WO2011048311A2 - Lighting device and corresponding use - Google Patents

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WO2011048311A2
WO2011048311A2 PCT/FR2010/052204 FR2010052204W WO2011048311A2 WO 2011048311 A2 WO2011048311 A2 WO 2011048311A2 FR 2010052204 W FR2010052204 W FR 2010052204W WO 2011048311 A2 WO2011048311 A2 WO 2011048311A2
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WO
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area
light source
lighting device
lighting
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PCT/FR2010/052204
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WO2011048311A3 (en
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Jean-Pierre Breysse
Estelle Courtial
Aurélien GAUVIN
Original Assignee
Maquet S.A.
Universite D'orleans
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00Instruments, 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
    • A61B90/30Devices for illuminating a surgical field, the devices having an interrelation with other surgical devices or with a surgical procedure
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00Instruments, 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
    • A61B90/36Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
    • A61B90/361Image-producing devices, e.g. surgical cameras
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V21/00Supporting, suspending, or attaching arrangements for lighting devices; Hand grips
    • F21V21/14Adjustable mountings
    • F21V21/15Adjustable mountings specially adapted for power operation, e.g. by remote control
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
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    • F21V21/00Supporting, suspending, or attaching arrangements for lighting devices; Hand grips
    • F21V21/14Adjustable mountings
    • F21V21/26Pivoted arms
    • F21V21/28Pivoted arms adjustable in more than one plane
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21WINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
    • F21W2131/00Use or application of lighting devices or systems not provided for in codes F21W2102/00-F21W2121/00
    • F21W2131/20Lighting for medical use
    • F21W2131/205Lighting for medical use for operating theatres

