'interroger sur le régime juridique qui leur est applicable. Il n'y a de cela pas si longtemps, les questions entourant les droits sur les œuvres créées par un programme informatique ne provoquaient pas de débat puisque ce programme n'était considéré que comme un simple outil mis à la disposition de l'auteur. Toutefois, les développements récents des programmes d'intelligence artificielle démontrent que leur implication dans le processus créatif va bien au-delà de la simple assistance. Par conséquent, il devient nécessaire de se questionner sur l'identité de l'auteur de ces créations, le titulaire des droits d'auteur et l'opportunité de reconnaitre une personnalité juridique à l'intelligence artificielle.The emergence of artificial intelligence programs capable of generating artistic works, musical works and literary works raises many stakes, especially in copyright since it becomes harder to notice the difference between creations made by a human and creations made by artificial intelligence. If these creations can nowadays be mistaken, then it is relevant to question ourselves about the legal system that is applicable to them. Not long ago, questions about copyright on work created by computer programs didn’t create debates since programs were only considered as a tool for the author’s use. However, the recent progress of artificial intelligence programs shows that their implication in the process of creation goes beyond simple assistance. Therefore, it becomes necessary to question ourselves on the identity of the work’s author, the copyright ownership and the opportunity of recognizing a juridical personality to the artificial intelligence.
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Keriquel, Virginie. "Etude de la réparation osseuse en présence de produits d'ingénierie tissulaire construits in situ par bioimpression assistée par laser." Thesis, Bordeaux, 2014. http://www.theses.fr/2014BORD0383/document.
Анотація:
Le développement des Interventions Médicales Assistées par ordinateur (CAMI) est le résultat d'évolutions convergeantes dans les domaines de la médecine, physique, biomatériaux, électronique, informatique et robotique. CAMI visent à fournir les outils qui permettent au clinicien d'utiliser des données multi-modales de manière rationnelle et quantitative pour planifier, simuler et exécuter des interventions médicales mini-invasives avec précision et sans risque. Parallèlement, les avancées technologiques dans les domaines de l’automatisation, la miniaturisation, la conception assistée par ordinateur et l'usinage ont aussi mené au développement des technologies telles que la bioimpression assistée par ordinateur permettant une impression couche par couche de biomatériaux avec une géométrie contrôlée dans l’espace. Ces résultats ouvrent la voie pour l’utilisation des technologies de bioimpression pour des Interventions Médicales Assistées par ordinateur plus précises et sans risque. Dans ce travail, nous montrons que des constructions tissulaires 3D peuvent être imprimées in vivo et in situ et adaptées à la morphologie d’un défaut. Les résultats ont montré que l'impression de cellules in situ avec une résolution à l’échelle cellulaire a tendance à orienter la réparation tissulaireThe development of Computer-Assisted Medical Interventions (CAMI) results from converging evolutions in medicine, physics, materials, electronics, informatics and robotics. CAMI aim at providing tools that allow the clinician to use multi-modal data in a rational and quantitative way in order to plan, simulate and execute mini-invasive medical interventions accurately and safely. In parallel, technological advances in the fields of automation, miniaturization and computer aided design and machining have also led to the development of bioprinting technologies which could be defined as the computer-aided, layer-by-layer deposition, transfer and patterning of biologically relevant materials. These results pave the way of using bioprinting technologies for Computer-Assisted Medical Interventions. More precisely, we show that 3D tissue constructs can be printed in vivo and in situ in relation with defect morphology. Interestingly, we demonstrate that printing cells in situ with a cell-level resolution tends to orientate tissue repair
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Lucas, Yves. "Mise en correspondance de modèles Vision et CAO : Application à l'apprentissage hors-ligne des systèmes de vision dans un contexte CIM." Lyon, INSA, 1993. http://www.theses.fr/1993ISAL0007.
Анотація:
La programmation hors-ligne des outils de production à partir de données CAO est une étape importante vers leur intégration selon un contexte CIM. Le coulage CAO-vision, développé dans ce mémoire, étend aux systèmes de vision ce mode de programmation déjà utilisé pour la suppression de l'apprentissage manuel sur les machines à commande numérique et quelques robots industriels. Ce travail comporte une spécification théorique du couplage, suivie d'une réalisation pratique. Le couplage CAO-vision est étudié à trois niveaux: les modèles à mettre en correspondance, les matériels à interfacer et les tâches à programmer. Concernant les modèles, nous proposons une description, dépendante du point de vue, mais exempte de simplification projective, sous forme de contours spatiaux. Elle combine une description paramétrique discriminante à une description locale garantissant la consistance des hypothèses. Le pré-traitement du modèle CAO fournit une description compilée, orientée vision, qui simplifie la mise en correspondance. Au niveau matériel, nous explicitons plusieurs modes de programmation, se substituant à l'apprentissage d'échantillons, par l'usage de post-processeurs, de représentations normalisées et d'images artificielles. Enfin, nous délimitons le champ d'application du couplage CAO-vision, mis en œuvre sur des tâches de reconnaissance et d'acquisition de formesOff-line programming of production tools from CAD/CAM data is a great step toward their integration according to a CIM context. The CAD-vision connection developed in this thesis extends to vision systems this programming mode already used to suppress manual learning on NC-machines and some industrial robots. This work includes a theoretical specification of the connection followed by a practical implementation. The CAD-vision connection is studied on three levels : models to match, hardware to interface and tasks to program. Concerning the models, we propose a view-dependent description, free of projective simplifications, based on spatial outlines. It combines a discriminating parametric description with a local description ensuring hypothesis consistency. The CAD model preprocessing outputs a compiled, vision oriented description, which makes matching easier. On the material level, we describe several programming modes, replacing samples learning, using post-processors, standard formats and artificial images. Finally, we delimit the application field of the CAD-vision connection, brought into operation on recognition and reconstruction tasks
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Schrive, Etienne. "Étude et réalisation d'un système de conception assistée par ordinateur pour la robotique : application à la programmation graphique des robots de type SCARA." Montpellier 2, 1988. http://www.theses.fr/1988MON20142.
Анотація:
Presentation d'un systeme cao, pour la robotique fonctionnant sur microordinateur. Une des applications envisagees concerne la programmation graphique de robots horizontaux. Etude et realisation du systeme sacre
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Abdelhedi, Mohamed. "Étude et réalisation d'un système de conception assistée par ordinateur pour la robotique : application à la simulation et à l'évaluation des performances de robots." Montpellier 2, 1988. http://www.theses.fr/1988MON20141.
