FR3101532A1

FR3101532A1 - Dispositif robotisé d’intervention chirurgicale à bras articulé commandé pour le suivi d’un trajet

Info

Publication number: FR3101532A1
Application number: FR1911028A
Authority: FR
Inventors: Stéphane MAZALAIGUE; Armand CZAPLINSKI
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-10-04
Filing date: 2019-10-04
Publication date: 2021-04-09
Also published as: EP4037596A1; CA3153057A1; JP2022551274A; KR20220074960A; US20220331026A1; WO2021064331A1; CN114786610A; AU2020361050A1

Abstract

Ce dispositif robotisé d’intervention chirurgicale comporte un bras articulé (10), à moteurs d’actionnement (M1, M2, M3, M4, M5, M6), dont une extrémité distale est destinée à porter un instrument chirurgical (12), un périphérique de commande (28) du bras articulé (10) pour un déplacement d’une extrémité fonctionnelle (24) de l’instrument chirurgical (12) le long d’un trajet, et des moyens (32) de traitement d’instructions de déplacement fournies par le périphérique de commande (28) pour les convertir en instructions de commande des moteurs d’actionnement du bras articulé (10). Il comporte en outre un déclencheur (34) de retour arrière automatique du bras articulé (10), dont l’actionnement provoque l’envoi d’instructions individuelles de commande inverse de chacun des moteurs d’actionnement (M1, M2, M3, M4, M5, M6) du bras articulé (10) pour un déplacement inverse de l’extrémité fonctionnelle de l’instrument chirurgical (12) le long du trajet réalisé. Figure pour l’abrégé : Fig. 1

Description

Dispositif robotisé d’intervention chirurgicale à bras articulé commandé pour le suivi d’un trajet

La présente invention concerne un dispositif robotisé d’intervention chirurgicale, notamment dans le domaine oto-rhino-laryngologique mais pas seulement.

Elle s’applique plus particulièrement à un dispositif robotisé comportant :

un bras articulé à moteurs d’actionnement dont une extrémité distale est destinée à porter un instrument chirurgical ;
un périphérique de commande du bras articulé pour un déplacement d’une extrémité fonctionnelle de l’instrument chirurgical le long d’un trajet ; et
des moyens de traitement d’instructions de déplacement fournies par le périphérique de commande pour les convertir en instructions individuelles de commande de chacun des moteurs d’actionnement du bras articulé.

Un tel dispositif est décrit dans l’article de Miroir et al, intitulé « RobOtol : from design to evaluation of a robot for middle ear surgery », publié à l’occasion de la conférence IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems qui s’est tenue du 18 au 22 octobre 2010 à Taipei (TW). Il présente une architecture et une cinématique particulièrement bien adaptées aux interventions chirurgicales otologiques de l’oreille moyenne ou interne de patients. Ces interventions sont sensibles aux faux mouvements de sorte que l’assistance robotisée est une aide précieuse.

Néanmoins, même avec cette aide, le praticien peut réaliser un mauvais geste lorsqu’il manipule le périphérique de commande compte tenu du volume confiné dans lequel il doit généralement opérer. Si dans la plupart des cas, la précision du geste chirurgical est telle qu’un léger écart est sans conséquence et aisément rattrapable, il existe des situations particulières dans lesquelles la tolérance est nulle ou quasi nulle. C’est le cas par exemple pour opérer un désengagement d’un instrument chirurgical otologique à l’intérieur de l’oreille d’un patient. Le trajet suivi par l’extrémité fonctionnelle de l’instrument chirurgical pour son engagement peut être complexe compte tenu d’anfractuosités dans lesquelles elle est amenée à évoluer, de sorte que son retrait peut s’avérer délicat s’il doit tenir compte du chemin emprunté. Par ailleurs, un tel retrait peut être souhaité dans une situation d’urgence de sorte qu’il doit alors être rapide. Cette rapidité d’exécution ajoute un stress pour le praticien et un risque accru de mauvais geste.

Plus généralement, dans tout type d’intervention chirurgicale assistée d’un dispositif robotisé porteur d’un instrument chirurgical et manipulé à l’aide d’un périphérique de commande, les situations dans lesquelles la moindre imprécision en cas de retrait rapide souhaité d’un instrument chirurgical peut avoir de lourdes conséquences sont multiples.

