FR2860899A1

FR2860899A1 - Surgical operation e.g. laparoscopic surgery, simulation device, has module controlling linking of operation stages, where each stage is associated with action effected by virtual tool and eventual reaction associated with validation stage

Info

Publication number: FR2860899A1
Application number: FR0311829A
Authority: FR
Inventors: Kamensky Olivier Bantiche; Maniere Eve Coste
Original assignee: Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique INRIA
Current assignee: Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique INRIA
Priority date: 2003-10-09
Filing date: 2003-10-09
Publication date: 2005-04-15
Anticipated expiration: 2023-10-09
Also published as: FR2860899B1

Abstract

The device has a processing module that accesses a memory to determine a list of patterns defining organ, with which a virtual tool comes into collision. A control module controls the linking of stages of a surgical operation e.g. laparoscopic surgery. Each stage is associated with an action effected by the virtual tool to a zone e.g. peritoneum zone, and an eventual reaction associated with a validation stage. Independent claims are also included for the following: (a) a surgical operation simulation station (b) a method of simulating an operation in a zone.

Description

INRIA73.FRD.wpdINRIA73.FRD.wpd

DISPOSITIF ET PROCÉDÉ DE SIMULATION D'UNE INTERVENTION À CONTRâLE DE PRÉCÉDENCE L'invention concerne le domaine de la simulation d'intervention, et plus particulièrement la simulation en temps réel d'intervention impliquant au moins un objet virtuel et au moins un outil (ou instrument) virtuel. The invention relates to the field of intervention simulation, and more particularly to real-time intervention simulation involving at least one virtual object and at least one tool (or virtual instrument).

Tout type d'objet est ici visé, et notamment les organes d'humains ou d'animaux. Any type of object is here referred to, and in particular the organs of humans or animals.

La simulation en temps réel est une technique particulièrement bien adaptée à l'apprentissage et à l'entraînement. Elle permet en effet d'apprendre à maîtriser des gestes définissant une intervention (ou opération), avant de procéder à une intervention réelle qui pourrait s'avérer risquée sans entraînement préalable. C'est plus particulièrement le cas lorsque les conditions d'intervention sont difficiles etlou coûteuses et/ou nécessitent une importante logistique et/ou lorsque les interventions réelles sont rares et/ou dangereuses et/ou posent des problèmes d'éthique. Real-time simulation is a particularly good technique for learning and training. It makes it possible to learn to master gestures defining an intervention (or operation), before making a real intervention that could be risky without prior training. This is particularly the case when the intervention conditions are difficult and / or costly and / or require significant logistics and / or when the actual interventions are rare and / or dangerous and / or pose ethical problems.

Des domaines tels que la rééducation fonctionnelle, ou la robotique sousmarine, ou encore la chirurgie, et en particulier la chirurgie "minimalement invasive", sont tout particulièrement concernés par ce type de simulation. Areas such as functional rehabilitation, or underwater robotics, or surgery, particularly "minimally invasive" surgery, are particularly concerned by this type of simulation.

2 5 Un certain nombre de simulateurs d'intervention ont été proposés ces dernières années, notamment dans le domaine chirurgical. Cependant, ces simulateurs se focalisent essentielle-ment sur le réalisme visuel (représentation graphique tridimensionnelle (3D) des objets et des outils) et sur le réalisme physique (reproduction de la réaction de la matière en présence de contraintes) des principaux objets et outils impliqués dans une intervention. A number of intervention simulators have been proposed in recent years, particularly in the surgical field. However, these simulators focus mainly on visual realism (three-dimensional graphical representation (3D) of objects and tools) and on physical realism (reproduction of the reaction of matter in the presence of constraints) of the main objects and tools involved. in an intervention.

En outre, aucun simulateur connu ne permet de contrôler l'enchaînement prédéfini des étapes d'une intervention simulée. In addition, no known simulator can control the predefined sequence of steps of a simulated intervention.

De plus, les simulateurs actuels sont dédiés à un type d'intervention au sein d'un unique domaine, de sorte qu'ils ne peuvent pas être adaptés ou reconfigurés pour servir à d'autres types d'intervention, et encore moins pour servir dans d'autres domaines. In addition, the current simulators are dedicated to one type of intervention within a single domain, so they can not be adapted or reconfigured to serve other types of intervention, let alone to serve in other areas.

L'invention a donc pour but de remédier à tout ou partie des inconvénients précités. The invention therefore aims to remedy all or part of the aforementioned drawbacks.

Elle propose à cet effet un dispositif dédié à la simulation d'interventions effectuées dans une ou plusieurs zones, constituées chacune d'un ensemble de motifs élémentaires, comme par exemple des polygones, représentatifs d'au moins un objet virtuel, au moyen d'un ou plusieurs outils virtuels téléopérés par une station de simulation. To this end, it proposes a device dedicated to the simulation of interventions carried out in one or more zones, each consisting of a set of elementary patterns, such as for example polygons, representative of at least one virtual object, by means of one or more virtual tools teleoperated by a simulation station.

Ce dispositif se caractérise par le fait qu'il comprend: É une mémoire dans laquelle est stockée une décomposition d'au moins une intervention sous la forme d'un ensemble d'étapes opératoires associées chacune à une action effectuée avec un outil virtuel, à une zone et à une éventuelle réaction associée à un état de validation, et liées entre elles par des relations de précédence, et É des moyens de traitement chargés de déterminer pour chaque outil effectuant une action d'une étape de l'intervention considérée, en accédant à la mémoire, i) l'ensemble des motifs avec lesquels l'outil entre en collision, puis ii) pour chaque motif de cet ensemble, chaque 2 0 zone à laquelle il appartient et qui satisfait à au moins une condition choisie (zone dite "déclenchée"), puis iii) pour chaque zone déclenchée, chaque étape à laquelle elle est associée compte tenu de l'outil téléopéré, puis iv) pour chacune des étapes associées, chaque étape à laquelle elle est liée par un lien de précédence afin de déterminer l'état de validation de ces étapes précédentes et de valider l'étape associée puis d'exécuter 2 5 l'éventuelle réaction associée lorsqu'au moins les étapes précédentes, avec lesquelles l'étape considérée est liée par des liens de précédence obligatoire, ont été validées. This device is characterized by the fact that it comprises: E a memory in which is stored a decomposition of at least one intervention in the form of a set of operating steps each associated with an action performed with a virtual tool, to a zone and a possible reaction associated with a validation state, and linked together by precedence relations, and É processing means responsible for determining for each tool performing an action of a step of the intervention considered, in accessing the memory, i) all the patterns with which the tool collides, then ii) for each pattern of this set, each zone to which it belongs and that satisfies at least one selected condition (zone so-called "triggered"), then iii) for each triggered zone, each step with which it is associated taking into account the teleoperated tool, then iv) for each associated step, each step at which it is linked by a precedence link in order to determine the validation status of these previous steps and to validate the associated step and then to carry out the eventual associated reaction when at least the preceding steps, with which the considered step is linked by mandatory precedence links, have been validated.

Chaque intervention est donc associée à un scénario (principal) constitué d'un ensemble d'étapes opératoires liées entre elles par des liens de précédence, de sorte que l'on ne peut valider une étape qu'à condition que l'on ait effectué correctement et dans un ordre autorisé par le scénario (principal) toutes les étapes obligatoires antérieures. Each intervention is therefore associated with a (main) scenario consisting of a set of operating steps linked together by precedence links, so that a step can only be validated if it has been performed. correctly and in an order authorized by the (main) scenario all previous mandatory steps.

Le dispositif selon l'invention peut comporter d'autres caractéristiques qui pourront être prises séparément ou en combinaison, et notamment: É des moyens de traitement agencés de manière à considérer qu'une zone est déclenchée lorsqu'elle a fait l'objet d'une action spécifique achevée par l'outil téléopéré (la condition choisie est alors une condition de déclenchement), É des moyens de traitement capables de déterminer dans la mémoire les zones déclenchées parmi l'ensemble des zones auxquelles appartient le motif, É des moyens de traitement chargés de déterminer les zones déclenchées après avoir appliqué au motif concerné un traitement correspondant à l'action effectuée par l'outil téléopéré, É des moyens de traitement agencés, lorsqu'une étape n'a pas été validée, pour déclencher une réaction (associée à l'état de validation), comme par exemple générer un message d'avertissement destiné à être affiché sur l'écran de la station de simulation, É des moyens de traitement capables d'opérer dans un mode de simulation, dit d'apprentis-sage, dans lequel, après validation d'une étape ils déterminent chaque étape suivante, liée par un lien de précédence direct à l'étape validée, de manière à ordonner l'affichage sur l'écran d'informations liées au moins à l'étape suivante. Par exemple, les informations se présentent sous la forme de couleurs spécifiques permettant de mettre en évidence la ou les zones qui doivent faire l'objet de la ou des étapes suivantes, ou bien sous la forme d'un organigramme signalant la position de la ou des étapes suivantes dans le scénario, 2 0 É des moyens de traitement capables, lorsqu' ils déterminent une zone déclenchée associée à une étape qui appartient à un scénario auxiliaire (ou branchement), de déclencher une réaction, comme par exemple générer un message d'avertissement destiné à être affiché sur l'écran et/ou appliquer à chaque motif concerné un traitement correspondant à l'action effectuée par l'outil téléopéré, puis de procéder à la vérification de la validité de chaque étape dudit scénario auxiliaire jusqu'à la reprise du scénario principal. Dans ce cas, les moyens de traitement peuvent être également chargés de compter le temps mis pour revenir au scénario principal ou bien de déterminer la valeur d'un paramètre propre au scénario auxiliaire, et pour décider de la poursuite de la simulation lorsque ce temps est inférieur à une durée choisie et/ou lorsque cette valeur est inférieure à un seuil choisi, 3 0 É des zones stockées dans la mémoire en correspondance de données auxiliaires représentati- ves d'une position avec une marge d'erreur. The device according to the invention may comprise other characteristics that may be taken separately or in combination, and in particular: E processing means arranged so as to consider that a zone is triggered when it has been the object of a specific action completed by the teleoperated tool (the selected condition is then a trigger condition), É processing means capable of determining in the memory the triggered zones among the set of zones to which the pattern belongs, É means of processing to determine the triggered zones after applying to the reason concerned a treatment corresponding to the action performed by the teleoperated tool, É processing means arranged, when a step has not been validated, to trigger a reaction ( associated with the validation status), such as for example generating a warning message intended to be displayed on the screen of the station of simulation, É means of treatment capable of operating in a simulation mode, called apprentice-wise, in which, after validation of a step, they determine each next step, linked by a direct precedence link to the step validated, so as to order the display on the screen of information related to at least the next step. For example, the information is in the form of specific colors making it possible to highlight the zone or zones that must be the subject of the following step or steps, or in the form of a flowchart indicating the position of the or next steps in the scenario, 2 0 É capable processing means, when they determine a triggered zone associated with a step that belongs to an auxiliary scenario (or branching), to trigger a reaction, such as for example generating a message warning to be displayed on the screen and / or apply to each reason concerned a treatment corresponding to the action performed by the teleoperated tool, then to verify the validity of each step of said auxiliary scenario up to the recovery of the main scenario. In this case, the processing means may also be responsible for counting the time taken to return to the main scenario or to determine the value of a parameter specific to the auxiliary scenario, and to decide on the continuation of the simulation when this time is less than a chosen duration and / or when this value is lower than a chosen threshold, 30 E of the zones stored in the auxiliary data matching memory represent a position with an error margin.

