Evaluation de la précision de localisation d'instruments laparoscopiques

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Evaluation de la précision de localisation d'instruments laparoscopiques.

Labo TIMC-IMAG
Equipe GMCAO
Encadrants Sandrine.Voros@imag.fr,Anthony.Agustinos@imag.fr

Thème général

Les robots porte-endoscopes permettent actuellement à un chirurgien de visualiser une opération chirurgicale minimalement invasive en commandant vocalement la position souhaitée de l'endoscope. Ce mode de commande "bas niveau" offre uniquement au chirurgien la possibilité de donner des ordres de déplacement "simples" du robot : haut, bas, gauche, droit, zoom avant, zoom arrière. Or, pour des raisons de sécurité, l'endoscope "observe" systématiquement les instruments chirurgicaux lorsqu'ils se déplacent. En se basant sur cette observation, l'équipe GMCAO du laboratoire TIMC-IMAG a développé une méthode innovante pour la commande du robot qui consiste à détecter, en temps réel, les instruments chirurgicaux à partir des images laparoscopiques. A partir d'une simple image 2D il est alors possible de connaître la position et l'orientation 3D d'un instrument chirurgical. Ceci offre de nouvelles perspectives de recherche en termes de commande d'un robot porte-endoscope (par exemple, utilisation de l'instrument comme un pointeur pour guider l'endoscope) mais également en termes d'analyse des gestes du chirurgien.

Contexte du travail

Maintenant que cette méthode a été développée, il est important de pouvoir évaluer sa précision. Ceci permettra d'identifier les différentes exploitations possibles de l'approche proposée (par exemple une précision millimétrique n'est pas indispensable pour commander un robot porte-endoscope, par contre s'il s'agit de commander un robot porte-instrument qui manipule un outil chirurgical, une précision plus fine sera nécessaire).

Sujet

Dans le cadre de ce projet d'IRL, il sera demandé à l'étudiant : 1) de comprendre les éléments principaux de la méthode de localisation des instruments chirurgicaux (paramètres d'entrée/sortie de la méthode). 2) de réaliser une recherche bibliographique sur les différents systèmes et les différentes méthodologies permettant d'évaluer la précision d'une méthode de mesure de façon rationnelle, et d'identifier la méthodologie la plus appropriée au problème traité 3) de mettre en place un banc d'essai permettant d'évaluer la précision de la méthode, en prenant en compte l'influence de variation des paramètres d'entrée 4) d'évaluer grâce au banc d'essai la précision de la méthode de façon quantifiée

Résultats attendus

Il sera attendu à l'issue de ce projet IRL un rapport de recherche qui comprend 1) une comparaison des méthodologies d'évaluation du suivi et justifie le choix de l'approche sélectionnée par l'étudiant, 2) la présentation du banc de mesure mis en place 3) les résultats d'évaluation 4) des perspectives pour la suite à donner du travail

Compétences attendues

Les compétences attendues pour le candidat sont une maîtrise de la programmation en C (des notions en programmation objet sont un plus), et surtout de la curiosité et de la rigueur.