Il peut ainsi être souhaité de prévoir un dispositif robotisé qui permette de s’affranchir d’au moins une partie des problèmes et contraintes précités.

Il est donc proposé un dispositif robotisé d’intervention chirurgicale comportant :

un bras articulé à moteurs d’actionnement dont une extrémité distale est destinée à porter un instrument chirurgical ;
un périphérique de commande du bras articulé pour un déplacement d’une extrémité fonctionnelle de l’instrument chirurgical le long d’un trajet ; et
des moyens de traitement d’instructions de déplacement fournies par le périphérique de commande pour les convertir en instructions individuelles de commande de chacun des moteurs d’actionnement du bras articulé ;

comportant en outre un déclencheur de retour arrière automatique du bras articulé, dont l’actionnement provoque, indépendamment de toute instruction de déplacement du périphérique de commande, l’envoi d’instructions individuelles de commande inverse de chacun des moteurs d’actionnement du bras articulé pour un déplacement inverse de l’extrémité fonctionnelle de l’instrument chirurgical le long du trajet réalisé.

Ainsi, tout retour arrière peut être réalisé automatiquement par déclencheur et sans l’aide du périphérique de commande avec la garantie que le trajet inverse est rigoureusement suivi. Dans les situations délicates précitées, cela prévient de tout écart par rapport aux retraits souhaités, y compris dans des volumes retreints ou à anfractuosités et quelles que soient les éventuelles instructions émises par le périphérique de commande lorsque le retour arrière automatique est déclenché.

De façon optionnelle, le dispositif robotisé est configuré pour que l’actionnement du déclencheur de retour arrière automatique provoque une suspension du traitement de nouvelles instructions de déplacement fournies par le périphérique de commande.

De façon optionnelle également :

les moyens de traitement comportent des moyens d’enregistrement en mémoire d’une série ordonnée de dispositions successives du bras articulé pendant le déplacement commandé de l’extrémité fonctionnelle le long du trajet ; et
les moyens de traitement sont configurés pour que l’actionnement du déclencheur de retour arrière automatique provoque des retours successifs du bras articulé de proche en proche d’une dernière disposition vers une première disposition enregistrées de cette série ordonnée.

De façon optionnelle également, chaque disposition enregistrée de la série ordonnée de dispositions successives du bras articulé comporte un ensemble de positions de ses moteurs d’actionnement.

De façon optionnelle également, les moyens d’enregistrement sont configurés pour enregistrer en mémoire les dispositions successives du bras articulé à intervalles de temps réguliers.

De façon optionnelle également, la mémoire dans laquelle est enregistrée la série ordonnée de dispositions successives du bras articulé est configurée en structure de pile.

De façon optionnelle également, le déclencheur de retour arrière automatique comporte une pédale ou un bouton poussoir d’arrêt à variateur de vitesse du retour arrière automatique du bras articulé en fonction d’une pression exercée par un opérateur.

De façon optionnelle également, les moyens de traitement sont configurés pour arrêter le retour arrière automatique en cours et reprendre le traitement de nouvelles instructions de déplacement fournies par le périphérique de commande dès qu’aucune pression n’est plus exercée sur le déclencheur de retour arrière automatique par l’opérateur.

De façon optionnelle également, le périphérique de commande est un manche sur socle 6D.

De façon optionnelle également, un dispositif robotisé d’intervention chirurgicale selon l’invention peut être configuré et dimensionné pour une intervention en chirurgie d’oreille moyenne ou interne d’un patient, l’instrument chirurgical étant lui-même un instrument d’intervention en chirurgie d’oreille moyenne ou interne du patient.

L’invention sera mieux comprise à l’aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels :

la figure 1 représente schématiquement la structure générale d’un dispositif robotisé d’intervention chirurgicale, selon un mode de réalisation de l’invention,

la figure 2 illustre les étapes successives d’un procédé d’intervention chirurgicale à l’aide du dispositif robotisé de la figure 1, selon un mode de réalisation de l’invention, et

la figure 3 illustre un exemple de scénario réalisé par exécution du procédé de la figure 2.