Un tel dispositif peut être avantageusement implanté dans une station de simulation comprenant un dispositif de contrôle d'au moins un outil virtuel, au moins un capteur délivrant des données représentatives des trajectoires et/ou sens de déplacement et/ou actions effectuées par cet outil lorsqu'il est téléopéré, et un écran destiné à l'affichage d'une région contenant une partie au moins d'un objet et une partie au moins de l'outil téléopéré. Such a device can advantageously be implanted in a simulation station comprising a device for controlling at least one virtual tool, at least one sensor delivering data representative of the trajectories and / or direction of movement and / or actions performed by this tool when it is teleoperated, and a screen for displaying a region containing at least part of an object and at least part of the teleoperated tool.

L'invention porte également sur un procédé dédié à la simulation d'interventions effectuées dans une ou plusieurs zones constituées d'un ensemble de motifs élémentaires représentatifs d'au moins un objet virtuel, au moyen d'au moins un outil virtuel téléopéré par une station de simulation. The invention also relates to a method dedicated to the simulation of interventions carried out in one or more zones consisting of a set of elementary patterns representative of at least one virtual object, by means of at least one virtual tool teleoperated by a simulation station.

Ce procédé se caractérise par le fait qu'il consiste: É à décomposer l'intervention en un ensemble d'étapes opératoires associées chacune à une action effectuée avec un outil virtuel, à une zone et à une éventuelle réaction associée à un 15 état de validation, et liées entre elles par des relations de précédence, et É à déterminer pour chaque outil effectuant une action d'une étape de l'intervention, i) l'ensemble des motifs avec lesquels il entre en collision, puis ii) pour chaque motif de cet ensemble, chaque zone à laquelle il appartient et qui satisfait à au moins une condition choisie (zone alors dite déclenchée), puis iii) pour chaque zone déclenchée, chaque étape 2 0 à laquelle elle est associée compte tenu de l'outil téléopéré, puis iv) pour chacune des étapes associées, chaque étape à laquelle elle est liée par un lien de précédence de manière à déterminer l'état de validation de ces étapes précédentes, et à valider l'étape associée puis exécuter l'éventuelle réaction associée lorsqu'au moins les étapes précédentes, avec lesquelles l'étape considérée est liée par des liens de précédence obligatoire, ont été 2 5 validées. This method is characterized in that it consists in: É decomposing the intervention into a set of operative steps each associated with an action performed with a virtual tool, a zone and a possible reaction associated with a state of validation, and linked together by precedence relationships, and E to be determined for each tool performing an action of a step of the intervention, i) all the patterns with which it collides, then ii) for each reason of this set, each zone to which it belongs and which satisfies at least one selected condition (so-called triggered zone), then iii) for each triggered zone, each step 2 0 with which it is associated taking into account the tool teleoperated, then iv) for each of the associated steps, each step to which it is linked by a precedence link so as to determine the validation status of these previous steps, and to validate the step associated and then perform the eventual associated reaction when at least the previous steps, with which the step in question is linked by binding precedence links, have been validated.

Pour chaque étape précédente non validée, on déclenche la réaction de défaut de précédence associée. For each previous step not validated, it triggers the associated precedence defect reaction.

3 0 Le procédé selon l'invention peut comporter d'autres caractéristiques qui pourront être prises séparément ou en combinaison, et notamment: É on peut considérer une zone comme déclenchée lorsqu'elle a fait l'objet d'une action spécifique achevée par l'outil téléopéré, É on peut déterminer les zones déclenchées parmi l'ensemble des zones auxquelles appartient le motif considéré, É on peut déterminer les zones déclenchées après avoir appliqué au motif concerné un traitement correspondant à l'action effectuée par l'outil téléopéré, É lorsqu'une étape n'a pas été validée, on peut déclencher une réaction (associée à l'état de validation), comme par exemple générer un message d'avertissement destiné à être affiché sur l'écran de la station de simulation, É on peut prévoir un mode de simulation, dit d'apprentissage, dans lequel, après validation d'une étape, on détermine chaque étape suivante à laquelle elle est liée par un lien de précédence direct, afin, par exemple, d'afficher des informations liées au moins à la ou les étapes suivantes, É lorsque l'on détermine une zone déclenchée associée à une étape qui appartient à un scénario auxiliaire (ou branchement), on peut déclencher une réaction, comme par exemple générer un message d'avertissement destiné à être affiché sur l'écran et/ou appliquer à chaque motif concerné un traitement correspondant à l'action effectuée par l'outil téléopéré, puis procéder à la vérification de la validité de chaque étape dudit scénario auxiliaire jusqu'à la reprise du scénario principal. Dans ce cas, on peut également envisager de ne poursuivre la simulation du scénario principal que lorsque le temps mis pour revenir à l'intervention est inférieur à une durée choisie, et/ou lorsque la valeur d'un paramètre lié 2 0 au scénario auxiliaire est inférieure à un seuil choisi, É des zones stockées en correspondance de données auxiliaires représentatives d'une position avec une marge d'erreur. The process according to the invention may comprise other characteristics which may be taken separately or in combination, and in particular: A zone may be considered as triggered when it has been the subject of a specific action completed by the remotely operated tool, it is possible to determine the triggered zones among the set of zones to which the considered motive belongs. It is possible to determine the triggered zones after having applied to the motive concerned a treatment corresponding to the action performed by the teleoperated tool. É when a step has not been validated, it is possible to trigger a reaction (associated with the validation status), such as for example generating a warning message intended to be displayed on the screen of the simulation station, We can provide a simulation mode, called learning, in which, after validation of a step, we determine each next step to which it is linked by a link of e direct precedence, for example, to display information related to at least the next step or steps, É when determining a triggered zone associated with a step that belongs to an auxiliary scenario (or branching), one can trigger a reaction, such as for example generating a warning message intended to be displayed on the screen and / or applying to each reason concerned a processing corresponding to the action performed by the teleoperated tool, then proceeding to the verification of the validity of each step of said auxiliary scenario until the resumption of the main scenario. In this case, it is also conceivable to continue the simulation of the main scenario only when the time taken to return to the intervention is less than a chosen duration, and / or when the value of a parameter linked to the auxiliary scenario is less than a chosen threshold, E is the zones stored in auxiliary data correspondence representative of a position with an error margin.

L'invention est particulièrement bien adaptée, bien que de façon non exclusive, à la simulation d'interventions sur des objets tels que des organes d'animaux ou d'humains, notamment dans le cadre d'interventions minimalement invasives telles que les opérations laparoscopiques et coelioscopiques. The invention is particularly well suited, although not exclusively, to the simulation of interventions on objects such as organs of animals or humans, particularly in the context of minimally invasive procedures such as laparoscopic operations. and laparoscopic.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description 3 0 détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 illustre de façon schématique un exemple de réalisation de station de simulation selon l'invention, 2860899 6 - la figure 2 illustre de façon schématique un exemple de décomposition d'une opération laparoscopique en étapes, - les figures 3A et 3B illustrent un exemple d'algorithme de validation d'étape selon l'invention, - la figure 4 illustre un exemple de modélisation d'une zone d'incision et de tracés d'incision valide et non valide, - la figure 5 illustre un exemple de modélisation d'une zone de section et d'un tracé de section valide, et la figure 6 illustre de façon schématique un exemple de déroulement d'une intervention comportant des étapes liées par des précédences obligatoires et non obligatoire. Other features and advantages of the invention will become apparent upon examination of the following detailed description, and the accompanying drawings, in which: FIG. 1 schematically illustrates an exemplary embodiment of a simulation station according to FIG. 2 schematically illustrates an example of decomposition of a laparoscopic operation in steps; FIGS. 3A and 3B illustrate an exemplary step validation algorithm according to the invention; FIG. 4 illustrates an exemplary modeling of an incision area and valid and invalid incision lines; FIG. 5 illustrates an exemplary modeling of a section area and a valid section plot, and FIG. 6 is a schematic illustration of an example of a procedure involving steps linked by mandatory and non-mandatory precedences.

Les dessins annexés pourront non seulement servir à compléter l'invention, mais aussi contribuer à sa définition, le cas échéant. The attached drawings may not only serve to complete the invention, but also contribute to its definition, if any.

L'invention est destinée à permettre le contrôlé de l'enchaînement des étapes d'une intervention simulée sur un ou plusieurs objets virtuels à l'aide d'un ou plusieurs outils virtuels téléopérés. The invention is intended to allow the control of the sequence of steps of a simulated intervention on one or more virtual objects using one or more teleoperated virtual tools.

Comme cela est illustré sur la figure 1, l'invention peut être mise en oeuvre à l'aide d'un dispositif de simulation D implanté dans une station de simulation SS. La station de simulation SS comporte par exemple un ordinateur (ou une station de travail) ST muni d'un moniteur MO et d'un module de contrôle MC couplé à un dispositif de pilotage d'outil DPO, luimême couplé à des capteurs de déplacement CP. Ces capteurs de déplacement CP sont agencés de manière à délivrer au module de contrôle MC des données représentatives de la 2 5 position en fonction du temps (dont on peut déduire la trajectoire et le sens) et éventuelle-ment des actions d'au moins un outil T placé à l'extrémité d'un bras B à déplacement tridimensionnel, téléopéré par un opérateur à l'aide de commandes manuelles MP du dispositif de pilotage d'outil DPO. As illustrated in FIG. 1, the invention can be implemented using a simulation device D implanted in a simulation station SS. The simulation station SS comprises for example a computer (or a workstation) ST equipped with a monitor MO and a control module MC coupled to a tool control device DPO, itself coupled to displacement sensors CP. These displacement sensors CP are arranged so as to deliver to the control module MC data representative of the position as a function of time (from which the trajectory and the direction can be deduced) and possibly actions of at least one tool T placed at the end of a three-dimensional displacement arm B, teleoperated by an operator using manual controls MP of the tool control device DPO.

