FR2845884A1 - Outil terminal d'instrument chirurgical. - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un outil terminal d'un instrument chirurgical comprenant un support porte-outil (1) en un matériau rigide comportant une face plane (2), dite couche de base, adaptée pour supporter un outil, et un outil chirurgical (11) constitué d'un empilement de couches élémentaires adaptées pour être solidarisées les unes sur les autres de façon à former un bloc-outil fonctionnel apte à être reporté et solidarisé sur la couche de base (2) du support porte-outil, ledit outil-chirurgical comportant au moins une couche (20), dite couche électronique, réalisée selon une technologie associée à l'électronique et la microélectronique, intégrant une connectique de raccordement à une source d'énergie électronique et/ou lumineuse et/ou fluidique, et au moins un composant électronique (21, 22, 23) de mesure et/ou d'actionnement et/ou d'apport d'énergie, et une couche supérieure fonctionnelle (33) de forme adaptée pour assurer la fonction de l'outil.
Description
i
OUTIL TERMINAL D'INSTRUMENT CHIRURGICAL
L'invention concerne un outil terminal d'instrument chirurgical. Les chirurgiens utilisent des outils multiples: bistouris, pinces, 5 ciseaux.. . Ces outils sont le plus souvent spécifiques du type d'opération chirurgical à
effectuer et sont parfois adaptés à la pratique plus particulière d'un chirurgien.
Une tendance forte de la chirurgie moderne est de réduire au maximum les traumatismes occasionnés sur le patient par la pratique opératoire. Cette tendance est bien illustrée par la pratique laparoscopique qui consiste à n'intervenir 10 qu'au travers d'incisions de petites dimensions et à travailler en vision indirecte sur une image vidéo obtenue par caméra et éclairage placés dans la zone de travail. L'outil terminal chirurgical est alors porté par un instrument qui traverse la peau par un trocart placé dans l'incision. La méthode la plus courante consiste, pour le chirurgien, à travailler avec deux instruments (main droite et main gauche) tandis qu'un assistant 15 assure l'éclairage et la prise d'images. Les instruments se présentent comme des longs
tubes de 40 cm dont la partie porteuse de l'outil pénètre dans le corps. La partie extérieure est manoeuvrée par le chirurgien pour atteindre la zone de travail et réaliser les travaux de découpe, cautérisation, couture.... Dans le mode opératoire le plus classique, le chirurgien manipule deux instruments en basant ses actions sur des images 20 qui lui son transmises par une caméra endoscopique.
Cette pratique laparoscopique s'est beaucoup développée ces dernières années, car elle est faiblement traumatisante pour le patient ("minimal invasive") qui peut quitter l'hôpital très vite après son opération. De plus, on observe le plus souvent que les durées opératoires ne sont pas fondamentalement modifiées. Au 25 bilan, la pratique laparoscopique constitue donc une avancée notable des techniques
chirurgicales et contribue à une bonne gestion des dépenses médicales.
Il convient toutefois de noter que cette pratique est très fatigante pour le chirurgien qui doit doubler d'attention pour conserver la précision atteinte lors d'une chirurgie ouverte classique effectuée en vision directe et au cours de laquelle on utilise des instruments courts. De plus, les positions que prend le chirurgien ne sont pas
naturelles et forcent sur les bras et les épaules.
On peut donc penser que la pratique laparoscopique n'est qu'une étape vers l'automatisation progressive du geste opératoire. En effet, depuis quelques 5 années de nombreux travaux de recherche se sont orientés vers une chirurgie téléopérée o le chirurgien et son assistant s'interfacent en s'appuyant sur des robots réalisant (sur leur ordre) la manipulation de l'instrument et de l'outil terminal; le chirurgien téléopère
donc à traumatisation minimale.
Outre le fait de placer le chirurgien dans une position 10 parfaitement confortable, aux commandes d'un robot maître, la robotisation permet de rechercher des mouvements de l'outil terminal plus complexes et d'envisager à long terme une certaine automatisation du geste. Des exigences nouvelles apparaissent donc pour la conception des outillages terminaux: - il faut les équiper de capteurs et d'actionneurs qui placent le 15 chirurgien dans les meilleures conditions opératoires possibles: on pense le plus souvent au retour d'effort (commande haptique),
- il faut les équiper de capteurs et actionneurs qui permettent de réaliser certaines opérations de manière complètement robotisée: on pense aux travaux très longs et fastidieux de réalisation des noeuds de suture ou encore à des 20 opérations cardiaques réalisées "coeur battant".