En référence à la figure 1, un dispositif robotisé d’intervention chirurgicale selon un mode de réalisation de l’invention comporte un bras articulé 10 à moteurs d’actionnement porteur d’un instrument chirurgical 12. L’exemple non limitatif illustré sur cette figure est plus précisément celui d’un dispositif robotisé pour une application en chirurgie otologique d’oreille moyenne ou interne d’un patient dont l’architecture et la cinématique sont optimisées conformément à l’enseignement du document de Miroir et al précité. Le bras articulé 10 présente ainsi, depuis sa base jusqu’à son extrémité porteuse de l’instrument chirurgical 12, trois liaisons prismatiques motorisées en série suivies de trois liaisons rotoïdes motorisées en série.

Une première liaison prismatique L1, actionnée par un premier moteur M1, permet le déplacement en translation d’un premier membre 14 du bras articulé 10 selon l’axe Z1 (par exemple vertical) d’un premier repère cartésien orthogonal local (X1, Y1, Z1) lié au premier moteur M1. Le premier moteur M1 est fixé au dispositif robotisé de sorte que le premier repère local (X1, Y1, Z1) présente les mêmes directions qu’un repère cartésien orthogonal global (X0, Y0, Z0) lié à une base fixe du dispositif robotisé. L’axe de déplacement du premier membre 14 est donc parallèle à Z0.

Une deuxième liaison prismatique L2, actionnée par un deuxième moteur M2 porté par une extrémité du premier membre 14, permet le déplacement en translation d’un deuxième membre 16 du bras articulé 10, selon l’axe Z2 d’un deuxième repère cartésien orthogonal local (X2, Y2, Z2) lié au deuxième moteur M2. Le deuxième repère local (X2, Y2, Z2) est retourné d’un angle droit par rapport à l’axe Y1 du premier repère local (X1, Y1, Z1) de sorte que son axe Z2 est parallèle à l’axe X1. L’axe de déplacement du deuxième membre 16 est donc parallèle à X0.

Une troisième liaison prismatique L3, actionnée par un troisième moteur M3 porté par une extrémité du deuxième membre 16, permet le déplacement en translation d’un troisième membre 18 du bras articulé 10, selon l’axe Z3 d’un troisième repère cartésien orthogonal local (X3, Y3, Z3) lié au troisième moteur M3. Le troisième repère local (X3, Y3, Z3) est retourné d’un angle droit par rapport à l’axe X2 du deuxième repère local (X2, Y2, Z2) de sorte que son axe Z3 est parallèle à l’axe Y2 lui-même parallèle à l’axe Y1. L’axe de déplacement du troisième membre 18 est donc parallèle à Y0.

Une quatrième liaison rotoïde L4, actionnée par un quatrième moteur M4 cylindrique et porté par une extrémité du troisième membre 18, permet le déplacement en rotation d’un quatrième membre 20 du bras articulé 10, autour de l’axe Z4 d’un quatrième repère cartésien orthogonal local (X4, Y4, Z4) lié au quatrième moteur M4.

Une cinquième liaison rotoïde L5, actionnée par un cinquième moteur M5 cylindrique et porté par une extrémité du quatrième membre 20, permet le déplacement en rotation d’un cinquième membre 22 du bras articulé 10, autour de l’axe Z5 d’un cinquième repère cartésien orthogonal local (X5, Y5, Z5) lié au cinquième moteur M5.

Enfin, une sixième liaison rotoïde L6, actionnée par un sixième moteur M6 cylindrique et porté par une extrémité du cinquième membre 22, permet le déplacement en rotation de l’instrument chirurgical 12, autour de l’axe Z6 d’un sixième repère cartésien orthogonal local (X6, Y6, Z6) lié au sixième moteur M6.

