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Marie-Aude VITRANI


Activités d'enseignement

Je suis responsable de la spécialité Robotique de l'école d'ingénieur interne à l'UPMC : Polytech Paris-UPMC

Dans cette formation, j'assure la plupart des enseignements de modélisation des systèmes. 

J'interviens aussi dans le cadre du PEIP A et Post-PACES à travers les UE de "Statique et Dynamique des Solides Rigides" et "Mécanique du solide déformable".

Je participe à l'animation de l'UNIT Robotique. Les cours en ligne collectés dans ce cadre sont disponibles sur le site du Groupe de Recherche en Robotique du CNRS.

 

Principales activités de recherche

 

  • Mots clés : Robotique médicale, Asservissement visuel, Imagerie échographique.

 

  • Contexte général

Après avoir travaillé sur des dispositifs automatiques et sur des dispositifs de navigation exploitant les images échographiques, je m’intéresse à la mise en œuvre de dispositifs d'assistance aux gestes thérapeutiques échoguidés. Il s’agit de définir les fonctions que le système robotique doit réaliser, de concevoir le dispositif (notamment son instrumentation), de le modéliser et de le commander et enfin de le valider expérimentalement in vitro et in vivo.

  • Les dispositifs d’assistance : la comanipulation

Les dispositifs comanipulés sont des systèmes dans lesquels un robot et un utilisateur manipulent ensemble le même outil. La tâche est réalisée par la combinaison des actions du robot et de l’opérateur sur l’outil. Le robot est conçu pour apporter une aide à l’opérateur et augmenter ses performances.

  • Aide au dépistage du cancer du sein

Dans le cadre de la thèse d’Anja MARX, (thèse CIFRE avec GE Healthcare), nous avons développé un dispositif porte-sonde qui permet de visualiser dans une image échographique des zones suspectes repérée lors d’un examen de mammographie. La principale contribution scientifique de cette thèse porte sur la description d’une méthode d’analyse de l’assistance que peut apporter un dispositif sous actionné, incapable de réaliser la tâche complète.  

  • Aide au diagnostic du cancer de la prostate

Dans le cadre de la thèse de Cécile POQUET,  nous avons conçu et mis en oeuvre un dispositif porte-sonde qui permet d’assister un chirurgien lors de séances de biopsie de la prostate. Les principales contributions scientifiques de cette thèse portent sur l’analyse de la transparence du robot (propriété à ne pas perturber le geste du chirurgien), la mise en œuvre d’un mode de blocage en position qui soit à la fois précis et souple et les preuves de concept pour des modes avancés (augmentation de la raideur apparente de l’organe, ajustement automatique de position).  Le dispositif a été validé in vitro et in cadavero. Nous avons obtenu l’autorisation du CCP (comité de protection des personnes) et de l’ANSM (Agence Nationale de la Santé et du Médicament) de procéder à des essais cliniques sur patients.

Ces travaux ont été menés dans le cadre du Projet ANR TECSAN 2011 PROSBOT (voir aussi ici) et se poursuivent dans le cadre du projet FUI MIRAS.


Journal articles5 documents

  • Rémi Chalard, David Reversat, Guillaume Morel, Pierre Mozer, Marie-Aude Vitrani. Precisely positioning the tip of an instrument inserted through an orifice with a free wrist robot: application to prostate biopsies. International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery, Springer Verlag, 2018, 13 (5), pp.611-618. ⟨10.1007/s11548-018-1718-6⟩. ⟨hal-02049450⟩
  • Marie-Aude Vitrani, Cecile Poquet, Guillaume Morel. Applying Virtual Fixtures to the Distal End of a Minimally Invasive Surgery Instrument. IEEE Transactions on Robotics, IEEE, 2017, 33 (1), pp.114-123. ⟨10.1109/tro.2016.2623332⟩. ⟨hal-02049433⟩
  • Marie-Aude Vitrani, Michael Baumann, David Reversat, Guillaume Morel, Alexandre Moreau-Gaudry, et al.. Prostate biopsies assisted by comanipulated probe-holder: first in man. International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery, Springer Verlag, 2016, ⟨10.1007/s11548-016-1399-y⟩. ⟨hal-01312297⟩
  • Marie-Aude Vitrani, Anja Marx, Razvan Iordache, Serge Muller, Guillaume Morel. Robot guidance of an ultrasound probe toward a 3D region of interest detected through X-ray mammography. International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery, Springer Verlag, 2015, pp.1861-6429. ⟨10.1007/s11548-015-1244-8⟩. ⟨hal-01170661⟩
  • Cécile Poquet, Pierre Mozer, Guillaume Morel, Marie-Aude Vitrani. An Endorectal Ultrasound Probe Comanipulator With Hybrid Actuation Combining Brakes and Motors. IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2015, 20 (1), pp.186-196. ⟨10.1109/TMECH.2014.2314859⟩. ⟨hal-01170908⟩