Les commandes manuelles MP comportent par exemple un levier de pilotage (de type "joystick") et/ou une ou plusieurs pédales de commande et/ou une ou plusieurs touches de commande (de type sensitif, ou bouton-poussoir, ou encore "souris"). Une action est par exemple une coagulation déclenchée par l' actionnement d'une pédale ou d'un bouton-poussoir. The manual controls MP comprise, for example, a control lever (of the "joystick" type) and / or one or more control pedals and / or one or more control buttons (of the sensory type, or push button, or "mouse" "). An action is for example a coagulation triggered by the actuation of a pedal or a push button.

Par exemple dans le cas d'interventions telles que des opérations chirurgicales minimalement invasives de type laparoscopique, le dispositif de pilotage d'outil DPO peut être la "Virtual Laparoscopic Interface"de la société Immersion. Une telle interface est en effet spécialisée dans la reproduction des mouvements d'outils virtuels laparoscopiques. Elle ne dispose pas de mécanisme de retour d'effort, mais offre un point fixe qui reproduit le passage de l'outil au travers d'une incision de petite taille. Dans une première variante, on peut utiliser l'interface "Phantom" de la société Sensable. Cette interface dispose d'un mécanisme de retour d'effort, mais n'offre pas de point fixe. Dans une seconde variante, on peut utiliser la "Laparoscopic Surgical Workstation"de la société Immersion. Une telle station de travail offre à la fois un point fixe et un mécanisme de retour d'effort. For example, in the case of interventions such as minimally invasive surgical procedures of the laparoscopic type, the DPO tool control device may be the "Virtual Laparoscopic Interface" of the Immersion company. Such an interface is indeed specialized in the reproduction of laparoscopic virtual tool movements. It does not have a force feedback mechanism, but offers a fixed point that reproduces the passage of the tool through a small incision. In a first variant, the "Phantom" interface of the company Sensable can be used. This interface has a force feedback mechanism, but does not offer a fixed point. In a second variant, it is possible to use the "Laparoscopic Surgical Workstation" of Immersion. Such a workstation offers both a fixed point and a force feedback mechanism.

On peut également utiliser une station de travail dédiée à la simulation d'intervention, ou bien la console maître d'un robot dédié aux opérations in vivo, comme par exemple le robot "Da Vinci" de la société Intuitive Surgical Inc, en lui adjoignant un dispositif de simulation D selon l'invention. One can also use a workstation dedicated to intervention simulation, or the master console of a robot dedicated to in vivo operations, such as for example the "Da Vinci" robot from Intuitive Surgical Inc, adding to it a simulation device D according to the invention.

Dans l'exemple illustré, le dispositif de simulation D selon l'invention est couplé au module 2 0 de contrôle MC qui l'alimente en données de trajectoire et de sens de déplacement, déduits des gestes et/ou actions effectués par l'opérateur à l'aide du dispositif de pilotage d'outil DPO, et qui sont représentatifs des déplacements de l'outil virtuel T porté par le bras B. Le module de contrôle MC est agencé de manière à afficher en temps réel, sur l'écran E du 2 5 moniteur MO, l'outil téléopéré T et le ou les objets (ou organes) O, objet(s) de l'intervention (ou opération). In the illustrated example, the simulation device D according to the invention is coupled to the control module MC which supplies it with trajectory and direction of movement data, deduced from the actions and / or actions performed by the operator. using the device control device DPO, and which are representative of the movements of the virtual tool T carried by the arm B. The control module MC is arranged to display in real time, on the screen E of the monitor MO, the teleoperated tool T and the object or objects (or organs) O, object (s) of the intervention (or operation).

Comme indiqué ci-avant, le dispositif de simulation D est chargé de contrôler l'enchaînement des étapes d'une intervention simulée. A cet effet, l'invention propose de décomposer chaque 3 0 intervention en un ensemble d'étapes opératoires associées chacune à une action effectuée avec un outil virtuel T, à une zone Z et à une éventuelle réaction associée à un état de validation, et liées entre elles par des relations de précédence. En d'autres termes, à chaque intervention correspond un scénario dont le bon déroulement est contrôlé en temps réel par le dispositif de simulation D à l'aide d'un algorithme de simulation d'intervention. As indicated above, the simulation device D is responsible for controlling the sequence of steps of a simulated intervention. For this purpose, the invention proposes to break down each intervention into a set of operating steps each associated with an action performed with a virtual tool T, with a zone Z and with a possible reaction associated with a validation state, and linked by precedence relations. In other words, each intervention corresponds a scenario whose smooth running is controlled in real time by the simulation device D using an intervention simulation algorithm.

Cet algorithme consiste tout d'abord à définir la décomposition de l'intervention en étapes constituant un scénario, puis à procéder à la validation des étapes du scénario. Cette validation, qui sera décrite plus loin, consiste à vérifier si chaque étape, associée à une action effectuée à l'aide de l'outil virtuel O dans la zone d'intervention, est valide tant en terme de résultat que de précédence. This algorithm consists first of all in defining the decomposition of the intervention in steps constituting a scenario, and then in validating the stages of the scenario. This validation, which will be described later, consists of checking whether each step, associated with an action performed using the virtual tool O in the intervention zone, is valid both in terms of result and precedence.

Un exemple de scénario d'intervention est illustré sur la figure 2. Cet exemple correspond à une partie d'une opération chirurgicale minimalement invasive, de type laparoscopique, de prostatectomie radicale. Le scénario prévu pour cette opération comporte sept étapes liées entre elles par des liens de précédence tous obligatoires. An exemplary intervention scenario is illustrated in FIG. 2. This example corresponds to a part of a minimally invasive surgical operation, of laparoscopic type, of radical prostatectomy. The scenario provided for this operation has seven steps linked together by precedence links all mandatory.

Une étape 40 consiste à inciser (action) la zone antérieure droite du péritoine. Cette étape 40 doit être préférablement suivie d'une étape 50 dans laquelle on doit inciser (action) la face latérale droite du retzius jusqu'à ce que l'os soit visible. Une autre étape 60, qui peut être initiée avant les étapes 40 et 50,consiste à inciser (action) la zone antérieure gauche du péritoine. Cette étape 60 doit être préférablement suivie d'une étape 70 dans laquelle on doit 2 0 inciser (action) la face latérale gauche du retzius en maintenant l'os visible. A step 40 is to incise (action) the right anterior zone of the peritoneum. This step 40 must preferably be followed by a step 50 in which the right side face of the retzius must be incised (action) until the bone is visible. Another step 60, which can be initiated before steps 40 and 50, is to incise (act) the left anterior zone of the peritoneum. This step 60 should preferably be followed by a step 70 in which the left side surface of the retzius is to be slit (action) while keeping the bone visible.

Ici, les deux étapes 60 et 70 ne peuvent être effectuées qu'à condition que se déroule simultanément une étape 80 dans laquelle on doit saisir (action) l'artère ombilicale gauche, à l'aide d'une pince bipolaire. Cette étape 80 est de type "temporaire", car sa validité n'est pas permanente. Une fois que les étapes 50 et 70 ont été effectuées, on peut effectuer une étape 90 consistant à sectionner (action) l'ouraque. L'opération se termine alors par une étape 100 dans laquelle on doit inciser (action) la face antérieure du retzius jusqu'à voir l'os visible et jusqu'à joindre les incisions latérales (gauche et droite). Here, the two steps 60 and 70 can be performed only if a step 80 in which the left umbilical artery is to be grasped (action), using a bipolar clamp. This step 80 is of the "temporary" type, since its validity is not permanent. Once steps 50 and 70 have been performed, a step 90 of sectioning (action) the urachus can be performed. The operation then ends with a step 100 in which the anterior aspect of the retzius must be incised (action) until the visible bone is visible and until the lateral incisions (left and right) are joined.

Il est important de noter que dans l'exemple d'opération précité il est indifférent de commencer par effectuer l'étape 40 ou 60. On peut effet commencer par l'étape 60, puis poursuivre par l'étape 40, puis par l'étape 50 et par l'étape 70, ou bien commencer par l'étape 60, puis poursuivre par l'étape 70, puis par l'étape 40 et par l'étape 50, ou encore commencer par l'étape 40, puis poursuivre par l'étape 60, puis par l'étape 50 et par l'étape 70, ou encore commencer par l'étape 40, puis poursuivre par l'étape 60, puis par l'étape 70 et par l'étape 50. Ce qui est important dans ce type de scénario, c'est le respect des liens de précédence entre étapes. Ces liens indiquent les conditions strictement nécessaires à la réalisation de chaque étape. It is important to note that in the aforementioned example operation it is irrelevant to start by performing step 40 or 60. It is possible to start with step 60, then continue with step 40, then with the step 50 and step 70, or start with step 60, then continue with step 70, then with step 40 and step 50, or start with step 40, then continue by step 60, then by step 50 and step 70, or even start with step 40, then continue with step 60, then with step 70 and step 50. This What is important in this type of scenario is respect for precedence links between stages. These links indicate the strictly necessary conditions for the completion of each step.

Ici, tous les liens de précédence sont obligatoires, mais un scénario d'intervention peut comporter un ou plusieurs liens de précédence facultative (ou non obligatoire). Une étape pointant vers une étape précédente avec un lien facultatif peut être validée sans que cette étape précédente ait été validée auparavant. Cependant, lorsqu'une procédure de défaut de précédence est liée à ce lien de précédence facultatif, ladite procédure est appelée lorsque l'étape précédente facultative n'a pas été validée. Here, all precedence links are mandatory, but an intervention scenario can have one or more optional precedence links (or not required). A step pointing to a previous step with an optional link can be validated without this previous step being validated before. However, when a precedence precedence procedure is related to this optional precedence link, the procedure is called when the previous optional step has not been committed.