Definitions

  • the present invention relates to a lighting device of a lighting field, in particular of an operating field, of the type comprising a light source, adapted to illuminate the lighting field.
  • the surgical scene may move as the surgeon must observe tissues (different types of tissue) from different angles of view and in different positions.
  • the surgeon is brought to intervene more or less deeply in the tissues when forming or closing cavities.
  • it is necessary to adapt the spatial parameters of the operative lighting device, ie the position and / or the orientation of the light source. of the operative lighting device.
  • the light source In known operating lighting devices, the light source must be moved manually. During the entire phase of manual manipulation of the lighting device, the surgical scene is often poorly lit, which forces the surgeon to cease his activity temporarily. Since each manipulation of the lighting device delays the progress of the operation, the surgeon must make a compromise between an optimal lighting, which would considerably lengthen the duration of the operation, and the time allowed for the operation, due to the anesthesia. As a result, it may sometimes be necessary to work in poor lighting conditions in order to save time by avoiding manipulation of the lighting device. Moreover, in the case where a person other than the surgeon moves the lighting device, once the lighting device is positioned, it is not guaranteed that its positioning is ideal because the person moving the operative lighting device does not have the field of vision of the surgeon. The positioning of the operative lighting device is therefore very approximate.
  • the present invention aims to overcome these disadvantages and to provide a lighting device adapted to create a better illumination of the surgical scene during the intervention of the surgeon.
  • the subject of the invention is a device of the aforementioned type, characterized in that it comprises a device for moving the light source adapted to move the light source, a determination device adapted to determine at least one area of interest to be illuminated by the light source, control means adapted to control the moving device so that the illumination field is close to the at least one area of interest.
  • the invention comprises one or more of the following features.
  • the control means are adapted to control the moving device such that the illumination field and the at least one area of interest overlap each other or the illumination field includes the at least one area of interest .
  • the determination device comprises an observation means adapted to observe the illumination field and to periodically generate an image of the illumination field, in particular a camera.
  • the determining device further comprises an image processing unit adapted to periodically receive the image of the illumination field generated by the observation means and to identify the at least one area of interest in the image.
  • the image processing unit is adapted to identify the at least one area of interest based on at least one visual primitive in the image.
  • the lighting device further comprises a human-machine interface adapted to define the at least one visual primitive and select the operating mode, including manual, semi-automatic or automatic mode.
  • the determining device further comprises a servo system adapted to
  • reference position and / or a reference orientation of the light source in which reference position and / or reference orientation the illumination field is brought closer to the area of interest or encompasses or overlaps the area of interest and;
  • the control means comprise a positioning system adapted to
  • the device further comprises an avoidance system adapted to detect an obstacle on the first path of the light source and to define a second path, which second path ending in the same setpoint position and / or reference orientation of the source of light as the first course and avoiding the obstacle.
  • the displacement device comprises at least one motor, in particular a motor controlled in position.
  • the displacement device further comprises arms, at least one double fork arch and pivot links connected to each other and to an outer end of the displacement device at the light source.
  • Figure 1 is a schematic side view of a lighting device according to the invention.
  • Figures 2 and 3 show schematic perspective views of a surgical scene at different times in which a lighting device is positioned to illuminate a lighting field;
  • Figures 4 to 7 show schematic top views of a surgical scene during its evolution requiring the readjustment of the position of the illumination field illuminated by the lighting device;
  • FIG. 8 is a schematic representation of the functional modules of the lighting device according to the invention.
  • FIG. 9 is a detailed schematic representation of Part VII of Figure 8.
  • FIG. 1 a lighting device according to the invention, designated by the reference 1.
  • the lighting device 1 is adapted to illuminate an area of interest 4 extending along a particular horizontal illumination plane PP.
  • the area of interest 4 is included in the scope of intervention 6 of a surgeon on a patient 8 in a medical operating room.
  • zone of interest 4 is meant an area that a surgeon wishes to be illuminated at a given moment of the intervention by the lighting device 1.
  • the area of interest 4 is caused to move in space.
  • the lighting device 1 comprises a support 10 on which is disposed a light source 12 formed of at least one lighting element 14.
  • the support 10 further comprises a handle 16.