Selon la configuration particulièrement intéressante de la figure 1, les trois axes de rotation respectifs Z4, Z5 et Z6 des trois liaisons rotoïdes convergent en un même point central de l’extrémité distale fonctionnelle 24 de l’instrument chirurgical 12, faisant ainsi de ce point un point pivot. Cela signifie qu’en l’absence de tout actionnement des moteurs M1, M2, M3 des liaisons prismatiques, toute instruction d’actionnement d’au moins l’un des moteurs M4, M5, M6 des liaisons rotoïdes provoque une rotation de l’instrument chirurgical 12 autour de son point pivot sans aucun déplacement de ce dernier dans le repère global (X0, Y0, Z0).

L’instrument chirurgical 12 présente une extrémité proximale 26 de fixation au bras articulé 10, plus précisément à une extrémité de fixation correspondante du bras 10 liée au moteur M6. Cette fixation est par exemple avantageusement réalisée conformément au système de verrouillage décrit dans le brevet FR 2 998 344 B1, mais ce n’est pas une obligation. Tout autre système de fixation adapté à l’application visée convient également.

L’instrument chirurgical 12 peut présenter une forme rectiligne de sorte son axe principal Zp, autour duquel est défini un repère cartésien local (Xp, Yp, Zp) qui lui est lié, est celui qui relie un point central de son extrémité proximale 26 de fixation au point pivot de son extrémité distale fonctionnelle 24. Dans ce cas, non illustré sur la figure 1, l’axe Zp se confond avec l’axe Z6.

En variante et comme illustré sur la figure 1, il peut s’agir d’un instrument chirurgical à portions déviées tel que celui décrit dans la demande de brevet FR 3 066 378 A1. Dans ce cas, son axe principal Zp, autour duquel est toujours défini le repère cartésien local (Xp, Yp, Zp) qui lui est lié, est celui d’une portion distale rectiligne de cet instrument, désaxée par rapport à l’axe Z6 qui relie toujours le point central de son extrémité proximale 26 de fixation au point pivot de son extrémité distale fonctionnelle 24.

Le dispositif robotisé d’intervention chirurgicale comporte en outre un périphérique de commande 28 du bras articulé 10, tel qu’un manche sur socle 6D (de l’anglais « joystick 6D ») ou tout autre dispositif équivalent, adapté pour permettre un déplacement de l’extrémité distale fonctionnelle 24 de l’instrument chirurgical 12 le long d’un trajet souhaité selon trois degrés de liberté en translation et trois degrés de liberté en rotation par actionnement des six moteurs M1 à M6. Il peut en outre comporter un écran 30, notamment pour l’affichage et le suivi de tout déplacement de l’instrument chirurgical 12 en phase opératoire le long de son trajet.

Le dispositif robotisé d’intervention chirurgicale comporte en outre des moyens de traitement d’instructions de déplacement fournies par le périphérique de commande 28 pour les convertir en instructions individuelles de commande de chacun des moteurs M1 à M6 du bras articulé 10. Ces moyens de traitement prennent la forme d’un circuit électronique 32.

Le dispositif robotisé d’intervention chirurgicale comporte en outre un déclencheur 34 de retour arrière automatique du bras articulé 10. Il s’agit par exemple d’un dispositif à pédale ou d’un bouton poussoir d’arrêt à variateur de vitesse du retour arrière automatique du bras articulé 10 en fonction d’une pression exercée par un opérateur. Il a pour fonction lorsqu’il est actionné, par exemple par pression du pied s’il s’agit d’une pédale, de provoquer, indépendamment de toute instruction de déplacement du périphérique de commande 28, l’envoi d’instructions individuelles de commande inverse de chacun des six moteurs M1 à M6 pour un déplacement inverse de l’extrémité fonctionnelle 24 de l’instrument chirurgical 12 le long du trajet réalisé. En pratique chirurgicale, le déclencheur 34 est avantageusement une pédale puisque son actionnement par le pied permet de libérer les mains du praticien.

Le circuit électronique 32 est connecté au bras articulé 10 afin de lui transmettre les instructions individuelles de commande des moteurs M1 à M6 et de recevoir en retour aussi souvent qu’il le souhaite les positions cartésiennes ou angulaires des moteurs M1 à M6. Il est connecté au périphérique de commande 28 afin de recevoir ses instructions de déplacement. Ces dernières sont généralement exprimées dans le repère global (X0, Y0, Z0). Il est connecté au déclencheur de retour arrière 34 pour détecter son actionnement et engager en conséquence le retour arrière automatique du bras articulé 10.