Comme indiqué précédemment, pour qu'une étape de scénario soit validée, il faut certes qu'elle ait été correctement effectuée, mais surtout que les liens de précédence obligatoire qui la lient aux étapes qui la précèdent aient également tous été validés. Cette double vérification de validité est assurée par le dispositif de simulation D à l'aide d'un module de traitement MT mettant en oeuvre un algorithme de validation d'étape dont un exemple illustratif va maintenant être décrit en référence aux figures 3A et 3B. As mentioned above, for a scenario step to be validated, it must certainly have been correctly performed, but above all the mandatory precedence links that bind it to the steps that precede it have all been validated. This double validity check is performed by the simulation device D using an MT processing module implementing a step validation algorithm, an illustrative example of which will now be described with reference to FIGS. 3A and 3B.

On considère dans ce qui suit qu'un opérateur installé devant la station de simulation SS effectue des gestes et des actions à l'aide des commandes manuelles MP du dispositif de pilotage d'outil DPO, afin de piloter chaque outil virtuel T intervenant sur chaque objet virtuel O placé dans une région affichée sur l'écran E du moniteur MO. In what follows, it is considered that an operator installed in front of the simulation station SS performs gestures and actions using the manual commands MP of the tool control device DPO, in order to control each virtual tool T intervening on each virtual object O placed in a region displayed on the screen E of the monitor MO.

Par ailleurs, on considère dans ce qui suit, à titre d'exemple illustratif non limitatif, que l'opérateur ne pilote qu'un seul outil virtuel T intervenant sur un unique objet O de type organe. Mais, bien entendu, l'opérateur pourrait piloter plusieurs outils virtuels destinés à intervenir sur plusieurs organes virtuels, ou un outil virtuel destiné à intervenir sur plusieurs 3 0 organes virtuels, ou encore plusieurs outils virtuels destinés à intervenir sur un unique organe virtuel. Furthermore, it will be considered in the following, by way of non-limiting illustrative example, that the operator controls only one virtual tool T acting on a single object O of type organ. But, of course, the operator could pilot several virtual tools intended to intervene on several virtual organs, or a virtual tool intended to intervene on several virtual organs, or several virtual tools intended to intervene on a single virtual organ.

Enfin, on considère que les données défmissant les étapes du scénario de l'opération ont été préalablement stockées dans une mémoire BD du dispositif de simulation D. Plus précisément, chaque étape correspond préférentiellement à la réalisation d'un geste et/ou d'une action, comme par exemple "tel outil doit toucher telle zone" ou "tel outil doit inciser telle zone". Finally, it is considered that the data defining the steps of the scenario of the operation have been previously stored in a memory BD of the simulation device D. More precisely, each step preferably corresponds to the realization of a gesture and / or a action, such as "such tool must touch such area" or "such tool must incise such area".

Une étape est désignée par un identifiant (ou nom) associé à une zone Z et éventuellement à un outil virtuel. Par ailleurs, une fois qu'une étape a été effectuée, elle est associée à un état de validation (validée ou non validée). En outre, une étape peut présenter un caractère définitif ou temporaire. Par exemple, dans le cas d'une action complexe de type "sectionner le canal X pendant que l'assistant saisit ledit canal X", l'action "saisir le canal" ne présente pas un caractère définitif. Par conséquent, l'étape peut alterner entre un état valide et un état non valide. Il faut cependant que l'action "saisir le canal X" soit validée pour que l'action "sectionner le canal X" soit validée. A step is designated by an identifier (or name) associated with a zone Z and possibly a virtual tool. Moreover, once a step has been performed, it is associated with a validation status (validated or not validated). In addition, a step may be definitive or temporary. For example, in the case of a complex action of type "sectioning the X channel while the assistant enters said channel X", the action "enter the channel" does not have a definitive character. Therefore, the step can alternate between a valid state and an invalid state. It is necessary however that the action "to enter the channel X" is validated so that the action "sectionner channel X" is validated.

Une étape est associée à une liste d'étapes précédentes, c'est-à-dire d'étapes antérieures auxquelles elle est liée par un lien de précédence obligatoire ou facultative. De plus, une étape peut être associée à une réaction en cas de succès de sa validation, et à un nombre 2 0 d'éventuelles réactions d'échec égal au nombre de ses liens de précédence avec des étapes précédentes. Au moment du déclenchement de l'étape, pour chaque étape précédente placée dans son état non valide, l'éventuelle réaction d'échec associée est appelée. Une réaction peut consister par exemple à afficher un message d'avertissement, ou un message de félicitation, ou un message d'attente d'une nouvelle étape, ou encore un message d'arrêt de simulation. A step is associated with a list of previous steps, i.e. previous steps to which it is linked by a mandatory or optional precedence link. In addition, a step may be associated with a response upon successful validation, and with a number of failure reactions equal to the number of precedence links with preceding steps. At the time of the triggering of the step, for each previous step placed in its invalid state, the eventual associated failure reaction is called. A reaction may for example be to display a warning message, or a congratulatory message, or a message waiting for a new step, or a stop simulation message.

On entend ici par zone Z un ensemble (ou une liste) de motifs M pouvant appartenir à un ou plusieurs organes virtuels O. Chaque organe O est en effet décomposé en motifs M, comme par exemple des polygones, tels que des triangles, comme illustré sur les figures 4 et 5. Zone Z here means a set (or a list) of patterns M that may belong to one or more virtual members O. Each member O is indeed decomposed into patterns M, such as for example polygons, such as triangles, as illustrated. in Figures 4 and 5.

3 0 Par définition, une zone est dite "déclenchée" lorsqu'elle satisfait à une condition choisie, comme par exemple lorsqu'elle est entrée en collision avec un outil virtuel T (zone de base), ou lorsqu'elle a fait l'objet d'une action spécifique achevée, telle qu'une incision ou une section auxquelles correspondent une zone d'incision ou une zone de section. By definition, an area is said to be "triggered" when it satisfies a chosen condition, for example when it has collided with a virtual tool T (base area), or when it has done so. object of a specific action completed, such as an incision or section to which an incision area or a sectional area correspond.

Une zone d'incision ZI n'est constituée que de motifs connexes M appartenant à un unique organe O. Comme illustré sur la figure 4, elle est préférentiellement délimitée par deux sous-zones FI et F2, constituées chacune d'un nombre choisi de motifs adjacents (matérialisés en gris foncé), et par deux "lignes" L 1 et L2 joignant les deux sous- zones F 1 et F2 par des côtés de motifs M. En fait, une zone est par définition délimitée par l'étendue de ses motifs. L'étape associée à une telle zone ZI ne fait l'objet d'une analyse de validité de précédence qu'à condition que l'incision ait été correctement effectuée. An incision zone ZI consists only of related motifs M belonging to a single element O. As illustrated in FIG. 4, it is preferentially delimited by two subfields F1 and F2, each consisting of a chosen number of adjacent patterns (materialized in dark gray), and by two "lines" L 1 and L 2 joining the two sub-areas F 1 and F 2 by the sides of patterns M. In fact, a zone is defined by delimitation by the extent of his motives. The step associated with such a zone ZI is subject to a precedence validity analysis only if the incision has been correctly performed.

Une incision est dite correctement effectuée lorsque la trajectoire suivie par l'outil virtuel d'incision T est entièrement contenue dans la zone d'incision ZI, débute au niveau de l'une des sous-zones, par exemple F1, et se termine au niveau de l'autre sous-zone, par exemple F2. La trajectoire est alors définie par une succession de motifs adjacents (présentant un côté commun). Un exemple de trajectoire d'incision correcte Ti est illustré en noir sur la figure 4. L'autre trajectoire T2, illustrée en gris clair sur cette même figure 4, est incorrecte du fait qu'elle sort de la zone d'incision ZI et de plus ne passe que par l'une des deux sous-zones F l et F2. An incision is correctly made when the trajectory followed by the virtual incision tool T is entirely contained in the incision area ZI, starts at one of the subfields, for example F1, and ends at level of the other subfield, for example F2. The trajectory is then defined by a succession of adjacent patterns (having a common side). An example of a correct incision trajectory Ti is illustrated in black in FIG. 4. The other trajectory T2, illustrated in light gray on this same FIG. 4, is incorrect because it leaves the incision area ZI and moreover passes only through one of the two subfields F 1 and F 2.

La largeur d'une zone d'incision ZI (ou hauteur de ses sous-zones F 1 et F2) définit une marge d'erreur pour la position de l'incision. Par ailleurs, la longueur de la zone d'incision 2 0 ZI définit une longueur minimale d'incision. The width of an incision area ZI (or height of its subfields F 1 and F 2) defines a margin of error for the position of the incision. On the other hand, the length of the ZI incision area defines a minimum incision length.

Il est important de noter que les zones d'incision ZI ne sont pas forcément rectangulaires. Elles peuvent prendre n'importe quelle forme fermée susceptible de définir une incision. It is important to note that ZI incision areas are not necessarily rectangular. They can take any closed form that can define an incision.

2 5 Une zone de section ZS permet de définir l'endroit ou un organe O, tel qu'un vaisseau ou un canal, doit être sectionné. Une zone de section ZS est assez similaire à une zone d'incision ZI. Elle est également définie par deux sous-zones F 1 et F2, qui se referment sur elles-mêmes, chacune. Cependant, on n'a plus besoin de définir deux lignes joignant les deux sous-zones étant donné qu'il s'agit ici de sectionner la zone ZS entre ses deux sous-zones fermées Fi et F2. L'étape associée à une telle zone de section ZC ne fait l'objet d'une analyse de validité de précédence qu'à condition que la section ait été correctement effectuée. A zone of section ZS makes it possible to define the place where an organ O, such as a vessel or a channel, must be sectioned. A zone of section ZS is quite similar to a zone of incision ZI. It is also defined by two subfields F 1 and F 2, which close on themselves, each. However, it is no longer necessary to define two lines joining the two sub-zones, since it is here a question of sectioning the zone ZS between its two closed sub-areas Fi and F2. The step associated with such a section area ZC is subject to precedence validity analysis only if the section has been correctly performed.