Afin de satisfaire à ces exigences nouvelles, il a été conçu des outils terminaux tel que l'outil à lame coupante décrit dans la demande de brevet WO 02/07617, constitués d'un outil de type classique, c'est-à-dire un outil mécanique réalisé par des technologies classiques d'usinage ou d'injection, sur une partie passive 25 duquel est ménagée une réservation dans laquelle est inséré et solidarisé un substrat
électronique intégrant plusieurs composants dont des capteurs de mesure.
Cette solution consiste donc à utiliser les outillages passifs actuels, et à associer à ces derniers une électronique de mesure et de contrôle spécifiquement dédiée à chaque outil. Bien qu'une telle solution permette dans la théorie de satisfaire aux exigences nouvelles précitées, il s'avère dans la pratique
qu'elle conduit à des cots de réalisation prohibitifs des outillages chirurgicaux.
La présente invention vise à pallier cet inconvénient et a pour objectif essentiel de fournir un outillage chirurgical "intelligent" pouvant être réalisé en grande série avec un faible cot de production. A cet effet, l'invention vise un outil terminal pour instrument chirurgical comprenant: - un support porte-outil en un matériau rigide comportant une face plane, dite couche de base, adaptée pour supporter un outil, - et un outil chirurgical constitué d'un empilement de couches élémentaires adaptées pour être solidarisées les unes sur les autres de façon à former un bloc-outil fonctionnel apte à être reporté et solidarisé sur la couche de base du support porte-outil, ledit outil-chirurgical comportant: - au moins une couche, dite couche électronique, réalisée selon une technologie associée à l'électronique et la microélectronique, intégrant une connectique de raccordement à une source d'énergie électronique et/ou lumineuse et/ou fluidique, et au moins un composant électronique de mesure et/ou d'actionnement et/ou d'apport d'énergie, - et une couche supérieure fonctionnelle de forme adaptée
pour assurer la fonction de l'outil.
L'idée à la base de l'invention a donc été de réaliser un outil terminal se composant, d'une part, d'un support mécanique destiné à être intégré fonctionnellement dans un instrument chirurgical robotisé ou manuel, et d'autre part, d'un outil possédant les fonctions traditionnelles d'un outil chirurgical (pince, ciseaux, 25 bistouri...) et des fonctions de mesure, contrôle... permettant d'assurer le confort du chirurgien et les performances du système, ledit outil étant réalisé par empilement de couches élémentaires en utilisant par exemple la technologie d'assemblage dite
technologie hybride, de façon à former un bloc-outil monolithique.
Une telle conception présente l'avantage essentiel d'autoriser la fabrication de façon collective d'outillages "intelligents" qui peuvent donc être produits
en grande série et avec un faible cot de production.
Selon un mode de réalisation avantageux visant à fournir un outil terminal intégrant une fonction de mesure d'efforts: - l'outil chirurgical comporte au moins une couche de mesure de contraintes comprenant un verrou présentant au moins un degré de liberté contrôlé et composé de deux parties dites fixe et mobile, et d'un élément amortisseur en un matériau élastique, interposé entre lesdites parties fixe et mobile et présentant une 10 raideur prédéterminée apte à permettre de contrôler les déplacements relatifs des parties fixe et mobile selon chacun des degrés de liberté du verrou, - les couches de l'outil chirurgical sont liées les unes aux autres de façon, d'une part, que la couche fonctionnelle et la partie mobile de chaque verrou soient assujettis par au moins une liaison apte à leur conférer au moins un degré 15 de liberté identique par rapport à la couche de base du support porte-outil, et d'autre part, que la partie fixe du verrou soit assujettie par au moins une liaison apte à la solidariser à la couche de base selon chaque degré de liberté du verrou mobile, - la(ou les) couche(s) électronique(s) comporte(nt) des moyens de mesure de déplacements disposés de façon à mesurer les déplacements de la 20 partie mobile de chaque verrou selon chacun de ses degrés de liberté, et à délivrer des signaux représentatifs de l'effort exercé sur l'outil selon chacun desdits degrés de liberté. Cette couche de mesure de contraintes peut avantageusement consister en une couche de mesure de contraintes dites de cisaillement comportant un 25 verrou dont la partie mobile présente deux degrés de liberté aptes à lui permettre de se déplacer, relativement à la partie fixe dudit verrou, selon deux axes orthogonaux (x), (y) s'étendant dans un plan parallèle à la couche de base du support porte-outil. La couche électronique est alors, en outre, dotée de moyens de mesure des déplacements
de la partie mobile du verrou selon chacun des axes (x), (y).
