FR2718941A1 - Optical simulator for movements involved in abdominal surgery - Google Patents
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Abstract
Description
La présente Invention concerne un dispositif destiné à l'entraînement à la chirurgie coelioscopique et à l'acquisition des gestes nécessaires pour pratiquer cette chirurgie.The present invention relates to a device intended for training in laparoscopic surgery and for acquiring the gestures necessary for performing this surgery.
La chirurgie coeiioscopique ne nécessite pas l'ouuerture des différentes caultés et espaces du corps humain par une incision, parfois très importante, pour opérer à ciel ouvert l'organe en question.Laparoscopic surgery does not require the opening of the various caultes and spaces of the human body by an incision, sometimes very large, to operate the organ in question under the open sky.
Elle utilise des instruments flans et une caméra grossissante à lu mière froide qui sont introduits par des petits orifices Judlcieusement choisis sur la peau. Les instruments et la caméra ainsi introduits permettent d'opérer l'organe en question sans auoir recours à l'ouuerture des différents espaces par une grosse incision. La chi rurgie coelioscopique est donc une chirurgie à 1ciei fermé".She uses blank instruments and a magnifying camera with a cold light which are introduced through small orifices carefully chosen on the skin. The instruments and the camera thus introduced make it possible to operate the organ in question without having to resort to the opening of the different spaces by a large incision. Laparoscopic surgery is therefore closed surgery ".
Le chirurgien ne contrôle plus directement ses gestes et ses instruments comme tel est le cas en chirurgie classique. Le contrôle se fait indirectement à trauers l'écran d'un moniteur auec un grossissement important grâce à la caméra ainsi introduite dans les différentes caltés du corps humain. Ce contrôle Indirect des instruments et des gestes opératoires est le principal obstacle technique pour la maîtrise de cette nouvelle chirurgie.The surgeon no longer directly controls his gestures and his instruments as is the case in conventional surgery. The control is done indirectly through the screen of a monitor with a large magnification thanks to the camera thus introduced into the different caltés of the human body. This indirect control of the instruments and operating gestures is the main technical obstacle for the control of this new surgery.
Les laparotrainers actuels utilisent le meme appareillage que pour les opérations réelles , à sauoir une caméra et un moniteur. Leur coût éleué et leur encombrement constituent un obstacle majeur deuant l'entraînement des Jeunes chirurglens. Current laparotrainers use the same equipment as for real operations, save a camera and a monitor. Their high cost and their size constitute a major obstacle deu training the Young chirurglens.
Le dispositif selon llnuentlon permet de remédier à ces Inconuénients : il n'utilise ni caméra ni moniteur et par conséquence son priH sera modeste, et il sera facilement transportable. II utilise un montage optique simple, formé d'une lentille et de deux miroirs suiuant le schéma optique de la figure 1. II permet un grossissement suffisant et donc de simuler les meme conditions de travail d'une opération réelle. Le chirurgien contrla ses gestes indirecte- ment grâce à un miroir faisant fonction d'écran d'un moniteur. Soulignons que les chirurgiens utilisent actuellement pour effectuer leurs sutures et leurs noeuds à l'intérieur de l'abdomen des clips et des pinces spéciales pour leur faciliter et leur rapidité d'emploi, mais le prix de roulent est très élevé. The device according to lluentuent makes it possible to remedy these disadvantages: it uses neither camera nor monitor and consequently its cost will be modest, and it will be easily transportable. It uses a simple optical assembly, formed by a lens and two mirrors following the optical diagram of FIG. 1. It allows sufficient magnification and therefore simulates the same working conditions of a real operation. The surgeon controlled his gestures indirectly thanks to a mirror acting as a monitor screen. Note that surgeons currently use to perform sutures and knots inside the abdomen special clips and pliers for ease and speed of use, but the price of roll is very high.
Une fois que le chlrurgien aura l'agilité nécessaire, il pourra utiliser un fil normal pour ce même objectif tout en éuitant le prolongement du temps opératoire.Once the surgeon has the necessary agility, he can use a normal thread for the same purpose while eliminating the extension of the operating time.
L'agilité baisse donc le coût de l'opération. Le schéma optique (fi- gure 1 ) permet de comprendre le principe de fonctionnement du dispositif. La lentille conuergente (I) de centre C et de foyer F donne une image uirtuelle et non renversée A'B'(5) d'un objet 118 (4) placé entre C et F. R'B'(5) est plus grande que RH. Agility therefore lowers the cost of the operation. The optical diagram (Figure 1) helps to understand the operating principle of the device. The converging lens (I) with center C and focal point F gives a non-inverted uirtual image A'B '(5) of an object 118 (4) placed between C and F. R'B' (5) is more great than RH.