2860899 12 Une section est dite correctement effectuée lorsque la trajectoire suivie par l'outil virtuel de section T est entièrement contenue dans la zone de section ZS, c'est-à-dire entre les deux souszones fermées F l et F2. Pour vérifier cela, il faut donc déterminer si la zone de section initiale ZS se retrouve après section constituée de deux parties disjointes. La trajectoire est toujours définie par une succession de motifs adjacents (présentant un côté commun). Un exemple de trajectoire de section correcte T est illustré en noir sur la figure 4. A section is said to be correctly performed when the trajectory followed by the virtual tool of section T is entirely contained in the section zone ZS, that is to say between the two closed subzones F 1 and F 2. To verify this, it is necessary to determine if the initial section area ZS is found after section consisting of two disjoint parts. The trajectory is always defined by a succession of adjacent patterns (having a common side). An example of a correct section trajectory T is illustrated in black in FIG.

La largeur de la zone de section ZS (ou distance entre sous-zones fermées F l et F2) définit une marge d'erreur pour la position de l'incision. En d' autres termes, les zones de section ZS sont stockées en correspondance de données auxiliaires qui représentent leurs positions respectives avec une marge d'erreur. The width of the section area ZS (or distance between closed subareas F 1 and F 2) defines a margin of error for the position of the incision. In other words, the zones of section ZS are stored in correspondence of auxiliary data which represent their respective positions with a margin of error.

Une zone peut être bidimensionnelle ou tridimensionnelle (le cas monodimensionnel peut être envisagé, mais il exclut toute marge d'erreur). An area can be two-dimensional or three-dimensional (the one-dimensional case can be considered, but it excludes any margin of error).

Par définition, une action décrit un ou plusieurs gestes indivisibles, comme par exemple "inciser", sectionner", "saisir", "lâcher", "écarter" ou "changer d'outil". Cette liste est purement illustrative et aucunement limitative. By definition, an action describes one or more indivisible gestures, such as "incise", section "," enter "," let go "," discard "or" change tool. "This list is purely illustrative and in no way limiting.

Par exemple, l'action "inciser" peut être définie, d'une part, par des paramètres (organe, surface d'incision, sens, condition d'arrêt), et d'autre part, par une description du type "les ciseaux, orientés selon telle direction, incisent l'organe au niveau de la zone X jusqu'à la. condition d'arrêt". For example, the "incise" action can be defined, on the one hand, by parameters (organ, incision surface, direction, stopping condition), and on the other hand, by a description of the type "incisions". scissors, oriented in such a direction, incise the organ at the zone X to the "off" condition.

2 5 Par exemple, l'action "sectionner" peut être définie, d'une part, par des paramètres (organe, zone), et d'autre part, par une description du type "les ciseaux sectionnent l'organe au niveau de la zone X". For example, the "sectioning" action can be defined, on the one hand, by parameters (organ, zone), and on the other hand, by a description of the type "the scissors section the organ at the level of zone X ".

Par exemple, l'action "saisir" peut être définie, d'une part, par des paramètres (organe, zone, 30 outil, et éventuellement force), et d'autre part, par une description du type "l'outil saisit l'organe, avec une certaine force, au niveau de la zone X". For example, the action "enter" can be defined, on the one hand, by parameters (organ, zone, tool, and possibly force), and on the other hand, by a description of the type "the tool grasps the organ, with a certain force, at the zone X ".

Par exemple, l'action "lâcher" peut être définie, d'une part, par un paramètre (outil), et d'autre part, par une description du type "l'outils'ouvre et relâche ce qu'il tenait". For example, the "release" action can be defined, on the one hand, by a parameter (tool), and on the other hand, by a description of the type "the tool opens and releases what it held" .

Par exemple, l'action "écarter" peut être définie, d'une part, par des paramètres (outil, organe, zone 1, direction d'écartement et éventuellement force et zone 2), et d'autre part, par une description du type "l'outil entre en contact avec l'organe, côté opposé à la direction d'écartement, au niveau de la zone 1, et l'écarte dans la direction d'écartement avec une certaine force ou jusqu'à une certaine zone 2". For example, the "discard" action can be defined, on the one hand, by parameters (tool, organ, zone 1, direction of separation and possibly force and zone 2), and on the other hand, by a description of the type "the tool comes into contact with the member, opposite the direction of separation, at the level of the zone 1, and spreads it in the direction of separation with a certain force or up to a certain zone 2 ".

Par exemple, l' action "changer d'outil" peut être définie, d'une part, par des paramètres (outil 1, outil 2), et d'autre part, par une description du type "changer l'outil 1 pour l'outil 2". For example, the action "change tool" can be defined, on the one hand, by parameters (tool 1, tool 2), and on the other hand, by a description of the type "change tool 1 for the tool 2 ".

Mais d'autres actions peuvent être envisagées, comme par exemple "tirer", "coaguler", "piquer" (ou suturer), ou "disséquer". Cette liste est purement illustrative et aucunement limitative. But other actions can be considered, such as "pull", "coagulate", "sting" (or suture), or "dissect". This list is purely illustrative and in no way limiting.

Par exemple, l'action "tirer" peut être définie, d'une part, par des paramètres (outil, organe, direction et éventuellement force, zone et trajectoire), et d'autre part, par une description du type "l'outil saisit l'organe et le tire dans la direction, avec une certaine force ou jusqu'à une 2 0 certaine zone, selon une certaine trajectoire ". For example, the action "pull" can be defined, on the one hand, by parameters (tool, organ, direction and possibly force, zone and trajectory), and on the other hand, by a description of the type "the The tool grasps the organ and pulls it in the direction, with some force or up to a certain area, along a certain path.

Par exemple, l'action "coaguler" peut être définie, d'une part, par des paramètres (outil (bipolaire ou monopolaire), organe, zone, condition d'arrêt (durée, fin de saignement)), et d'autre part, par une description du type "si l'outil est bipolaire, alors l'outil saisit l'organe au niveau de la zone et coagule jusqu'à la condition d'arrêt, et si l'outil est monopolaire, alors l'outil coagule au niveau de la zone jusqu'à la condition d'arrêt". For example, the "coagulate" action can be defined, on the one hand, by parameters (tool (bipolar or monopolar), organ, zone, stopping condition (duration, end of bleeding)), and other on the other hand, by a description of the type "if the tool is bipolar, then the tool grasps the organ at the level of the zone and coagulates to the stop condition, and if the tool is monopolar, then the tool coagulates at the zone level until the stop condition ".

Par exemple, l'action "piquer" peut être définie, d'une part, par des paramètres (organe, zone, trajectoire), et d'autre part, par une description du type "le porte aiguille pique l'organe 3 0 dans une zone puis la rentre selon une trajectoire (relative au point d'entrée), jusqu'à ce que l'outil entre de nouveau en collision avec l'organe. Le porte aiguille gauche saisit alors le bout de l'aiguille, le porte aiguille droit lâche puis saisit l'aiguille de l'autre côté de l'organe, puis le porte aiguille gauche lâche l'aiguille et le porte aiguille droit finit le mouvement jusqu'à ce que l'aiguille sorte de l'organe". For example, the action "stitching" can be defined, on the one hand, by parameters (organ, zone, trajectory), and on the other hand, by a description of the type "the needle holder stitches the organ 30 in a zone then enters it in a path (relative to the point of entry), until the tool collides again with the organ.The left needle holder then grasps the tip of the needle, the loose right needle holder then grasps the needle on the other side of the organ, then the left needle holder releases the needle and the right needle holder finishes the movement until the needle exits the organ " .

Par exemple, l'action "disséquer" peut être définie, d'une part, par des paramètres (organe 1, organe 2, condition d'arrêt), et d'autre part, par une description du type "les ciseaux incisent l'organe 1 au niveau de sa jonction avec l'organe 2 jusqu'à une condition d'arrêt". For example, the action "dissect" can be defined, on the one hand, by parameters (organ 1, organ 2, stopping condition), and on the other hand, by a description of the type "scissors incise". member 1 at its junction with the member 2 to a stop condition ".

Les exemples présentés ci-avant ne sont donnés qu'à titre purement illustratif. The examples presented above are given for illustrative purposes only.

Comme illustré sur les figures 3A et 3B, l'algorithme de validation d'étape débute par une étape 200 dans laquelle le module de traitement MT du dispositif de simulation D reçoit du module de contrôle MC des données de position et d'action représentatives d'un geste (trajectoire et éventuellement sens de déplacement) et d'une action effectuée par l'opérateur à l'aide de l'outil virtuel téléopéré T, afin d'intervenir sur l'organe O. Dans une étape 210, le module de traitement accède à la mémoire BD dans laquelle se trouvent stockées les données représentatives des motifs Mi définissant l'organe O. Il en déduit alors la liste des motifs Mi qui sont entrés en collision avec l'outil virtuel T. 2 0 Les motifs Mi de cette liste vont alors faire l'objet d'une boucle de traitement, chacun leur tour. Cette boucle de traitement débute dans une étape 220 par la sélection d'un premier motif Mi de la liste, puis se poursuit par une étape 230 dans laquelle le module de traitement MT détermine la réaction du motif Mi induite par l'action de l'outil virtuel T. Par exemple, en cas d'incision le module de traitement MT fait disparaître le motif Mi incisé et/ou 2 5 déclenche un saignement. Il adresse alors au module de contrôle MC des instructions lui demandant de rafraîchir l'affichage compte tenu de la réaction déterminée. Il est important de noter que la réaction de l'organe peut être nulle lorsqu'elle n'entraîne pas de changement de position ou d'aspect des motifs Mi. As illustrated in FIGS. 3A and 3B, the step validation algorithm starts with a step 200 in which the processing module MT of the simulation device D receives from the control module MC position and action data representative of a gesture (trajectory and possibly direction of movement) and an action performed by the operator using the remote teleoperated tool T, to intervene on the organ O. In a step 210, the module The processor accesses the memory BD in which the data representative of the patterns Mi defining the organ O are stored. It then deduces the list of patterns Mi which have collided with the virtual tool T. The patterns Mi from this list will then be the subject of a treatment loop, each in turn. This processing loop starts in a step 220 by selecting a first pattern Mi from the list, then continues with a step 230 in which the processing module MT determines the reaction of the pattern Mi induced by the action of the virtual tool T. For example, in case of incision the processing module MT causes the incised Mi pattern to disappear and / or bleeding. It then sends the control module MC instructions to refresh the display taking into account the determined reaction. It is important to note that the reaction of the organ may be zero when it does not result in a change of position or appearance of the patterns Mi.