  • the illumination device 1 further comprises a displacement device 18 comprising two outer ends and adapted to move the light source 12.
  • the support 10 is connected to one of the outer ends of the device of FIG. displacement 18.
  • the displacement device 18 comprises a double fork arch 20 which consists of two curved forks 22, 24 pivotally attached to each other at their ends by means of a pivot connection 26.
  • One of the outer ends of the double fork arch 20 is connected by means of a pivot connection 28 to the support 10 of the light source 12.
  • the other outer end of the double fork arch 20 is connected by means of at least two pivot links 30, 32, 34 arranged alternately with at least one arm 36, 38 to an anchor 40 fixedly connected to a carrier 42, including the ceiling or a wall of the medical operating room or a movable arm.
  • the arm may be a first arm 36 or a second arm 38.
  • the first arm 36 is an arm that is movable in a vertical plane and in a horizontal plane.
  • the second arm 38 extends exclusively horizontally.
  • Each pivot connection 26, 28, 30, 32, 34 defines at least one axis of rotation A-A to F-F of the corresponding arm.
  • the displacement device 18 of the lighting device 1 illustrated in FIG. 1 comprises five pivot links 26, 28, 30, 32, 34, a double fork arch 20, an arm 36 which is movable in a vertical plane and in a horizontal plane and an arm 38 extending horizontally and thus has six degrees of freedom.
  • the displacement device 18 described above is adapted to modify its configuration so that the light source 12 can take all orientations and / or positions within the range of the lighting device 1.
  • the displacement device 18 further comprises at least one motor 44, 46, 48, 50, 52.
  • Each motor 44, 46, 48, 50, 52 is placed so as to act on the adjacent arms connected by a pivot link 26. , 28, 30, 32, 34.
  • the displacement device 18 is connected to a control and control unit 53 comprising a processor 54 and a memory 56.
  • the control and control unit 53 is adapted to control at least one motors 44, 46, 48, 50, 52 and preferably each motor.
  • the lighting device 1 further comprises a determination device 58 of the area of interest 4 adapted to determine at least one area of interest 4 (see Figure 9).
  • the determining device 58 comprises an observation means 60, in particular a camera.
  • the camera is located for example in the handle 16 of the lighting device 1.
  • the determining device 58 further comprises an image processing unit 62 and a servo system 64.
  • the observation means 60 is connected to the image processing unit 62 by a first signal link 66, and the processing unit image 62 by a second signal link 68 to the servo system 64 (see Figure 9).
  • the lighting device 1 further comprises control means 70 adapted to control the displacement device 18 (see Figure 8).
  • the control means 70 comprise a positioning system 72.
  • the positioning system 72 is connected by a third signal link 74 to the servocontrol system 64 of the determination device 58 and by at least one control link 76, 78, 80 , 82, 84 to at least one of the motors 44, 46, 48, 50, 52 of the displacement device 18.
  • FIG. 1 is the implementation, on the one hand, of the image processing unit 62 and the control system 64 of the determination device 58 and, on the other hand, of the control means 70 comprising the positioning system 72.
  • the lighting device 1 further comprises a man-machine interface 86 (see FIG. 1) in order to be able to use the lighting device 1 in manual, semi-automatic or automatic mode.
  • the manual mode the motors 44, 46, 48, 50, 52 and the control and control unit 53 are deactivated and the arms are moved manually by the user.
  • the semi-automatic mode the motors 44, 46, 48, 50, 52 are activated and the control and control unit 53 is deactivated. In this case, the movement of the arms is effected by switches that are actuated by the user.
  • the motors 44, 46, 48, 50, 52 and the control and control unit 53 are activated, respectively.
  • Another utility of this system is to be able to offer the possibility to the surgical team to manually modify an area of interest.
  • the configuration r k also corresponds to a configuration s k of the displacement device 18 in the plane of the image 1 k of the camera.
  • the magnitude r corresponds to a configuration s of the displacement device 18 in the plane of the image 1 k of the camera
  • the position and / or orientation of the light source 12 of the lighting device 1 are chosen so that a lighting field 88 includes a first area of interest 4.
  • the light source 12 is, for example, prepositioned so that the optical axis of the light source 12 is perpendicular to the intervention field 6.
  • visual primitives such as a particular point, a rectangle, an ellipse, and so on.
  • visual primitives may be from a gloved hand, syringe, scalpel, forceps or other instruments necessary for an operation.
  • this image processing unit 62 When the image processing unit 62 identifies in the image 1 k a visual primitive, this image processing unit 62 defines at least one area of interest 4 as a function of the visual primitives identified. In order to optimally illuminate this area of interest 4, the displacement device 18 must adopt a setpoint configuration r * , which corresponds to a configuration s * in the image plane.
  • the image processing unit 62 sends information relating to the current configuration r k of the moving device 18 to the servo system 64 (see FIG. 9).
  • This servocontrol system 64 creates a kinematic torsor T k composed of translations and rotations in a base R w .
  • R w for example describes a fixed Cartesian space with respect to the intervention field 6.