Le miroir plan (2) donne une image fl"B-(6) de même taille et non renuersée de R'B'(5). R"B"(6) joue le rôle d'objet par rapport au miroir plan (3). Le miroir plan(3) donne à son tour de fl8"(6) une image A"'B"'17) de même taille et non renuersée. R"'B"'17) est de même taille et de même sens que A'H'(5). L'image finale R"'6"'(7) est par conséquence plus grande et de même sens que l'objet RB(4). R titre indicatif, il a été choisi pour l'exemple de la figure 1 un grossissement de 1,7. C'est cette image R"'B"'(7) que voit l'oeil (8) de l'utilisateur et qui moyennant les caractéristiques de la lentille (dioptrie et grossissement) représente une Image similaire à celle que l'utilisateur aurait dû uoir en utilisant l'appareillage du bloc opératoire : caméra et moniteur.The plane mirror (2) gives an image fl "B- (6) of the same size and not renuersed of R'B '(5). R" B "(6) acts as an object in relation to the plane mirror ( 3). The plane mirror (3) in turn gives fl8 "(6) an image A" 'B "' 17) of the same size and not reduced. R "'B" '17) is the same size and same direction as A'H' (5). The final image R "'6"' (7) is consequently larger and in the same direction as the object RB (4). R indicative, it was chosen for the example of Figure 1 a magnification of 1.7. It is this image R "'B"' (7) that the eye sees (8) of the user and which by means of the characteristics of the lens (diopter and magnification) represents an Image similar to that which the user would have due to using the equipment of the operating room: camera and monitor.
Le dispositif comporte en effet selon une première caractéristique un bottier présentant quatre faces : une supéro-postérieure, une inférieure et deuM latérales (figures 2, 3 et 4).According to a first characteristic, the device indeed comprises a shoemaker having four faces: a super-posterior, a lower and two lateral ones (Figures 2, 3 and 4).
La face supéro-postérieure (19) est un système coulissant et bloquant. Une lentille conuergente (11 et un miroir plan (2) sont fiHés sur le système coulissant. Un deuxième miroir plan (3) est fixé sur un support (12) de longueur réglable et solidaire du bottier (9).The upper posterior face (19) is a sliding and locking system. A converging lens (11 and a plane mirror (2) are attached to the sliding system. A second plane mirror (3) is fixed on a support (12) of adjustable length and integral with the boot (9).
L'inclinaison dans le plan antéro-postérieur des deux miroirs plans ainsi que du support est réglable par un système de réglage articulé (11).The inclination in the anteroposterior plane of the two plane mirrors as well as of the support is adjustable by an articulated adjustment system (11).
Les deux parois latérales et la paroi supéro-postérieure sont conçues d'une substance adaptée (caoutchouc par exemple) permettant, à trauers des orifices, l'introduction d'instruments chirur gicauz à l'intérieur du boîtier. L'objet simulant l'organe à opérer (4) est posé sur un support (13) qui est fixé à l'intérieur du boitier sur sa face inférieure. The two side walls and the upper posterior wall are designed with a suitable substance (rubber for example) allowing, through holes, the introduction of chirur gicauz instruments inside the housing. The object simulating the organ to be operated (4) is placed on a support (13) which is fixed inside the case on its underside.
La lentille (1) peut décrire dans son trajet grâce au système coulissant (18) un quart de circonférence dont le centre est l'objet (4) à opérer. Ainsi l'utilisateur peut aperceuoir l'objet (4) sous différents angles suiuant la position de la lentille (1). Le rayon du quart de circonférence décrite par la lentille (1), qui représente à la fois la distance objet(4)-lentille(1) est plus petit que la distance focale de la lentille (1).The lens (1) can describe in its path thanks to the sliding system (18) a quarter of circumference whose center is the object (4) to operate. Thus the user can see the object (4) from different angles following the position of the lens (1). The radius of the quarter of circumference described by the lens (1), which represents both the distance object (4) - lens (1) is smaller than the focal distance of the lens (1).
Il est judicieusement choisi selon les caractéristiques de cette dernière (dioptrie et grossissement) pour que l'image de l'objet présente le meilleur grossissement et la meilleure netteté. L'objet (4) est éclairé par une source lumineuse (14) située à l'intérieur du boîtier. L'image (5) de l'objet (4) formée par la lentille (1) est ainsi transmise à l'oeil du chirurgien (8) grâce aux deux miroirs plans (2 et 3).It is judiciously chosen according to the characteristics of the latter (diopter and magnification) so that the image of the object has the best magnification and the best sharpness. The object (4) is illuminated by a light source (14) located inside the housing. The image (5) of the object (4) formed by the lens (1) is thus transmitted to the eye of the surgeon (8) thanks to the two plane mirrors (2 and 3).