Анотація:
De l'analyse de l'etat de l'art de la cao en robotique, on conclut sur la necessite de developper des moyens specifiques pour la conception et l'animation d'une cellule flexible sur ordinateur de faible puissance et on en deduit le cahier des charges, l'architecture materielle et logicielle du systeme sacre
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Barral, David. "Contribution à l'optimisation de lignes robotisées en CAO robotique : application à IGRIP." Montpellier 2, 1999. http://www.theses.fr/1999MON20151.
Анотація:
Cette these traite de l'application, dans le contexte d'un produit de cao/fao/iao industriel, d'une approche generique a trois problemes d'optimisation du temps de cycle : le placement de robot, l'ordonnancement de points de trajectoire et l'agencement de cellule d'assemblage. Pour obtenir le placement optimal d'un robot, l'espace de recherche est d'abord simplifie : le domaine d'implantation, les ombres d'obstacle et le domaine d'implantation libre sont calcules. La recherche du placement optimal est ensuite realisee dans ce dernier domaine avec une methode du recuit simule modifiee, qui conduit a un ensemble de positions optimales en termes de temps de cycle. Deux methodes complementaires sont decrites pour l'optimisation de l'ordonnancement de points de trajectoire. La premiere, appelee recuit simule evolutionniste, combine les principes du recuit simule et des algorithmes genetiques. L'utilisation d'une population de solutions et d'une transformation 2-opt assistee conduit a plusieurs ordonnancements optimaux. La seconde methode a pour but d'obtenir un bon ordonnancement de points pour les problemes de grande taille en un temps de calcul reduit : les points sont groupes automatiquement en utilisant un critere de distance articulaire ; un recuit simule est utilise pour optimiser chacun des groupes ; la trajectoire complete est enfin reconstruite. Pour obtenir un agencement de cellule d'assemblage optimal, une methode constructive est employee : les machines avec lesquelles le robot interagit sont placees l'une apres l'autre. La sequence de placement des machines depend de leurs demandes et de leurs aires respectives. Chaque machine est positionnee au moyen du recuit simule modifie presente pour le placement de robot. De cette maniere, plusieurs placements sont obtenus pour chaque machine et plusieurs agencements optimaux peuvent etre construits simultanement.
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Armand, Jean-François. "Contribution à l'évaluation et à l'amélioration des performances de la programmation des robots-manipulateurs à partir d'un système de C. A. O." Montpellier 2, 1992. http://www.theses.fr/1992MON20052.
Анотація:
Les systemes de c. A. O. Dedies a la robotique offrent des outils puissants en matiere de conception et d'optimisation des cellules robotisees. Cependant, la programmation hors-ligne des robots-manipulateurs a partir de tels systemes n'est pas un probleme totalement regle. En effet, les modeles de simulation utilises sont limites. Ils ne prennent pas en compte les effets des parametres non geometriques intervenant dans le controleur, ni le comportement dynamique du robot. L'importance de la programmation hors-ligne, dans l'industrie automobile par exemple, requiert de nouvelles methodologies pour diminuer les erreurs entre les trajectoires c. A. O. Et reelle et fournir une evaluation precise des temps de cycle. Nous avons developpe un simulateur qui inclut un modele parametre de controleur et un robot virtuel qui est un modele dynamique du robot. L'environnement de ce simulateur est un systeme appele: astrid (acronyme pour acquisition, traitement, identification et simulation). Ce systeme fournit les outils pour l'acquisition des donnees, leur traitement et l'identification des parametres inertiels des robots. Nous presentons dans ce memoire, le contexte, mais aussi l'etude et la realisation du simulateur. Une methode de generation de trajectoires qui sensibilisent les parametres inertiels du robot et permettant de valider le simulateur est aussi proposee
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Montillet, Denis. "Simulation et optimisation de la projection plasma robotisée." Montpellier 2, 1999. http://www.theses.fr/1999MON20154.
Анотація:
Cette these a pour sujet la realisation d'un simulateur pour la projection plasma robotisee. Nous proposons une approche utilisant la cao-robotique pour diminuer la complexite et le temps de programmation des robots. Dans le premier chapitre on definit, apres un etat de l'art sur la modelisation de la projection plasma, un modele de depot repondant aux contraintes de la simulation dans une cao-robotique en vue d'une future utilisation industrielle. Le modele de depot est base sur une caracterisation experimentale. Le second chapitre porte sur la definition et l'integration de moyens de simulation pour la projection plasma dans une cao robotique. Le simulateur utilise les donnees issues du modele de depot ainsi que la definition geometrique, cinematique et dynamique de la cellule virtuelle de projection. En cours de simulation, une carte de depot donnant les evolutions de son epaisseur est generee sur la piece 3d. Dans le troisieme chapitre, nous definissons deux methodes d'optimisation permettant d'augmenter la qualite de la projection en tenant compte des contraintes liees a la robotique ainsi que celles liees au procede. Une de ces methodes permet, grace a une formulation originale du probleme, de donner des solutions rapides pour l'optimisation des conditions de projection sur une piece 3d complexe. Finalement, nous presentons une validation experimentale du simulateur sur une piece industrielle.
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Vergely, Laurent. "Modélisation de capteurs : développement d'outils d'aide à la conception de cellules robotisées." Montpellier 2, 1989. http://www.theses.fr/1989MON20232.
Анотація:
Notre etude porte sur la simulation de capteurs de vision des robots, et plus precisement sur la definition d'une implantation optimale de ces capteurs pour localiser un objet dans la cellule. Apres avoir presente les caracteristiques des capteurs exteroceptifs assurant la fonction visuelle des robots, nous definissons leurs performances en matiere de localisation 3d. Cette etude nous conduit a limiter notre simulation a des capteurs particuliers (lasers a lumiere structuree, camera c. D. D. ). La modelisation choisie est surfacique pour l'environnement, essentiellement geometrique pour les capteurs. L'etude des performances et des limites de la c. A. O. Robotique permet de preciser les outils de modelisation et de simulation operationnels a ce jour. Nous definissons le contexte dans lequel nos travaux ont ete menes (cahier des charges, moyens materiels et logiciels) et nous presentons l'architecture logicielle que nous avons adoptee pour resoudre notre probleme. La structure des differents modules du simulateur est presentee, en insistant sur le degre d'interactivite propose a l'operateur et les problemes particuliers rencontres (zones d'ombres sur la cible, visibilite de la trace laser depuis la camera. . . ) sont debattus. Les resultats, ainsi que les performances de notre outil logiciel sont exposes, en precisant les modifications et extensions susceptibles d'en ameliorer la qualite. Enfin, nous decrivons les manipulqtions experimentales que nous avons effectuees au l. A. M. M. , presentons les caracteristiques des elements de la cellule que nous avons mise en place, et detaillons les etapes de calibrage (de la cellule de la camera) auxquelles nous avons ete confrontes
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Gosselin, Florian. "Développement d'outils d'aide à la conception d'organes de commande pour la téléopération à retour d'effort." Poitiers, 2000. http://www.theses.fr/2000POIT2275.