Il présente une unité centrale de traitement 36, telle qu’un microprocesseur conçu pour émettre vers le bras articulé 10 les instructions individuelles de commande, pour recevoir du périphérique de commande 28 les instructions de déplacement et pour recevoir du bras articulé 10 les positions des moteurs M1 à M6. Il présente en outre une mémoire 38 dans laquelle est enregistré au moins un programme d’ordinateur, destiné à être exécuté par l’unité centrale 36, réalisant la conversion et le retour arrière automatique précités. Deux programmes d’ordinateur 40 et 42, sélectionnables selon un commutateur logiciel 44 sont représentés sur la figure 1.

Conformément à un mode de réalisation possible de la présente invention, le premier programme d’ordinateur 40 comporte des instructions pour la mise en œuvre de la conversion des instructions de déplacement fournies par le périphérique de commande 28 en instructions individuelles de commande de chacun des moteurs M1 à M6, et pour la mise en œuvre de l’enregistrement des positions respectives de ces derniers aux instants souhaités. Le deuxième programme d’ordinateur 42 comporte quant à lui des instructions pour la mise en œuvre du retour arrière automatique.

On notera que le circuit électronique 32 tel que représenté schématiquement sur la figure 1 peut par exemple être mis en œuvre dans un dispositif informatique tel qu’un ordinateur classique comportant un processeur associé à une ou plusieurs mémoires pour le stockage de fichiers de données et de programmes d’ordinateurs dont les instructions sont destinées à être exécutées par le processeur, telles que les instructions des programmes 40, 42 et du commutateur logiciel 44 qui peut lui aussi constituer un programme d’ordinateur. Ces programmes sont représentés comme distincts, mais cette distinction est purement fonctionnelle. Ils pourraient tout aussi bien être regroupés selon toutes les combinaisons possibles en un ou plusieurs logiciels. Leurs fonctions pourraient aussi être au moins en partie micro programmées ou micro câblées dans des circuits intégrés dédiés. Ainsi, en variante, le dispositif informatique mettant en œuvre le circuit électronique 32 pourrait être remplacé par un dispositif électronique composé uniquement de circuits numériques (sans programme d’ordinateur) pour la réalisation des mêmes actions.

Plus précisément, le premier programme d’ordinateur 40 comporte des instructions 46 réalisant une conversion jacobienne des instructions fournies par le périphérique de commande 28, exprimées dans le repère global (X0, Y0, Z0), en instructions individuelles de commande de chacun des moteurs M1 à M6 d’actionnement du bras articulé 10 à l’aide de paramètres jacobiens stockés en mémoire. Cette fonction de convertisseur jacobien est bien connue de l’homme du métier et ne sera pas détaillée. Les instructions individuelles de commande fournies par exécution du programme d’ordinateur 40 sont à transmettre par l’unité centrale 36 au bras articulé 10.

Le premier programme d’ordinateur 40 comporte en outre des instructions 48 réalisant une récupération, par exemple à intervalles de temps réguliers lorsque l’instrument chirurgical 12 est en mouvement, des positions des moteurs M1 à M6 pour les enregistrer en mémoire 38, plus précisément dans une portion 50 de la mémoire 38 dédiée au stockage de données. Cette portion de mémoire 50 est avantageusement structurée en pile, c’est-à-dire en mémoire de type LIFO (de l’anglais « Last In First Out »). La récupération des données est exécutée par l’unité centrale 36. Ainsi, les dispositions successives du bras articulé 10 récupérées à intervalles de temps réguliers pendant le déplacement commandé de l’extrémité fonctionnelle 24 le long du trajet suivi, c’est-à-dire plus précisément les positions successives respectives des moteurs M1 à M6 dans l’exemple de la figure 1, sont enregistrées en mémoire LIFO 50 selon une série ordonnée.

