Contribution à la chirurgie minimalement invasive: conception d'un coloscope intelligent

G Thomann - 2003 - theses.fr
2003theses.fr
Résumé La Robotique trouve de plus en plus ses repères dans le monde de la Médecine.
En Chirurgie, elle participe activement au développement de nouvelles méthodes
opératoires et complète le savoir faire des chirurgiens. Cette approche est de plus en plus
recherchée; l'efficacité du chirurgien s' en trouve renforcée. Suite à de nombreuses
discussions, notamment avec des chirurgiens gastro-entérologues, nous proposons une
nouvelle structure robotique permettant d'améliorer les conditions d'intervention en …
Resume
La Robotique trouve de plus en plus ses repères dans le monde de la Médecine. En Chirurgie, elle participe activement au développement de nouvelles méthodes opératoires et complète le savoir faire des chirurgiens. Cette approche est de plus en plus recherchée; l'efficacité du chirurgien s' en trouve renforcée. Suite à de nombreuses discussions, notamment avec des chirurgiens gastro-entérologues, nous proposons une nouvelle structure robotique permettant d'améliorer les conditions d'intervention en coloscopie. Effectivement, ces spécialistes insistent sur le fait que de trop nombreux préjudices sont causés aux parois intestinales lors de cette intervention. Celle-ci consiste à explorer l'intérieur du côlon pour confirmer un diagnostic ou, plus fréquemment, pour intervenir en cas de détections préalables d'anomalies pouvant évoluer en cancer. Nous proposons de reconsidérer la partie distale du coloscope dans le but de limiter ses contacts avec l'intestin. L'intelligence de ce nouvel actionneur réside dans sa capacité à se tenir toujours éloigné des parois intestinales; cela est réalisé par une régulation consistant à rester au centre de l'intestin. La conception de l'actionneur spécifique EDORA (Extrémité Distale à ORientation Automatique) a été nécessaire. Il utilise des soufflets métalliques et un actionnement électro-pneumatique. Une maquette de faisabilité le mettant en œuvre, montre ses réactions en inclinaison par rapport aux mouvements transversaux perturbateurs. Son modèle mathématique a été établi, et validé expérimentalement. Suite à une étude découplée du système pneumatique-mécanique, un modèle de comportement est présenté en utilisant la méthode d'identification proposée par Levenberg-Marquardt. Il est validé et conforté par des essais expérimentaux. EDORA-01 est équipé de 3 capteurs optiques sans contact qui permettent d'estimer la position de la tête du coloscope par rapport à la paroi. Les trois informations obtenues pilotent les trois asservissements de pression dans les trois chambres de l'EDORA-01. Ces commandes permettent de maintenir au mieux la tête du coloscope au centre d'un tube représentant le côlon. L'efficacité de la commande étant prouvée, elle pourra être appliquée ultérieurement sur un prototype plus abouti.
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