Анотація:
Les performances d'un systeme de teleoperation sont liees a la capacite du bras maitre a emuler le comportement de l'environnement distant. Dans un cas ideal, cela permet a l'operateur de commander le robot esclave de facon naturelle comme si celui ci etait une extension de son propre corps. Les criteres a verifier pour cela sont connus mais contradictoires. Il est donc necessaire de faire des compromis sur lesquels il n'existe pas de consensus. Il en resulte que les organes de commande existants sont tres varies donc plus ou moins adaptes aux taches envisagees, ce qui est en general verifie a posteriori. Dans ce memoire, nous proposons une approche originale permettant de dimensionner le bras maitre a priori en fonction de l'utilisation que l'on souhaite en faire. Pour cela, nous avons developpe deux outils : ' le premier permet d'etablir un cahier des charges en tenant compte de la transmission des informations entre l'operateur et le bras esclave. En exploitant leurs limitations respectives, on est assure que le bras maitre ne limitera pas les performances du systeme, ' le second permet de le dimensionner (geometrie, taille, motorisation, ) pour qu'il reponde aux specifications precedentes. Pour cela, nous utilisons un certain nombre d'outils theoriques classiques qui sont toutefois abordes ici en tant qu'outils de conception, ce qui conduit a la definition de nouveaux concepts qui n'apparaissent pas dans la litterature. Cette approche est utilisee pour etablir le cahier des charges d'un bras maitre pour la teleoperation nucleaire et off-shore puis pour concevoir deux organes de commande repondant a ces specifications. Le premier est un bras a 3 degres de liberte a retour d'effort. Ses performances sont superieures a celles des meilleurs organes de commande existants. Le second est une maquette de bras a 6 degres de liberte a retour d'effort. Il utilise une nouvelle structure parallele et redondante en actionnement dont les performances sont remarquables.
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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.
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Doulcier, Joseph. "Implantation optimale d'un robot en fonction de la tâche à réaliser en environnement contraint. Analyse, synthèse et développement d'un module d'aide à l'implantation des robots." Marne-la-vallée, ENPC, 1993. http://www.theses.fr/1993ENPC9301.
Анотація:
Ce mémoire présente une étude de l’implantation optimale d’un robot en fonction de la tâche à réaliser, en prenant en compte les contraintes de non collisions. La démarche proposée s’est appuyée sur un système de C. A. O. Classique. Elle se fonde sur une définition des tâches en termes de trajectoire de référence, définie par des points d’arrêt induits par le processus de fabrication et des points de passage disposés pour assurer la non collision avec les obstacles. Elle aboutit à une méthode permettant d’optimiser la trajectoire du robot de manière conjointe avec son implantation, en étendant le concept de variables articulaires à l’ensemble des variables décrivant les possibilités d’implantation du robot. Ces points de passage sont mis en place au cours du processus d’optimisation générale en fonction de l’implantation du robot et de la disposition des obstacles. Cette approche est introduite par une étude de la planification de trajectoires à travers une méthode locale dissociant les objectifs de réalisation du process des objectifs d’anti-collision, suivie d’une étude du domaine d’implantation du robot. Ces travaux ont été appliqués aux problèmes de l’industrie automobile à travers l’exemple des postes de soudure par points et des postes de montage.
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Lavallée, Stéphane. "Gestes médico-chirurgicaux assistés par ordinateur : application à la neurochirurgie stéréotaxique." Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 1989. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00335578.
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Bano, Jordan. "Modélisation et correction des déformations du foie dues à un pneumopéritoine : application au guidage par réalité augmentée en chirurgie laparoscopique." Thesis, Strasbourg, 2014. http://www.theses.fr/2014STRAD010/document.
Анотація:
La réalité augmentée permet d'aider les chirurgiens à localiser pendant l'opération la position des structures d'intérêt, comme les vaisseaux sanguins. Dans le cadre de la chirurgie laparoscopique, les modèles 3D affichés durant l'intervention ne correspondent pas à la réalité à cause des déformations dues au pneumopéritoine. Cette thèse a pour objectif de corriger ces déformations afin de fournir un modèle du foie réaliste. Nous proposons de déformer le modèle préopératoire du foie à partir d'une acquisition intraopératoire de la surface antérieure du foie. Un champ de déformations entre les modèles préopératoire et intraopératoire est calculé à partir de la distance géodésique à des repères anatomiques. De plus, une simulation biomécanique du pneumopéritoine est réalisée pour prédire la position de la cavité abdomino-thoracique qui est utilisée comme condition limite. L'évaluation de cette méthode montre que l'erreur de position du foie et de ses structures internes est réduite à 1cmAugmented reality can provide to surgeons during intervention the positions of critical structures like vessels. The 3D models displayed during a laparoscopic surgery intervention do not fit to reality due to pneumperitoneum deformations. This thesis aim is to correct these deformations to provide a realistic liver model during intervention. We propose to deform the preoperative liver model according to an intraoperative acquisition of the liver anterior surface. A deformation field between the preoperative and intraoperative models is computed according to the geodesic distance to anatomical landmarks. Moreover, a biomechanical simulation is realised to predict the position of the abdomino-thoracic cavity which is used as boundary conditions. This method evaluation shows that the position error of the liver and its vessels is reduced to 1cm
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Voon, Lew Yan, and Lew Fock Chong. "Contribution au test intégré déterministe : structures de génération de vecteurs de test." Montpellier 2, 1992. http://www.theses.fr/1992MON20035.
Анотація:
Ce memoire concerne la synthese de structures de generation de vecteurs de test (gvt) deterministes. Une etude empirique, basee sur des simulations exhaustives, des sequences generees par des registres a decalage a retroaction lineaire et non-lineaire montre que ces derniers sont inaptes a produire des sequences de vecteurs de test deterministes. Nous avons donc etendu notre recherche au cas general de machine d'etats finis lineaire et autonome (mefla) avec inversion. Apres avoir presente les principes fondamentaux d'une mefla avec inversion, nous proposons une methode de synthese de structures gvt deterministes et deterministe/pseudo-aleatoire
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Terrissa, Saddek Labib. "Vision bio-fondée appliquée à l'analyse d'images." Le Havre, 2006. http://www.theses.fr/2006LEHA0001.
