WO1999025267A1 - Dispositif de manipulation d'instruments chirurgicaux - Google Patents

Dispositif de manipulation d'instruments chirurgicaux Download PDF

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WO1999025267A1
WO1999025267A1 PCT/BE1998/000177 BE9800177W WO9925267A1 WO 1999025267 A1 WO1999025267 A1 WO 1999025267A1 BE 9800177 W BE9800177 W BE 9800177W WO 9925267 A1 WO9925267 A1 WO 9925267A1
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WO
WIPO (PCT)
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movement
axis
patient
slide
fixed
Prior art date
Application number
PCT/BE1998/000177
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English (en)
Inventor
Jacques Andre
Jean Mangez
Xavier Moreels
Roland Polet
Original Assignee
Medsys S.A.
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Publication date
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Priority to DE69814906T priority patent/DE69814906T2/de
Priority to EP98954075A priority patent/EP1030617B1/fr
Priority to AU11372/99A priority patent/AU751225B2/en
Priority to JP2000520705A priority patent/JP4094225B2/ja
Priority to IL13613098A priority patent/IL136130A/en
Priority to NZ504413A priority patent/NZ504413A/xx
Priority to KR1020007005224A priority patent/KR100555257B1/ko
Priority to BR9814186-4A priority patent/BR9814186A/pt
Priority to AT98954075T priority patent/ATE240687T1/de
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/50—Supports for surgical instruments, e.g. articulated arms
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/70—Manipulators specially adapted for use in surgery
    • A61B34/74—Manipulators with manual electric input means
    • A61B2034/743—Keyboards
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/70—Manipulators specially adapted for use in surgery

Definitions

  • the present invention relates to a device which allows the manipulation, that is to say the positioning and movement, of surgical instruments, such as an endoscope, during a surgical operation.
  • Aids have existed for many years in the form of mechanical devices which can carry surgical instruments intended to assist the surgeon during operations.
  • Document 094/26167 also discloses a positioning device intended to carry an instrument for laparoscopic surgery applications, which provides a spherical center of rotation of said instrument, this center being constituted by the point of penetration in the belly of the patient, for example.
  • this device will not allow the translation along the axis of the instrument, movement which must be made possible for the use of a scope.
  • WO95 / 16396 describes a device for manipulating a surgical instrument using several successive arms which rotate around vertical axes as proposed above, and which, by a complex and detailed calculation of the different movements of the actuators, will allow an incremental movement of the scope head. However, these movements are obtained by three successive Cartesian coordinate changes, which makes the visualization of movements relatively complex.
  • a voice command can also be offered. This voice command does not however allow the realization of small rapid movements and / or at high speed.
  • EP-A-0293760 and US-A-5 540 649 relate to the same handling device, which comprises a vertical foot undergoing a first movement of vertical rotation.
  • the second movement is a rotation along an axis orthogonal to the vertical axis. This makes it possible to move the entire device over the patient itself, thereby limiting the field of action of the surgeon.
  • the present invention aims to provide a device for handling surgical instruments which is of a relatively simple design and as small as possible.
  • Another object of the present invention is to propose a device which allows the hands of the surgeon to be freed as much as possible.
  • Another object of the present invention aims to reduce as much as possible the size of the surgeon's field of action.
  • Another object of the present invention is to propose a device which allows a combination of simple movements reproducing the three fundamental movements for exploring the visual field.
  • Another object of the present invention is to propose a control device which is simple and very compact, so that it allows the manipulation of other instruments.
  • first and second movements are carried out around essentially horizontal axes, in particular when the plane in which the patient is placed is himself horizontal.
  • the two horizontal axes are parallel to each other, and their projection in the plane of the patient are orthogonal to the axis of the patient.
  • the first and second movable elements are in the form of articulated arms while the deformable element is in the form of a deformable and articulated quadrilateral.
  • the second articulated mobile element has two points of articulation, one of which can slide in a slide and the other of which can be blocked or free.
  • the gripping element is arranged in a slide secured to the deformable element.
  • the support element is fixed to a rail integral with the operating table using a fixing device.
  • this fixing device comprises at least two boxes which perform a first movement orthogonal to the patient's bed and a second longitudinal movement parallel to the patient's bed.
  • a screw makes it possible to carry out the movement of the first box in the second box so as to obtain the first movement which is orthogonal to the patient's bed.
  • the second movement which is longitudinal is carried out using a third box which includes bearings which slide on a slide.
  • the device is fixed when one or more screws are tightened by clamming the rail between the clamps and a suitable element.