En faisant coulisser le "tandem1 Ientille(l)-mirolr (2), l'utilisateur peut alors choisir l'angle sous lequel il souhaite trauailler en bloquant le système coulissant (toc). Le réglage de l'inclinaison des deux miroirs (2 et 3) et du support (12) ainsi que de sa longueur permet à l'utilisateur de ramener l'image finale dans son champ de vision. Par conséquence, l'utilisateur peut uoir l'image finale à trauers le deuxième miroir (3) comme sur l'écran d'un moniteur et ceci lui permet donc de contrôler à trauers ce miroir (3) ses gestes et ses instruments chirurgicaux.By sliding the "tandem1 Lens (l) -mirolr (2), the user can then choose the angle at which he wishes to work by blocking the sliding system (knock). Adjusting the inclination of the two mirrors (2 and 3) and the support (12) as well as its length allows the user to bring the final image back into his field of vision. Consequently, the user can see the final image through the second mirror (3 ) as on the screen of a monitor and this therefore allows him to control through his mirror (3) his gestures and his surgical instruments.
Selon des modes particuliers de réalisation - le support du miroir (3) faisant fonction d'écran d'un moniteur peut être détachable du boîtier; - la position de la lentille (l) étant fixe, le support (13) de l'objet (4) peut , grâce à un système coulissant et bloquant 1C} décrire un trajet d'un quart de circonférence, dont le centre est la lentille (1) selon figures 5 et 6. Ce système permet alors de uoir l'objet sous différents angles. Le boîtier peut à titre d'exemple auoir 5 faces une supérieure, une inférieure, une postérieure et deux latérales.According to particular embodiments - the mirror support (3) acting as a monitor screen can be detachable from the housing; - the position of the lens (l) being fixed, the support (13) of the object (4) can, thanks to a sliding and blocking system 1C} describe a path of a quarter of circumference, the center of which is the lens (1) according to FIGS. 5 and 6. This system then makes it possible to view the object from different angles. The housing can for example have 5 faces an upper, a lower, a posterior and two lateral.
Les instruments chirurgicaux peuuent être introduits par les faces supérieure, postérieure ou latérales - le système optique peut ne pas fournir qu'un rapport de grossissement image-objet égal à 1. Surgical instruments can be inserted from the upper, posterior or lateral sides - the optical system may not only provide an image-to-object magnification ratio of 1.
Dans ce eas-là, la lentille (1) peut être éliminée ou remplacée par un simple système optique transparent non grossissant; - la lentille (1) peut être remplacée par un système optique plus puissant. Le grossissement obtenu est plus important. R titre d'exemple on peut aJouter à la lentille (1) une autre lentille conuergeante additionnelle.In this eas, the lens (1) can be eliminated or replaced by a simple transparent non-magnifying optical system; - the lens (1) can be replaced by a more powerful optical system. The magnification obtained is greater. By way of example, it is possible to add to the lens (1) another additional convergent lens.
La distance focale résultante de ce système est alors plus petite que celle de la lentille (1) mais le grossissement est plus grand - afin d'obtenlr un grossissement supplémentaire , le miroir plan (2) et/ou le miroir plan (3) peuuent être remplacés par des miroirs sphériques.The resulting focal length of this system is then smaller than that of the lens (1) but the magnification is greater - in order to obtain an additional magnification, the plane mirror (2) and / or the plane mirror (3) can be replaced by spherical mirrors.
Les figures 2 et 3 donnent une uue d'ensemble du dispositif selon l'inuentlon. La figure 4 représente en coupe le dispositif en montrant l'intérieur du boîtier. La figure 5 et 6 représente une uariante du dispositif.Figures 2 and 3 give an overview of the device according to the inuentlon. Figure 4 shows in section the device showing the interior of the housing. FIGS. 5 and 6 represent a variant of the device.
