Conception D’un Système Robotique de

Il y a 2 mois

Bourges, France INSA CENTRE VAL DE LOIRE Temps plein

**Conception d’un système robotique de cathétérisme magnétique en vue d’améliorer la procédure TACE.**:

- Réf
- **ABG-113703**
- Sujet de Thèse- 24/04/2023- Contrat doctoral- INSA CENTRE VAL DE LOIRE- Lieu de travail- Bourges - Centre Val de Loire - France- Intitulé du sujet- Conception d’un système robotique de cathétérisme magnétique en vue d’améliorer la procédure TACE.- Champs scientifiques- Robotique
- Mots clés- Modélisation, contrôle, électromagnétique, robot**Description du sujet**:
**Organisme d’accueil** : Laboratoire PRISME/INSA Centre Val de Loire, campus de Bourges

**Equipe d’accueil** : Robotique

**Contexte de la thèse**

Le cancer est considéré comme étant la deuxième cause de mortalité dans les pays de l'UE après les maladies cardiovasculaires [1]. Selon la communication de la commission au parlement européen et au conseil en date du 3 février 2021, en 2020, le cancer a été diagnostiqué chez 2,7 millions de personnes dans l'Union européenne (UE) et elle a entraîné le décès de 1,3 million de personnes [1]. Aujourd'hui, l'Europe compte un quart des cas de cancers survenant dans le monde [2]. Globalement, l'incidence économique du cancer en Europe est estimée à plus de 100 milliards d'EUR par an [1]. En France, 10 580 nouveaux cas de Cancer Primitif du Foie (CPF) ont été estimés en 2018. Le type morphologique le plus fréquent est le carcinome hépatocellulaire (CHC), qui est de très mauvais pronostic avec une survie nette à cinq ans de 15% en 2005-2010 [3]. La chimiothérapie systémique classique n'a pas d'efficacité pour le traitement de ce type de cancer. En revanche, l'administration d'une chimiothérapie directement au sein de la tumeur (Procédure TACE) peut augmenter la survie de quelques mois, permettant d'attendre la disponibilité d'un greffon [4]. La chimioembolisation transartérielle (TACE) consiste à insérer un tube mince (appelé cathéter) dans le gros vaisseau sanguin de l'aine (l'artère fémorale), puis à le faire fait remonter dans l'artère jusqu'à ce qu'il atteigne l'artère hépatique dans le foie pour y injecter des agents chimiothérapeutiques visant à traiter le CHC.

Or, la durée d'insertion et de positionnement du cathéter dans le foie est d'une manière classique trop importante (quelques heures), ce qui expose inévitablement le praticien radiologue à des rayons X [2, 5], pouvant causer des causer des maladies. De plus, la procédure doit être réalisée à l'aide d'un fil de guidage et d'un cathéter de diamètre fin. Son succès dépend ainsi beaucoup de l'expérience et des compétences de l'opérateur. Malgré une grande variation dans les taux de réussite et le temps de procédure, un pré-entraînement pour réaliser cette procédure est limité par les vaisseaux à cibler qui sont de taille millimétrique voire micrométrique [6, 7].

En raison de ces inconvénients, le projet CATHERTERBOT vise à développer un système d'insertion robotisé du cathéter (robot TACE). Le robot TACE sera conçu pour effectuer le fonctionnement télécommandé du fil de guidage/cathéter et pour réaliser la mise en place du cathéter. Les praticiens pourraient ainsi travailler sous le guidage agiographique (DSA) à l'extérieur de la salle d'opération pour effectuer une chirurgie assistée par le robot TACE. Le système de robot TACE devra disposer de 4 degrés de liberté (DOF) comprenant un mouvement de poussée et un mouvement rotatif pour le cathéter et le fil de guidage [5].

En effet, en raison de ses dimensions caractéristiques, il serait possible de faire naviguer un cathéter magnétique flexible dans des zones difficiles d'accès (comme le foie) et de s'en servir, entre autres, comme outil thérapeutique afin d'administrer de façon ciblée des traitements médicamenteux (ex : chimiothérapie). En parallèle, les ultrasons (US) apparaissent comme une stratégie prometteuse en vue d'assurer la navigation de ce cathéter dans le réseau vasculaire hépatique. La pointe du cathéter sera localisée et visualisée par l'intermédiaire d'une sonde échographique intra-opérative à haute-fréquence capable de réaliser une imagerie 2D avec une résolution micrométrique. En parallèle, la modélisation et la simulation de la dynamique du cathéter seront réalisées en vue d'affiner sa navigation. Sur la base de cette étude théorique, des stratégies de commandes avancées pour le contrôle seront mises en œuvre.

Pour ce faire, le projet CATHETERBOT (financé par la Région Centre Val de Loire) associe les compétences du laboratoire PRISME (Bourges) pour la modélisation et le contrôle du cathéter, la société MecaSup (Salbris) en ce qui concerne la mise en œuvre du système d'insertion robotisé et le CHRU de Tours pour l'évaluation sur fantôme de foie et l'apport d'expertise en chimioembolisation transartérielle (TACE).

**Objectifs**:
L’objectif de cette thèse est de développer

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