  • the longitudinal movement is carried out using several, and preferably four bearings using the rail of the operating table as a slide, a lower clamp which allows, by means of a wheel, to immobilize the assembly on said rail.
  • the fixing device can be reversed by rotation around a vertical axis and is adjusted by sliding along the fixing rail integral with the operating table.
  • the manipulator comprises a control device consisting of a mini-keyboard with at least six keys for two or three fingers, and the inner part of which is of triangular shape.
  • This control device is completely autonomous and comprises a transmitter which transmits the commands to the main box, this transmitter being in the form of a small box of triangular shape.
  • FIG. 1 represents a perspective view of the operating table on which the patient will be lying and to which the handling device according to the present invention is fixed.
  • Figures 2 and 3 show a side sectional view of the surgical instrument handling device according to the present invention for two surgical intervention applications.
  • Figures 4 and 5 show views in front section of the device as shown in the figures
  • Figure 6 shows a side sectional view corresponding to Figure 2 but allowing to visualize the different movements of the manipulator.
  • Figures 7 and 8 show a side sectional view and a sectional view from above of a fixing device for fixing the manipulator to the patient's bed according to a first embodiment.
  • Figures 9, 10 and 11 show a second embodiment of the device for fixing the manipulator to the patient's bed.
  • the handling device according to the present invention and shown in Figure 1 in perspective is integral with the bed on which the patient will lie down.
  • This manipulator has the particular advantage that it has a field of movement such that it can be applied to two main families of surgical interventions: on the one hand gynecological surgical interventions and on the other hand abdominal surgical interventions .
  • FIG. 2 shows more precisely the device arranged so as to allow a gynecological type intervention. This essentially means that the endoscope will enter the patient in a position such that it allows a visualization of the field where the surgeon will have to intervene.
  • Figure 3 shows the device arranged to allow an abdominal type intervention.
  • the endoscope will enter the patient in a position such that this allows viewing towards the patient's head.
  • the patient's body is arranged along an axis PP 'with the patient's head directed towards P'.
  • O represents the point of penetration of the instrument into the patient's belly. This point generally represents the navel of the patient.
  • this manipulator comprises at least the following elements: - a support (1) (after adjustment in height and longitudinally) will be fixed on a rail (2) integral with the operating table (3 ), this fixed support being associated with:
  • the manipulator therefore makes it possible to move an instrument (9) by movements around two axes (Hl and H2) of rotation parallel to each other and to the patient's bed as well as around a third axis (C) of rotation.
  • the first rotational movement is not made around an axis perpendicular to the operating table and more particularly vertical. This therefore makes it possible to release in a particularly advantageous manner the field of action of the surgeon.
  • the combination of the movements makes it possible to obtain the three fundamental movements for exploring the visual field, as shown in table 1.
  • the movements produced will therefore correspond to: ⁇ (i / o) displacement along the scope axis (SS ') p' h / b) rotation of the scope in the POP 'plane around O ⁇ (g / d) rotation of the scope in the plane S '00 'around 0
  • the second arm (5) presents itself in the form of one of the sides (BB') of an articulated parallelogram (ABB'A ') as shown in more detail in Figure 6.
  • the articulation (B 1 ) can slide along a slide (51) secured to the arm (5); the position relative to the arm (5) and the length of the arm (BB ') can therefore vary.
  • This execution ensures movements p and ⁇ by means of a single servomotor.
  • the gripping arm (7) is always horizontal. This makes it possible to limit as much as possible the space created by it in the field of action of the surgeon. It is connected to the mechanism and to the patient's bed by the side opposite the surgeon.
  • the surgical instrument (9), such as an endoscope, is connected to the gripping arm (7) by means of a passive joint (not motorized) so as to reproduce the image which the latter perceives and which '' it is always oriented correctly in relation to the room reference axes, i.e. the vertical directions must appear as vertical on the monitor.
  • the rotation of the second arm (5) and the deformation of the articulated parallelogram (6) are ensured by two servomotors incorporated in the arm (5).
  • the attachment of the scope (9) to the gripping arm (7) in S ' can be ensured by means of a passive joint consisting of at least two articulated parts according to the axis (j) perpendicular to the axis (d) of the gripping arm (7) and to SS '.
  • the piece holding the scope is fixed to the latter in a position such that the verticality mark of the image is in the vertical plane passing through (j) • In this way, the scope image will always appear vertical for a fictitious observer located at the head of the patient and looking parallel to the axis PP '.
  • the part attached to the gripping arm (7) in S ' is clipped onto this gripping arm (7) so that it can rotate freely around the axis (d).
