STAGE DE RECHERCHE DE MASTER 2024-2025
Etude et analyse des gestes pour la conception d’un assistant robotique pour des interventions percutanées écho-guidées
Laboratoires de recherche :
Laboratoire des sciences du numérique de Nantes (LS2N)
Centrale Nantes, 1, rue de la noé, 44300 Nantes
Unité de recherche Motricité, Interactions, Performance (MIP)
UFR STAPS, 25 bis, Bd. Guy Mollet, 44300 Nantes
Équipe encadrant :
Antoine NORDEZ (MIP), Aurélie SARCHER (MIP), Maël SAUVAGE (LS2N) et Juan SANDOVAL (LS2N)
Description du projet :
Contexte et Objectifs
Le projet PercuCob, mené dans le cadre du programme NExT Talents financé par l’I-Site NExT de Nantes Université, vise à développer un assistant cobotique pour les interventions percutanées écho-guidées. Ces procédures exigent une grande précision, car le praticien doit manipuler simultanément la sonde d’échographie et l’instrument de ponction (par exemple, une aiguille). L’objectif principal est de concevoir un robot capable d’assister les praticiens dans ces gestes complexes, tout en renforçant la sécurité et l’efficacité des interventions.
Dans ce cadre, le stage se concentre sur l’étude des gestes réalisés par les praticiens hospitaliers afin de définir les spécifications nécessaires à la conception du robot. Cela inclut l’enregistrement, l’analyse et la caractérisation des mouvements des outils médicaux et des postures des praticiens lors de ponctions effectuées sur un fantôme médical. Pour ce faire, un protocole d'analyse de mouvement basé sur un système de MOCAP avec des modèles spécifiques du membre supérieur sera développé, similaire de celui proposé dans [1]. L’étude intégrera également la mesure des forces de ponction et de la pression exercée par la sonde d’échographie.
Objectifs spécifiques du stage
- Étudier les mouvements des praticiens et des outils médicaux (sonde et aiguille) pour comprendre les contraintes gestuelles.
- Identifier les forces et pressions exercées par les outils médicaux.
- Extraire des informations clés pour définir les dimensions, l’espace de travail, et les efforts requis du robot.
Déroulement du stage (5 mois à 6 mois)
Phase 1 : Observation et analyse préliminaire (1 mois)
Observation des gestes des praticiens dans des conditions simulées et réelles avec un fantôme médical. Le stagiaire repérera, dans les pratiques réelles et simulées, les éléments communs afin d'évaluer la précision des informations collectées en environnement simulé.
Analyse des mouvements et premières hypothèses sur les flexibilités et contraintes principales (mouvement du praticien, espace occupé par ce dernier, forces déployées, les caractéristiques des environnements opératoires et tout autre élément lié à l’intégration d’un nouveau dispositif).
Phase 2 : Préparation du protocole expérimental (1 mois)
Définition du protocole d’étude et d'analyse de mouvement basé sur un système de MOCAP.
Préparation du matériel nécessaire (capteurs, outils).
Rencontre avec les acteurs hospitaliers et autres parties prenantes pour valider le protocole.
Phase 3 : Expérimentation (1 mois)
Enregistrement des gestes sur le fantôme médical à l’aide des dispositifs de mesure (mouvements, forces, pressions).
Phase 4 : Analyse des données (2 mois)
Traitement et analyse des données enregistrées.
Synthèse des résultats pour définir les spécifications techniques du robot (cinématique, dimensions, efforts).
Profil recherché :
Formation en biomécanique ou ingénierie biomédicale.
Compétences en acquisition et traitement de données (capteurs, analyse de mouvement).
Intérêt pour les interactions homme-machine et le milieu médical.
Durée du stage :
4 à 6 mois (à partir de mars 2025)
Gratification :
4.35 EUR / heure (entre 600 et 650 EUR par mois)
E-mail de contact :
juan.sandoval@ls2n.fr
[1] Maillet J, Rossi J, Hug F, Proquez JJ, Nordez A. Influence of experience on kinematics of upper limbs during sewing gesture. Appl Ergon. 2022 Jul;102:103737. doi: 10.1016/j.apergo.2022.103737. Epub 2022 Apr 6. PMID: 35397280.
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