Planification et contrôle de trajectoires complexes pour une aiguille
Les aiguilles de ponction utilisées en clinique peuvent être plus au moins déformables et lorsque leur extrémité est biseautée la trajectoire de l’aiguille est déviée dans la direction du biseau selon un arc de cercle dépendant de la rigidité de l’aiguille. Plutôt que de combattre ce phénomène, il est intéressant d’en jouer pour réaliser des trajectoires complexes. Nous développons une telle méthode dans le cadre de l’insertion d’aiguilles de curiethérapie (cf. projet PROSPER). La planification et le contrôle des mouvements (translations et rotations) de l’aiguille nécessitent sa détection temps dans les images échographiques. La méthode développée combine filtre de Kalman sans parfum, asynchrone, modèle cinématique simple, méthode bayésienne pour la détection robuste de la position de l’aiguille dans l’image échographique. La planification rapide de la trajectoire est basée sur l’utilisation de méthode de type Rapid Random Tree. Le système a été testé avec succès sur fantôme homogène ou inhomogène, avec ou sans obstacles, avec suivi de cible mobile et sur tissus biologiques ex-vivo. Une première faisabilité a été testée au laboratoire d’anatomie de la Faculté de Médecine de Grenoble (avec le Dr Gaëlle Fiard)
Publications : Lapouge G, Poignet P, Troccaz J. Towards 3D ultrasound guided needle steering robust to uncertainties, noise and tissue heterogeneity. IEEE TBME, (selected for the “IEEE TBME Highlights”) – 2021:68:(4):1166-1177 (PDF) Lapouge G, Troccaz J, Poignet P. Multi-rate unscented Kalman filtering for pose and curvature estimation in 3D ultrasound-guided needle steering. (PDF) Control Engineering Practice, 2018:80:116-124 Thèse sde G.Lapouge (2020) et P.Mignon (2016) accessible sur thèses en ligne
Media : si vous voulez comprendre mieux ces travaux, une très belle vidéo sur Youtube de « vulgarisation » dans le style de l’émission « C’est pas sorcier » réalisée par G.Lapouge
Collaborations: Travaux co-encadrés par Philippe POIGNET, Professeur, LIRMM
Financements : Thèse de P.Mignon financée par le labex CAMI, thèse de G.Lapouge financée par une bourse de l’Ecole Normale Supérieure
Status : EN SOMMEIL
Contact : jocelyne.troccaz@univ-grenoble-alpes.fr