  • This part is designed so that it can be unclipped from the gripping arm (7) by simple action on a small lever.
  • this assembly can be validly produced in a single piece of elastic material.
  • the manipulator control device can consist of a six-key mini-keyboard for two or three fingers (auricular and annular, and major for the three-finger version) placed in the palm of the practitioner's hand by means of an adequate forceps surrounding the practitioner's hand, characterized in that the inner part (in the palm of the hand), of triangular shape, fits in the "trapezoid" of the hand, between the eminence thenar and the fold of the four phalanges, thus not interfering in any way with the movements of the hand.
  • the gripping arm (7) of the instrument (9) can be adjusted in a slide (71) so as to arrange S 'and therefore S so that they are located in the POP' plane.
  • the manipulator can be adapted to one or the other type of operation: abdominal or gynecological
  • a device (100) for fixing the manipulator to the operating table is shown in FIGS. 7 and 8.
  • This device (100) therefore makes it possible to precisely adjust the position of the support (1) longitudinally (parallel to the rail (2) of the operating table (3)) and vertically (or more generally perpendicular to the plane in which the patient is placed).
  • This device essentially comprises two boxes (101 and 102) made from folded sheets welded together, which are closed and are intended to stiffen the attachment of the device according to the invention.
  • the first box (101) allows the support (1) to be fixed by tightening two thumbscrews (105).
  • This box is integral with two nuts (103).
  • the originality of this device lies in the characteristic that the two boxes (101 and 102) slide with a large clearance because they are produced using folded and welded sheets which are not machined. This game will be canceled by joining everything together in a particularly rigid way by tightening the two thumbscrews (105) in the support (1) when the desired vertical position is reached.
  • the horizontal movement is carried out using the two nuts (109) integral with the box (102).
  • a screw (110) moves the entire support (1), integral with the two boxes (101 and 102), parallel to the rail (2) of the operating table to the required position.
  • a box (106) also made of folded and welded sheets is provided, and which includes two clamps (111) attached to the rail (2) of the operating table, is also provided. Bearings (113) also fixed to the box (102) slide on a slide (112) supporting the support assembly (1) and boxes (101 and 102) during the longitudinal movement. The originality of this device allows that when the screw (108) is tightened, the rail (2) is clamped between the clamps (111) and the element
  • the rail (2) is used directly as a slide by providing four orthogonal bearings (121) in the upper part of the rail (2).
  • the support of the lower part of the rail (2) is made directly on a wheel (123) actuable by a geared motor (124).
  • This wheel (123) allows movement along the rail (2).
  • the support assembly (1) will be completely immobilized, the geared motor (124) and its wheel (123) being released.

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Abstract

La présente invention concerne un dispositif de manipulation d'un instrument chirurgical, caractérisé en ce qu'il comporte un support fixe (1) associé à au moins: un premier élément mobile (4) articulé au support fixe (1) autour d'un premier axe (H1) essentiellement parallèle au plan dans lequel est disposé le patient (PP') et susceptible d'effectuer un premier mouvement; un second élément mobile (5) articulé à l'extrémité du premier élément mobile (4) autour d'un deuxième axe (H2) essentiellement parallèle au plan dans lequel est disposé le patient (PP') et susceptible d'effectuer un deuxième mouvement; un élément déformable (6) fixé par un côté à l'extrémité du deuxième élément mobile (5) et susceptible d'effectuer un troisième mouvement de rotation autour d'un troisième axe (C); un élément de préhension (7) fixé du côté opposé à celui du deuxième élément à l'élément déformable (6); un dispositif d'accrochage (8) d'un instrument chirurgical (9) à l'élément de préhension (7); et des moyens d'action (10 et 11) permettant d'effectuer des mouvements de rotation autour des différents axes (H1, H2 et C).

Description

DISPOSITIF DE MANIPULATION D'INSTRUMENTS CHIRURGICAUX
Objet de l' invention
La présente invention se rapporte à un dispositif qui permet la manipulation, c'est-à-dire le positionnement et le déplacement, d'instruments chirurgicaux, tels qu'un endoscope, lors d'une opération chirurgicale .
Etat de la technique
Il existe depuis de nombreuses années des aides se présentant sous la forme de dispositifs mécaniques pouvant porter des instruments chirurgicaux destinés à aider le chirurgien au cours d'opérations.
Des améliorations ont été apportées à ces aides, de telle sorte que ces dispositifs peuvent se déplacer et éventuellement actionner ces instruments chirurgicaux, et en particulier les scopes .