De plus, de façon avantageuse, le verrou de la couche de mesure de contraintes de cisaillement se compose de deux cadres de dimensions adaptées pour s'emboîter l'un dans l'autre en ménageant entre eux un volume annulaire adapté pour loger l'élément amortisseur, un desdits cadres formant la partie fixe du verrou 5 solidarisée en translation à la couche de base selon les axes (x), (y), et l'autre cadre formant la partie mobile du verrou solidarisée en translation à la couche fonctionnelle
selon les axes (x), (y).
La couche de mesure des contraintes peut également avantageusement consister en une couche de mesure de contraintes, dites de pression, 10 comportant un verrou dont la partie mobile présente un degré de liberté apte à lui permettre de se déplacer, relativement à la partie fixe du verrou, selon un axe (z) orthogonal à la couche de base du support porteoutil, la couche électronique étant alors dotée de moyens de mesure des déplacements de la partie mobile du verrou selon
l'axe (z).
De plus, de façon avantageuse, la couche de mesure de contraintes de pression comprend un verrou dont: - la partie fixe consiste en une plaque solidarisée en translation selon l'axe (z) à la couche de base, dans laquelle est ménagé au moins un orifice à l'intérieur duquel s'étend transversalement un élément amortisseur plan solidarisé à ladite plaque sur le 20 pourtour de l'orifice, - la partie mobile consiste, pour chaque orifice de la plaque formant la partie fixe du verrou, en un plot solidarisé en translation selon l'axe (z) à la couche fonctionnelle, et adapté pour venir au contact de l'élément amortisseur et entraîner la déformation
de ce dernier lors d'un effort de pression exercé sur la couche fonctionnelle.
Selon un autre mode de réalisation avantageux visant à allier les deux méthodes de mesure des contraintes ci-dessus mentionnées, l'outil terminal comprend deux couches de mesure de contraintes consistant respectivement en une couche de mesure de contraintes de cisaillement et en une couche de mesure de
contraintes de pression.
De plus, de façon avantageuse, les deux couches de mesure de contraintes sont ménagées de part et d'autre d'une couche électronique unique, la couche de mesure de contraintes de pression s'étendant entre ladite couche électronique et la couche fonctionnelle, et la couche de mesure de contraintes de cisaillement 5 s'étendant entre ladite couche électronique et la couche de base du support porte-outil.
Par ailleurs, en vue de permettre de localiser la zone de l'outil soumise à une contrainte de pression, la couche fonctionnelle est scindée en au moins deux zones aptes à débattre l'une par rapport à l'autre selon l'axe (z), la couche de mesure de contraintes de pression comportant un verrou associé à chacune desdites 10 zones.
Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, l'outil chirurgical comporte une couche support adaptée pour être solidarisée sur la couche de base du support porte-outil, et comportant une connectique de raccordement d'une part à la connectique de chaque couche électronique, et d'autre part, à une source d'énergie 15 électrique et/ou lumineuse et/ou fluidique.
Une telle couche support permet de réaliser une "passerelle" de connexion isolant l'outil chirurgical des sollicitations s'exerçant sur les organes de liaison énergétique reliant ce dernier aux sources d'énergie. De plus, elle constitue une
plate-forme de base facilitant la réalisation du bloc-outil.
Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, l'outil chirurgical comporte une couche d'interface adaptée pour être solidarisée sous la couche fonctionnelle et intégrant des composants de transport d'énergie entre le milieu
extérieur et la couche électronique.
De plus, de façon avantageuse, l'outil chirurgical comporte des 25 broches s'étendant au travers d'orifices superposés ménagés dans les différentes couches dudit outil, et adaptées pour être solidarisées dans des orifices ménagés dans la
couche de base du support porte-outil.
A titre d'exemple de réalisation avantageux, l'outil terminal selon l'invention peut consister en outil terminal consistant en une pince composée de deux ensembles support porte-outil/outil chirurgical selon l'invention, dont les supports porte-outil sont dotés, dans le prolongement de leur couche de base, chacun d'une
oreille orthogonale à ladite couche de base, d'articulation de la pince.
De plus, en vue de constituer une pince consistant en un bistouri, 5 la couche fonctionnelle de chaque outil chirurgical intègre au moins une électrode affleurant la face supérieure de ladite couche fonctionnelle, la couche d'interface
comportant un composant conducteur d'alimentation de chaque électrode.
Un autre exemple de réalisation avantageux consiste en un bistouri à une lame ou une lame de ciseau comportant une couche fonctionnelle en 10 forme de lame possédant une face latérale longitudinale profilée en forme de biseau
formant une arête de coupe longitudinale.
