🏥 Simulation Médicale et Robotique Médicale

Applications avancées de la simulation et robotique en médecine

🎓 Niveau Graduate ⏱️ 10h CM 🎯 Médecine 🤖 Robotique médicale

📋

Présentation du cours

Ce cours explore les applications de la simulation numérique et de la robotique dans le domaine médical. Les étudiants découvriront les enjeux spécifiques de la modélisation des tissus biologiques, des systèmes de simulation chirurgicale, et des robots médicaux. Une approche pluridisciplinaire associe informatique, mécanique, et sciences biomédicales pour adresser les défis technologiques de la médecine moderne.

📊 Informations générales

Durée : 10h de cours magistraux
Volume de travail personnel estimé : 25-30 heures
Langue d'enseignement : Français
Évaluation : Exposé, Note de Classe

✅ Prérequis

🧮

Mathématiques appliquées

Équations différentielles, méthodes numériques, mécanique des milieux continus

💻

Programmation scientifique

C++, Python, notions d'algorithmique pour la simulation

🔬

Bases en biomécanique

Propriétés des tissus biologiques, anatomie fonctionnelle

Simulation temps réel SOFA Framework Modélisation tissus Robotique chirurgicale Interaction haptique

🎯

Objectifs pédagogiques

À l'issue de ce cours, les étudiants seront capables de :

🏥 Comprendre les enjeux médicaux

Identifier les besoins spécifiques de la simulation et robotique en contexte médical.

🧬 Modéliser les tissus biologiques

Implémenter des modèles physiques réalistes pour différents types de tissus et organes.

⚡ Optimiser pour le temps réel

Développer des algorithmes de simulation compatibles avec les contraintes temporelles.

🤖 Intégrer la robotique médicale

Concevoir des systèmes robotiques pour la chirurgie assistée et la rééducation.

👋 Développer l'interaction haptique

Implémenter des interfaces de retour de force pour la simulation médicale.

📊 Valider les modèles

Évaluer la précision et la pertinence clinique des simulations développées.

📅

Planning du cours

Séance 1

Introduction à la simulation médicale

Enjeux, applications cliniques, état de l'art des simulateurs médicaux.

Séance 2

Modélisation des tissus mous

Méthodes des éléments finis, modèles mass-spring, co-rotated linear elasticity.

Séance 3

Algorithmes temps réel

Optimisations GPU, préconditionnement, méthodes multigrid, parallélisation.

Séance 4

Robotique chirurgicale

Robots Da Vinci, chirurgie laparoscopique, télé-opération avec retour de force.

Séance 5

Validation et applications cliniques

Métriques de validation, études utilisateurs, cas d'usage clinique, perspectives futures.

📊

Modalités d'évaluation

70%

Exposé

Présentation d'un projet de recherche en simulation ou robotique médicale.

30%

Note de Classe

Participation active, questions pertinentes, discussion des cas d'étude.

📚

Ressources et outils

🔧

Frameworks de simulation

• SOFA Framework
• FEBio (biomécanique)
• GMSH (maillage)

📖

Documentation scientifique

• IEEE Transactions on Biomedical Engineering
• Medical Image Analysis Journal
• Computer Methods in Biomechanics

🎯

Cas d'étude

• Simulation hépatique temps réel
• Entraînement chirurgie cardiaque
• Robotique de rééducation

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Contact & encadrement

👨‍🏫 Responsable du cours : Dr. Yinoussa Adagolodjo

✉️ Email : Remplir formulaire de contact sur la page d'accueil

🏢 Bureau : Bâtiment Polytech, Université de Lille

⏰ Permanence : Sur rendez-vous (contact par email)