Ces dispositifs sont essentiellement destinés à libérer les mains du chirurgien afin qu'il n'ait plus à interrompre un acte pour déplacer par exemple le scope ou à devoir confier la manipulation de celui-ci à un assistant.
Néanmoins, la plupart des différents dispositifs connus n'offrent pas une précision dans le positionnement de l'instrument et une stabilité de maintien et/ou de déplacement suffisantes pour les applications dans le domaine médical telles que les actes chirurgicaux.
En particulier, on connaît un dispositif de stabilisation de l'endoscope tel que publié dans le document US-5184601, qui comprend une console indépendante munie d'un robot à axes multiples qui permet la réalisation de mouvements de rotation autour d'axes verticaux afin de couvrir un plan horizontal (XY) parallèle au patient. Ce dispositif présente les inconvénients de nécessiter une combinaison de plusieurs mouvements pour déplacer un scope selon les directions et orientations souhaitées par le chirurgien, et d'encombrer le champ d'action du chirurgien par la présence de bras se déplaçant dans le plan horizontal (XY) au-dessus du patient.
On connaît également par le document 094/26167 un dispositif de positionnement destiné à porter un instrument pour des applications de chirurgie laparoscopique, qui prévoit un centre de rotation sphérique dudit instrument, ce centre étant constitué par le point de pénétration dans le ventre du patient, par exemple. Néanmoins, on observe que ce dispositif ne permettra pas la réalisation d'une translation selon l'axe de l'instrument, mouvement qui doit être rendu possible pour l'utilisation d'un scope.
Le document W095/16396 décrit un dispositif de manipulation d'un instrument chirurgical à l'aide de plusieurs bras successifs qui effectuent des rotations autour d'axes verticaux ainsi que proposé ci -dessus, et qui, par un calcul complexe et détaillé des différents mouvements des actionneurs, permettra d'obtenir un déplacement incrémental de la tête du scope. Cependant, ces mouvements sont obtenus par trois changements de coordonnées cartésiennes successifs, ce qui rend la visualisation des mouvements relativement complexe. Afin de prévoir une aide décisionnelle à la manipulation de l'instrument, une commande à la voix peut également être proposée. Cette commande à la voix ne permet néanmoins pas la réalisation de petits déplacements rapides et/ou à cadence élevée.
Les documents EP-A-0293760 et US-A-5 540 649 se rapportent au même dispositif de manipulation, qui comprend un pied vertical subissant un premier mouvement de rotation verticale. Le second mouvement est une rotation selon un axe orthogonal à l'axe vertical. Ceci permet de réaliser un déplacement de tout le dispositif au-dessus de patient même, limitant ainsi le champ d'action du chirurgien.
Buts de l'invention
La présente invention vise à proposer un dispositif de manipulation d'instruments chirurgicaux qui soit d'une conception relativement simple et d'un encombrement le plus réduit possible.
Un autre but de la présente invention vise à proposer un dispositif qui permette de libérer autant que possible les mains du chirurgien.
Un autre but de la présente invention vise à réduire autant que possible l'encombrement du champ d'action du chirurgien.
Un autre but de la présente invention vise à proposer un dispositif qui permette une combinaison de mouvements simples reproduisant les trois mouvements fondamentaux d'exploration du champ visuel. Un autre but de la présente invention vise à proposer un dispositif de commande qui est simple et très peu encombrant, de telle sorte qu'il permette la manipulation d'autres instruments. D'autres buts et avantages apparaîtront à la lecture du mémoire descriptif qui suit.
Principaux éléments caractéristiques de la présente invention La présente invention se rapporte à un dispositif de manipulation d'un instrument chirurgical composé d'un élément support fixe associé à au moins :
- un premier élément mobile articulé à l'élément support fixe autour d'un premier axe essentiellement parallèle au plan dans lequel est disposé le patient, générant ainsi un premier mouvement ;
- un second élément mobile articulé à l'extrémité du premier élément autour d'un deuxième axe essentiellement parallèle au plan dans lequel est disposé le patient, générant ainsi un second mouvement;
- un troisième élément deformable fixé par un côté à l'extrémité du deuxième élément mobile et susceptible d'effectuer un troisième mouvement de rotation autour d'un troisième axe; - un élément de préhension fixé du côté opposé à celui du deuxième élément à l'élément deformable;
- un dispositif d'accrochage d'un instrument chirurgical à l'élément de préhension; et
- des moyens d'action permettant d'effectuer des mouvements de rotation autour des différents axes. Ceci signifie de manière générale que les premier et second mouvements s'effectuent autour d'axes essentiellement horizontaux en particulier lorsque le plan dans lequel est disposé le patient est lui-même horizontal. De préférence, les deux axes horizontaux sont parallèles l'un à l'autre, et leur projection dans le plan du patient sont orthogonales à l'axe du patient.