De plus, en vue de constituer un bistouri bipolaire, la couche fonctionnelle forme une lame bipolaire dotée d'une portion d'épaisseur en matériau conducteur de l'électricité, la couche d'interface comportant un composant conducteur 15 d'alimentation de ladite portion conductrice.
D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui suit en référence aux dessins annexés qui en représentent, à titre d'exemples non limitatifs, deux modes de réalisation préférentiels.
Sur ces dessins: - la figure 1 est une vue en plan avant pliage d'un support porteoutil conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue en perspective représentant en mode éclaté les éléments d'une des mâchoires d'un bistouri électrique conforme à l'invention, - la figure 3 est une vue de dessus avec des arrachés partiels de cette 25 mâchoire, - la figure 4 est une coupe longitudinale par un plan brisé A de cette mâchoire, - la figure 5 est une vue en perspective d'un bistouri électrique conforme à l'invention composé de deux mâchoires telles que représentées aux figures
2 à 4,
- la figure 6 est une vue en perspective d'un bistouri à une lame bipolaire conforme à l'invention,
- et la figure 7 est une coupe transversale de ce bistouri à une lame.
Les deux outils terminaux pour instruments chirurgicaux représentés aux figures 5 et 6 consistent en des outils "intelligents" conçus pour être fabriqués de façon collective. Ces outils terminaux se composent tous d'eux d'un 10 support porte-outil en l'exemple représenté réalisé par pliage de tôles métalliques préalablement usinées, et d'un bloc-outil réalisé par empilage de couches élémentaires en exploitant les technologies d'assemblage et de conditionnement connues sous
l'appellation de technologies hybrides.
En premier lieu, la figure 1 représente le support porte-outil 1 15 d'une des mâchoires d'un bistouri électrique tel que représenté à la figure 5.
Ce support porte-outil 1 est constitué d'une tôle métallique microusinée comportant une première portion rectangulaire 2, une portion intermédiaire latérale 3 en forme de quart de cercle ménagée de façon qu'une de ses bases s'étende colinéairement dans le prolongement latéral d'un des petits côtés de la portion 20 rectangulaire 2, et une troisième portion 4 de forme semi-ovode s'étendant dans le prolongement de la base précitée de la portion intermédiaire 3. De plus, deux échancrures transversales 5, 6 sont ménagées respectivement au niveau de la jonction entre le bord arrondi de la portion intermédiaire 3 et le bord longitudinal correspondant de la portion rectangulaire 2, et au niveau de la jonction des deuxième et troisième 25 portions 3, 4, de façon à définir un axe de pliage (P) permettant, tel que représenté à la figure 2, de rabattre lesdites deuxième et troisième portions de façon qu'elles s'étendent
dans un plan perpendiculaire aux faces de la première portion 2.
La portion rectangulaire 2 forme ainsi, une fois le pliage réalisé, une face support pour le bloc-outil décrit ci-après, s'étendant entre l'échancrure 5 et le
bord transversal opposé de ladite portion rectangulaire.
Sur cette face support sont percés, en premier lieu, quatre orifices 5 tels que 7 ménagés au niveau de chacun des quatre angles de cette dernière. De plus, deux lumières rectangulaires 8, 9 réparties sur la longueur de cette face support, sont également ménagées dans cette dernière. Ces deux lumières 8, 9 sont axées sur l'axe longitudinal de cette face support et ménagées de façon que leurs grands axes
s'étendent orthogonalement l'un par rapport à l'autre.
La troisième portion 3 est quant à elle percée d'une lumière centrale circulaire 10 pour l'articulation et l'actionnement de l'outil par des
motorisations externes ou des systèmes manuels.
Le bloc-outil 11 selon l'invention comporte quant à lui, en premier lieu, une couche support 12 en un matériau biocompatible ou un matériau bi15 composants adapté pour former un contour biocompatible, de dimensions conjuguées
de celles de la portion rectangulaire 2 du support porte-outil 1.
Cette couche support 12 adaptée pour être solidarisée sur la portion rectangulaire 2 du support porte-outil 1 est percée d'orifices tels que 13 en
regard de chacun des orifices 7 et lumières 8, 9 de ladite portion rectangulaire.
Sur cette couche support 12 destinée à former une plate-forme lors de la fabrication du bloc-outil 11, est, en outre, rapportée la connectique 14 de
raccordement dudit bloc-outil.
La deuxième couche 16 de ce bloc-outil 11 consiste en une couche de mesure de contraintes dites de cisaillement destinée à permettre de mesurer 25 les efforts exercés sur ledit bloc-outil selon deux axes (x), (y) orthogonaux et parallèles
aux axes de symétrie de la face support du support porte-outil 1.
