Les travaux de cette thèse proposent une nouvelle approche pour le guidage assisté par robots d'aiguilles flexibles pour des procédures percutanées. La méthode est basée sur l'utilisation d'une rotation de l'aiguille avec un rapport cyclique variable pour réaliser une insertion avec des arcs de rayons de courbure différents. Elle combine un retour visuel avec une stratégie de planification adaptative pour compenser les incertitudes du système et les perturbations. Par rapport aux approches présentées précédemment dans la littérature, la stratégie de planification en boucle fermée est adaptée à des scènes dynamiques qui présentent des changements de position des obstacles et de la cible. Cette approche a été implémentée sur un système robotique et les résultats obtenus in vitro confirment tout l'intérêt de cette technique. / This thesis proposes a robot-assisted approach for automatic steering of flexible beveled needles in percutaneous procedures. The method uses duty-cycled rotation of the needle to perform insertion with arcs of adjustable curvature, and combines closed-loop imaging feedback with an intraoperative motion replanning strategy to compensate for system uncertainties and disturbances. Differently from previous approaches, the closed-loop replanning strategy is suitable for dynamic scenes that present changes of obstacles and target positions. Indeed, we implemented the proposed system using a robotic manipulator, and the results obtained from in vitro tests confirmed the viability of our method.

L’objectif de cette thèse est l’étude et le développement d’un outil de planification de trajectoires adaptatives guidée par robot afin d’assister l’insertion des aiguilles biseautées semi-rigides en procédures percutanées sous imagerie scanner ou IRM. L’approche est basée sur un nouveau modèle de la déflexion de l’aiguille qui permet une prédiction hors ligne des déformations de l’aiguille et une amélioration des performances d’insertion en ligne. Cette amélioration permet de compenser les incertitudes sur les connaissances de l’environnement et les approximations lors de la modélisation de l’aiguille. Les résultats des tests in vitro pour différentes plateformes robotiques ont confirmé la viabilité de la méthode proposée. / The goal of this thesis is the study and development of a tool for robot-driven adaptive needle insertion planning in order to assist percutaneous insertions of beveled semi-rigid needles guided by CT or MR images. The approach is based on a novel needle deflection prediction model that provides offline predictions and improve online the needle insertion performance. This improvement allows to compensate for environment uncertainties and approximations of needle-tissue interactions modeling. Results obtained from in vitro tests, using different robot platforms confirmed the viability of our method.