Thèse soutenue

Suivi 3D Robuste pour la Chirurgie Cardiaque Robotisée

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Auteur / Autrice : Rogério de Almeida Richa
Direction : Philippe Poignet
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : génie informatique, automatique et traitement du signal
Date : Soutenance le 23/03/2010
Etablissement(s) : Montpellier 2
Ecole(s) doctorale(s) : Information, Structures, Systèmes (Montpellier ; École Doctorale ; 2009-2014)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'informatique, de robotique et de micro-électronique (Montpellier ; 1992-....)
Jury : Président / Présidente : François Chaumette
Examinateurs / Examinatrices : Ezio Malis, Guang-Zhong Yang, Roland Demaria, Philippe Poignet
Rapporteurs / Rapporteuses : François Chaumette, Jacques Gangloff

Mots clés

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Résumé

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Les dernières décennies ont vu le développement important de la chirurgie mini-invasive. L'acte mini-invasif apporte de nombreux avantages pour les patients: séjour plus court à l'hôpital, réduction des coûts, un traumatisme réduit et la diminution des complications postopératoires. Dans ce contexte, l'assistance robotique est capable de rendre l'acte chirurgical plus intuitif et plus sûr pour les chirurgiens. Dans le domaine de la chirurgie cardiaque mini-invasive, les mouvements respiratoires et cardiaques sont deux sources de perturbations importantes pour les chirurgiens. Malgré l'existence de versions miniaturisées de stabilisateurs cardiaques mécaniques, le mouvement résiduel est encore considérable et doit être manuellement compensé par le chirurgien. Dans ces travaux de thèse, des techniques de suivi visuel pour l'estimation du mouvement 3D du coeur ont été développées. Pour la compensation active des mouvements physiologiques, seules les structures naturelles sur la surface du coeur sont utilisées. Deux contributions dans le domaine de la compensation des mouvements physiologiques pour la chirurgie cardiaque robotisée ont été proposées. La première est une méthode de suivi visuel 3D basée sur un modèle déformable de type ``plaque mince'' et une paramétrisation efficace pour le suivi 3D en images stéréo-endoscopiques. La seconde contribution est une méthode de suivi robuste qui prédit le mouvement futur du coeur pour contourner des problèmes comme les occlusions par les instruments chirurgicaux et les éventuelles réflexions spéculaires. La méthode de prédiction est basée sur une série de Fourier estimée à travers un filtre de Kalman étendu.