J'ai obtenu le diplôme de DEA en Automatique et Traitement Numérique du Signal de l'Institut National Polytechnique de Lorraine (INPL) à Nancy en 1999. Après avoir préparé une thèse de doctorat dans l'équipe de Recherche en Automatique, Vision et Robotique (eAVR) du Laboratoire des Sciences de l'Image de l'Informatique et de la Télédétection (LSIIT, UMR CNRS/ULP 7005) à Strasbourg, j'ai obtenu le 4 juillet 2003 le titre de docteur en Automatique et Traitement du Signal de l'INPL. De 2002 à 2004 j'ai été attaché temporaire dans l'enseignement et la recherche à l'université Louis Pasteur de Strasbourg où j'ai enseigné dans les domaines de l'électronique, l'automatique et l'informatique industrielle. En septembre 2004, j'ai rejoint l'Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (INRIA) en tant que chargé de recherche dans l'équipe-projet Lagadic de l'IRISA-INRIA. Durant l'année 2006, j'ai été mis à disposition de The Johns Hopkins University où j'ai mené durant 9 mois des activités de recherche au Computer-Integrated Surgical Systems and Technology Engineering Research Center (ERC SISST).
Organisation (co-chair) de la conférence ORASIS'09
Responsable du projet ANR Contint USComp (Compensation temps réel du mouvement physiologique sous imagerie ultrasonore, 2008-2011).
Mes recherches sont axées sur la robotique médicale, les gestes médico-chirurgicaux assistés par ordinateur (GMCAO) et en particulier sur la commande de robots médicaux par asservissement visuel et retour d'effort.
L'objectif principal de mon travail de thèse a été d'augmenter les fonctionnalités des robots de chirurgie laparoscopique, en y intégrant des modes de commande automatiques ou semi-automatiques par asservissement visuel utilisant l'image endoscopique.
Du point de vue applicatif, pour assister les interventions robotisées en chirurgie laparoscopique, j'ai étudié et développé un système de commande par asservissement visuel. Celui-ci permet de récupérer automatiquement un instrument chirurgical sorti du champ visuel de la caméra afin de le placer à une distance désirée d'un point de la scène qui est indiqué par le chirurgien dans l'image endoscopique. Pour localiser l'instrument chirurgical, l'approche que j'ai proposée consiste à projeter selon l'axe de l'instrument un motif laser sur la surface de l'organe.
En chirurgie laparoscopique, les déplacements des instruments chirurgicaux sont limités à 4 degrés de liberté. Pour tenir compte de cette contrainte cinématique, j'ai élaboré une commande exploitant en ligne les mesures d'efforts pour guider un instrument chirurgical à l'aide d'un manipulateur robotique à 6 degrés de liberté. Par la suite, j'ai étudié et mis en oeuvre un asservissement force/vision afin de suivre automatiquement un instrument chirurgical par la caméra endoscopique.
Depuis mon recrutement à l'INRIA, mes travaux de recherche portent plus particulièrement sur la commande de robots médicaux à partir de l'imagerie échographique per-opératoire. La thématique principale concerne le développement de nouvelles méthodes d'asservissement visuel robustes utilisant les images échographiques.
Un des objectifs applicatifs est l'acquisition automatique des coupes échographiques nécessaires à la reconstruction 3D d'un organe d'intérêt à l'aide d'un robot médical porteur de sonde. A la différence d'une acquisition réalisée selon une trajectoire apprise de la sonde, notre approche consiste à acquérir les coupes qui minimisent au mieux l'erreur de reconstruction au moyen de l'asservissement visuel échographique. De nouvelles techniques d'asservissement visuel ont déjà été développées et mises en œuvre pour réaliser automatiquement la procédure de calibrage d'un système robotique d'imagerie 3D.
Un aspect important porte sur le choix et la modélisation des informations visuelles qu'il est possible d'extraire en temps réel à partir des images échographiques 2D et qui sont pertinentes à la réalisation d’une tâche robotique donnée. Récemment, nous avons proposé une méthode d’asservissement visuel permettant de positionner une sonde échographique afin d’atteindre la section désirée d'un organe d'intérêt. Je m’intéresse également à l’étude de commandes robotiques couplant l'information visuelle échographique et la mesure des efforts exercés par la sonde sur le patient.
Mes travaux de recherche concernent également le suivi temps réel d'un organe en mouvement par une sonde échographique robotisée. J'ai débuté cette activité en 2006 lors de mon séjour sabbatique à l'université Johns Hopkins où j'ai développé une méthode permettant de synchroniser les déplacements d'une sonde échographique actionnée par un robot médical afin de suivre une cible anatomique mobile. L'intérêt pratique est de pouvoir par la suite synchroniser les gestes médicaux assistés par robot avec le mouvement physiologique du patient. De nombreuses applications médicales peuvent résulter de cette méthode, par exemple l'échographie 3D d'organes en mouvement avec une sonde 2D conventionnelle positionnée dynamiquement par un robot ou l'insertion d'aiguille sur cible mobile (biopsie ou radiothérapie localisée). Cette méthode a pour avantage d'utiliser uniquement l'information du bruit "speckle" contenue dans l'image échographique et ne nécessite aucune segmentation de l'image échographique.
Caroline Nadeau
Tao Li
Rafik Mebarki, thèse soutenue en 2010, co-encadré avec François Chaumette 
| Cette vidéo (fichier avi divx 23 Mo) présente la récupération et le positionement automatique d'un instrument de chirurgie laparoscopique robotisé par asservissement visuel (mon travail de thèse réalisé dans l'équipe eAVR, LSIIT laboratory) |
| Lien vers mes travaux portant sur l' imagerie échographique 3D robotisée |
Liste complète (et fichiers postcript ou pdf si disponibles)
|
| Lagadic
| Plan du site
| Équipes
| Publications
| Démonstrations
|
Irisa - Inria - Copyright 2012 © Projet Lagadic |