Cette couche 16 de mesure de contraintes de cisaillement comporte deux cadres 17, 18 réalisés en un matériau plastique biocompatible: un cadre externe 17 de dimensions externes conjuguées de celles de la face support du support porte-outil 1, destiné à être fixé sur la couche support 12, et un cadre interne 18 de dimensions adaptées pour venir se loger à l'intérieur du cadre externe 17 et destiné à reposer sur la couchesupport 12, avec interposition entre ledit cadre interne et ladite
couche-support d'un film de matériau à faible coefficient de frottement.
De plus, le cadre externe 17 et le cadre interne 18 présentent des
dimensions adaptées pour que soit ménagé entre eux un espace périphérique dans lequel est logé un élément-ressort 19 élastique, consistant par exemple en un tore de silicone ou un anneau métallique, et présentant une raideur prédéterminée apte à permettre de contrôler les déplacements du cadre interne 18 selon chacun des axes (x), 10 (y).
La troisième couche 20 du bloc-outil 11 consiste en une couche électronique réalisée selon les technologies liées à l'électronique et la microélectronique, assurant les fonctions de mesure et de contrôle et intégrant à cet effet des microcapteurs de mesure de température, de déplacement, de caractéristiques 15 biochimiques... des micro-actionneurs notamment mécaniques ou fluidiques, et une
électronique de proximité pour le traitement des signaux et la commande.
En l'exemple représenté, cette couche électronique 20 intègre, en premier lieu, des capteurs de déplacement tels que 21, 22 consistant en des bobines électromagnétiques mesurant les pertes de courant de Foucault: une première série de bobines telles que 21 reportées sur la couche électronique 20 en vue de la mesure des contraintes de pression exercées sur le blocoutil 11 tel qu'explicité ci-après, - et une seconde série de bobines telles que 22 reportées en sous face de la couche électronique 20 en vue de la mesure des déplacements du cadre 25 interne 18 de la couche de mesure de contraintes de cisaillement 16. A cet effet, ces bobines 22 sont disposées en regard des lumières 13 de la couche support 12 (et donc des lumières 8, 9 du support porte-outil 1), de façon qu'une portion de chacune desdites bobines soit démasquée par la lumière correspondante, et la couche électronique 20 est solidarisée au cadre interne 18. Ainsi, tout déplacement du cadre interne 18 et donc de la couche électronique 20, conduit à modifier la portion de surface masquée des bobines 22, et entraîne une variation d'inductance par pertes de courant de Foucault qui peut être détectée et mesurée. De plus, en vue d'obtenir une bonne sensibilité, il et avantageusement utilisé deux bobines selon chacun des axes x et y, c'est-à-dire en 5 regard de chacune des lumières 8, 9, disposées, pour chacune desdites lumières, de
façon que leur inductance varie de façon inversement proportionnelle.
La couche électronique 20 intègre également des sources d'éclairage telles que 23 reportées sur ladite couche électronique, et consistant par exemple en des diodes soit simplement émettrices à des fins seules d'éclairage, soit 10 émettrices/réceptrices à des fins notamment de détection de proximité, de
caractérisation tissulaire et/ou de présence tissulaire.
Cette couche électronique 20 intègre enfin un capteur 24 de mesure de caractéristiques biochimiques, incorporé au niveau de la tranche frontale de
cette couche électronique 20.
La quatrième couche 25 du bloc-outil 11 consiste en une couche de mesure de contraintes de pressions constituée de deux plaques superposées 26, 27 en un matériau plastique biocompatible, dans laquelle sont ménagés axialement des orifices tels que 28, par exemple au nombre de trois, répartis sur la longueur de ladite
couche, et à l'aplomb de chacun desquels est positionnée une bobine 21.
Tel que représenté à la figure 4, chacun de ces orifices 28
présente une portion circulaire de diamètre inférieur à celui de leur portion inférieure également circulaire. De plus, les épaisseurs des deux plaques 26, 27 sont adaptées de façon que leurs plans de joint s'étende au niveau des tronçons inférieurs des orifices 28.
Cette quatrième couche 25 comporte également un élément 25 élastique 29 de raideur prédéterminée s'étendant dans la portion inférieure de chaque orifice 28, et consistant en un fil, un film, une barrette... en un matériau élastique tel
que du métal ou un élastomère, maintenu pincé entre les deux plaques 26, 27.
La cinquième couche 30 consiste en une couche d'interface ou de transfert d'énergie réalisée en un matériau biocompatible, et intégrant des composants
pour le transfert d'énergie entre la couche électronique 20 et le milieu extérieur.
