Asservissement Visuel à partir d'Images Echographiques. Application à la chirurgie intra-cardiaque. - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2006

Visual servoing based on ultrasound images. Application to intra-cardiac surgery.

Asservissement Visuel à partir d'Images Echographiques. Application à la chirurgie intra-cardiaque.

Marie-Aude Vitrani

Résumé

The goal of this research is to propose a robotic system to assist a surgeon performing ultrasound-guided interventions. To this aim, a system exploiting ultrasound-based visual servoing is developed, thanks to which the surgeon can select the desired position of an instrument in an ultrasound image. The robot then automatically moves the instrument toward the specified position. The considered application is the repair of a mitral valve in beating heart surgery. The principal contributions of this work are the modeling of the ultrasound system, the modeling of the robotic system and its control. Several control laws using an inverse kinematic model are then proposed. They are evaluated through stability analysis by the indirect method of Lyapunov and simulations. Lastly, the proposed system is implemented and validated through experiments in vitro and in vivo on pig during beating heart surgery.
L'objectif de ce travail de thèse est de proposer un système robotique basé sur un asservissement visuel échographique pour l'assistance au chirurgien lors d'interventions écho-guidées. Ce système permet au chirurgien de sélectionner la position désirée d'un instrument dans une image échographique et de commander un robot pour qu'il déplace l'instrument jusqu'à la position spécifiée. L'application considérée est la réparation d'une valve mitrale à coeur battant.
Les principales contributions de ce travail se situent au niveau de la modélisation de l'imageur échographique, de la modélisation du système robotique et de sa commande. Plusieurs lois de commande à découplage par modèle cinématique inverse sont alors proposées. Elles sont évaluées à travers des études de stabilité par la méthode indirecte de Lyapunov et des simulations.
Enfin, le système proposé est mis en oeuvre et validé à travers des expériences in vitro et in vivo sur cochon, à coeur battant.
Fichier principal
Vignette du fichier
manuscrit-final.pdf (5.09 Mo) Télécharger le fichier

Dates et versions

tel-00188463 , version 1 (17-11-2007)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00188463 , version 1

Citer

Marie-Aude Vitrani. Asservissement Visuel à partir d'Images Echographiques. Application à la chirurgie intra-cardiaque.. Automatique / Robotique. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2006. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00188463⟩
200 Consultations
119 Téléchargements

Partager

Gmail Facebook X LinkedIn More