Анотація:
La reconnaissance de l'environnement par un être vivant passe forcément par la rétine. Cette partie du système nerveux central réalise beaucoup de traitements et notamment la détection du mouvement et l'extraction des caractéristiques dynamiques d'une scène. Ces aspects n'ont pas atteint le niveau de développement que les traitements statiques en vision artificielle. C'est pourquoi, compte tenu de son intérêt, nous avons contribué à l'élaboration d'un prototype générique de rétine artificielle d'inspiration biologique que nous avons appelé Rétina. Il est fondé sur un réseau de neurones artificiels, organisé de manière à simuler la variation radiale de l'acuité visuelle (vision fovéale). La mise en œuvre de neurones analogiques et impulsionnels nous a permis d'encoder les informations. A partir des signaux impulsionnels issus de la Rétina, nous avons analyser et détecter la variation des niveaux de gris dans des images dynamiques. Ensuite, nous avons effectué une reconstitution de ces images en utilisant des techniques des réseaux de neurones et de traitement de signalThe environment recognition goes inevitably through the retina of alive beings. This component is a part of the central nervous system witch performs many processing, especially in motion detection and features extraction of a scene. These aspects are not reach the development level compared with static processing in artificial vision. For these reasons, we are developed a generic prototype of artificial retina inspired from biology witch we are titled Retina. This system is based on artificial neural network organised to simulate the radial variation of the acuity. The information is encoded through the implementation of analogue and impulse neurons. These retinal signal impulses are analysed in order to detect the variation of grey level in dynamic images. Moreover, we reconstitute these images using neural networks techniques and signal processing
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Lavallée, Stéphane. "Gestes médico-chirurgicaux assistés par ordinateur : application à la neurochirurgie stéréotaxique." Phd thesis, Grenoble 1, 1989. https://theses.hal.science/tel-00335578.
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Bernhardt, Sylvain. "Automatic localization of endoscope in intraoperative CT image : a simple approach to augmented reality guidance in laparoscopic surgery." Thesis, Strasbourg, 2016. http://www.theses.fr/2016STRAD008/document.
Анотація:
Au cours des dernières décennies, la chirurgie mini invasive a progressivement gagné en popularité face à la chirurgie ouverte, grâce à de meilleurs bénéfices cliniques. Cependant, ce type d'intervention introduit une perte de vision directe sur la scène pour le chirurgien. L'introduction de la réalité augmentée en chirurgie mini invasive semble être une solution viable afin de remédier à ce problème et a donc été activement considérée par la recherche. Néanmoins, augmenter correctement une scène laparoscopique reste difficile à cause de la non-rigidité des tissus et organes abdominaux. En conséquence, la littérature ne fournit pas d'approche satisfaisante à la réalité augmentée en laparoscopie, car de telles méthodes manquent de précision ou requièrent un équipement supplémentaire, contraignant et onéreux. Dans ce contexte, nous présentons un nouveau paradigme à la réalité augmentée en chirurgie laparoscopique. Se reposant uniquement sur l'équipement standard d'une salle opératoire hybride, notre approche peut fournir la relation statique entre l'endoscope et un scan intraopératoire 3D. De nombreuses expériences sur un motif radio-opaque montrent quantitativement que nos augmentations sont exactes à moins d'un millimètre près. Des tests sur des données in vivo consolident la démonstration du potentiel clinique de notre approche dans plusieurs cas chirurgicaux réalistesOver the past decades, minimally invasive surgery has progressively become more popular than open surgery thanks to greater clinical benefits. However, this kind of intervention introduced a loss of direct vision upon the scene for the surgeon. Introducing augmented reality to minimally invasive surgery appears to be a viable solution to alleviate this drawback and has thus been an attractive topic for the research community. Yet, correctly augmenting a laparoscopic scene remains challenging, due to the non-rigidity of abdominal tissues and organs. Therefore, the literature does not report a satisfactory approach to laparoscopic augmented reality, as such methods lack accuracy or require expensive and impractical additional equipment. In light of this, we present a novel paradigm to augmented reality in abdominal minimally invasive surgery. Based only on standard hybrid operating room equipment, our approach can provide the static relationship between the endoscope and an intraoperative 3D scan. Extensive experiments on a radio-opaque pattern quantitatively show that the accuracy of our augmentations is less than one millimeter. Tests on in vivo data further demonstrates the clinical potential of our approach in several realistic surgical cases
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Loy, Rodas Nicolas. "Context-aware radiation protection for the hybrid operating room." Thesis, Strasbourg, 2018. http://www.theses.fr/2018STRAD001/document.
Анотація:
L’utilisation de systèmes d’imagerie à rayons X lors de chirurgies mini-invasives expose patients et staff médical à des radiations ionisantes. Même si les doses absorbées peuvent être faibles, l’exposition chronique peut causer des effets nocifs (e.g. cancer). Dans cette thèse, nous proposons des nouvelles méthodes pour améliorer la sécurité vis-à-vis des radiations ionisantes en salle opératoire hybride dans deux directions complémentaires. Premièrement, nous présentons des approches pour rendre les cliniciens plus conscients des irradiations grâce à des visualisations par réalité augmentée. Deuxièmement, nous proposons une méthode d'optimisation pour suggérer une pose de l’imageur réduisant la dose au personnel et patient, tout en conservant la qualité de l’image. Pour rendre ces applications possibles, des nouvelles approches pour la perception de la salle grâce à des caméras RGBD et pour la simulation en temps-réel de la propagation et doses de radiation ont aussi été proposéesThe use of X-ray imaging technologies during minimally-invasive procedures exposes both patients and medical staff to ionizing radiation. Even if the dose absorbed during a single procedure can be low, long-term exposure can lead to noxious effects (e.g. cancer). In this thesis, we therefore propose methods to improve the overall radiation safety in the hybrid operating room by acting in two complementary directions. First, we propose approaches to make clinicians more aware of exposure by providing in-situ visual feedback of the ongoing radiation dose by means of augmented reality. Second, we propose to act on the X-ray device positioning with an optimization approach for recommending an angulation reducing the dose deposited to both patient and staff, while maintaining the clinical quality of the outcome image. Both applications rely on approaches proposed to perceive the room using RGBD cameras and to simulate in real-time the propagation of radiation and the deposited dose
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Doulcier, Joseph. "Implantation optimale d'un robot en fonction d'une tâche à réaliser en environnement contraint. Analyse, synthèse et développement d'un module d'aide à l'implantation des robots." Phd thesis, Ecole Nationale des Ponts et Chaussées, 1993. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00523120.
