Flexible Needle Steering using Ultrasound Visual Servoing

Jason Chevrie 1, 2, 3
2 Lagadic - Visual servoing in robotics, computer vision, and augmented reality
CRISAM - Inria Sophia Antipolis - Méditerranée , Inria Rennes – Bretagne Atlantique , IRISA_D5 - SIGNAUX ET IMAGES NUMÉRIQUES, ROBOTIQUE
Résumé : Le guidage robotisé d’une aiguille a été le sujet de nombreuses recherches ces dernières années afin de fournir une assistance aux cliniciens lors des procédures médicales d’insertion d’aiguille. Cependant le contrôle précis et robuste d’un système robotique pour l’insertion d’aiguille reste un grand défi à cause de l’interaction complexe entre une aiguille flexible et des tissus ainsi qu’à cause de la difficulté à localiser l’aiguille dans les images médicales. Dans cette thèse nous nous concentrons sur le contrôle automatique de la trajectoire d’une aiguille flexible à pointe biseautée en utilisant la modalité échographique comme retour visuel. Nous proposons un modèle 3D de l’interaction entre l’aiguille et les tissus ainsi qu’une méthode de suivi de l’aiguille dans une séquence de volumes échographiques 3D qui exploite les artefacts visibles autour de l’aiguille. Ces deux éléments sont combinés afin d’obtenir de bonnes performances de suivi et de modélisation de l’aiguille même lorsque des mouvements des tissus sont observés. Nous développons également une approche de contrôle par asservissement visuel pouvant être adaptée au guidage de différents types d’outils longilignes. Cette approche permet d’obtenir un contrôle précis de la trajectoire de l’aiguille vers une cible tout en s’adaptant aux mouvements physiologiques du patient. Les résultats de nombreux scénarios expérimentaux sont présentés et démontrent les performances des différentes méthodes proposées.
Type de document :
Thèse
Robotics [cs.RO]. Université de Rennes 1, 2017. English
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Contributeur : Jason Chevrie <>
Soumis le : vendredi 16 mars 2018 - 17:41:54
Dernière modification le : vendredi 16 novembre 2018 - 01:27:37

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Jason Chevrie. Flexible Needle Steering using Ultrasound Visual Servoing. Robotics [cs.RO]. Université de Rennes 1, 2017. English. 〈tel-01663761v2〉

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