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Université M’Hamed Bougera Boumerdes. Faculté des sciences Département de Génie

Université M’Hamed Bougera Boumerdes. Faculté des sciences Département de Génie électrique Spécialité : instrumentation biomédicale Master 1 Exposé sur la télé-échographie Robotisée ֍ Présent par : - Magramane Khadidja - SOMMAIRE 2 La Télé-échographie robotisée Introduction : 03 1. Historique sur les robots de télé-échographie. 2.La télé-échographie. .3.Télé-échographie robotisée. 2. Etat de l’art de la télé-échographie robotisé. Conclusion. Bibliographie. 3 La Télé-échographie robotisée Introduction : La télé-échographie est un nouveau concept, fruit de la migration de la recherche en médecine spatiale visant à explorer au mieux un patient situé dans un lieu isolé. La faisabilité de cette technique a déjà pu être démontrée en 1998. Cette idée du professeur Philippe Arbeille du CHU de Tours a reçu le soutien de l'ESA (Agence spatiale européenne) et du CNES (Centre national d'études spatiales). Aujourd'hui la télé-échographie robotisée est un concept qui fait une partie de la télémédecine, et permet à un médecin expert de manœuvrer une sonde échographique sur un patient situé à distance, pendant qu’il analyse les images échographiques qu’il reçoit en temps réel. Des médecins experts peuvent ainsi réaliser un diagnostic sur des patients éloignés qui n’ont pas localement accès à ce niveau d’expertise : soit pour des raisons d’infrastructures, soit pour des raisons d’isolement . 1. Historique sur les robots de télé-échographie : - 1995 : Réflexions sur la médecine dans l’espace, confiées au Pr ARBEILLE rapidement, il impose le concept d’échographie à distance. - 1998 : une équipe de l’IUT de la robotique de Bourges au sommet du Shisha (Himalaya) réalise une télé-échographie avec un premier prototype du robot piloté depuis Bourges, à 6000 km de distance, par le Pr Arbeille. - 1999 : dépôt d’un brevet sur la télé échographie par l’équipe de BOURGES. - 2006 : étude commandée par l’ARH centre, au Pr Arbeille, pour réaliser des échographies à distance entre quatre centres hospitaliers, dont Vendôme et le CHU de Tours afin de valider la technique en pratique courante. Principe : Issu des travaux de la médecine spatiale (UMPS) soutenu par le CNES (centre national d’étude spatiale) et l’ESA (agence spatiale européenne), ce nouveau concept 4 La Télé-échographie robotisée qu’est la télé-échographie s’est imposé comme la meilleure solution pour faire un diagnostic échographique à distance. Aujourd’hui la télé-échographie fait partie de la télémédecine et permet, à partir d’un centre expert, de manipuler une sonde d’échographie située dans un autre site distant où se trouve le patient, l’interprétation de l’examen se faisant en temps réel par l’expert ; la liaison entre les deux sites pouvant se faire par diverses technologies en fonction de l’infrastructure des réseaux de communication existante (satellite, internet…). 2. La télé-échographie : La télé-échographie a pour objectif de réaliser un diagnostic à distance à partir d’examens échographiques, en utilisant les réseaux de communication (Internet, Réseau Numérique à Intégration de Service -ISDN-, Asymétrique Digital Subscriber Line -ADSL-, etc.) Pour cela, nous définissons trois parties : le poste expert où se trouvele médecin spécialiste (typiquement l’hôpital), le poste patient où se trouve la personne à diagnostiquer et le milieu de transmission. Les systèmes de télé-échographie se différencient, principalement, par les rôles respectifs que jouent l’expert médical et l’assistant qui se trouve auprès du patient positionnant la sonde échographique pour l’obtention des images ultrasonores recherchées par l’expert médical distant . 5 La Télé-échographie robotisée Ces systèmes peuvent être classés en deux catégories : a) Télé-échographie non robotisée sans équipements d’échographie spéciaux : ces systèmes s’intéressent principalement au traitement et à la transmission des images ultrasonores en temps-réel. L’échographie est réalisée, en utilisant un échographe standard, par un radiologue ou un assistant guidé à distance par un expert médical. Les images ultrasonores sont envoyées au site distant pour être examinées par un ou plusieurs experts médicaux. La figure 1.2 montre une photo du principe de ce type de télé-échographie . Figure 1.2 : photo du principe d’un système de télé-échographie non robotisée sans équipements spéciaux d’échographie . b) Télé-échographie non robotisée utilisant un échographe instrumenté : ces systèmes s’intéressent à l’acquisition et à la consultation des données volumétriques 3D. Un médecin, ou un assistant médical, effectue un balayage de la zone à examiner, à l’aide d’une sonde ultrasonore instrumentée, sans être guidé par l’expert distant. Selon 6 La Télé-échographie robotisée l’instrumentation de la sonde : un capteur de localisation ou une machine qui porte et fait glisser la sonde, ainsi qu’un médecin (dans le premier cas) ou un