Plus précisément également, le deuxième programme d’ordinateur 42 comporte des instructions 52 réalisant une lecture des positions successives respectives des moteurs M1 à M6 enregistrées en mémoire LIFO 50 pour des retours successifs du bras articulé 10 de proche en proche du dernier vers le premier ensemble de ces positions successives. A chaque lecture d’un nouvel ensemble de positions des moteurs M1 à M6 permettant de remonter en sens inverse le trajet suivi par l’extrémité fonctionnelle 24 de l’instrument chirurgical 12, les instructions 52 engendrent les instructions individuelles de commande des moteurs M1 à M6 correspondantes. Ces dernières sont transmises au bras articulé 10 par l’unité centrale 36 et l’ensemble de positions lu est alors supprimé de la mémoire LIFO 50.

Le commutateur logiciel 44 permet de sélectionner l’exécution de l’un ou l’autre des programmes d’ordinateurs 40, 42 selon que la pédale 34 est actionnée ou pas. Par défaut, c’est le premier programme d’ordinateur 40 qui est sélectionné. Toute instruction de déplacement fournie par le périphérique de commande 28 est prise en compte par l’unité centrale 36 et convertie en instructions individuelles de commande de chacun des moteurs M1 à M6 par exécution de ce programme. En outre, à intervalles de temps réguliers, les positions successives des moteurs M1 à M6 sont enregistrées en liste ordonnée par empilement dans la mémoire LIFO 50. Une pression du pied sur la pédale 34 permet d’orienter le commutateur logiciel 44 sur une exécution du deuxième programme d’ordinateur 42. Les nouvelles instructions de déplacement éventuellement émises par le périphérique de commande 28 ne sont alors plus prises en compte. Ce sont les données de positions successives des moteurs M1 à M6 enregistrées en mémoire LIFO 50 qui sont dépilées les unes après les autres dans l’ordre inverse de leur enregistrement pour reconstituer le trajet inverse suivi par l’instrument chirurgical 12. Si le dispositif électronique 32 est programmé pour être sensible à la pression exercée sur la pédale 34, le retour arrière du bras robotisé 10 qui en résulte est par exemple d’autant plus rapide que la pression est forte. Dans un mode de réalisation préféré, dès que la pédale 34 est relâchée, le retour arrière automatique s’interrompt, que la mémoire LIFO 50 soit vidée ou pas, et le commutateur logiciel 44 rebascule sur l’exécution du premier programme d’ordinateur 40.

La figure 2 illustre les étapes successives d’un procédé d’intervention chirurgicale à l’aide du dispositif robotisé de la figure 1.

Au cours d’une première étape 100, la pédale 34 n’est pas actionnée et un opérateur engage le déplacement de l’extrémité distale fonctionnelle 24 de l’instrument chirurgical 12 porté par le bras articulé 10 à l’aide du périphérique de commande 28.

Au cours d’une étape suivante 102, l’unité centrale 36 exécute les instructions 46 et 48 du premier programme d’ordinateur 40 pour convertir les instructions fournies par le périphérique de commande 28 en instructions individuelles de commande des moteurs M1 à M6 et pour enregistrer régulièrement leurs positions successives de manière à conserver en mémoire LIFO 50 le trajet suivi par l’instrument chirurgical 12. On notera que le fait de procéder aux enregistrements des positions successives des moteurs M1 à M6 à intervalles de temps réguliers permet avantageusement de conserver une information de vitesse de déplacement de l’instrument chirurgical 12 puisque la distance parcourue par son extrémité distale fonctionnelle 24 entre deux enregistrements est proportionnelle à sa vitesse de déplacement.

Au cours d’une étape suivante 104, le praticien souhaite engager un retour arrière rapide et automatique de l’instrument chirurgical 12 le long du trajet déjà effectué. Il appuie pour cela sur la pédale 34.

Au cours d’une étape suivante 106, l’unité centrale 36 exécute alors les instructions 52 du deuxième programme d’ordinateur 42 pour réaliser ce retour arrière automatique comme expliqué précédemment, la vitesse du retour arrière pouvant être fonction de la pression exercée sur la pédale 34.

Enfin, au cours d’une dernière étape 108, le praticien relâche la pédale 34 de sorte que le retour arrière rapide et automatique s’interrompt, que la mémoire LIFO 50 soit vidée ou pas. Le procédé peut ensuite reprendre à l’étape 100 ou 104.

