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Journal Européen des Systèmes Automatisés

1269-6935
Revues des Systèmes
 

 ARTICLE VOL 43/1-2 - 2009  - pp.165-195  - doi:10.3166/jesa.43.165-195
TITRE
Modélisation, commande géométrique et utilisation d'un robot portable de télé-échographie : Teresa

TITLE
Modelling, geometrical control and application of a portable tele-sonography robot

RÉSUMÉ
Nous présentons dans cet article l'étude d'un système robotisé de téléopération, non redondant, compact, portable, à axes concourants et à 4 degrés de liberté, permettant à un médecin spécialiste de pratiquer une échographie en temps réel sur un patient distant. Le robot porte-sonde permet de positionner la sonde ultrasonore dans toutes les orientations possibles pour une inclinaison maximale de 45° par rapport à la normale à la surface de la peau du patient. Le compromis effectué entre d'un côté, les performances cinématiques et de l'autre la compacité, la sécurité et l'ergonomie, a conduit à retenir une solution cinématique avec la présence de deux branches de singularité. L'obtention d'un modèle géométrique analytique aux équations bien conditionnées nous a permis de développer des lois de commandes efficaces, y compris au voisinage des singularités. Le concept de télééchographie par un robot portable a été validé et a permis d'obtenir dans plus de 80 % des tests in vivo, des résultats comparables à ceux d'une échographie conventionnelle.


ABSTRACT
This paper presents a 4 DOF, non-redundant tele-operated robotic system, compact and portable with a remote centre of motion. This body mounted system provides medical experts the ability to remotely carry out, in real time, an ultrasound examination on a distant patient. The robot can rotate a standard ultrasound probe in almost any orientation, with a maximum inclination of 45° with respect to the ascendant normal of the patient's skin. A trade off was made between on the one hand, the compactness, ergonomy and security, and on the other hand the kinematics performance of the robot. This compromise led to a solution including two singularity branches. As we could access a closed-form kinematics model of the robot with well-conditioned equations, efficient control laws were implemented and also were able to manage these singularities. The concept of robotised teleechography was clinically validated by, in more than 80 % of the cases, a good pre-diagnosis comparable to the one obtained in classical examinations.


AUTEUR(S)
Fabien COURRÈGES, Cyril NOVALES, Gérard POISSON, p. VIEYRES

MOTS-CLÉS
robot médical portable, télé-échographie, centre de rotation déporté.

KEYWORDS
body mounted medical robotics, teleechography, remote centre of motion.

LANGUE DE L'ARTICLE
Français

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