3 0 Puis, dans une étape 240, le module de traitement MT accède de nouveau à la mémoire BD pour déterminer la liste des zones Zj auxquelles appartient le motif Mi considéré. Les zones Zj de cette liste vont alors faire l'objet d'une boucle de traitement MT, chacune leur tour. Cette boucle de traitement débute dans une étape 250 par la sélection d'une première zone Zj de la liste, puis se poursuit par une étape 260 dans laquelle le module de traitement MT vérifie si la zone Zj a été déclenchée. Then, in a step 240, the processing module MT accesses the memory BD again to determine the list of zones Zj to which belongs the considered Mi pattern. The zones Zj of this list will then be subject to an MT processing loop, each in turn. This processing loop starts in a step 250 by selecting a first zone Zj from the list, then continues with a step 260 in which the processing module MT checks whether the zone Zj has been triggered.

Comme indiqué précédemment, une zone Zj est dite déclenchée si l'action qui lui est associée a été correctement et intégralement effectuée. Par exemple dans le cas d'une incision le module de traitement MT détermine si l'incision a bien joint les deux sous-zones F1 et F2, sans sortir de la zone Zj. Dans le cas d'une section, le module de traitement MT détermine si la section a bien abouti à la formation de deux portions de zone disjointes et contenant chacune l'une des deux sous-zones fermées F1 ou F2. As indicated above, a zone Zj is said to be triggered if the action associated with it has been correctly and completely performed. For example, in the case of an incision, the processing module MT determines whether the incision has joined the two sub-areas F1 and F2, without leaving the zone Zj. In the case of a section, the processing module MT determines whether the section has resulted in the formation of two disjointed zone portions and each containing one of the two closed sub-areas F1 or F2.

Si la zone Zj n'a pas été déclenchée, cela veut dire que l'étape n'a pas été effectuée correctement. Le module de traitement MT peut éventuellement ordonner au module de contrôle MC d'afficher sur l'écran E un message d'avertissement pour cause d'étape incorrectement effectuée. Si la zone Zj a été déclenchée, la boucle se poursuit par une étape 270 dans laquelle le module de traitement MT accède à la mémoire BD pour déterminer la liste des étapes Ek associées à la zone Zj considérée. If zone Zj has not been triggered, it means that the step has not been performed correctly. The processing module MT may optionally instruct the control module MC to display on the screen E a warning message due to an incorrectly executed step. If the zone Zj has been triggered, the loop continues with a step 270 in which the processing module MT accesses the memory BD to determine the list of steps Ek associated with the zone Zj considered.

Les étapes Ek de cette liste vont alors faire l'objet d'une boucle de traitement, chacune leur tour. Cette boucle de traitement débute dans une étape 280 par la sélection d'une première 2 0 étape Ek de la liste, puis se poursuit par une étape 290 dans laquelle le module de traitement MT accède à la mémoire BD pour déterminer la liste des étapes Elk précédant l'étape Ek considérée et présentant avec elle un lien de précédence. A ce stade, la variable d'état de validation ("Validation Ek") de l'étape Ek est placée par défaut dans l'état "vrai". The steps Ek of this list will then be the subject of a treatment loop, each in turn. This processing loop starts in a step 280 by selecting a first step Ek of the list, then continues with a step 290 in which the processing module MT accesses the memory BD to determine the list of steps Elk preceding the step Ek considered and presenting with it a link of precedence. At this stage, the validation status variable ("Ek validation") of the step Ek is placed in the "true" state by default.

Les étapes précédentes Elk de cette liste vont alors faire l'objet d'une nouvelle boucle de traitement, chacune leur tour. Cette boucle de traitement débute dans une étape 300 par la sélection d'une première étape précédente Elk de la liste, puis se poursuit par une étape 310 dans laquelle le module de traitement MT détermine si l'étape Elk considérée est dans l'état "validé". Une étape précédente Elk est ici dite validée (ou dans son état validé) si elle-même a été effectuée correctement et si la précédence avait été respectée avec les étapes qui la précédaient et avec lesquelles elle était liée par des liens de précédence obligatoire. The previous Elk steps of this list will then be the subject of a new processing loop, each in turn. This processing loop starts in a step 300 by selecting a previous first step Elk from the list, then continues with a step 310 in which the processing module MT determines whether the step Elk considered is in the state " valid". A previous step Elk is here called validated (or in its validated state) if it was carried out correctly and if the precedence had been respected with the steps which preceded it and with which it was bound by links of obligatory precedence.

Si l'étape précédente concernée Elk est validée, alors le module de traitement MT passe à une étape 350. En revanche, si l'étape précédente concernée Elk n'a pas été validée, alors le module de traitement MT lance dans une étape 320 la procédure de réaction qui est éventuellement associée au défaut de précédence avec l'étape Elk. Chaque réaction peut être stockée sous la forme d'un paramètre d'étape dans la mémoire BD. Le module de traitement MT vérifie ensuite dans une étape 330 si le lien de précédence avec cette étape Elk est de type obligatoire ou facultatif. If the previous step concerned Elk is validated, then the processing module MT proceeds to a step 350. On the other hand, if the previous step concerned Elk has not been validated, then the processing module MT starts in a step 320 the reaction procedure which is possibly associated with the lack of precedence with the step Elk. Each reaction can be stored as a step parameter in the BD memory. The processing module MT then checks in a step 330 whether the precedence link with this step Elk is mandatory or optional.

Si le lien est obligatoire, cela indique que le scénario n'a pas été respecté en terme de précédence. Le module de traitement MT refuse alors dans une étape 340 la validation de l'étape Ek pour cause d'étape précédente obligatoire non validée, ce qui se traduit par le placement de la variable Validation Ek à la valeur "faux". Puis, il passe à l' étape 350. Il lance avant une procédure de réaction associée à l'échec de validation de l'étape Ek, consistant, par exemple, à ordonner au module de contrôle MC d'afficher sur l'écran E un message d'avertissement, comme par exemple un message d'interruption de simulation pour cause d'étape précédente à lien de précédence obligatoire non validée. If the link is mandatory, it indicates that the scenario was not respected in terms of precedence. The processing module MT then refuses, in a step 340, the validation of the step Ek due to the previous compulsory step that has not been validated, which results in the placement of the validation variable Ek at the value "false". Then, it goes to step 350. It launches before a reaction procedure associated with the validation failure of step Ek, consisting, for example, in ordering the control module MC to display on the screen E a warning message, such as, for example, a simulation interrupt message due to a preceding step with a mandatory precedence link that has not been validated.

En revanche, si le lien est facultatif cela indique que l'étape Ek peut tout de même être validée. Le module de traitement MT lance alors une procédure de réaction associée à la non 2 0 validation de l'étape précédente facultative Elk. Cela peut par exemple consister à ordonner au module de contrôle MC d'afficher sur l'écran E un message d'avertissement, comme par exemple un message signalant que l'étape précédente Elk aurait pu être effectuée avant l'étape Ek considérée. Puis, le module de traitement MT passe à l'étape 350 afin de déterminer la valeur du compteur d'étapes précédentes Elk. On the other hand, if the link is optional, it indicates that step Ek can still be validated. The processing module MT then initiates a reaction procedure associated with the non-validation of the optional preceding step Elk. This may for example consist in ordering the control module MC to display on the screen E a warning message, such as for example a message indicating that the previous step Elk could have been performed before the step Ek considered. Then, the processing module MT proceeds to step 350 to determine the value of the counter of previous steps Elk.

Il compare l'indice 1 de l'étape Elk considérée à la valeur lmax représentative du nombre d'étapes Elk précédant Ek. Si 1 est inférieure à lmax, alors le module de traitement MT incrémente le compteur d'étapes précédentes d'une unité (1=1+1) dans une étape 370, puis il retourne à l'étape 310 pour effectuer la boucle sur l'étape précédente suivante de la liste. It compares the index 1 of the step Elk considered to the value lmax representative of the number of steps Elk preceding Ek. If 1 is less than 1max, then the processing module MT increments the counter of previous steps by one unit (1 = 1 + 1) in a step 370, then returns to step 310 to perform the loop on the previous step in the list.

3 0 En revanche, si 1= lmax, cela indique au module de traitement MT qu'il a traité toutes les étapes Elk précédant l'étape Ek considérée. On the other hand, if 1 = lmax, this indicates to the processing module MT that it has processed all the steps Elk preceding the step Ek considered.

Le module de traitement MT détermine alors l'état de la variable Validation Ek. Si la variable est placée dans l'état faux, il passe directement à une étape 390. En revanche, si la variable est placée dans l'état vrai (c'est-à-dire si aucune précédence obligatoire invalidée n'a été détectée à l'étape 330), il peut alors, dans une étape 380, valider l'étape Ek considérée. The processing module MT then determines the state of the validation variable Ek. If the variable is placed in the false state, it goes directly to a step 390. On the other hand, if the variable is placed in the true state (that is, if no invalidated precedence has been detected) in step 330), it can then, in a step 380, validate the step Ek considered.

Puis, il peut lancer l'éventuelle procédure de réaction associée à la validation de l'étape Ek. Cela peut par exemple consister à ordonner au module de contrôle MC d'afficher sur l'écran E un message d'avertissement, comme par exemple un message de félicitation signalant que l'étape Ek a été validée. Il passe ensuite à l'étape 390. Then, it can initiate the eventual reaction procedure associated with the validation of step Ek. This may for example consist in ordering the control module MC to display on the screen E a warning message, such as for example a congratulatory message indicating that the step Ek has been validated. It then goes to step 390.

Dans cette étape 390, le module de traitement MT détermine la valeur du compteur d'étapes Ek. Il compare l'indice k de l'étape Ek considérée à la valeur kmax représentative du nombre d'étapes Ek associées à la zone Zj considérée. Si k est inférieure à kmax, alors le module de traitement MT incrémente le compteur d'étapes d'une unité (k = k+l) dans une étape 400, puis il retourne à l'étape 280 pour effectuer la boucle sur l'étape Ek suivante de la liste. En revanche, si k = kmax, cela indique au module de traitement MT qu'il a traité toutes les étapes Ek associées à la zone Zj considérée. In this step 390, the processing module MT determines the value of the step counter Ek. It compares the index k of the step Ek considered to the value kmax representative of the number of steps Ek associated with the zone Zj considered. If k is less than kmax, then the processing module MT increments the step counter by one unit (k = k + 1) in a step 400, then returns to step 280 to loop on the next step Ek of the list. On the other hand, if k = kmax, this indicates to the processing module MT that it has processed all the steps Ek associated with the zone Zj considered.

