Les environnements actuels de navigation de gestes interventionnels avec aiguille font l’hypothèse de l’indéformabilité de celle-ci. Cette hypothèse est non vérifiée cliniquement avec comme conséquence immédiate une perte de précision du geste réalisé et à plus long terme de potentielles conséquences morbides.

En pratique, cette aiguille peut être amenée à se déformer du fait des interactions avec les tissus. Être capable de prendre en compte, en temps réel, des données sur la déformée de l’aiguille dans ces systèmes de navigation, afin de mettre à disposition du clinicien une représentation plus réaliste de l’aiguille déformée, constituerait une réelle innovation medico-technologique.

Comment donner accès, en temps réel et en 3D, à la déformée d’une aiguille sans recourir à une modalité d’imagerie externe ?

Pour ce faire, le choix d’instrumenter une aiguille à l’aide de capteurs passifs a été pris, afin d’acquérir des informations locales de déformation. Les capteurs utilisés sont des microjauges de déformation microfabriquées sur la surface de l’aiguille (développés au sein du laboratoire TIMA sous la direction de Agnès Bonvilain).

Ce travail de thèse apporte une première brique à cette problématique et s’intéresse à :

 L’utilisation de jauges de déformation : Les enjeux sont ici de déterminer les informations obtenues à partir des jauges de déformation en 2D puis en 3D et d’’identifier le nombre ainsi que la position de celles-ci sur l’aiguille afin d’obtenir à partir des informations un profil de déformée précis.

 La modélisation des chargements appliqués à l’aiguille lors d’une procédure : La déformée d’une aiguille ne peut pas être modélisée de manière isolée puisqu’il faut intégrer son environnement et la complexité des interactions mise en jeu. Nous nous sommes donc intéressés au chargement pouvant s’appliquer sur une aiguille au cours de son insertion dans un tissu en utilisant un outil mécanique, la théorie des poutres, ainsi que des outils mathématiques, les B-splines et l’Analyse en Composantes Principales (ACP).

 L’utilisation et modélisation de la déformée de l’aiguille à l’aide d’un outil mathématique : les B-Splines. L’enjeu de cet outil est de reconstruire de manière réaliste une aiguille suivant deux hypothèses :

* La reconstruction théorique de la déformée de l’aiguille à l’aide de la théorie des poutres et à partir d’une base de chargement.

* La reconstruction expérimentale de la déformée de l’aiguille à l’aide de la théorie des B-splines et des informations apportées par des jauges de déformation.