En médecine, le diagnostic est la démarche par laquelle le médecin, généraliste ou spécialiste vadéterminer l’affection dont souffre le patient, et qui va permettre de proposer un traitement. Il reposesur la recherche des causes (pathologie) et des effets (symptômes) de l’affection. Un diagnosticmédical efficace doit aujourd’hui int égrer des analyses multidisciplinaires tant au niveau des donnéesque des experts: et compte tenu de la r épartition géographique (par exemple de la désertificationm´ edicale), il peut être compliqué de réunir au même endroit les experts.L’ évolution des technologies de communication, en particulier Internet, a ouvert de nouvelles possibilités dans le domaine des applications collaboratives à distance et tout particulièrement celuidu t élé-diagnostic médical : par exemple un panel d’experts distants se réunit virtuellement parl’intermédiaire d’une salle d’examen virtuelle qui favorisera la collaboration afin de coproduire undiagnostic. Mais dans le domaine de la médecine, l’aspect médico-l égal est crucial, et il a freinéledéveloppement de ces pratiques à distances.Dans ce contexte, nous avons développé une plateforme appelée COOVADIS (COllabOrative VAscularDIagnoSis) qui permet la traçabilité dans de telles applications en s’appuyant sur trois ontologiesoriginales (ontologie de la pathologie, ontologie du diagnostic et ontologie de traçabilité). Cette plateformed’aide `a la collaboration entre professionnels de santé à été implémentée en mode SaaS(Software as a Service) sous la forme d’un serveur Web, et validé d’un point de vue théorique et clinique. / In medicine, physicians (general practitioner or specialist) realize a diagnosis to determine patients’disease and propose an adapted treatment. This diagnosis is based on research of causes (pathologies)and effects (symptoms) of affection. Today, to realize an effective medical diagnosis, it isimportant to realize a multidisciplinary analysis at a data level. But it is also important to make worktogether experts from different domains. A problem can happen if these experts do not work in thesame place. Thus, how is it possible to ease the way to collaborate together?With evolutions of communication technologies and more particularly Internet, it is easier to developremote collaborative applications. One of the fields covered by theses applications is telemedicineand telediagnosis. Thus, a remote panel of experts can meet together virtually through a virtual roomto ease diagnosis collaboration and co-production. Despite everything, forensic aspects slowed downdevelopment of remote practices due to privacy and personal information sharing.In this context, we developed a platform called COOVADIS (COllabOrative VAscular DIagnoSis) thatenables traceability in such applications based on three original ontologies (pathologies ontology,diagnosis ontology and traceability ontology). This framework was implemented in SaaS (Softwareas a Service) as a web server, to support the collaborative work between health professionals. It wasalso validated from a theoretical and clinical point of view.

Le but de la télé-échographie est de fournir une solution précise à l'examen expert dans des zones géographiques éloignées. Partant du constat que les experts sont peu nombreux et situés dans des grands centres hospitaliers, l'objectif de ce projet est de fournir des examens de qualité pour la plus grande population. La valeur et la précision du geste médical sont les raisons principales amenant à l'usage d'une interface haptique. Dans ce but, une station de commande haptique est développée pour donner un environnement virtuel haptique pour l'expert médical éloigné de son patient. Au cours de l'examen classique, l'expert médical reconstruit mentalement la 3D à partir des images échographiques et de sa proprioception. Nous devons tenir compte des contraintes physiologiques liées au geste humain de sorte que le télé-geste soit possible. Le système peut être brièvement décrit comme suit: une sonde virtuelle est montée sur le dispositif principal d'interface. La vraie sonde est placée sur le robot du site esclave. Les informations de position et de force sont transmises de manière bi-directionnelle (ainsi que le visuel et l'auditif) par le réseau de télé-communication. L'opérateur expert peut déplacer la sonde virtuelle pour contrôler la vraie sonde distante, action principalement basée sur les images échographiques et l'information de force qu'il reçoit en retour. Le robot esclave exécute les commandes envoyées du site maître. Un opérateur non-expert est situé près du patient et surveille le procédé qu'il peut interrompre. Le patient peut à tout moment communiquer avec lui ou avec l'expert. Du côté du praticien, la station de commande haptique est développée pour donner un environnement plus réaliste et une commande plus fine de ce qui se produit à distance. Du côté patient, le robot esclave est contrôlé à distance par l'expert médical, qui manipule sa sonde virtuelle par l'intermédiaire du robot à retour d'efforts. Le robot esclave est un robot parallèle découplé, composé de deux structures parallèles indépendantes faites des muscles artificiels McKibben comme actionneurs. Ce robot est équipé d'un capteur de force et il est possible de contrôler la force exercée sur l'axe de la sonde. Ce système de télérobotique est non seulement un système de télé-médecine, mais il agit aussi comme un robot avec une interface haptique permettant à l'expert médical de contrôler et sentir la force exercée par le robot. Ainsi, on réalise une immersion plus réaliste et une commande plus fine qui rendent possible le télé-palper du patient. Comparé aux systèmes de télé-médecine, ce système utilise la robotique pour télé-contrôler le robot porte sonde et l'haptique pour le rendu de la force exercée par le robot. Un environnement virtuel haptique pour la télé-échographie permet à l'expert médical de s'adapter plus rapidement et cela permet une immersion facilitée dans ce que nous pourrions appeler un cabinet virtuel d'examens échographiques. L'innovation de cette commande haptique est de préserver la proprioception des experts médicaux ainsi que leurs gestes synchronisés avec les images échographiques. Mots-clefs: haptique, geste médical, échographie, télé-médecine, réseau de télé-communication, maillage, prédicteur, modélisation mécanique et géométrique.

Ce mémoire concerne la télé-échographie robotisée, vue comme un ensemble de plusieurs modules (poste maître, poste esclave, communication, image, visio-conférence, retour haptique, etc.). Le travail s'inscrit dans le cadre de la conception, du développement et de l'évaluation d.un tel système et concerne plus spécialement le poste esclave. Une présentation générale de la télé-échographie robotisée est fournie afin d.ensuite se focaliser sur l'architecture du robot esclave dont deux prototypes TER1 et TER2 sont présentés. Le robot porte-sonde possède 6ddl (degrés de liberté). Le premier prototype peut être considéré comme un robot parallèle ayant une structure pour la translation du robot et une autre pour son orientation. Le deuxième prototype est considéré comme un robot hybride dont la structure pour la translation est un sous-système parallèle et celle de l.orientation peut être considérée comme une structure série. Les deux prototypes sont des robots non rigides avec transmission par câbles. Le coeur de ce travail concerne cette nouvelle architecture qui est proposée tout en respectant les consignes de légèreté, compliance et portabilité. En effet, un des objectifs de ce système est de pouvoir être utilisé là où d'habitude il n'existe pas d'experts médicaux qui puissent réaliser l'examen échographique. Un modèle géométrique inverse est développé pour chaque prototype afin de déduire les longueurs des câbles dont on peut déduire les déplacements (translation et orientation) du robot sur le corps du patient. Pour le premier prototype, une loi de commande du type PIDA (Proportionnelle, Intégrale et Dérivative avec un terme d'Anticipation) est utilisée. Le robot TER2 utilise une commande articulaire en boucle fermée. Des tests et des expériences in-vitro et in-vivo ont été réalisés et sont présentés dans ce mémoire, incluant des expériences locales et à distance (Grenoble-Toulouse, Grenoble-Brest, Grenoble-Toulon). Des résultats encourageants et l'avis favorable des médecins pour l'utilisation de ce type de système lors des expériences ont été obtenus