Анотація:
Ce mémoire présente une étude de l'implantation optimale d'un robot en fonction de la tâche à réaliser, en prenant en compte les contraintes de non collisions. La démarche proposée s'est appuyée sur un système de C.A.O. classique. Elle se fonde sur une définition des tâches en termes de trajectoire de référence, définie par des points d'arrêt induits par le processus de fabrication et des points de passages disposés pour assurer la non collision avec les obstacles. Elle aboutit à une méthode permettant d'optimiser la trajectoire du robot de manière conjointe avec son implantation, en étendant le concept de variables articulaires à l'ensemble des variables décrivant les possibilités d'implantation du robot. Ces points de passage sont mis en place au cours du processus d'optimisation générale en fonction de l'implantation du robot et de la disposition des obstacles. Cette approche est introduite par une étude de la planification de trajectoires, à travers une méthode locale dissociant les objectifs de réalisation du process des objectifs d'anti-collision, suivie d'une étude du domaine d'implantation du robot. Ces travaux ont été appliqués aux problèmes de l'industrie automobile à travers l'exemple des postes de soudure par points et des postes de montage.
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Candalh-Touta, Ninon. "Assistance à l'Apprentissage de la Dextérité en Laparoscopie." Thesis, Sorbonne université, 2018. http://www.theses.fr/2018SORUS297.
Анотація:
La chirurgie laparoscopique est une chirurgie mini-invasive qui est devenue un standard pour certaines procédures tant elle présente de nombreux avantages pour le patient d'un point de vue esthétique et rémission post-opératoire. Malheureusement, la chirurgie laparoscopique s'accompagne aussi de difficultés d'ordre mécanique, visuel et ergonomique. L'apprentissage de cette chirurgie est alors long et difficile pour les internes en école de médecine. Traditionnellement, l'apprentissage se déroule au bloc opératoire, les internes assistant le chirurgien en naviguant la caméra par exemple. L'apprentissage sur patient réel est cependant stressant et ne laisse pas la possibilité de répéter les gestes. Selon la procédure, la courbe d'apprentissage peut-être très lente avec des conséquences sanitaires et financières significatives. Dans ces conditions, l'apprentissage en dehors du bloc opératoire devient nécessaire et des simulateurs de laparoscopie ont été développés. Malheureusement, les restrictions budgétaires et réglementaires ne permettent pas d'avoir des séances d'entrainement efficaces en dehors de la salle d'opération. Ainsi, la thèse présentée porte sur l'amélioration de la formation à la chirurgie laparoscopique lors de ces séances sur simulateur en dehors du bloc opératoire. Tout d'abord, il est apparu dans nos recherches que, durant les séances d'entrainement, les élèves étaient peu guidés dans leurs gestes et qu'ils n'avaient pas de retour quantitatif sur leur performance. Nous avons donc implémenté dans un premier temps un guidage kinesthésique qui se comporte comme un guide virtuel pour l'élève. Puis nous avons implémenté deux retours sensoriels (visuel et tactile) pour avoir cette fois-ci des élèves actifs dans la correction du geste laparoscopique. Ensuite, nous avons remarqué que l'élève lui-même est très peu considéré lors des séances d'entrainement où les exercices pratiqués sont standardisés. Nous avons alors proposé deux pistes pouvant mener à un apprentissage personnalisé : - Considérer les capacités psychomotrices des internes dans le processus d'apprentissage afin d'homogénéiser les groupes d'internes et faciliter l'enseignement ; - Décomposer les difficultés de la laparoscopie afin de palier le problème d'absence de gradualité des séances d'entrainement classiquesLaparoscopic surgery is a minimally invasive surgery that becomes a standard for some procedures as its many benefits for the patient (esthetic and postoperative remission). Unfortunately, laparoscopic surgery also comes with mechanical, visual and ergonomic difficulties. Consequently, the learning of this surgery is long and difficult for the students in medical school. Traditionally, learning takes place in the operating room (ex: students assist the surgeon by navigating the camera). Operating a real patient is, however, very stressful and does not allow the possibility of repeating gestures. Depending on the procedure, the learning curve may be very slow with significant health and financial consequences. Under these conditions, learning outside of the operating room becomes necessary and laparoscopic simulators have been developed. Unfortunately, budget and time restrictions do not allow for effective training sessions outside of the operating room. Thus, the thesis presented concerns the improvement of laparoscopic surgery training during these simulator sessions outside of the operating room. First of all, it appeared in our research that during the training sessions, the students were not very guided in their actions and that they had no quantitative feedback on their performance. We first implemented a kinesthetic guidance as a virtual teacher for the student. Then we implemented two sensory feedbacks (visual and tactile) to have more active students in the correction of the laparoscopic gesture. Then we noticed that the student himself is not considered during the training sessions where the exercises are complex. Thus, we proposed two ideas to personalized the learning : - Consider the psychomotor skills of the students in the learning process in order to homogenize the groups of students and facilitate the teaching ; - Decompose the difficulties of laparoscopy to overcome the problem of lack of gradual training sessions
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Esteveny, Laure. "Vers un actionnement sûr pour la radiologie interventionnelle robotisée." Thesis, Strasbourg, 2014. http://www.theses.fr/2014STRAD015/document.
Анотація:
En radiologie interventionnelle, l’assistance robotisée permet de limiter l’exposition du praticien aux rayons X et d’apporter plus de précision pour effectuer des opérations complexes. La présence de robots dans un environnement humain pose alors la question de la sécurité du patient et de l’équipe médicale, que ce soit lors d’interactions ou de manipulations. Dans cette thèse, nous nous intéressons dans un premier temps aux problématiques de sûreté. Une structure d’actionnement intrinsèquement sûre est proposée. Le prototype réalisé permet d’effectuer des tâches de positionnement en mode automatique. Parallèlement, une stratégie de guidage basée sur une approche passive est proposée. Un système à raideur variable permet d’imposer un effort résistif variable à l’utilisateur en vue de contraindre son geste. Dans une deuxième partie, nous étudions la possibilité d’intégrer de tels systèmes sur un dispositif à plusieurs degrés de liberté, répondant au problème de placement d’aiguilleIn the context of interventional radiology, robotic-assisted surgery limits practitioners’ exposure to radiations and brings more accuracy to perform complex interventions. However, the presence of robot in the environment is a potential danger for the patient and the medical staff in case of unexpected interactions and manipulations.In this PhD thesis, we first focus on safety problems. An intrinsically safe mechanism is proposed. The achieved prototype allows to follow both planned trajectories and moving environments.Secondly, a guidance mechanism based on a passive approach is suggested. With a variable stiffness system, using a compliant mechanism, a resistive force is applied to the user which allows him to be guided in his gesture.Based on medical needs, we then study the possibility to integrate and generalize such systems to multiple degrees of freedom
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Viana, do Espírito Santo Ilísio. "Inspection automatisée d’assemblages mécaniques aéronautiques par vision artificielle : une approche exploitant le modèle CAO." Thesis, Ecole nationale des Mines d'Albi-Carmaux, 2016. http://www.theses.fr/2016EMAC0022/document.