Conference papers7 documents

  • Ignacio Avellino, Gilles Bailly, Geoffroy Canlorbe, Jérémie Belghiti, Guillaume Morel, et al.. Impacts of Telemanipulation in Robotic Assisted Surgery. CHI Conference on Human Factors in Computing Systems Proceedings (CHI 2019), May 2019, Glasgow, United Kingdom. ⟨10.1145/3290605.3300813⟩. ⟨hal-02024723⟩
  • Anja Marx, Marie-Aude Vitrani, Serge Muller, Guillaume Morel. Underactuated comanipulation for ultrasound breast exams. IEEE EMBS, Jul 2013, OSAKA, Japan. ⟨10.1109/EMBC.2013.6610639⟩. ⟨hal-01171248⟩
  • Delphine Chadefaux, Jean-Loic Le Carrou, Marie-Aude Vitrani, Sylvère Billout, Laurent Quartier. Harp plucking robotic finger. IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, Oct 2012, Vilamoura, Portugal. ⟨10.1109/IROS.2012.6385720⟩. ⟨hal-01170724⟩
  • Jean-Loic Le Carrou, Delphine Chadefaux, Marie-Aude Vitrani, Sylvère Billout, Laurent Quartier. DROPIC: A tool for the study of string instruments in playing conditions. Acoustics 2012, Apr 2012, Nantes, France. ⟨hal-00811154⟩
  • Marie-Aude Vitrani, Jason Nikitczuk, Guillaume Morel, Constantinos Mavroidis. Torque Control of Electrorheological Fluidic Actuators. American Control Conference, Jun 2004, Boston, United States. pp.5072-5077. ⟨hal-01171247⟩
  • Marie-Aude Vitrani, Jason Nikitczuk, Guillaume Morel, Constantinos Mavroidis. Torque Control of Electrorheological Fluidic Actuators for Haptic Vehicular Instrument Controls. IEEE ICRA, Apr 2004, New Orleans, United States. ⟨10.1109/ROBOT.2004.1307241⟩. ⟨hal-01171253⟩
  • Nabil Zemiti, Tobias Ortmaier, Marie-Aude Vitrani, Guillaume Morel. Force Controlled Laparoscopic Surgical Robot without Distal ForceSensing. ISER, Jun 2004, Singapore, Singapore. ⟨hal-01171256⟩

Directions of work or proceedings7 documents

Reports1 document

  • Mario Aricò, Jimmy da Silva, Lucas Joseph, Ignacio Avellino, Philippe Gauthier, et al.. A surgical Cockpit for Minimally Invasive Surgeryi: Hamlyn Symposium 2019 - Surgical Robot Challenge Finalists. [Research Report] Sorbonne Université. 2019. ⟨hal-02404391⟩

Theses1 document

  • Marie-Aude Vitrani. Asservissement Visuel à partir d'Images Echographiques. Application à la chirurgie intra-cardiaque.. Automatique / Robotique. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2006. Français. ⟨tel-00188463⟩

Habilitation à diriger des recherches1 document

  • Marie-Aude Vitrani. Assistance à la manipulation de sonde échographique. Sciences de l'ingénieur [physics]. UPMC - Paris 6 Sorbonne Universités, 2016. ⟨tel-01398086⟩