En l'exemple, cette couche d'interface 30 comporte des puits de 5 lumière tels que 31 en un matériau transparent, disposés de façon à être positionnés chacun à l'aplomb d'une source d'éclairage 23. Cette couche d'interface 30 intègre également des liens conducteurs tels que 32 de liaison électrique avec la couche
électronique 20.
La sixième et dernière couche 33 du bloc-outil 1 1 consiste en une 10 couche fonctionnelle assurant la fonction de l'outil et réalisée en un matériau plastique
ou métallique.
Cette couche fonctionnelle 33 solidarisée à la couche d'interface 30, présente, en sous-face, des plots cylindriques tels que 38 positionnés et en nombre adapté pour s'étendre chacun dans un orifice 28 de la couche de mesure de contraintes 15 de pression 28, au travers de lumières ménagées dans la couche d'interface 30.
Chacun de ces plots 38 présente un diamètre conjugué de celui de la portion supérieure des orifices 28 et une longueur adaptée pour venir au contact de l'élément élastique 29, en ménageant un jeu fonctionnel entre la couche d'interface30 et
la couche de mesure de contraintes de pression 25.
De plus, chacun de ces plots 38 comporte des éléments externes de crochetage 39 radialement déformables, aptes à permettre l'introduction desdits
plots dans les orifices 28 et à empêcher le retrait de ces derniers.
La couche fonctionnelle 33 présente, en outre, une face supérieure ondulée, et est scindée longitudinalement en trois tronçons tels que 36, 37 25 de même longueur aptes à débattre librement l'un par rapport à l'autre. En vue de permettre ce débattement libre de chacun des tronçons 36, 37 de la couche supérieure 33, la couche d'interface 30 est, en outre, également scindée longitudinalement en trois tronçons. Cette couche fonctionnelle 33 présente par ailleurs deux fentes longitudinales à l'intérieur de chacune desquelles est logée une électrode 34, 35 affleurant la face supérieure de ladite couche fonctionnelle, et alimentée électriquement par le biais d'un des liens conducteurs 32 de la couche d'interface 30, conçu pour 5 former un balai apte à absorber les déplacements verticaux de cette couche
fonctionnelle 33.
En dernier lieu, la couche fonctionnelle présente des lumières aptes à loger chacune un puits de lumière 31 conformé, à cet effet, de façon à affleurer
la face supérieure de ladite couche fonctionnelle.
En vue de faciliter le montage des diverses couches ci-dessus décrites formant le bloc-outil 11, et la fixation dudit bloc-outil sur le support porte-outil 1, ces couches sont percées, en regard, d'orifices ménagés de façon à former des alésages dans l'alignement des orifices 7 dudit support porte-outil, aptes à loger
chacune une broche 40 de montage.
La figure 5 représente un bistouri électrique composé de deux mâchoires 1 - 11, 1'- 1l' telles que décrites ci-dessus disposées en position inverse, dont les oreilles 4, 4' des supports porte-outil 1, l' sont reliées par un axe d'articulation 41 autorisant les manoeuvres desdites mâchoires, par une motorisation externe ou un
système manuel.
Le second outil représenté aux figures 5 et 6 consiste en un
bistouri à une lame ou une lame de ciseau.
Comme le précédent, il comporte, en premier lieu, un support porte-outil 50 qui est constitué d'une tôle métallique présentant, concernant cet outil, une première portion rectangulaire 51 bordée longitudinalement d'un retour 25 longitudinal 52 perpendiculaire à cette portion rectangulaire 51, et prolongée d'une
oreille semi-ovoide 53.
Comme précédemment, la portion rectangulaire 51 est percée d'une échancrure 54 en vue du pliage du retour 52, d'orifices 55 pour le montage des broches 40, et deux orifices rectangulaires 56, 57 d'axes orthogonaux pour les bobines 21. Le bloc-outil 60 comporte, quant à lui, une première couche support 61 et une deuxième couche 62 de mesure de contraintes de cisaillement conformes à celles décrites ci-dessus. Ce bloc-outil 60 comporte, en outre, une couche électronique 63 intégrant des bobines telles que 64 de mesure des déplacements de la couche de mesure des contraintes de cisaillement 62, ainsi que deux diodes d'éclairage
telles que 65.
Ce bloc-outil 60 comporte également une couche d'interface 66 10 comportant des liens 67 de conduction électrique ainsi que deux guides de lumière tels que 66 de section semi-ovoide, s'étendant chacun en regard d'une diode 65 et courant
longitudinalement sur ladite couche d'interface.