Анотація:
Les travaux présentés dans ce manuscrit s’inscrivent dans le contexte de l’inspection automatisée d’assemblages mécaniques aéronautiques par vision artificielle. Il s’agit de décider si l’assemblage mécanique a été correctement réalisé (assemblage conforme). Les travaux ont été menés dans le cadre de deux projets industriels. Le projet CAAMVis d’une part, dans lequel le capteur d’inspection est constitué d’une double tête stéréoscopique portée par un robot, le projet Lynx© d’autre part, dans lequel le capteur d’inspection est une caméra Pan/Tilt/Zoom (vision monoculaire). Ces deux projets ont pour point commun la volonté d’exploiter au mieux le modèle CAO de l’assemblage (qui fournit l’état de référence souhaité) dans la tâche d’inspection qui est basée sur l’analyse de l’image ou des images 2D fournies par le capteur. La méthode développée consiste à comparer une image 2D acquise par le capteur (désignée par « image réelle ») avec une image 2D synthétique, générée à partir du modèle CAO. Les images réelles et synthétiques sont segmentées puis décomposées en un ensemble de primitives 2D. Ces primitives sont ensuite appariées, en exploitant des concepts de la théorie de graphes, notamment l’utilisation d’un graphe biparti pour s’assurer du respect de la contrainte d’unicité dans le processus d’appariement. Le résultat de l’appariement permet de statuer sur la conformité ou la non-conformité de l’assemblage. L’approche proposée a été validée à la fois sur des données de simulation et sur des données réelles acquises dans le cadre des projets sus-citésThe work presented in this manuscript deals with automated inspection of aeronautical mechanical parts using computer vision. The goal is to decide whether a mechanical assembly has been assembled correctly i.e. if it is compliant with the specifications. This work was conducted within two industrial projects. On one hand the CAAMVis project, in which the inspection sensor consists of a dual stereoscopic head (stereovision) carried by a robot, on the other hand the Lynx© project, in which the inspection sensor is a single Pan/Tilt/Zoom camera (monocular vision). These two projects share the common objective of exploiting as much as possible the CAD model of the assembly (which provides the desired reference state) in the inspection task which is based on the analysis of the 2D images provided by the sensor. The proposed method consists in comparing a 2D image acquired by the sensor (referred to as "real image") with a synthetic 2D image generated from the CAD model. The real and synthetic images are segmented and then decomposed into a set of 2D primitives. These primitives are then matched by exploiting concepts from the graph theory, namely the use of a bipartite graph to guarantee the respect of the uniqueness constraint required in such a matching process. The matching result allows to decide whether the assembly has been assembled correctly or not. The proposed approach was validated on both simulation data and real data acquired within the above-mentioned projects
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Karabagli, Bilal. "Vérification automatique des montages d'usinage par vision : application à la sécurisation de l'usinage." Phd thesis, Université Toulouse le Mirail - Toulouse II, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01018079.
Анотація:
Le terme "usinage à porte fermée", fréquemment employé par les PME de l'aéronautique et de l'automobile, désigne l'automatisation sécurisée du processus d'usinage des pièces mécaniques. Dans le cadre de notre travail, nous nous focalisons sur la vérification du montage d'usinage, avant de lancer la phase d'usinage proprement dite. Nous proposons une solution sans contact, basée sur la vision monoculaire (une caméra), permettant de reconnaitre automatiquement les éléments du montage (brut à usiner, pions de positionnement, tiges de fixation,etc.), de vérifier que leur implantation réelle (réalisée par l'opérateur) est conforme au modèle 3D numérique de montage souhaité (modèle CAO), afin de prévenir tout risque de collision avec l'outil d'usinage.
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Caravaca, Mora Oscar Mauricio. "Development of a novel method using optical coherence tomography (OCT) for guidance of robotized interventional endoscopy." Thesis, Strasbourg, 2020. http://www.theses.fr/2020STRAD004.
Анотація:
Il manque actuellement aux médecins une nouvelle méthode qui rationalise le traitement peu invasif pour en faire des procédures à opérateur unique, assistées par une caractérisation précise des tissus in situ et en temps réel, en situation de prise de décisions dans la gestion du cancer colorectal. Une solution prometteuse à ce problème a été développée par l'équipe AVR (Automatique, Vision et Robotique) du laboratoire ICube, au sein de laquelle l'endoscope interventionnel flexible (fabriqué par Karl Storz) a été entièrement robotisé, permettant ainsi à un seul opérateur de télémanipuler indépendamment l'endoscope et deux instruments thérapeutiques insérables, grâce à unité de contrôle commune. Cependant, l'endoscope flexible assisté par robot est soumis aux mêmes limites de précision diagnostique que les systèmes d'endoscopie standards. Il a été démontré que l'OCT endoscopique présente un potentiel pour l'imagerie des troubles de la voie gastro-intestinale et pour la différenciation de tissus sains des tissus malades. Actuellement, l'OCT se limite à l'imagerie de l'œsophage humain, qui présente une géométrie simple et un accès facile. Ni l'OCT, ni l'endoscope robotisé ne peuvent résoudre à eux seuls les limites de la norme actuelle de soins pour la prise en charge d’un cancer du côlon. La combinaison de ces deux technologies et le développement d'une nouvelle plate-forme pour la détection et le traitement précoce du cancer constituent l'objet principal de cette thèse, avec la vision de développer une console d'imagerie OCT et une sonde de haute technologie intégrée à l'endoscope robotisé. Ce système permet d'obtenir des images de l'intérieur du gros intestin pour la caractérisation des tissus et l'assistance au traitement, permettant ainsi à un seul opérateur d'effectuer une intervention peu invasive en mode télémanipulationThere exists an unmet clinical need to provide doctors with a new method that streamlines minimally invasive endoscopic treatment of colorectal cancer to single operator procedures assisted by in-situ and real-time accurate tissue characterization for informed treatment decisions. A promising solution to this problem has been developed at the ICube laboratory, in which the flexible interventional endoscope (Karl Storz) was completely robotized, so allowing a single operator to independently telemanipulate the endoscope and two insertable therapeutic instruments with a joint control unit. However, the robot-assisted flexible endoscope is subject to the same diagnostic accuracy limitations as standard endoscopy systems. It has been demonstrated that endoscopic optical coherence tomography (OCT) has a good potential for imaging disorders in the gastrointestinal tract and differentiating healthy tissue from diseased. Neither OCT, nor the robotized endoscope can solve the limitations of current standard of care for colon cancer management alone. Combining these two technologies and developing a new platform for early detection and treatment of cancer is the main interest of this work, with the aim of developing a state-of-the-art OCT imaging console and probe integrated with the robotized endoscope. The capabilities of this new technology for imaging of the interior of the large intestine were tested in pre-clinical experiments showing potential for improvement in margin verification during minimally invasive endoscopic treatment in the telemanipulation mode
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Chalard, Rémi. "Robustesse à la variabilité du comportement mécanique du point d'insertion en chirurgie mini-invasive robotisée. Application à la biopsie de prostate." Thesis, Sorbonne université, 2019. http://www.theses.fr/2019SORUS591.
