Compétences requises

Vision par ordinateur / estimation de pose, robotique de base, automatique de base, programmation matlab

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Computer vision, Pose estimation, fundamentals of robotics, bases of automatic control, Matlab programming

Compétences visées

Ce cours a pour objectif de présenter les solutions de positionnement dans les salles d’opérations, en particulier pour des applications robotiques. Il balaie les méthodes conventionnelles de recalage 3D statique utilisées dans les domaines de la chirurgie orthopédique, de la neurochirurgie ou de la radiologie interventionnelle. Les méthodes plus avancées de recalage dynamique sont également présentées ainsi que leur extension au domaine des asservissements visuels sous imageur médical.

À l’issue de cet enseignement, l’étudiant connaîtra un large panel de solutions utilisées pour le recalage 3D. Il saura appréhender un problème de recalage et proposer des solutions en fonction de contraintes liées à l’environnement médical.

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The goal of this lecture is to present solutions to the problem of surgical instruments positioning in the operating room, notably for robotic applications. Conventional methods for 3D static registration used in orthopedic surgery, neurosurgery or interventional radiology will be presented. More advanced methods for performing dynamic registration are also explained, up to their extent in visual servoing under medical imaging devices.

After this lecture, the student will know a large set of possible solutions to 3D registration problems. He will be able to understand a registration problem and to propose solutions adapted to the clinical constraints.

Syllabus

Problèmes de recalage (nécessité, objectifs, utilisations, premiers exemples)
Méthodes de mise en correspondance (utilisation d’éléments discriminants, ICP, RANSAC)
Méthodes d’étalonnage main / oeil (“eye-to-hand”)
Propagation d’incertitudes
Présentation de solutions existantes (avantages, limitations)
Recalage dynamique : prise en compte des mouvements du patient
Asservissement visuel : commande en temps-réel des robots médicaux : possibilités, limitations

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Introduction to registration problems (Needs, objectives, use, first examples)
Primitive matching methods (discriminative features, ICP, RANSAC)
Eye-to-hand calibration
Propagation of uncertainties
Main existing solutions in medical applications (advantages, drawbacks)
Dynamic registration: taking into account patient motion
Visual servoing: Real-time control of medical robots: scope, drawbacks

Contacts

Responsable(s) de l'enseignement

• Florent Nageotte