Motion planning based on the Artificial Potential Field for safe robotized echography : Application to multimodal medical imaging
Cette thèse de doctorat traite de l'intégration de la robotique collaborative dans les flux de travail d'imagerie médicale, en se concentrant sur la télé-échographie dans des environnements de scan CT-PET. En utilisant le robot UR3e, cette recherche améliore l'imagerie multimodale en...
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| Auteur principal: | |
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| Autres auteurs: | , , , , , , |
| Format: | Thèse numérique |
| Langue: | Anglais Français |
| Publié: |
2024.
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| Sujets: | |
| Accès en ligne: | Accès au texte intégral https://theses.univ-orleans.fr/public/2024ORLE1115_va.pdf http://www.theses.fr/2024ORLE1115/abes https://theses.hal.science/tel-05262528 |
| Note: |
Titre provenant de l'écran-titre Ecole(s) Doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, Informatique, Physique Théorique et Ingénierie des Systèmes (Centre-Val de Loire ; 2012-....) Partenaire(s) de recherche : Laboratoire Pluridisciplinaire de recherche en ingénierie des systèmes, mécanique et énergétique (Orléans ; 2008-....) (Laboratoire) Autre(s) contribution(s) : Pierre Vieyres (Président du jury) ; Abderraouf Benali, Mohamed Amine Laribi, Aïcha Fonte-Guerrouad, Juan Sandoval, Bertrand Tavitian (Membre(s) du jury) ; Abderraouf Benali, Mohamed Amine Laribi (Rapporteur(s)) |
| Autres localisations: | Voir dans le Sudoc |
| Variante du titre: | Planification de mouvement basée sur le champ potentiel artificiel pour une échographie robotisée sûre :, application à l'imagerie médicale multimodale |
| Résumé: | Cette thèse de doctorat traite de l'intégration de la robotique collaborative dans les flux de travail d'imagerie médicale, en se concentrant sur la télé-échographie dans des environnements de scan CT-PET. En utilisant le robot UR3e, cette recherche améliore l'imagerie multimodale en combinant l'échographie avec les scans CT-PET, améliorant ainsi la fiabilité des diagnostics. L'algorithme du Champ Potentiel Artificiel (APF) est appliqué pour éviter les collisions, garantissant une navigation sécurisée du robot autour des obstacles. La thèse aborde également l'interaction homme-robot en étendant le APF pour modéliser des obstacles de forme humaine, assurant ainsi la sécurité dans les environnements médicaux. Les systèmes de téléopération avec retour haptique virtuel, utilisant le dispositif Phantom Omni, offrent une assistance tactile aux opérateurs lors des procédures d'échographie et augmentent la sécurité en leur permettant de détecter les obstacles et de téléopérer le robot pour les éviter. Les résultats expérimentaux valident l'efficacité du système, apportant des améliorations significatives en matière de sécurité lors de ces procédures. Les travaux futurs viseront à affiner l'algorithme APF, à améliorer les dispositifs haptiques et à réaliser des essais cliniques. This PhD thesis discusses the integration of collaborative robotics into medical imaging workflows, focusing on tele-echography within CT-PET environments. Using the UR3e robot, this research enhances multimodal imaging by combining ultrasound with CT-PET scans, improving diagnosis reliability. The Artificial Potential Field (APF) algorithm is applied for collision avoidance, ensuring safe robot navigation around obstacles. The thesis also addresses human-robot interaction by extending APF to model human-like obstacles, ensuring safety in medical settings. Teleoperation systems with virtual haptic feedback, using the Phantom Omni device, provide tactile assistance to operators during ultrasound procedures and increase safety by enabling them to sense the obstacle and teleoperating the robot away. Experimental results validate the system's effectiveness, offering significant improvements in safety during such procedures. Future work will refine the APF algorithm, upgrade haptic devices, and aim for clinical trials. |
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| Description: | Titre provenant de l'écran-titre Ecole(s) Doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, Informatique, Physique Théorique et Ingénierie des Systèmes (Centre-Val de Loire ; 2012-....) Partenaire(s) de recherche : Laboratoire Pluridisciplinaire de recherche en ingénierie des systèmes, mécanique et énergétique (Orléans ; 2008-....) (Laboratoire) Autre(s) contribution(s) : Pierre Vieyres (Président du jury) ; Abderraouf Benali, Mohamed Amine Laribi, Aïcha Fonte-Guerrouad, Juan Sandoval, Bertrand Tavitian (Membre(s) du jury) ; Abderraouf Benali, Mohamed Amine Laribi (Rapporteur(s)) |
| Format: | Configuration requise : un logiciel capable de lire un fichier au format : PDF |
| Accès: | Thèse soumise à l'embargo de l'auteur jusqu'au 31 août 2025 |