Анотація:
La chirurgie mini-invasive (MIS) permet au chirurgien d'opérer un patient sans avoir à l'inciser entièrement. Cette chirurgie consiste à insérer des instruments chirurgicaux à travers des orifices artificiels ou naturels. Bien que très avantageux pour le patient, elle entraîne de nombreuses contraintes pour le chirurgien. Afin d'améliorer les conditions de chirurgie pour le praticien, des systèmes robotisés ont été développés. Ces solutions permettent de comanipuler ou télémanipuler l'outil chirurgical en se basant sur le modèle du bras de levier pour traduire le problème de contrôle d'un instrument à travers un orifice. Ces travaux montrent qu'une petite erreur de calibration dans le modèle de la littérature peut entraîner une grande erreur statique et une divergence lors de déplacements automatiques en MIS. Pour assurer une minimisation des efforts appliqués sur la zone d'insertion, la thèse se concentre sur les robots anthropomorphiques à poignet libre. Pour réaliser des déplacements automatiques précis, il faut pouvoir connaître à tout instant et le plus précisément possible l'interaction entre le poignet du robot et la pointe de l'instrument. Pour cela, deux estimateurs sont implémentés dans une commande sur un robot à poignet libre et testés sur un set-up expérimental simulant l'insertion d'un instrument chirurgical à travers un orifice. Après avoir démontré la nécessité de prendre en compte les déformations des tissus pour des opérations telles que la biopsie de la prostate, la commande est utilisée dans une boucle d'asservissement visuel. Cet asservissement visuel permet de contrôler le positionnement d'une sonde échographique pour des biopsies de prostateMinimally Invasive Surgery (MIS) allows the surgeon to operate without cutting open the patient. This kind of surgery, which consists in the insertion of surgical tools through artificial or natural orifices, is spreading rapidly. Even though this technique presents numerous advantages for the patient, it presents many constraints for the surgeon. Many robotic devices have been developed to improve the working conditions of the surgeons. These solutions are based on a teleoperation or a co-manipulation of the surgical tool. The lever arm model has been used in the control of the instrument through an orifice. In this thesis, it is shown that a small calibration error in the lever arm problem can lead to a big static error and even to a divergence during automatic displacements in a Minimally Invasive Surgery context. To minimize the efforts applied to the insertion area, this thesis focuses on a free-wrist anthropomorphic robot. To automatically move with accuracy, the interaction between the robot wrist and the tool point needs to be known at every time step. Two estimators have been developed and implemented in a control law for a wrist free anthropomorphic robot. This control law has been tested on a experimental setup simulating the insertion of a surgical tool through an orifice. The need to take the tissues deformations into account once demonstrated for surgeries such as prostate or uterine biopsy, the control law has been used in a visual servoing loop based on ultrasound images. This visual servoing can be used to control the position of an ultrasound probe for prostate biopsies
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Lamaury, Johann. "Contribution à la commande des robots parallèles à câbles à redondance d'actionnement." Phd thesis, Université Montpellier II - Sciences et Techniques du Languedoc, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01021423.
Анотація:
Les Robots Parallèles à Câbles (RPC) sont particulièrement adaptés pour des applications telles que le transport de charges lourdes au travers de grands espaces de travail. Afin de contrôler l'ensemble des degrés de liberté de la plate-forme tout en optimisant la taille de l'espace de travail du robot par rapport au volume de sa structure, la redondance d'actionnement est nécessaire. Dans cette thèse, un algorithme de distribution des tensions des câbles compatible temps-réel est introduit. Il permet de calculer efficacement différentes solutions optimales au problème de la distribution des tensions des RPC à deux degrés de redondance. Des schémas de commande adaptés aux RPC, intégrant l'algorithme de distribution des tensions, sont ensuite proposés. Un schéma de commande en espace double est introduit pour compenser la dynamique de la plate-forme et des enrouleurs. Afin de pallier les incertitudes et les variations des paramètres des modèles, une commande adaptative en espace double est finalement proposée. Des résultats expérimentaux prouvent la compatibilité temps-réel des algorithmes et des lois de commande développés dans cette thèse, ainsi que leur stabilité le long de la trajectoire suivie.
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Jovančević, Igor. "Exterior inspection of an aircraft using a Pan-Tilt-Zoom camera and a 3D scanner moved by a mobile robot : 2D image processing and 3D point cloud analysis." Thesis, Ecole nationale des Mines d'Albi-Carmaux, 2016. http://www.theses.fr/2016EMAC0023/document.