Initialement (i.e. première exécution de l’étape 100), la mémoire LIFO 50 est vide et l’extrémité distale fonctionnelle 24 de l’instrument chirurgical 12 est en un point initial P1.

Pendant l’exécution de l’étape 102, l’extrémité distale fonctionnelle 24 se déplace :

du point P1 à un point P2 en vitesse rapide, d’où l’enregistrement d’un petit nombre d’informations de déplacements successifs en mémoire LIFO 50 ; puis
du point P2 à un point P3 en vitesse moyenne, d’où l’enregistrement d’un nombre intermédiaire d’informations de déplacements successifs en mémoire LIFO 50 ; puis
du point P3 à un point P4 en vitesse moyenne, d’où l’enregistrement d’un nombre intermédiaire d’informations de déplacements successifs en mémoire LIFO 50 ; puis
du point P4 à un point P5 en vitesse lente, d’où l’enregistrement d’un grand nombre d’informations de déplacements successifs en mémoire LIFO 50 ; puis
du point P5 à un point P6 en vitesse rapide, d’où l’enregistrement d’un petit nombre d’informations de déplacements successifs en mémoire LIFO 50.

Arrivé au point P6, l’opérateur décide d’actionner le retour arrière rapide et automatique de l’instrument chirurgical 12 en appuyant sur la pédale 34 (étape 104).

Il en résulte l’exécution de l’étape 106 pendant laquelle l’extrémité distale fonctionnelle 24 revient :

de P6 à P5 en retour rapide, d’où le dépilement des informations de déplacements successifs précédemment enregistrées entre P5 et P6 ; puis
de P5 à P4 en retour rapide, d’où le dépilement des informations de déplacements successifs précédemment enregistrées entre P4 et P5 ; puis
de P4 à P3 en retour rapide, d’où le dépilement des informations de déplacements successifs précédemment enregistrées entre P3 et P4.

Revenu au point P3, l’opérateur décide d’interrompre le retour arrière rapide et automatique de l’instrument chirurgical 12 en relâchant la pédale 34 (étape 108).

Il décide ensuite de diriger l’extrémité distale fonctionnelle 24 de l’instrument chirurgical 12 vers un autre trajet et revient de ce fait à une nouvelle exécution de l’étape 100.

Pendant une nouvelle exécution de l’étape 102 marquant la fin du scénario illustré sur la figure 3, l’extrémité distale fonctionnelle 24 se déplace :

du point P3 à un point P7 en vitesse rapide, d’où l’enregistrement d’un petit nombre d’informations de déplacements successifs en mémoire LIFO 50 ; puis
du point P7 à un point P8 en vitesse lente, d’où l’enregistrement d’un grand nombre d’informations de déplacements successifs en mémoire LIFO 50.

Le procédé d’intervention chirurgicale de la figure 2 et son exemple de scénario de la figure 3 sont aisément généralisables à la mise en œuvre d’autres interventions que celles sur l’oreille moyenne ou interne d’un patient.

Il apparaît clairement qu’un dispositif robotisé tel que celui décrit précédemment permet une intervention chirurgicale sécurisée dans certaines situations où un retrait rapide de l’instrument chirurgical sans faux mouvement ou écart par rapport au trajet précédemment suivi est souhaité.

On notera par ailleurs que l’invention n’est pas limitée au mode de réalisation décrit précédemment.

Elle est avantageusement appliquée à l’architecture et à la cinématique du bras articulé 10 de la figure 1, mais elle est généralisable à d’autres architectures et cinématiques par adaptation des conversions et informations de dispositions correspondantes.

Les dispositions successives du bras articulé 10 sont enregistrées sous la forme de positions des moteurs, mais elles pourraient l’être sous d’autres formes, telles que par exemple les positions 6D successives de l’instrument chirurgical 12.

Il apparaîtra plus généralement à l'homme de l'art que diverses modifications peuvent être apportées au mode de réalisation décrit ci-dessus, à la lumière de l'enseignement qui vient de lui être divulgué. Dans la présentation détaillée de l’invention qui est faite précédemment, les termes utilisés ne doivent pas être interprétés comme limitant l’invention au mode de réalisation exposé dans la présente description, mais doivent être interprétés pour y inclure tous les équivalents dont la prévision est à la portée de l'homme de l'art en appliquant ses connaissances générales à la mise en œuvre de l'enseignement qui vient de lui être divulgué.