De préférence, les premier et deuxième éléments mobiles se présentent sous la forme de bras articulés tandis que l'élément deformable se présente sous la forme d'un quadrilatère deformable et articulé.
Le deuxième élément mobile articulé présente deux points d'articulation dont l'un peut coulisser dans une glissière et dont l'autre peut être bloqué ou libre. Selon une forme d'exécution particulière, l'élément de préhension est disposé dans une glissière solidaire de l'élément deformable.
L'élément support est fixé à un rail solidaire de la table d'opération à l'aide d'un dispositif de fixation.
Selon une première forme d'exécution, ce dispositif de fixation comprend au moins deux caissons qui effectuent un premier mouvement orthogonal au lit du patient et un second mouvement longitudinal parallèle au lit du patient. Une vis permet de réaliser le mouvement du premier caisson dans le second caisson de manière à obtenir le premier mouvement qui est orthogonal au lit du patient. Le second mouvement qui est longitudinal est réalisé à l'aide d'un troisième caisson qui comprend des roulements qui coulissent sur une glissière. La fixation du dispositif est réalisée lorsque l'on serre une ou plusieurs vis en clamant le rail entre les clames et un élément adéquat . Selon une autre forme d'exécution, le mouvement longitudinal est réalisé à l'aide de plusieurs, et de préférence quatre roulements utilisant le rail de la table d'opération comme glissière, une clame inférieure qui permet, au moyen d'une molette, d'immobiliser l'ensemble sur ledit rail.
Le dispositif de fixation peut être inversé par rotation autour d'un axe vertical et est ajusté par glissement le long du rail de fixation solidaire de la table d'opération.
En outre, selon une forme d'exécution préférée, le manipulateur comprend un dispositif de commande constitué d'un mini-clavier à au moins six touches pour deux ou trois doigts, et dont la partie intérieure est de forme triangulaire. Ce dispositif de commande est complètement autonome et comporte un émetteur qui transmet les commandes au boîtier principal, cet émetteur se présentant sous la forme d'un petit boîtier de forme triangulaire .
Description des figures
La figure 1 représente une vue en perspective de la table d'opération sur laquelle le patient sera couché et à laquelle est fixé le dispositif de manipulation selon la présente invention.
Les figures 2 et 3 représentent une vue en coupe latérale du dispositif de manipulation d'instruments chirurgicaux selon la présente invention pour deux applications d'interventions chirurgicales. Les figures 4 et 5 représentent des vues en coupe frontale du dispositif tel que représenté aux figures
2 et 3. La figure 6 représente une vue en coupe latérale correspondant à la figure 2 mais permettant de visualiser les différents mouvements du manipulateur . Les figures 7 et 8 représentent une vue en coupe latérale et une vue en coupe par le dessus d'un dispositif de fixation permettant de fixer le manipulateur au lit du patient selon une première forme d'exécution. Les figures 9, 10 et 11 représentent une seconde forme d'exécution du dispositif de fixation du manipulateur au lit du patient.
Description de plusieurs formes d'exécution préférées de l' invention
Le dispositif de manipulation selon la présente invention et représenté à la figure 1 en perspective est solidaire du lit sur lequel le patient va se coucher.
Ce manipulateur présente l'avantage particulier qu'il possède un champ de déplacement tel que l'on peut l'appliquer à deux grandes familles d'interventions chirurgicales : d'une part les interventions chirurgicales gynécologiques et d'autre part les interventions chirurgicales abdominales. Il suffit, pour passer d'un champ à l'autre, de retourner simplement l'appareil par rapport à un plan vertical qui est perpendiculaire à l'axe selon lequel est couché le patient. Ceci signifie que l'appareil est bien sûr réversible et qu'il suffit de l'orienter selon la position avant ou arrière par rapport au patient.
La figure 2 représente plus précisément le dispositif disposé de manière à permettre une intervention de type gynécologique. Ceci signifie essentiellement que l'endoscope pénétrera dans le patient dans une position telle que celui-ci permet d'obtenir une visualisation du champ où le chirurgien devra intervenir.
La figure 3 représente le dispositif disposé de manière à permettre une intervention de type abdominal .
Dans ce cas, l'endoscope pénétrera dans le patient dans une position telle que celle-ci permet une visualisation vers la tête du patient.
