Force-feedback teleoperation for percutaneous interventions
Téléopération avec retour d'efforts pour les interventions percutanées
Résumé
Interventional radiology is a minimally-invasive surgical technique, which allows to reach internal organs with a needle, thanks to CT-scan guidance. It has several benefits in comparison with classical surgery but, unfortunately it also expose the radiologists to harmful X-rays. To cope with this problem, we have developed a force-feedback teleoperation system. Its specifications have been established from in vivo experiments, which have also been used to model the interaction forces during needle insertion. The proposed teleoperation system is consistent with the constraints of CT-images and the needs of practitioners. We have studied several bilateral structures and determined the best one for the application. To enhance the haptic perception, we have developed two methods. The first one is based on the automatic tuning of the force controller at the master side. The second method is an algorithm to detect and enhance transitions during the insertion.
La radiologie interventionnelle est une technique chirurgicale minimallement invasive qui permet d'atteindre des organes à traiter avec des aiguilles, guidées à partir d'images scanner. Bien que cette technique offre de nombreux avantages, l'exposition aux rayons X qu'elle occasionne est nocive pour le radiologue. Pour résoudre ce problème, nous avons développé un système de téléopération avec retour d'efforts. Son cahier des charges a été établi à partir d'expériences in-vivo, qui ont notamment conduit à la modélisation des forces lors d'une insertion. Le système développé répond aux contraintes liées à l'utilisation des rayons X et aux besoins des praticiens. Une étude approfondies a permis de déterminer la commande bilatérale la mieux adaptée à l'application. Pour améliorer la perception des efforts, deux approches ont été étudiées. La première est une synthèse automatique de la commande en effort côté maître. La seconde vise à accroître la sensation de passage entre les tissus.
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