Claims

Dispositif robotisé d’intervention chirurgicale comportant :
un bras articulé (10), à moteurs d’actionnement (M1, M2, M3, M4, M5, M6), dont une extrémité distale est destinée à porter un instrument chirurgical (12) ;

un périphérique de commande (28) du bras articulé (10) pour un déplacement d’une extrémité fonctionnelle (24) de l’instrument chirurgical (12) le long d’un trajet ; et

des moyens (32) de traitement d’instructions de déplacement fournies par le périphérique de commande (28) pour les convertir en instructions individuelles de commande de chacun des moteurs d’actionnement (M1, M2, M3, M4, M5, M6) du bras articulé (10) ;
caractérisé en ce qu’il comporte en outre un déclencheur (34) de retour arrière automatique du bras articulé (10), dont l’actionnement provoque, indépendamment de toute instruction de déplacement du périphérique de commande (28), l’envoi d’instructions individuelles de commande inverse de chacun des moteurs d’actionnement (M1, M2, M3, M4, M5, M6) du bras articulé (10) pour un déplacement inverse de l’extrémité fonctionnelle (24) de l’instrument chirurgical (12) le long du trajet réalisé.
Dispositif robotisé d’intervention chirurgicale selon la revendication 1, configuré pour que l’actionnement du déclencheur de retour arrière automatique (34) provoque une suspension du traitement de nouvelles instructions de déplacement fournies par le périphérique de commande (28).
Dispositif robotisé d’intervention chirurgicale selon la revendication 1 ou 2, dans lequel :
les moyens de traitement (32) comportent des moyens (36, 48) d’enregistrement en mémoire (50) d’une série ordonnée de dispositions successives du bras articulé (10) pendant le déplacement commandé de l’extrémité fonctionnelle (24) le long du trajet ; et

les moyens de traitement (32) sont configurés pour que l’actionnement du déclencheur de retour arrière automatique (34) provoque des retours successifs du bras articulé (10) de proche en proche d’une dernière disposition vers une première disposition enregistrées de cette série ordonnée.
Dispositif robotisé d’intervention chirurgicale selon la revendication 3, dans lequel chaque disposition enregistrée de la série ordonnée de dispositions successives du bras articulé (10) comporte un ensemble de positions de ses moteurs d’actionnement (M1, M2, M3, M4, M5, M6).
Dispositif robotisé d’intervention chirurgicale selon la revendication 3 ou 4, dans lequel les moyens d’enregistrement (36, 48) sont configurés pour enregistrer en mémoire (50) les dispositions successives du bras articulé (10) à intervalles de temps réguliers.
Dispositif robotisé d’intervention chirurgicale selon l’une quelconque des revendications 3 à 5, dans lequel la mémoire (50) dans laquelle est enregistrée la série ordonnée de dispositions successives du bras articulé (10) est configurée en structure de pile.
Dispositif robotisé d’intervention chirurgicale selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel le déclencheur de retour arrière automatique (34) comporte une pédale ou un bouton poussoir d’arrêt à variateur de vitesse du retour arrière automatique du bras articulé (10) en fonction d’une pression exercée par un opérateur.
Dispositif robotisé d’intervention chirurgicale selon la revendication 7, dans lequel les moyens de traitement (32) sont configurés pour arrêter le retour arrière automatique en cours et reprendre le traitement de nouvelles instructions de déplacement fournies par le périphérique de commande (28) dès qu’aucune pression n’est plus exercée sur le déclencheur de retour arrière automatique (34) par l’opérateur.
Dispositif robotisé d’intervention chirurgicale selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel le périphérique de commande (28) est un manche sur socle 6D.
Dispositif robotisé d’intervention chirurgicale selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, configuré et dimensionné pour une intervention en chirurgie d’oreille moyenne ou interne d’un patient, l’instrument chirurgical (12) étant lui-même un instrument d’intervention en chirurgie d’oreille moyenne ou interne du patient.