Il peut alors, dans une étape 410 déterminer la valeur du compteur de zones Zj. Il compare l'indice j de la zone Zj considérée à la valeur jmax représentative du nombre de zones Zj 2 0 associées au motif Mi considéré. Si j est inférieure à jmax, alors le module de traitement MT incrémente le compteur de zones d'une unité (j = j+l) dans une étape 420, puis il retourne à l'étape 250 pour effectuer la boucle sur la zone Zj suivante de la liste. En revanche, si j = jmax, cela indique au module de traitement MT qu'il a traité toutes les zones Zj associées au motif Mi considéré. It can then, in a step 410 determine the value of the zone counter Zj. It compares the index j of the zone Zj considered to the value jmax representative of the number of zones Zj 2 0 associated with the pattern Mi considered. If j is less than jmax, then the processing module MT increments the area counter by one unit (j = j + 1) in a step 420, then returns to step 250 to perform the loop on the zone Zj next from the list. On the other hand, if j = jmax, this indicates to the processing module MT that it has processed all the zones Zj associated with the pattern Mi considered.

Il peut alors, dans une étape 430, déterminer la valeur du compteur de motifs. Il compare l'indice i du motif Mi considéré à la valeur imax représentative du nombre de motifs Mi entrés en collision avec l'outil virtuel T. Si i est inférieure à imax, alors le module de traitement MT incrémente le compteur de motifs d'une unité (i = i+l) dans une étape 440, 3 0 puis il retourne à l'étape 220 pour effectuer la boucle sur le motif Mi suivant de la liste. En revanche, si i = imax, cela indique au module de traitement MT qu'il a traité tous les motifs Mi entrés en collision avec l'outil virtuel T. Il peut alors, dans une étape 450, retourner à l'étape 200 pour traiter une éventuelle nouvelle position et/ou action de l'outil virtuel T et/ou une nouvelle position de l'organe O. Bien entendu, l'algorithme de validation peut comporter des variantes, et notamment des étapes complémentaires optionnelles, des scénarios auxiliaires comportant une ou plusieurs étapes pouvant faire l'objet de la même procédure de validation que celle qui vient d'être présentée clws le cadre du scénario (principal). It can then, in a step 430, determine the value of the pattern counter. It compares the index i of the considered pattern Mi to the value imax representative of the number of patterns Mi collided with the virtual tool T. If i is less than imax, then the processing module MT increments the pattern counter. a unit (i = i + 1) in a step 440, then returns to step 220 to loop on the next Mi pattern in the list. On the other hand, if i = imax, this indicates to the processing module MT that it has processed all the patterns Mi collided with the virtual tool T. It can then, in a step 450, return to step 200 to to treat a possible new position and / or action of the virtual tool T and / or a new position of the member O. Of course, the validation algorithm may comprise variants, and in particular additional optional steps, auxiliary scenarios with one or more steps that can be the subject of the same validation procedure as the one just presented under the main scenario.

Ainsi, on peut envisager qu'une étape soit mal exécutée, par exemple du fait d'un geste inapproprié. Dans une telle situation, il peut arriver que l'erreur commise soit récupérable. On peut alors prévoir une procédure de branchement vers un scénario auxiliaire destiné à rattraper l'erreur commise. Thus, it can be envisaged that a step is poorly executed, for example because of an inappropriate gesture. In such a situation, it may happen that the error made is recoverable. It is then possible to provide a connection procedure to an auxiliary scenario intended to make up for the error made.

Par exemple, on peut prévoir un scénario auxiliaire permettant de juguler l'hémorragie d'une 15 artère. Dans ce cas, le scénario auxiliaire est constitué d'une suite d'étapes nécessaires à la coagulation de l'artère lésée. For example, an auxiliary scenario may be provided to control hemorrhage of an artery. In this case, the auxiliary scenario consists of a series of steps necessary for the coagulation of the damaged artery.

Il est important de noter qu'un tel scénario auxiliaire peut être également envisagé en cas de succès d'une étape du scénario principal. It is important to note that such an auxiliary scenario may also be considered if a step in the main scenario is successful.

La simulation de ces scénarii auxiliaires peut être réclamée à l'opérateur par le module de traitement MT, via un message affiché sur l'écran E en réaction à la non validation d'une étape, mais elle peut être également effectuée spontanément par l'opérateur. The simulation of these auxiliary scenarios can be claimed from the operator by the processing module MT, via a message displayed on the screen E in response to the non-validation of a step, but it can also be carried out spontaneously by the user. operator.

2 5 Une fois la simulation du scénario auxiliaire correctement effectuée (c'est-à-dire validée), on peut revenir à la dernière étape non validée du scénario et poursuivre la simulation de l'intervention. La poursuite de l'intervention peut éventuellement s'effectuer sous condition(s). Ainsi, le module de traitement MT peut être configuré de manière n'à accepter la reprise du scénario principal qu'à condition que le temps mis par l'opérateur pour 3 0 l'effectuer correctement soit inférieur à une durée seuil choisie et/ou que le volume de sang perdu (ou tout autre paramètre pertinent) pendant la durée de la simulation du scénario auxiliaire soit inférieur à un seuil choisi. Dans ce cas, dès que survient l'erreur, le module de traitement MT déclenche un comptage temporel et/ou une estimation de la valeur du 2860899 19 paramètre, et en cas de dépassement du seuil il peut ordonner au module de contrôle MC d'afficher un message d'avertissement. Once the simulation of the auxiliary scenario is correctly carried out (that is to say validated), one can return to the last uncommitted stage of the scenario and continue the simulation of the intervention. The continuation of the intervention can possibly be carried out under condition (s). Thus, the processing module MT can be configured so as to accept the resumption of the main scenario only if the time taken by the operator to perform it correctly is less than a chosen threshold duration and / or that the volume of blood lost (or any other relevant parameter) during the duration of the simulation of the auxiliary scenario is less than a chosen threshold. In this case, as soon as the error occurs, the processing module MT triggers a time count and / or an estimate of the value of the parameter 2860899, and if the threshold is exceeded it can order the control module MC to display a warning message.

En outre, on peut envisager un mode de simulation dit "mode d'apprentissage", dans lequel le module de traitement MT, après avoir validé une étape n, accède à la mémoire BD pour déterminer chaque étape suivante, liée par un lien de précédence direct à l'étape n validée. Il peut alors ordonner au module de contrôle MC d'afficher sur l'écran E des informations liées au moins à la ou les étapes suivantes. Par exemple, les informations se présentent sous la forme de couleurs spécifiques permettant de mettre en évidence la ou les zones qui doivent faire l'objet de la ou des étapes suivantes. Dans une variante, ou en complément, on peut afficher sur l'écran E un message indiquant à l'opérateur la ou les étapes qu'il est autorisé à effectuer, ou bien l' organigramme del' intervention signalant, par exemple en surbrillance, la position de la ou des étapes suivantes dans le scénario. In addition, it is possible to envisage a simulation mode called "learning mode", in which the processing module MT, after having validated a step n, accesses the memory BD to determine each next step, linked by a precedence link directly to step n validated. He can then order the control module MC to display on the screen E information related to at least the next step or steps. For example, the information is in the form of specific colors to highlight the area or areas that must be the subject of the next step or steps. In a variant, or in addition, it is possible to display on the screen E a message indicating to the operator which step or steps it is authorized to perform, or the flow chart of the signaling intervention, for example highlighted, the position of the next step or steps in the scenario.

On a représenté sur la figure 6, à titre de résumé illustratif, un exemple de déroulement d'une intervention comportant sept étapes référencées A à G. Dans cet exemple, les flèches en trait plein signalent des liens de précédence obligatoire, tandis que la flèche en pointillés signale un lien de précédence facultative (ou non obligatoire). Ici, l'étape A a été effectuée en premier, l'étape B en deuxième, l'étape C en troisième, l'étape D en quatrième, l'étape E en cinquième, l'étape F en sixième et l'étape G en septième. FIG. 6 shows, as an illustrative summary, an exemplary procedure of an intervention comprising seven steps referenced A to G. In this example, the arrows in solid lines indicate links of obligatory precedence, while the arrow in dotted lines indicates an optional precedence link (or not required). Here, step A was performed first, step B second, step C third, step D fourth, step E fifth, step F sixth and step G in seventh.

Les étapes A et B n'ayant pas de liens vers des étapes précédentes, elles ont donc été validées. De plus, ayant été effectuées avant l'étape C, l'étape C a donc été validée. De même, l'étape A ayant été effectuée correctement avant l'étape D, l'étape D a été validée et 2 5 le module de traitement MT l'a signalé à l'opérateur en provoquant, par réaction, l'affichage d'un message de félicitation. Since steps A and B have no links to previous steps, they have been validated. In addition, having been performed before step C, step C has therefore been validated. Likewise, since step A was performed correctly before step D, step D was validated and the processing module MT signaled it to the operator by causing the display to be displayed. a congratulatory message.

L'étape G étant liée à l'étape D par un lien de précédence facultative, elle aurait pu être effectuée avant l'étape D. Cela n'étant pas le cas, le module de traitement MT a réagi en 3 0 générant un message d'avertissement mais sans bloquer la validation de l'étape D. Enfm, l'étape F ayant été effectuée après l'étape D, mais avant l'étape G, à laquelle elle est liée par un lien de précédence obligatoire, le module de traitement MT a réagi en générant un message d'alarme signalant l'erreur dans le scénario. Since step G is linked to step D by an optional precedence link, it could have been performed before step D. This being not the case, the processing module MT reacted by generating a message. warning but without blocking the validation of step D. Finally, step F having been performed after step D, but before step G, to which it is linked by a mandatory precedence link, the module MT processing reacted by generating an alarm message signaling the error in the scenario.

Le dispositif de simulation D, et notamment son module de traitement MT, et le module de contrôle MC, équipant les stations de simulation SS, peuvent être réalisés sous la forme de circuits électroniques, de modules logiciels (ou informatiques), ou d'une combinaison de modules logiciels et de circuits électroniques. The simulation device D, and in particular its processing module MT, and the control module MC, equipping the simulation stations SS, can be realized in the form of electronic circuits, software (or computer) modules, or a combination of software modules and electronic circuits.

