Juan SANDOVAL - PercuCob : la cobotique au service des gestes médicaux de précision

Le projet PercuCob vise à concevoir un robot collaboratif capable d’assister les praticiens lors d’interventions percutanées, comme les biopsies ou les thermo-ablations. L’objectif : rendre ces gestes plus sûrs, plus précis et plus confortables pour le patient comme pour le médecin.

Description du projet

Les interventions percutanées consistent à insérer une aiguille ou un instrument dans le corps à travers la peau, guidé le plus souvent par échographie. Ces gestes, très répandus en radiologie, anesthésie ou chirurgie vasculaire, exigent une grande précision manuelle. Or, les erreurs de trajectoire ou les gestes répétés peuvent entraîner des complications pour les patients et une fatigue accrue pour les praticiens.

Le projet PercuCob propose une solution innovante : un assistant robotique co-manipulé (ou « cobot »), pensé comme un véritable partenaire de geste. Loin de remplacer le médecin, il agit en coopération directe avec lui, en allégeant l’effort physique et en améliorant la stabilité et la précision du geste.

Objectifs et approche

L’objectif principal est de développer le premier cobot polyvalent dédié aux interventions percutanées, en particulier celles guidées par échographie : biopsies hépatiques, ponctions vasculaires, anesthésies régionales, thermo-ablations ou encore procédures urologiques.

L’équipe conçoit une architecture “macro-mini” : une structure principale (macro) pour le positionnement global, et un système fin (mini) combinant sonde d’échographie et aiguille pour le guidage précis.

Sur le plan du contrôle, les chercheurs développent des stratégies d’impédance/admittance garantissant une interaction fluide et sécurisée entre le praticien et le robot. À terme, le système pourra aussi être utilisé comme simulateur de formation, grâce à des modèles d’anatomie virtuels ou imprimés en 3D.

Un projet collaboratif et interdisciplinaire

Mené au sein du laboratoire des sciences du numérique de Nantes (LS2N) à l’École Centrale de Nantes, le projet s’appuie sur les expertises croisées de plusieurs équipes : RoMaS (robotique médicale), SIMS (traitement d’images échographiques) et PACCE (ergonomie et facteurs humains). Il est conduit en lien étroit avec le CHU de Nantes et ses services de radiologie, urologie, néphrologie, chirurgie vasculaire et endovasculaire.

En combinant robotique, imagerie médicale et sciences humaines, PercuCob ambitionne de redéfinir la place de la technologie dans le bloc opératoire : une technologie au service du geste humain, et non l’inverse.

Portrait de Juan Sandoval

Juan Sebastián Sandoval Arévalo est maître de conférences à Centrale Nantes et chercheur au Laboratoire des Sciences du Numérique de Nantes (LS2N), au sein de l’équipe RoMaS (Robots and Machines for Manufacturing, Society and Services). Spécialiste de la robotique médicale et de l’interaction physique homme-robot, il consacre ses recherches à la conception de robots collaboratifs sûrs, précis et intuitifs destinés à assister les praticiens dans leurs gestes.

Ingénieur en génie mécatronique diplômé de l’Université nationale de Colombie, Juan Sandoval a effectué un double cursus de Master entre la Colombie et la France, à l’École Nationale d’Ingénieurs du Val de Loire (aujourd’hui INSA Centre-Val de Loire). Il a ensuite obtenu un doctorat en robotique à l’Université d’Orléans (Laboratoire PRISME) en 2017, avec une thèse remarquée sur la commande en couple de robots redondants pour la chirurgie mini-invasive.

Il devient Attaché Temporaire d’Enseignement et de Recherche, puis Maître de Conférences à l’Université de Poitiers, au sein de l’Institut Pprime, où il rejoint l’équipe CoBRA (Cobotics, Bio-Engineering & Robotics for Assistance). Ses travaux portent alors sur le développement de robots collaboratifs pour la chirurgie et la rééducation, notamment dans le cadre de projets ANR et CNRS internationaux (France-Taiwan, Tunisie).

Co-auteur de plus de 20 articles dans des revues scientifiques internationales et d’une trentaine de communications en conférences, il contribue activement à la communauté scientifique robotique : relecteur régulier pour les grandes revues de robotique (IEEE T-RO, RA-L, Robotica), co-éditeur d’ouvrages chez Springer et invité à des collaborations dans plusieurs laboratoires européens.

Depuis 2023, il poursuit ses recherches à l’École Centrale de Nantes, où il dirige le projet NExT PercuCob, programme de recherche interdisciplinaire associant robotique, imagerie médicale et sciences humaines. Son ambition : faire de la robotique un véritable partenaire du geste médical, capable d’améliorer la sécurité et la qualité des soins sans jamais remplacer la main du praticien.