Toward safe actuation for robotized interventional radiology
Vers un actionnement sûr pour la radiologie interventionnelle robotisée
Résumé
In the context of interventional radiology, robotic-assisted surgery limits practitioners’ exposure to radiations and brings more accuracy to perform complex interventions. However, the presence of robot in the environment is a potential danger for the patient and the medical staff in case of unexpected interactions and manipulations.
In this PhD thesis, we first focus on safety problems. An intrinsically safe mechanism is proposed. The achieved prototype allows to follow both planned trajectories and moving environments.
Secondly, a guidance mechanism based on a passive approach is suggested. With a variable stiffness system, using a compliant mechanism, a resistive force is applied to the user which allows him to be guided in his gesture.
Based on medical needs, we then study the possibility to integrate and generalize such systems to multiple degrees of freedom.
En radiologie interventionnelle, l’assistance robotisée permet de diminuer les doses de rayons X absorbées par le praticien et d’apporter plus de précision et de rapidité pour effectuer des opérations complexes. La présence de robots dans un environnement humain pose alors la question de la sécurité du patient et de l’équipe médicale, que ce soit lors d’interactions ou de manipulations.
Dans cette thèse, nous nous intéressons dans un premier temps aux problématiques de sûreté en robotique. Une structure d’actionnement intrinsèquement sûre est proposée. Le prototype réalisé permet un positionnement en mode autonome et est capable de suivre un environnement en mouvement.
Parallèlement, une stratégie de guidage basée sur une approche passive est proposée. Un système à raideur variable, utilisant un mécanisme compliant, permet d’imposer un effort résistif variable à l’utilisateur en vue de contraindre son geste.
Dans une deuxième partie, nous décrivons une solution originale au problème de placement d’aiguille, et nous étudions la possibilité d’intégrer de tels systèmes sur un dispositif à plusieurs degrés de liberté.