L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation de dispositif de simulation D, de station de simulation SS et de procédé de simulation décrits ci-avant, seulement à titre d'exemple, mais elle englobe toutes les variantes que pourra envisager l'homme de l'art dans le cadre des revendications ci-après. The invention is not limited to the embodiments of simulation device D, simulation station SS and simulation method described above, only by way of example, but it encompasses all the variants that may be envisaged by skilled in the art within the scope of the claims below.

Ainsi, dans ce qui précède, il a été question d'une intervention (ou opération) chirurgicale sur un organe. Mais, l'invention n'est pas limitée à ce type d'application. Elle concerne tout type d'intervention avec tout type d'outil virtuel sur tout type d'objet virtuel, dès lors que l'outil virtuel et l'objet virtuel sont modélisables et peuvent être déplacés l'un par rapport à l'autre à l'aide de moyens appropriés tels que des bras articulés pilotés par un opérateur à l'aide d'un 2 0 dispositif de pilotage d'outil approprié. Thus, in the foregoing, there has been talk of a surgical intervention (or operation) on an organ. But, the invention is not limited to this type of application. It concerns any type of intervention with any type of virtual tool on any type of virtual object, since the virtual tool and the virtual object can be modeled and can be moved relative to each other to using appropriate means such as operator-driven articulated arms by means of a suitable tool driving device.

Par ailleurs, dans ce qui précède il a été question d'une unique station de simulation permettant à un unique opérateur d'intervenir virtuellement sur un ou plusieurs objets virtuels à l'aide d'un ou plusieurs outils virtuels. Mais, l'invention s'applique également aux situations dans lesquelles plusieurs dispositifs de pilotage d'outil, destinés à être pilotés par des opérateurs éventuellement différents, sont couplés à une même station de travail afin de permettre une intervention conjointe. Elle s'applique également aux situations dans lesquelles plusieurs stations de simulation sont raccordées en réseau afin de permettre à des opérateurs différents et distants d'intervenir sur les mêmes objets, éventuellement conjointement et 3 0 éventuellement simultanément. Dans cette dernière situation, on peut même envisager que l'un des opérateurs soit maître tandis que l'autre opérateur est esclave et peut, par exemple, être corrigé par l'opérateur maître. In addition, in the foregoing there has been talk of a single simulation station allowing a single operator to intervene virtually on one or more virtual objects using one or more virtual tools. But, the invention also applies to situations in which several tool control devices, intended to be controlled by possibly different operators, are coupled to the same workstation to allow a joint intervention. It also applies to situations in which several simulation stations are connected in a network in order to allow different and distant operators to intervene on the same objects, possibly jointly and possibly simultaneously. In the latter situation, one can even consider that one of the operators is master while the other operator is slave and can, for example, be corrected by the master operator.

De plus, il est possible d'envisager un mode de fonctionnement permettant d'évaluer la performance de l'opérateur pendant une simulation d'intervention. La performance peut par exemple porter sur le temps mis pour effectuer correctement une intervention et/ou sur la précision des gestes et actions effectuées et/ou sur le nombre d'erreurs effectuées. In addition, it is possible to envisage a mode of operation for evaluating the performance of the operator during an intervention simulation. The performance can for example relate to the time taken to correctly perform an intervention and / or the accuracy of the actions and actions taken and / or the number of errors made.

On peut également envisager un archivage des données définissant les scénarii, notamment sous la forme d'étapes isolées, de manière à constituer une banque de données d'étapes permettant de constituer tout type de scénario de façon quasi automatique. An archiving of the data defining the scenarios, in particular in the form of isolated steps, can also be envisaged, so as to constitute a database of stages making it possible to form any type of scenario virtually automatically.

Claims

1. Device for simulating an intervention carried out in at least one zone (Z) consisting of a set of elementary patterns (M) representative of at least one virtual object (0), by means of at least one virtual tool (T) teleoperated by a simulation station (SS), characterized in that it comprises a memory (BD) storing a decomposition of said intervention into a set of operating steps each associated with an action performed with a virtual tool (T ), to a zone (Z) and to a possible reaction associated with a validation state, and linked together by precedence relations, and processing means (MT) arranged, for each tool (T) performing an action of a step of said intervention, to access said memory (BD) to determine i) all the patterns (Mi) with which said tool (T) collides, then ii) for each pattern (Mi) of said set, each zone (Zj), called "triggered", to which it appears holds and satisfies at least one selected condition, then iii) for each triggered zone (Zj), each step (Ek) with which it is associated taking into account said tool (T), then iv) for each of said associated steps (Ek ), each step (Elk) to which it is linked by a precedence link in order to determine the validation status of said preceding steps (Elk) and, in case of validation of at least the preceding steps (Elk), with which the step (Ek) considered is bound by mandatory precedence links, to validate said associated step (Ek) and then perform any associated reaction.

2. Device according to claim 1, characterized in that said processing means (MT) are arranged to consider that a zone (Zj) is triggered when it has been the subject of a specific action completed by said teleoperated tool (T).

3. Device according to one of claims 1 and 2, characterized in that said processing means (MT) are arranged to determine in said memory (M) said triggered zones (Zj) among all the zones (Z) to which belongs to said considered pattern (Mi).

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that said processing means (MT) are arranged to determine said triggered zones (Zj) after applying to the pattern considered (Mi) a treatment corresponding to the action performed by said teleoperated tool (T).

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that said processing means (MT) are arranged, in case of non-validation of a step, to trigger a reaction depending on the state of validation and the mandatory or optional character of said step.

6. Device according to claim 5, characterized in that said processing means (MT) are arranged to react by generating a warning message intended to be displayed on a screen (E) of said simulation station (SS).

7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that said processing means (MT) are arranged to operate in a simulation mode, called learning, in which, after validation of a step they determine each subsequent step, linked by a direct precedence link to the validated step, so as to order the display on said screen (E) of information related to at least the next step or steps.

8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that said processing means (MT) are arranged, in case of determination of a triggered zone (Zj) associated with a step belonging to an auxiliary scenario, for trigger a reaction, then to check the validity of each step of said auxiliary scenario until return to said steps of said intervention.

9. Device according to claim 8, characterized in that said processing means (MT) are arranged to count the time taken to return to said intervention and to allow the continuation of the simulation of the intervention when said time is less at a chosen threshold duration.

10. Device according to one of claims 8 and 9, characterized in that said processing means (MT) are arranged to estimate a value of a parameter related to the simulation of said auxiliary scenario, and to allow the continuation of the simulation of the intervention when said parameter is below a chosen threshold.

11. Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that said zones (Zj) are stored in said memory (BD) in correspondence of auxiliary data representative of a position with an error margin.

12. Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that said patterns (Mi) are polygons.

13. Simulation station (SS) of an intervention, performed in at least one zone (Z) consisting of a set of elementary patterns (M) representative of at least one virtual object (0), by means of at least one least one virtual tool (T), said station (SS) comprising a control device (DPO, MC) of said virtual tool (T), at least one sensor (C) delivering data representative of the trajectories and / or direction of movement and / or actions performed by this tool (T), and a screen (E) for displaying a region containing at least a portion of a virtual object (0) and at least a portion of said remote-controlled tool ( T), characterized in that it comprises a simulation device (D) according to one of the preceding claims, coupled to said tool control device (DPO, MC) and said screen (E).

14. A method for simulating an intervention performed in at least one zone (Z) consisting of a set of elementary patterns (Mi) representative of at least one virtual object (0), by means of at least one virtual tool (T) teleoperated by a simulation station (SS), characterized in that it consists in decomposing said intervention into a set of operating steps each associated with an action performed with a virtual tool (T), at a zone (Z ) and to a possible reaction associated with a state of validation, and linked together by precedence relations, and to be determined for each virtual tool (T) performing an action of a step of said intervention, i) the set of patterns (Mi) with which it collides, then ii) for each pattern (Mi) of said set, each zone (Zj), called "triggered", to which it belongs and which satisfies at least one chosen condition, then iii) for each triggered zone (Zj), each step (Ek) with which it is associated with said tool (T), then iv) for each of said associated steps (Ek), each step (Elk) to which it is linked by a precedence link so as to determine the validation state of said preceding steps (Elk) and, in case of validation of at least the preceding steps (Elk) with which the step (Ek) considered is linked by links of obligatory precedence, to validate said associated step (Ek ) then to execute the possible associated reaction.

15. The method of claim 14, characterized in that a zone (Zj) is considered triggered when it has been the subject of a specific action completed by said teleoperated tool (T).

16. Method according to one of claims 14 and 15, characterized in that said triggered zones (Zj) are determined from the set of zones (Z) to which said considered pattern (Mi) belongs.

17. Method according to one of claims 14 to 16, characterized in that said triggered zones (Zj) are determined after having applied to the considered pattern (Mi) a treatment corresponding to the action performed by said teleoperated tool. (T).

18. Method according to one of claims 14 to 17, characterized in that in case of non-validation of a step (Ek) triggers a reaction depending on the state of validation and the mandatory or optional nature of said step .

19. The method of claim 18, characterized in that said processing means (MT) are arranged to react by generating a warning message intended to be displayed on a screen (E) of said simulation station (SS).

30

20. Method according to one of claims 14 to 19, characterized in that there is provided a simulation mode, said learning, wherein after validation of a step is determined each subsequent step, linked by a link direct precedence to the validated step, so as to display information related at least to the next step or steps.

21. Method according to one of claims 14 to 20, characterized in that in case of determination of a triggered zone (Zj) associated with a step belonging to an auxiliary scenario, a reaction is triggered and then the validity is checked. each step of said auxiliary scenario until the return to said steps of said intervention.

22. The method of claim 21, characterized in that one counts the time taken to return to said intervention and one authorizes the continuation of the simulation of the intervention when said time is lower than a threshold duration chosen.

23. Method according to one of claims 21 and 22, characterized in that it estimates a value of a parameter related to the simulation of said auxiliary scenario, and it is allowed to continue the simulation of the intervention when said parameter is below a chosen threshold.

24. Method according to one of claims 14 to 23, characterized in that said zones (Zj) are stored in correspondence of auxiliary data representative of a position with an error margin.

25. Method according to one of claims 14 to 24, characterized in that said patterns (M) are polygons.

2 5

26. Use of the device (D), station (SS) and method according to one of the preceding claims, for the simulation of intervention on objects of animal or human organ type.

27. Use according to claim 26 in the field of laparoscopic and laparoscopic procedures.