1/21 partie 3 - lirmm
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11/21/21Partie 3Partie 3
Applications médicales
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22/21/213. Applications médicales3. Applications médicales
3.1. Introduction3.1. Introduction
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33/21/213. Applications médicales3. Applications médicales
3.1. Introduction3.1. Introduction
Console maîtresse Robots esclaves
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44/21/213. Applications médicales3. Applications médicales
3.2. Récupération automatique d'outil3.2. Récupération automatique d'outil
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55/21/213. Applications médicales3. Applications médicales
3.3. Mouvements physiologiques3.3. Mouvements physiologiques
● 2 sources principales :– Respiration
– Battement cardiaque
● Perturbation pour le chirurgien● Solutions actuelles
– Respiration : arrêter le respirateur
– Coeur : arrêter le coeur, stabilisateur
● Futur : filtrage actif avec bras robotisé
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66/21/213. Applications médicales3. Applications médicales
3.3. Mouvements physiologiques3.3. Mouvements physiologiques
Maître Esclaves
Retour visuel
Vue endoscopiquestabilisée
Correcteur
Filtre
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77/21/213. Applications médicales3. Applications médicales3.3. Mouvements physiologiques - respiration3.3. Mouvements physiologiques - respiration
● Patient anesthésié + respiration artificielle :
– Mouvements périodiques– Commande prédictive répétitiveMouvement
hépatiquesur un porcanesthésié
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88/21/213. Applications médicales3. Applications médicales3.3. Mouvements physiologiques - respiration3.3. Mouvements physiologiques - respiration
Modèle ARIMAX répétitif : Ay t=But−1Ct
Avec : =1−q−11−q−T
T : nombre d'échantillons dans une période respiratoire.
Séparation des commandes : ut =u1t u2t
y t=ythtt
Équation du modèle interne : Aytht=Bu1t−1
Équation de perturbation : A t=Bu2t−1Ct
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99/21/213. Applications médicales3. Applications médicales3.3. Mouvements physiologiques - respiration3.3. Mouvements physiologiques - respiration
Minimisation de la fonction de coût :
Fu=u1u2 , t =∑j=N1
N2
∥ytht j−r t j∥2
∑j=N1
N2
∥th t j∥2∑
j=1
N3
∥u1t j−1−u1t j−2∥2
∑j=1
N3
∥u2t j−1−u2t j−2∥2
Schéma-bloc :
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1010/21/213. Applications médicales3. Applications médicales3.3. Mouvements physiologiques - respiration3.3. Mouvements physiologiques - respiration
Caméra 500 Hz
Robot6 DDL
Simulateur d'organe
Sourcelaser
DEL
Retour visuel
dM
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1111/21/213. Applications médicales3. Applications médicales3.3. Mouvements physiologiques - respiration3.3. Mouvements physiologiques - respiration
Robot Aesop (computer motion)Instrument
Trocart de l'endoscope
d
Spot laser
DELs
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1212/21/213. Applications médicales3. Applications médicales3.3. Mouvements physiologiques - respiration3.3. Mouvements physiologiques - respiration
Com
man
de
répét
itiv
e
Com
man
de
stan
drd
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1313/21/213. Applications médicales3. Applications médicales
3.3. Mouvements physiologiques - coeur3.3. Mouvements physiologiques - coeur
MedtronicOctopus 4.3
Octopus (medtronic) vsimmobilizer (Genzyme)
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1414/21/213. Applications médicales3. Applications médicales
3.3. Mouvements physiologiques - coeur3.3. Mouvements physiologiques - coeur
● 2 composantes non-harmoniques :– Respiration
– Cardiac beating
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1515/21/213. Applications médicales3. Applications médicales
3.3. Mouvements physiologiques - coeur3.3. Mouvements physiologiques - coeur
Suppressionde la comp.cardiaque
Mémoire Tr
+-
Mémoire Tc
Perturbationprédite
Perturbationmesurée
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1616/21/213. Applications médicales3. Applications médicales
3.3. Mouvements physiologiques - coeur3.3. Mouvements physiologiques - coeur
GPC ZOH
CaméraRobot
Yz-
Prédicteur adaptatifde perturbation
Modification de la référence
Y zUz
=z−3Z JiGs
s2
R zSdz
Rmz
Fz Uz Q*s Q s Fs Fs
Te
z-2
z-1 Gs Ji s-1
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1717/21/213. Applications médicales3. Applications médicales
3.3. Mouvements physiologiques - coeur3.3. Mouvements physiologiques - coeur
Le prédicteur de perturbation est activé
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1818/21/213. Applications médicales3. Applications médicales
3.3. Mouvements physiologiques - coeur3.3. Mouvements physiologiques - coeur
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1919/21/213. Applications médicales3. Applications médicales
3.3. Mouvements physiologiques - coeur3.3. Mouvements physiologiques - coeur
Le prédicteur de perturbation est activé
Module imageModule image 01/06/200501/06/2005
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2020/21/21Partie 4Partie 4
Perspectives
Module imageModule image 01/06/200501/06/2005
15:02:2915:02:29
2121/21/214. Perspectives4. Perspectives
4.1. Asservissements visuels4.1. Asservissements visuels
● Asservissements visuels dynamiques– Amélioration du modèle flexible
– Commande directe en couple
– Commande non linéaire
Module imageModule image 01/06/200501/06/2005
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2222/21/214. Perspectives4. Perspectives
4.2. Robotique médicale4.2. Robotique médicale
● Chirurgie à coeur battant– Utilisation des signaux ECG + respirateur
– Conception structure mécanique dédiée
● Insertion d'aiguille– Asservissement visuel sous imageur
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2323/21/21
Merci
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