Ce bloc-outil 60 comporte, enfin, une couche fonctionnelle 70 formant une lame bipolaire, et constituée de trois couches superposées consistant en 15 une couche conductrice 72 alimentée par les liens 67 et prise en sandwich entre deux
couches 71, 73 en un matériau non conducteur.
De plus, deux échancrures longitudinales sont ménagées en sousface de cette couche fonctionnelle 70 et conformées pour loger les guides de lumière 68 de façon à délivrer les faisceaux d'éclairage au niveau de la face d'extrémité de 20 l'outil.
En dernier lieu, en vue de former l'arête de coupe de la lame, la couche fonctionnelle possède une face latérale longitudinale profilée en biseau.
Claims (14)
1/- Outil-terminal d'un instrument chirurgical caractérisé en ce qu'il comprend: - un support porte-outil (1; 50) en un matériau rigide comportant une face plane (2; 51), dite couche de base, adaptée pour supporter un outil, - et un outil chirurgical (11; 60) constitué d'un empilement de couches élémentaires adaptées pour être solidarisées les unes sur les autres de façon à former un bloc-outil fonctionnel apte à être reporté et solidarisé sur la couche de base 10 (2; 51) du support porte-outil (1; 50), ledit outil-chirurgical comportant: - au moins une couche (20; 63), dite couche électronique, réalisée selon une technologie associée à l'électronique et la microélectronique, intégrant une connectique de raccordement à une source d'énergie électronique et/ou lumineuse et/ou fluidique, et au moins un composant électronique (21, 22, 23; 64, 65) 15 de mesure et/ou d'actionnement et/ou d'apport d'énergie, et une couche supérieure fonctionnelle (33; 70) de forme
adaptée pour assurer la fonction de l'outil.
2/ - Outil terminal selon la revendication 1, caractérisé en ce que: l'outil chirurgical (11; 50) comporte au moins une couche de mesure de contraintes (16, 25; 62) comprenant un verrou présentant au moins un degré de liberté contrôlé et composé de deux parties (17, 18, 26, 28, 38) dites fixe et mobile, et d'un élément amortisseur (19, 29) en un matériau élastique, interposé entre lesdites parties fixe et mobile et présentant une raideur prédéterminée apte à permettre 25 de contrôler les déplacements relatifs des parties fixe et mobile selon chacun des degrés de liberté du verrou, - les couches de l'outil chirurgical (11; 50) sont liées les unes aux autres de façon, d'une part, que la couche fonctionnelle (33; 70) et la partie mobile (18, 38) de chaque verrou soient assujettis par au moins une liaison apte à leur conférer au moins un degré de liberté identique par rapport à la couche de base (2; 51) du support porte-outil (1; 50), et d'autre part, que la partie fixe (17, 26, 27) du verrou soit assujettie par au moins une liaison apte à la solidariser à la couche de base selon chaque degré de liberté du verrou mobile, - la(ou les) couche(s) électronique(s) (20; 63) comporte(nt) des moyens (21, 22; 64) de mesure de déplacements disposés de façon à mesurer les déplacements de la partie mobile (18, 38) de chaque verrou selon chacun de ses degrés de liberté, et à délivrer des signaux représentatifs de l'effort exercé sur l'outil selon
chacun desdits degrés de liberté.
3/ - Outil terminal selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend: - une couche (16; 62) de mesure de contraintes dites de cisaillement comportant un verrou dont la partie mobile (18) présente deux degrés de liberté aptes à lui permettre de se déplacer, relativement à la partie fixe (17) dudit 15 verrou, selon deux axes orthogonaux (x), (y) s'étendant dans un plan parallèle à la couche (2; 51) de base du support porte-outil (1; 50), - une couche électronique (20; 63) dotée de moyens de mesure (22; 64) des déplacements de la partie mobile (18) du verrou selon chacun des
deux axes (x), (y).
4/ - Outil terminal selon la revendication 3, caractérisé en ce que le verrou de la couche de mesure de contraintes de cisaillement (16; 62) se compose de deux cadres (17, 18) de dimensions adaptées pour s'emboîter l'un dans l'autre en ménageant entre eux un volume annulaire adapté pour loger l'élément amortisseur (19), un desdits cadres (17) formant la partie fixe du verrou solidarisée en 25 translation à la couche de base (2; 51) selon les axes (x), (y), et l'autre cadre (18) formant la partie mobile du verrou solidarisée en translation à la couche fonctionnelle
(33; 70) selon les axes (x), (y).