D'autres types d'interventions chirurgicales comme des interventions orthopédiques peuvent également être envisagées.
Dans les figures 1 à 6, le corps du patient est disposé selon un axe PP' avec la tête du patient dirigée vers P' . O représente le point de pénétration de l'instrument dans le ventre du patient. Ce point représente en général le nombril du patient.
Ainsi qu'il apparaît dans les diverses figures, ce manipulateur comprend au moins les éléments suivants : - un support (1) (après ajustement en hauteur et longitudinalement) sera fixé sur un rail (2) solidaire de la table d'opération (3), ce support fixé étant associé à :
- un premier bras mobile (4) articulé au support fixé autour d'un axe essentiellement horizontal Hl perpendiculaire au plan vertical passant par l'axe longitudinal du patient POP1; - un deuxième bras mobile (5) articulé à l'extrémité du premier autour d'un deuxième axe essentiellement horizontal H2 , également perpendiculaire au même plan POP ' ; - un élément deformable (6) fixé par un côté à l'extrémité du deuxième bras (5) et susceptible d'effectuer un mouvement de rotation autour d'un axe C;
- un bras de préhension (7) horizontal fixé au côté opposé du quadrilatère (6) ; - un dispositif d'accrochage (8) d'un instrument (9) au bras de préhension (7) ;
- des actionneurs qui permettent d'exécuter des mouvements de rotation autour des différents axes mentionnés Hl, H2 et C; - des moyens de pilotage et de synchronisation de ces mouvements; et - une commande placée dans le creux de la main du praticien, lui permettant, au moyen de plusieurs touches, d'accéder aux différents mouvements. Le manipulateur permet donc de déplacer un instrument (9) par des mouvements autour de deux axes (Hl et H2) de rotation parallèles entre eux et au lit du patient ainsi qu'autour d'un troisième axe (C) de rotation. On observe que selon la présente invention, le premier mouvement de rotation ne se fait pas autour d'un axe perpendiculaire à la table d'opération et plus particulièrement vertical. Ceci permet de ce fait de dégager de manière particulièrement avantageuse le champ d'action du chirurgien. La combinaison des mouvements permet d'obtenir les trois mouvements fondamentaux d'exploration du champ visuel, tels que représentés à la table 1.
Table 1
Figure imgf000012_0001
Les mouvements produits correspondront donc a : ζ (i/o) déplacement suivant l'axe du scope (SS') p 'h/b) rotation du scope dans le plan POP' autour de O λ (g/d) rotation du scope dans le plan S '00 ' autour de 0 De préférence, le deuxième bras (5) se présente lui-même sous la forme d'un des côtés (BB') d'un parallélogramme articulé (ABB'A') tel que représenté plus en détail à la figure 6. L'articulation (B1) peut coulisser suivant une glissière (51) solidaire du bras (5) ; la position par rapport au bras (5) et la longueur du bras (BB') peuvent donc varier. Deux cas de figure peuvent se présenter :
- l'articulation (B) est bloquée : les bras et éléments (5, 6 et 7) sont donc simplement entraînés par la rotation du support (1) autour de l'axe Hl, et le mouvement de S ' et S est donc voisin de p;
- l'articulation (B) est libre, mais la position de (B') dans sa glissière est bloquée par un solénoïde (52) : dans ce cas, le mouvement du parallélogramme (6) entraîné par la rotation du support (1) autour de l'axe Hl induit un déplacement du bras de préhension (7) , et donc de S' et S, voisin de ζ.
Cette exécution permet d'assurer les mouvements p et ζ au moyen d'un seul servomoteur.
Le bras de préhension (7) est toujours horizontal. Ceci permet de limiter au maximum l'encombrement créé par celui-ci dans le champ d'action du chirurgien. Il est relié au mécanisme et au lit du patient par le côté opposé au chirurgien.
L'instrument de chirurgie (9), tel qu'un endoscope, est relié au bras de préhension (7) par l'intermédiaire d'un joint passif (non motorisé) de manière à reproduire l'image que ce dernier perçoit et qu'elle soit toujours orientée correctement par rapport aux axes de référence du local, c'est-à-dire que les directions verticales doivent apparaître comme verticales sur le moniteur. La rotation du second bras (5) et la déformation du parallélogramme articulé (6) sont assurées par deux servomoteurs incorporés au bras (5) .
La fixation du scope (9) au bras de préhension (7) en S ' peut être assurée au moyen d'un joint passif constitué au moins de deux pièces articulées suivant l'axe (j) perpendiculaire à l'axe (d) du bras de préhension (7) et à SS' .