En référence à ces dessins, le dispositif comporte un botter (9) conçu d'un matériel adapté (caoutchouc à titre d'exemple) pour l'introduction des instruments chirurgicaux à trauers ses parois. La paroi supéro-postérieure du boîtier représente un système coulissant et bloquant (18) sur lequel sont fixés une lentille (1) et un miroir plan (2). L'inclinaison du miroir (2) est réglable grâce à un système de réglage articulé (11) relié au système Eoulissant(tB). Un deuxième miroir plan (3) faisant fonction d'écran d'un moniteur est relié à un support (121 de longueur réglable et qui est solidaire du boîtier. L'inclinaison dans le plan antóro-postérieur du miroir (3) et du support (12) est assurée grâce à un système de réglage articulé (11). Un support (13) est fixé à l'intérieur du bottier sur sa paroi inférieure. L'obJet simulant l'organe à opérer (4) est posé sur le support (13) d'une manière à ce qu'il forme le centre du quart de circonférence, représentant le trajet que peuuent parcourir la lentille (1 > et le miroir (2) grâce au système coulissant (18). Le rayon de ce quart de circonférence qui est en même temps la distance objet(4)-loentille(i) est plus petit que la distance focale de la lentille (1). Une source lumineuse (14) à l'intérieur du bottier éclaire l'objet (4). With reference to these drawings, the device comprises a kicker (9) designed with suitable material (rubber for example) for the introduction of surgical instruments through its walls. The upper posterior wall of the housing represents a sliding and blocking system (18) on which are fixed a lens (1) and a plane mirror (2). The inclination of the mirror (2) is adjustable thanks to an articulated adjustment system (11) connected to the drainage system (tB). A second plane mirror (3) acting as a monitor screen is connected to a support (121 of adjustable length and which is integral with the housing. The inclination in the anteroposterior plane of the mirror (3) and the support (12) is ensured by an articulated adjustment system (11). A support (13) is fixed inside the casing on its lower wall. The object simulating the organ to be operated (4) is placed on the support (13) in such a way that it forms the center of the quarter of circumference, representing the path that the lens (1> and the mirror (2) can travel thanks to the sliding system (18). quarter of circumference which is at the same time the distance object (4) - lens (i) is smaller than the focal distance of the lens (1). A light source (14) inside the case illuminates the object ( 4).
Selon une uariante non illustrée, le support (12) du miroir (3) est détaché du boîtier. According to a variant not shown, the support (12) of the mirror (3) is detached from the housing.
Dans la forme de réalisation selon la figure 5 et 6, l'objet (4), posé sur un support 113), peut décrire grâce à un système coullssant et bloquant (16) un quart de circonférence de centre la lentille (1). Le boîtier peut alors auoir différentes formes.In the embodiment according to FIGS. 5 and 6, the object (4), placed on a support 113), can describe, by a sliding and blocking system (16), a quarter of the circumference of the center of the lens (1). The housing can then have different shapes.
R titre d'exemple, la figure 5 représente une forme rectangulaire.R by way of example, FIG. 5 represents a rectangular shape.
La figure 6 montre l'intérieur du boîtier.Figure 6 shows the interior of the housing.
Selon une uariante non illustrée, la lentille (1) est remplacée par un simple système optique transparent non grossissant ou tout simplement éliminée. Le rapport de grossissement image-objet est alors égal à 1.According to a variant not shown, the lens (1) is replaced by a simple transparent non-magnifying optical system or simply eliminated. The image-object magnification ratio is then equal to 1.
D'apurés une autre uariante non illustrée, la lentille conuergente (1) est remplacée par un système transparent, non grossissant ou tout simplement éliminé, les miroirs plans (2 et 3) sont tous les deux ou l'un deux remplacés par des miroirs sphériques, le grossisement dépend donc de ces deux derniers. According to another uariante not illustrated, the conuergent lens (1) is replaced by a transparent system, not magnifying or simply eliminated, the flat mirrors (2 and 3) are both or one replaced by mirrors spherical, the magnification therefore depends on the latter two.
Selon une dernière variante également non Illustrée, la lentille (1) peut être remplacée par un système optique plus grossissant. Les miroirs plans (2 et 3) peuuent être tous les deux ou l'un deux remplacés par des miroirs sphériques, le grossissement final est alors plus important.According to a last variant also not illustrated, the lens (1) can be replaced by a magnifying optical system. The flat mirrors (2 and 3) can be both or one of them replaced by spherical mirrors, the final magnification is then more important.
R titre d'exemple non limitatif, le boîtier aura des dimensions de l'ordre de 29 centimètres de largeur, 35 centimètres de longueur et 26 centimètres de hauteur.R by way of nonlimiting example, the box will have dimensions of the order of 29 centimeters in width, 35 centimeters in length and 26 centimeters in height.
Le dispositif selon l'inuention est particulièrement destiné à l'entrainement à la chirurgie coelioscoplque. The device according to the invention is particularly intended for training in laparoscopic surgery.
Claims (6)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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FR9405136A FR2718941B1 (en) | 1994-04-26 | 1994-04-26 | Device intended for training in laparoscopic surgery. |
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FR2718941A1 true FR2718941A1 (en) | 1995-10-27 |
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ID=9462604
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FR (1) | FR2718941B1 (en) |
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