/ - Outil terminal selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend: - une couche (25) de mesure de contraintes, dite de pression, comportant un verrou dont la partie mobile (38) présente un degré de liberté apte à lui permettre de se déplacer, relativement à la partie fixe (26, 27) du verrou, selon un axe (z) orthogonal à la couche de base (2) du support porte-outil (1), - une couche électronique (20) dotée de moyens de mesure
(21) des déplacements de la partie mobile (38) du verrou selon l'axe (z).
6/ - Outil terminal selon la revendication 5, caractérisé en ce que le verrou de la couche de mesure de contraintes de pression (25) comprend un verrou dont: - la partie fixe (26, 27) consiste en une plaque solidarisée en translation selon l'axe (z) à la couche de base (2), dans laquelle est ménagé au moins un orifice (28) à l'intérieur duquel s'étend transversalement un élément amortisseur (29) plan solidarisé à ladite plaque sur le pourtour de l'orifice, - la partie mobile consiste, pour chaque orifice de la plaque formant la partie 15 fixe du verrou, en un plot (38) solidarisé en translation selon l'axe (z) à la couche fonctionnelle (33), et adapté pour venir au contact de l'élément amortisseur (29) et entraîner la déformation de ce dernier lors d'un effort de
pression exercé sur la couche fonctionnelle (33).
7/ - Outil terminal selon l'une des revendications 2 à 6, 20 caractérisé en ce qu'il comprend deux couches de mesure de contraintes (16, 25)
consistant respectivement en une couche de mesure de contraintes de cisaillement (16)
et en une couche de mesure de contraintes de pression (25).
8/ - Outil terminal selon la revendication 7, caractérisé en ce que les deux couches de mesure de contraintes (16, 25) sont ménagées de part et d'autre 25 d'une couche électronique (20) unique, la couche de mesure de contraintes de pression (25) s'étendant entre ladite couche électronique et la couche fonctionnelle (33), et la couche de mesure de contraintes de cisaillement (16) s'étendant entre ladite couche
électronique et la couche de base (2) du support porte-outil (1).
9/ - Outil terminal selon la revendication 8, caractérisé en ce que la couche fonctionnelle (33) est scindée en au moins deux zones (36; 37) aptes à débattre l'une par rapport à l'autre selon l'axe (z), la couche de mesure de contraintes de
pression (25) comportant un verrou associé à chacune desdites zones.
10/ - Outil terminal selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que l'outil chirurgical (11; 60) comporte une couche support (12; 61) adaptée pour être solidarisée sur la couche de base (2; 51) du support porte-outil (1; 50), et comportant une connectique de raccordement (14) d'une part à la connectique de chaque couche électronique (20; 63), et d'autre part, à une source d'énergie 10 électrique et/ou lumineuse et/ou fluidique.
11/ - Outil terminal selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'outil chirurgical (11; 60) comporte une couche d'interface (30; 66) adaptée pour être solidarisée sous la couche fonctionnelle (33; 70) et intégrant des composants (31, 32; 67, 68) de transport d'énergie entre le milieu extérieur et la 15 couche électronique.
12/ - Outil terminal selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'outil chirurgical (11; 60) comporte des broches (40) s'étendant au travers d'orifices superposés ménagés dans les différentes couches dudit outil, et adaptées pour être solidarisées dans des orifices (7; 55) ménagés dans la couche de 20 base (2; 51) du support porte-outil (1; 50).
13/ - Outil terminal caractérisé en ce qu'il consiste en une pince composée de deux ensembles (1, 11) support porte-outil/outil chirurgical selon l'une des revendications précédentes, dont les supports porte-outil (1) sont dotés, dans le prolongement de leur couche de base (2), chacun d'une oreille (4) orthogonale à ladite 25 couche de base, d'articulation de la pince.
14/ - Outil terminal selon les revendications 11 et 13, caractérisé en ce que la couche fonctionnelle (33) de chaque outil chirurgical intègre au moins une électrode (34, 35) affleurant la face supérieure de ladite couche
fonctionnelle, la couche d'interface (30) comportant un composant conducteur (32)
d'alimentation de chaque électrode.
/- Outil terminal selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'il consiste en un bistouri à une lame ou une lame de ciseau 5 comportant une couche fonctionnelle (70) en forme de lame possédant une face latérale
longitudinale profilée en forme de biseau formant une arête de coupe longitudinale.
16/ - Outil terminal selon les revendications 11 et 15, caractérisé en ce que la couche fonctionnelle (70) forme une lame bipolaire dotée d'une épaisseur (72) en matériau conducteur de l'électricité, la couche d'interface (66) 10 comportant un composant conducteur (67) d'alimentation de ladite épaisseur
conductrice.
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