La pièce tenant le scope est fixée à ce dernier dans une position telle que le repère de verticalité de l'image soit dans le plan vertical passant par (j) • De cette façon, l'image du scope apparaîtra toujours verticale pour un observateur fictif situé à la tête du patient et regardant parallèlement à l'axe PP ' .
La pièce accrochée au bras de préhension (7) en S ' est clipsée sur ce bras de préhension (7) de façon à pouvoir tourner librement autour de l'axe (d) . Cette pièce est conçue pour pouvoir être déclipsée du bras de préhension (7) par simple action sur un petit levier.
En variante, cet ensemble peut être valablement réalisé en une seule pièce d'une matière élastique .
Le dispositif de commande du manipulateur peut être constitué d'un mini -clavier à six touches pour deux ou trois doigts (auriculaire et annulaire, et majeur pour la version à trois doigts) placé dans le creux de la main du praticien au moyen d'une pince adéquate entourant la main du praticien, caractérisée en ce que la partie intérieure (dans le creux de la main) , de forme triangulaire, s'inscrive dans le "trapèze" de la main, entre 1 ' éminence thénar et le pli des quatre phalanges, ne gênant ainsi aucunement les mouvements de la main.
De préférence, le bras de préhension (7) de l'instrument (9) peut être ajusté dans une glissière (71) de façon à disposer S' et donc S de manière qu'ils soient situés dans le plan POP' . Ceci constitue l'ajustement du point neutre de S en début d'opération. Grâce à cette particularité, on peut adapter le manipulateur à l'un ou l'autre type d'opération : abdominale ou gynécologique
(voir figures 1 et 2) simplement en le tournant de 180° de dispositif de fixation et en inversant puis ajustant le bras de préhension (7) dans sa glissière (71) . De manière générale, le manipulateur est fixé à un rail (2) lui-même solidaire de la table d'opération
(3) à l'aide d'un dispositif de fixation (100).
Selon une première forme d'exécution, un dispositif de fixation (100) du manipulateur à la table d'opération est représenté aux figures 7 et 8. Ce dispositif (100) permet donc d'ajuster précisément la position du support (1) longitudinalement (parallèlement au rail (2) de la table d'opération (3)) et verticalement (ou plus généralement perpendiculairement au plan dans lequel est disposé le patient) .
Ce dispositif comprend essentiellement deux caissons (101 et 102) réalisés à partir de tôles pliées et soudées entre elles, qui sont fermés et ont pour but de rigidifier la fixation du dispositif selon l'invention. Le premier caisson (101) permet de fixer le support (1) en serrant deux vis à molette (105) . Ce caisson est solidaire de deux écrous (103) . Une vis (104), qui peut être actionnée manuellement ou même être motorisée, permet le mouvement du caisson (101) à l'intérieur du second caisson (102) lorsque l'on tourne la vis (104) . Ceci permet de réaliser le mouvement vertical. L'originalité de ce dispositif réside dans la caractéristique que les deux caissons (101 et 102) coulissent avec un jeu important du fait que ceux-ci sont réalisés à l'aide de tôles pliées et soudées non usinées. Ce jeu sera annulé en solidarisant le tout de manière particulièrement rigide par le serrage des deux vis à molette (105) dans le support (1) lorsque la position verticale souhaitée est atteinte.
Le mouvement horizontal est réalisé à l'aide des deux écrous (109) solidaires du caisson (102) . Une vis (110) permet de déplacer l'ensemble du support (1), solidaire des deux caissons (101 et 102), parallèlement au rail (2) de la table d'opération jusqu'à la position requise .
Un caisson (106) réalisé également en tôles pliées et soudées est prévu, et qui comprend deux clames (111) accrochées au rail (2) de la table d'opération, est également prévu. Des roulements (113) également fixés au caisson (102) coulissent sur une glissière (112) soutenant l'ensemble support (1) et des caissons (101 et 102) au cours du déplacement longitudinal. L'originalité de ce dispositif permet que lorsque l'on serre la vis (108), on clame le rail (2) entre les clames (111) et l'élément
(107). Simultanément, on bloque les écrous (109) entre le caisson (106) et le même élément (107) , annulant le jeu important de ces pièces non usinées et rendant ainsi tout l'ensemble particulièrement rigide.
