L'échographie est principalement un acte diagnostique dont la pratique est difficile et très spécialisée. Afin de permettre la réalisation d'examens échographiques à distance (télé-médecine), le Laboratoire "Techniques en imagerie, modélisation et cognition"¹ (TIMC) de l'Institut d'informatique et mathématiques appliquées de Grenoble (IMAG) a mis au point et développé un robot pour la télé-échographie (TER). Objectif : permettre à un opérateur expert d'assister à distance une échographie lorsqu'un patient ne peut pas bénéficier localement des meilleures conditions de soins.

Les projets antérieurs de télé-échographie robotisée n'avaient pas bénéficié de moyens de communication suffisamment rapides et fiables pour la transmission d'images dont le caractère dynamique contribue significativement à l'interprétation. Le guidage de l'opérateur exécutant l'examen échographique par l'opérateur expert distant s'avère en effet très délicat. L'opérateur expert perd la perception tactile de la sonde échographique sur le corps du patient et toute la composante gestuelle de l'examen. De plus, l'exécutant doit interpréter les ordres de l'expert pour déplacer la sonde dans toutes les directions de l'espace sur la base d'une communication purement verbale.

Le principe de fonctionnement du système TER est le suivant : un opérateur expert situé sur le site "maître" contrôle à distance une sonde échographique pour réaliser un examen ; pour cela, il déplace une réplique de la sonde dont on suit la position grâce à un système de localisation adéquat. Sur le site "esclave", la sonde est portée par un robot et se déplace en fonction des consignes données par l'opérateur expert. L'image échographique acquise est transmise en temps réel ainsi que des informations de force du site esclave au site maître. L'opérateur expert dispose d'un système à retour d'effort pour percevoir la pression qu'il exerce indirec-tement sur le corps de son patient ou de sa patiente. Des flux audio et vidéo d'ambiance sont transmis² de part et d'autre.

Expérimentation avec le prototype sur un "fantôme" représentant le ventre de la femme enceinte © Photo : TIMC		Le robot, qui est au lit du patient et repose en partie sur son corps, a une double architecture parallèle. Quatre câbles permettent de déplacer une platine portant la sonde échographique. Cette platine elle-même équipée de 4 câbles permet de réaliser les rotations de la sonde ainsi que de petites translations. La longueur de ces câbles est contrôlée par des muscles artificiels.
Schéma du système esclave en situation pour l'examen échographique d'une femme enceinte. © France Telecom R&D dans le cadre du projet TER		Ce sont des actionneurs pneumatiques qui ont un fonctionnement très similaire au muscle physiologique : l'air comprimé, qui peut être celui que l'on trouve classiquement dans l'environnement médical, gonfle le muscle qui se raccourcit et agit sur le câble qui lui est associé. Le système est donc très léger et ses actionneurs pneumatiques lui confèrent une certaine compliance naturelle.

Le Laboratoire "Techniques en imagerie, modélisation et cognition" a proposé une architecture originale, ayant fait l'objet de deux dépôts de brevets³, pour la réalisation du robot esclave afin de privilégier la sécurité et la légèreté du système. Une des spécificités de cette application clinique vient de ce que l'opérateur "ferme la boucle" de contrôle. Le robot peut ainsi être un peu moins précis puisque l'opérateur corrigera la position de la sonde échographique sur la base des informations qui lui seront transmises en temps réel.

Les premières expérimentations concernant le contrôle du robot, la transmission du geste et la compression des images ont été réalisées avec succès. Le projet entre dans sa phase d'intégration définitive.

Références :