assistant (dans le deuxième cas) doivent se trouver à côté du patient. Les donnés ultrasonores 3D du patient sont constituées et transférées à l’expert médical distant. Le temps de transmission n’est pas un élément primordial, il peut être de quelques minutes. L’expert médical, muni d’une sonde virtuelle, consulte, analyse et partage les données 3D en temps-réel, dans le cadre d’une interface logicielle dédiée, avec le médecin qui assiste le patient. Nous citons comme exemple de ce principe : le système MUSTPAC et son successeur EU-TeleInViVo . Figure 1.3 : Schématisation du principe d'un système de télé-échographie non robotisée utilisant des équipements spéciaux (logiciel et/ou matériels : capteurs de localisation, interface collaborative) pour l’échographie 3D . 2.3.Télé-échographie robotisée : La télé-échographie robotisée peut être définie comme la réalisation d’examens d’échographie à distance durant lesquels le médecin expert manipule une sonde virtuelle pour contrôler un robot d’échographie déplaçant une sonde échographique réelle . Dans ce type de système, un robot est utilisé pour mouvoir la sonde ultrasonore en contact avec la peau du patient. Le patient se trouve sur un site distant. L’expert médical, dans son centre hospitalier, commande le mouvement du robot par un instrument d’entrée haptique ou pseudo-haptique, et reçoit, en « temps-réel » sur son écran de contrôle, les images ultrasonores, envoyées via les liens de communication. Un 7 La Télé-échographie robotisée assistant, situé auprès du patient, établit la communication et met en fonctionnement l’ensemble du système robotique e sclave. Figure 1.5 : Schématisation du principe d'un système de télé-échographie robotisée. 4.Etat de l’art de la télé-échographie robotisé : La robotique pour la télé-échographie est le sujet principal d’intérêt de quelques équipes de recherche dans le monde où plusieurs projets de télé-échographie ont été développés. Dans les systèmes de télé-échographie robotisée, nous distinguons deux types : Télé-échographie robotisée à distance : Il existe différents projets sur les robots échographiques. - SYRTECH (1998) : Le système Syrtech (Système Robotisé de Télé-Échographie) a été conçu et réalisé au laboratoire Vision et Robotique en collaboration avec le CHU de Tours. La conception mécanique de ce système a été réalisée de façon à reproduire les mouvements de rotation effectués pendant l’examen d’échographie du cœur. La translation du système se fait en mode manuel, c’est-à-dire qu’un opérateur local repositionne le robot à chaque fois que cela est nécessaire. Les orientations de la sonde 8 La Télé-échographie robotisée sont commandées à distance, par un opérateur grâce à une sonde virtuelle localisée dans l’espace par des capteurs magnétiques. L’aide Une liaison via satellite Inmarsat. Figure 1.6 : Photo et schéma cinématique de prototype de Syrtech. - TERESA : est un robot de télé-échographie réalisé au laboratoire Vision et Robotique avec l’Agence Spatiale Européenne (ESA) et la société Sinters à Toulouse. Ce robot a été conçu puis validé grâce à une liaison de type ISDN. Figure 1.7. Photo et schéma cinématique du robot Teresa . 9 La Télé-échographie robotisée - KOYAMA : Le système de télé-échographie de KOYAMA est conçu pour le diagnostic dans la zone abdominale. Le système est du type maître-esclave comme la figure 1. Figure 1.14 : Architecture du système KOYAMA TER (Télé Échographie Robotique) : Est un système où un robot esclave, à 6 ddl, conçu dans le cadre du projet démarré en 1999 par le CHU de Grenoble en collaboration avec France Telecom a donné lieu à plusieurs prototypes. Les robots se composent de deux structures indépendantes, une structure réalisan la translation de la sonde sur le patient et l’autre réalisant sa rotation. Premier prototype : La structure d’orientation est composée d’une structure parallèle à 2 ddl motorisée par quatre muscles ; trois servent à orienter l’axe de la sonde et à la déplacer suivant son axe, quant au quatrième, il sert à la rotation propre de la sonde . 10 La Télé-échographie robotisée Figure 1.16 : Photo et schéma cinématique de première version TER1 Deuxième prototype : La structure est actionnée par des moteurs électriques. Le principe de la structure de translation est le même que celui du premier prototype. Figure 1.17 : photo et schéma cinématique de la 2ème version TER - ARTIS (Advanced Robotic Tele-echography Integrated Service) : démarré en novembre 2007, est un projet financé par le programme GSP de l'Agence Spatiale Européenne (ESA) et dont l’objectif est de concevoir un service complet de télé- échographie robotisée et d’en évaluer la pérennité. Figure 1.15 : schéma du robot ARTIS (novembre 2007) Robot de télé-échographie en mode local : Ces systèmes sont conçus principalement pour fournir aux radiologues échographes une meilleure interface de travail après avoir constaté le taux élevé de problèmes musculaires dont ils souffraient. 11 La Télé-échographie uploads/Sante/ expose 56 .pdf