Selon une seconde forme d'exécution représentée plus en détails aux figures 9, 10 et 11, on utilise directement le rail (2) comme glissière en prévoyant quatre roulements orthogonaux (121) dans la partie haute du rail (2) . Lorsque la clame inférieure (122) est libérée (en position A comme représenté à la figure 10), l'appui de la partie inférieure du rail (2) se fait directement sur une molette (123) actionnable par un motoréducteur (124) . Cette molette (123) permet le déplacement le long du rail (2) . Lorsque la clame inférieure (122) est bloquée au moyen de la molette (125) et de sa vis (en position B comme représentée plus en détails à la figure 11), l'ensemble support (1) sera totalement immobilisé, le motoréducteur (124) et sa molette (123) étant dégagés.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de manipulation d'un instrument chirurgical, caractérisé en ce qu'il comporte un support fixe (1) associé à au moins : — un premier élément mobile (4) articulé au support fixe
(1) autour d'un premier axe (Hl) essentiellement parallèle au plan dans lequel est disposé le patient
(PP1) et susceptible d'effectuer un premier mouvement;
- un second élément mobile (5) articulé à l'extrémité du premier élément mobile (4) autour d'un deuxième axe (H2) essentiellement parallèle au plan dans lequel est disposé le patient (PP') et susceptible d'effectuer un deuxième mouvement ;
- un élément deformable (6) fixé par un côté à l'extrémité du deuxième élément mobile (5) et susceptible d'effectuer un troisième mouvement de rotation autour d'un troisième axe (C) ;
- un élément de préhension (7) fixé du côté opposé à celui du deuxième élément à l'élément deformable (6) ; - un dispositif d'accrochage (8) d'un instrument chirurgical (9) à l'élément de préhension (7) ; et
- des moyens d'action (10 et 11) permettant d'effectuer des mouvements de rotation autour des différents axes (Hl, H2 et C) .
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les premier (4) et deuxième (5) éléments mobiles se présentent sous forme de bras articulés, tandis que l'élément deformable (6) se présente sous la forme d'un quadrilatère deformable et articulé.
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le deuxième élément mobile (5) présente un point d'articulation qui peut coulisser dans une glissière (51) solidaire de l'élément deformable (6) tandis que l'autre point d'articulation peut être soit bloqué, soit libre.
4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément de préhension (7) est disposé dans une glissière (71) solidaire de l'élément deformable (6) .
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément support (1) est fixé à un rail (2) solidaire de la table d'opération (3) à l'aide d'un dispositif de fixation (100) .
6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le dispositif de fixation (100) comprend deux caissons (101 et 102) effectuant deux mouvements, un mouvement orthogonal au plan dans lequel est disposé le patient (PP') et un mouvement parallèle au plan du patient PP ' , le mouvement orthogonal étant réalisé à l'aide d'une vis (104) permettant l'introduction du premier caisson (101) dans le second caisson (102), le mouvement longitudinal étant réalisé à l'aide d'un troisième caisson
(106) qui comprend des roulements (113) qui coulissent sur une glissière (112), la fixation du dispositif est réalisée lorsque l'on serre une ou plusieurs vis (108) en clamant le rail (2) entre les clames (111) et un élément adéquat
(107) .
7. Dispositif selon la revendication 5 ou 6 , caractérisé en ce que le mouvement longitudinal est réalisé à l'aide de plusieurs, et de préférence quatre roulements (121) utilisant le rail (2) comme glissière, une clame inférieure (122) qui permet, au moyen d'une molette (125), d'immobiliser l'ensemble sur ledit rail (2).
8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes 5 à 7, caractérisé en ce que le dispositif de fixation (100) est inversé par rotation autour d'un axe vertical et est ajusté par glissement le long du rail de fixation (26a) solidaire de la table d'opération (26).
9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen d'accrochage (8) de l'instrument chirurgical (9) à l'élément de préhension (7) est constitué par un joint passif comprenant lui-même au moins deux pièces articulées selon deux axes perpendiculaires d'une part à l'axe de l'instrument chirurgical (9) et d'autre part à l'axe du premier élément (4), et dans lequel l'instrument chirurgical est fixé dans une position telle que le repère de verticalité de l'image dans le plan vertical soit assuré .
10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de commande (50) constitué d'un mini-clavier (51) à au moins six touches (52) pour deux ou trois doigts, et dont la partie intérieure est de forme triangulaire .
11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que le dispositif de commande est complètement autonome et comporte un émetteur qui transmet les commandes au boîtier principal, cet émetteur se présentant sous la forme d'un petit boîtier de forme triangulaire .
12. Utilisation du dispositif de manipulation d'un instrument chirurgical selon l'une quelconque des revendications précédentes pour des interventions de type gynécologiques, abdominales ou encore orthopédiques.
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