Robotisation de la réalisation de mosaïques d'images endomicroscopiques

par Benoît Rosa

Thèse de doctorat en Robotique

Sous la direction de Guillaume Morel.

Soutenue en 2013

à Paris 6 .


  • Résumé

    L’endomicroscopie confocale est une modalité d’imagerie qui permet d’obtenir des images d’un tissu en temps-réel, avec une résolution micrométrique, en plaçant la sonde à son contact. Cette technologie pourrait remplacer les biopsies extemporanées par des biopsies optiques sans prélèvement de tissu, afin de réduire le temps opératoire et l’invasivité de l’opération. Si la résolution des images est suffisante, leur champ de vision est trop petit pour une utilisation clinique. Une solution est de déplacer la sonde à la surface du tissu et de recaler les images ainsi obtenues pour reconstruire une image grand champ, en utilisant un algorithme de mosaicing. Le contrôle du déplacement de la sonde est très difficile à la main. Nous proposons ici d'utiliser des moyens robotisés afin de contrôler le déplacement de la sonde au contact du tissu afin de pouvoir produire des mosaïques grand champ, avec une taille et une forme calibrée pour en faciliter l'analyse clinique. La modélisation de la déformation du tissu au contact de la sonde d'une part, et le développement d'un algorithme d'asservissement visuel d'autre part, permettent de contrôler précisément le mouvement de la sonde relativement au tissu afin de produire des mosaïques de qualité. Ces méthodes ont été validées tout d'abord ex vivo en utilisant un robot industriel de précision, puis ex vivo et in vivo grâce à des instruments minimalement invasifs de 5 mm de diamètre spécialement conçus pour l'application clinique envisagée (inspection du péritoine pour le diagnostic des cancers en chirurgie digestive).

  • Titre traduit

    Automation of the production of mosaics endomicroscopiques pictures


  • Résumé

    Confocal endomicroscopy is an image modality that takes images in real-time with microscopic resolution and requires to place a probe in contact with a tissue. This technology could allow to take optical biopsises without taking a tissue sample, in order to reduce operating times and invasiveness. If the resolution is high, the field of view is too narrow for clinical use. A possible solution is to sweep the probe at the contact of the tissue and to register the obtained images with a mosaicking algorithm in order to obtain a large field of view image. Controlling the probe displacement along the tissue by hand is very difficult. In this work, we propose to use robotic means to control the displacement of the probe in contact of the tissue. The goal is to obtain wide field of view mosaics with standardized shape and size to facilitate clinical analysis. Modelling the tissue deformations one one hand, and developping a visual servo control scheme on the other hand, allow to control the probe motion relatively to the tissu with a great precision. Thos methods have been validated first ex vivo with a high-accuracy industrial robot, then ex vivo and finally in vivo thanks to 5mm-diameter minimally invasive instruments specially designed for the intended clinical application (peritoneum inspection for cancer diagnosis in digestive surgery).

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  • Détails : 1 vol. (144 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p.133-144. Index

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