Action : CHIR - chir

<body bgcolor="#FFFFFF" text="#000000" link="#9944EE" vlink= "#0000FF" alink="#00FF00"> <h2><a name="SECTION00032000000000000000" id= "SECTION00032000000000000000">Planification et simulation de procédures chirurgicales robotisées</a></h2>  <a name="CHIR_fondements_planificationf" id= "CHIR_fondements_planificationf"></a> <p><strong>Mots clés :</strong> <i>géométrie algorithmique, modélisation et simulation robotique .</i></p> <h3>Résumé :</h3> <div class="ABSTRACT"> <i>C'est à cette étape que sont développés les algorithmes nécessaires d'une part à l'étude et à la prédiction des effets des actions chirurgicales en utilisant les modèles calculés dans l'équipe, et d'autre part à l'optimisation et l'évaluation des plannings chirurgicaux. Cette phase a de plus un impact majeur sur l'enseignement de gestes chirurgicaux nouveaux dans lesquels le chirurgien manipule non plus des outils endoscopiques classiques mais la console maître du système télérobotique. Elle ouvre aussi la porte au télé-enseignement du geste grâce au couplage du simulateur et de la console maître.</i> </div> <p>Lors de la phase préopératoire, qui précède l'intervention chirurgicale, le chirurgien doit pouvoir visualiser les données/images médicales (par exemple I<small>RM</small>, Scanner...) acquises sur le patient et simuler différents mouvements des robots et de l'endoscope afin de déterminer la stratégie opératoire à suivre et, en particulier, optimiser le positionnement des incisions permettant l'introduction des instruments dans le corps du patient. Cette simulation nécessite la prise en compte de critères divers reliés à la fois à la nature de l'intervention et à l'anatomie du patient. Elle doit de plus prendre en compte automatiquement les tâches de « bas niveau » (gestion des contraintes mécaniques et des collisions, visualisation) pour permettre au chirurgien de se concentrer sur son intervention. On peut également envisager que ce simulateur serve pour l'apprentissage du geste ou en cours d'intervention pour éventuellement replanifier l'intervention.</p> <p>Dans le domaine clinique, le positionnement des trois incisions nécessaires à l'introduction des instruments dans le corps du patient se fait actuellement de manière empirique sur la base d'un travail expérimental effectué sur des cadavres ou des animaux. Les règles utilisées ne permettent pas de pratiquer l'opération avec facilité chez tous les malades à cause des variations individuelles des rapports anatomiques.</p> <p>Les travaux effectués dans l'équipe visent donc à proposer un simulateur intégré de ces procédures chirurgicales robotisées. Ils s'appuient sur les résultats de domaines de recherche comme la géométrie algorithmique et la planification de trajectoires. Trois parties principales sont à prendre en compte pour le développement de ce simulateur :</p> <ol> <li> <span class="textit">Modélisation des organes et du robot :</span> la représentation des organes et du robot doit être suffisamment réaliste et permettre d'accélérer les calculs géométriques. La modélisation des organes doit prendre en compte des caractéristiques physiologiques comme des propriétés d'élasticité et de mouvement périodique au cours du temps (battements du coeur). <p>L'objectif est d'étendre les algorithmes de représentation de surfaces fondés sur les diagrammes de Voronoï et les voisins naturels développé initialement dans l'équipe I<small>NRIA</small> P<small>RISME</small> pour permettre la représentation de ces objets déformables.</p> </li> <li> <span class="textit">Planification :</span> cette phase doit permettre d'optimiser la planification de la procédure opératoire dans son ensemble ; en particulier, elle doit prendre en compte automatiquement des contraintes mécaniques et anatomiques, calculer des trajectoires respectant ces contraintes, et positionner correctement les incisions. <p>Pour effectuer les calculs géométriques nécessaires, l'objectif est de développer des méthodes efficaces pour la visualisation, les tests de collision entre les bras du robot ou entre un robot et un organe, et le calcul de déformations et de trajectoires.</p> </li> <li><span class="textit">Simulation :</span> le simulateur doit permettre de visualiser d'un point de vue quelconque l'ensemble des organes, calculer la vue de l'endoscope, et rendre compte d'efforts de contact (déformation des organes et retour sensoriel). Le simulateur gèrera aussi les collisions entre les bras du robot qui se trouvent en dehors du corps du patient.</li> </ol> <p>Ce simulateur est connectable à la console maître du robot D<small>A</small> V<small>INCI</small> pour permettre la simulation du geste dans les conditions opératoires.</p> </body>