Анотація:
Cette thèse s’inscrit dans le cadre d’un projet industriel multi-partenaires ayant pour objectif le développement d’un robot mobile collaboratif (un cobot), autonome dans ses mouvements au sol, capable de réaliser l’inspection visuelle d’un aéronef, à la fois en phase de petite ou grande maintenance dans un hangar ou en phase de pré-vol sur le tarmac d’un aéroport. Le cobot est équipé de capteurs lui permettant d’effectuer ses tâches de navigation autonome, mais également d’un ensemble de capteurs optiques constituant la tête d’inspection : une caméra orientable Pan-Tilt-Zoom et un scanner 3D qui délivrent respectivement des données sous forme d’images 2D et de nuages de points 3D. L’objectif de la thèse est de développer des algorithmes d’analyse d’images 2D et de nuages de points 3D, afin d’établir un diagnostic sur l’état de l’avion et son aptitude à voler. Nous avons développé des algorithmes pour vérifier certains éléments de l’appareil, tels que valves, portes, capteurs, pneus ou moteurs, et également pour détecter et caractériser des dommages 3D sur le fuselage (impacts, rayures, etc.). Nous avons exploité dans nos algorithmes les connaissances a priori disponibles, en particulier le modèle 3D CAO de l’avion (un AIRBUS A320 dans le cadre de nos essais). Durant ces travaux de la thèse, nous avons pu répondre à deux besoins (parfois antagonistes) : développer des algorithmes d’inspection rapides et robustes, mais également répondre aux exigences spécifiques d’un projet industriel qui visait à développer un prototype opérationnel. Nous nous sommes attachés à développer des algorithmes les plus génériques possibles, de manière à ce qu’ils puissent être utilisés pour d’autres types d’inspection, tels que l’inspection de bâtiments ou de navires par exemple. Nous avons aussi contribué au développement du prototype (robot mobile équipé de capteurs) en développant le module de contrôle des capteurs d’inspection et en intégrant nos codes sur le robot avec les autres modules développés par les partenaires. Le prototype a fait l’objet de nombreux essais en hangar de maintenance ou sur tarmacThis thesis makes part of an industry oriented multi-partners project aimed at developing a mobile collaborative robot (a cobot), autonomous in its movements on the ground, capable of performing visual inspection of an aircraft during short or long maintenance procedures in the hangar or in the pre-flight phase on the tarmac. The cobot is equipped with sensors for realizing its navigation tasks as well as with a set of optical sensors which constitute the inspection head: an orientable Pan-Tilt-Zoom visible light camera and a three-dimensional scanner, delivering data in the format of two-dimensional images and three-dimensional point clouds, respectively. The goal of the thesis is to propose original approaches for processing 2D images and 3D clouds, with intention to make a decision with respect to the flight readiness of the airplane. We developed algorithms for verification of the aircraft items such as vents, doors, sensors, tires or engine as well as for detection and characterization of three-dimensional damages on the fuselage. We integrated a-priori knowledge on the airplane structure, notably numerical three-dimensional CAD model of the Airbus-A320. We argue that with investing effort to develop robust enough algorithms and with the help of existing optical sensors to acquire suitable data, we can come up with non-invasive, accurate, and time-efficient system for automatic airplane exterior inspection. The thesis work was placed in between two main requirements: develop inspection algorithms which could be as general as possible and also meet the specific requirements of an industry oriented project. Often, these two goals do not go along and the balance had to be made. On one side, we were aiming to design and assess the approaches that can be employed on other large structures, for ex. buildings, ships. On the other hand, writing source code for controlling sensors as well as integrating our whole developed source code with other modules on the real-time robotic system, were necessary in order to demonstrate the feasibility of our robotic prototype
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Hentz, Gauthier. "Outils numériques pour la conception de mécanismes." Thesis, Strasbourg, 2017. http://www.theses.fr/2017STRAD021/document.
Анотація:
Dans le contexte médico-chirurgical, la robotique peut être d’un grand intérêt pour des procédures plus sûres et plus précises. Les contraintes d’encombrement sont cependant très fortes et des mobilités complexes peuvent être nécessaires. A ce jour, la conception de mécanismes non conventionnels dédiés est alors difficile à réaliser faute d’outils génériques permettant une évaluation rapide de leurs performances. Cette thèse associe la continuation de haut-degré et la différentiation automatique pour répondre à cette problématique en introduisant une méthode de modélisation et un formalisme génériques pour la conception de mécanismes. Nos contributions concernent en particulier le développement d’outils numériques pour l’évaluation de l’espace de travail, et de la localisation et la nature des singularités d’un mécanisme, et une analyse de sensibilité de haut-degré. Ceux-ci sont évalués sur des mécanismes de référenceIn the medical and surgical background, robotics can be of great interest for safer and more accurate procedures. Size constraints are however strong and complex movements may be necessary. To date, the design of dedicated non-conventional mechanisms is then a difficult task because of a lack of generic tools allowing a fast evaluation of their performances. This thesis combines higher-order continuation and automatic differentiation to adress this issue through the introduction of a generic modelling method and a generic formalism for mechanism design. Our contributions especially concern the development of numerical tools for the evaluation of the workspace, of the singularity localization and nature, and for a higher-order sensitivity analysis. These tools are evaluated on reference mechanisms
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Plaskos, Christopher. "Modélisation et conception d'outils robotises et de techniques de fraisage pour l'arthroplastie total du genou." Phd thesis, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00329496.
Анотація:
La chirurgie assistée par ordinateur a amené une valeur ajoutée significative aux interventions médicales, en fournissant des outils de mesures permettant au chirurgien de quantifier et contrôler leurs gestes. En orthopédie et notamment pour la pose de prothèse totale de genou (PTG), la chirurgie assistée par ordinateur a réduit de manière significative les variations d'alignement et de position, paramètres directement corrélés aux échecs précoces nécessitant une chirurgie de reprise. Les cliniciens restent néanmoins demandeurs d'une précision accrue et de possibilités additionnelles, qui semblent ne pouvoir être offertes que par de la robotique ou des ‘outils intelligents' couplés à de la navigation.
Dans ce travail, un nouvel outil robotique dédié au fraisage de l'os pour les chirurgies des PTG a été développé. Notre robot miniature, appelé PRAXITELES, est fixé directement sur l'os sur l'un des côté du genou, il positionne avec précision un guide de fraisage qui permet chirurgien de faire manuellement les coupes.
Le fraisage manuel est un acte difficile avec peu de stabilité, c'est pourquoi, un modèle prédictif a été formulé, et des tests ont été menés pour mieux le comprendre et pour l'améliorer. La physique de la coupe osseuse a d'abord été étudiée dans le cas le plus simple : coupe à grande vitesse orthogonale (2D) et oblique (3D). Les résultats ont ensuite été intégrés dans un modèle flexible pour la prédiction des forces de fraisage comme fonction des paramètres chirurgicaux. A partir de l'analyse des forces et de la stabilité, nous faisons des recommandations sur les techniques de fraisages les plus optimales et sur le choix des outils. Des résultats expérimentaux sur cadavre avec notre nouveau robot et avec ces techniques de fraisage sont très encourageants et nous espérons démarrer des essais cliniques dans un futurs proche.