Méthodes et procédés pour l'assistance à la chirurgie laparoscopique par comanipulation

par François Schmitt

Thèse de doctorat en Signal, image, automatique et robotique (SIAR). Robotique

Sous la direction de Bernard Bayle.

Le président du jury était Gérard Poisson.

Le jury était composé de Bernard Bayle, Gérard Poisson, Christian Duriez, Nabil Zemiti, Olivier Piccin, Laurent Barbé.

Les rapporteurs étaient Gérard Poisson, Christian Duriez.


  • Résumé

    Le contexte de cette thèse est le développement d'outils pour améliorer la perception de la raideur des tissus dans le cadre de la chirurgie laparoscopique assistée par comanipulation. Lors de procédures manuelles, cette perception est distordue, notamment par l'effet levier, conséquence des contraintes cinématiques imposées par le trocart. Cette thèse s'articule ainsi autour de deux parties. Dans une première partie, nous étudions l'effet levier et les distorsions qu'il produit dans le cadre d'un outil comanipulé. Nous y introduisons ainsi un modèle permettant l’analyse en raideur d’un outil comanipulé par un chirurgien et un robot. Sur cette base, nous développons une stratégie de compensation pour laquelle nous avons mis en place une expérience de validation. Dans une deuxième partie, nous abordons la conception d’une nouvelle architecture à cinématique RCM, intégrant structure et actionnement pour des applications de robotique légère. Nous présentons notamment une démarche de conception de systèmes origamis articulés produits à l’aide de procédés de fabrication multi-matériaux.

  • Titre traduit

    Methods and procedures for laparoscopic surgery assistance through comanipulation


  • Résumé

    The context of this work is the development of tools in order to improve the tissues stiffness perception for cobot-assisted laparoscopic surgery. During manual procedures, this perception is distorted, notably by the fulcrum effect, due to the kinematic constraints induced by the trocar. This thesis is developed in two parts. In a first part, we study the fulcrum effect and how it distorts the perception of a user manipulating the tool in collaboration with a robot. From this model, we propose a strategy in order to compensate for this distortion. A validation experiment for this strategy is then proposed. In a second part, we discuss the design of a new architecture with RCM kinematics, integrating both structure and actuation for lightweight robotic applications. In this context, we present an approach to design articulated origami systems, manufactured using multi-material processes.


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