  • the kinematic torsor T k is used to move the displacement device 18 so that the current position and / or orientation of the light source 12 tends to a setpoint position and / or reference orientation of the light source 12.
  • the light source 12 is thus displaced according to the principle of visual servoing.
  • information such as an interaction matrix Ls and a matrix K of the intrinsic parameters of the observation means 60, in particular a camera, are used.
  • the interaction matrix Ls describes the link between the image and the movements in the Cartesian space.
  • the matrix K is a function of the intrinsic parameters of the camera, for example the magnification factors, the aberration coefficients, the position of the central pixel, the focal length and others.
  • a reference image I * is necessary.
  • the kinematic torsor T k is then sent to the positioning system 72 of the control means 70, which positioning system 72 translates the torsor kinematic T k at the control setpoint (see Figure 8).
  • the positioning system 72 provides a control setpoint to at least one of the motors 44, 46, 48, 50, 52 acting on the support 10, the forks 22, 24 and the arms 36, 38 in order to move the light source 12 , and together the observation means 60, provided that the observation means 60 is arranged in the handle 16 of the support 10.
  • the at least one motor 44, 46, 48, 50, 52 is preferably controlled in position but it can be controlled also in speed.
  • the control in the position controls the at least one motor 44, 46, 48, 50, 52 according to the movement to be performed in order to reduce the difference between the image l k and the reference image / *.
  • the displacement device 18 has a configuration r k + i different from the configuration r k .
  • the procedure described above is repeated periodically until the image l k + n generated at a time k + n matches the target image / * or the difference (l k + n -l *) is within a predefined range of deviation, i.e., the light source 12 is in or near the setpoint position and / or the setpoint orientation, and the illumination field 88 encompasses or overlaps the at least one zone of interest 4.
  • the lighting device 1 can refer to the difference (s k + n -s * ) to determine if the light source 12 is in or near the setpoint position and / or the target orientation.
  • the procedure described above is periodically repeated even if the difference between the image l k and the target image / *, or the difference between the configuration s k and the setpoint configuration s * , is equal to 0 or in a predefined range of deviation, in order to search and illuminate optimally the successive areas of interest 4.
  • the visual primitive is defined by a scalpel 90.
  • the scalpel 90 is at the same position, the areas of interest 4 being the same. Nevertheless, the lighting fields 88 differ from each other.
  • the scalpel 90 is at the edge of the illumination field 88 while the illumination field 88 in Fig. 5 includes the scalpel 90 so that the scalpel 90 is in the center of the field of view.
  • Lighting 88 In Figure 5, the lighting device 1 provides optimal illumination according to the invention. Later, the scalpel 90 and therefore the area 4 are still in another location (see Figures 6 and 7).
  • the lighting device 1 according to the invention is adapted to follow the light source 12 so that the area of interest 4 is again encompassed by the illumination field 88 as illustrated in FIG. 7, in which the area of interest 4 and the lighting field 88 are concentric.
  • the light source 12 is moved between its current position and / or orientation and its target position and / or setpoint orientation provided that the path of movement presents no obstacles.
  • the lighting device 1 further comprises an avoidance system 92 adapted to detect an obstacle on a first path of the light source 12, the first path being the path described by an initial kinematic torsor Ti and along which the source light 12 is moved from its current position and / or orientation to its setpoint position and / or target orientation.
  • the avoidance system 92 defines a second course, which second course ending in the same setpoint position and / or target orientation of the light source 12 as the first one. course and avoiding the obstacle.
  • the lighting device 1 according to the invention has several advantages over lighting devices according to the state of the art:
  • the lighting device 1 according to the invention adapted to move the light source 12 without intervention direct human decreases the duration of the surgical procedure, optimizes the lighting of the area of interest 4 and accurately positions the light source 12.

Abstract

The invention relates to a device (1) for illuminating an illumination field (88), in particular of an operating field, which includes a light source (12) suitable for illuminating the illumination field (88). The illumination device (1) includes: a device (18) for moving the light source (12) suitable for moving the light source (12), a selection device (58) suitable for selecting at least one area of interest (4) to be lit by means of the light source (12), and a control means (70) suitable for controlling the moving device (18), such that the illumination field (88) is close to said at least one area of interest (4). The invention can be used in devices for illuminating a surgical operating field.

Description

DISPOSITIF D'ECLAIRAGE ET UTILISATION CORRESPONDANTE  LIGHTING DEVICE AND USE THEREOF
La présente invention concerne un dispositif d'éclairage d'un champ d'éclairage, notamment d'un champ opératoire, du type comportant une source de lumière, adaptée pour éclairer le champ d'éclairage.  The present invention relates to a lighting device of a lighting field, in particular of an operating field, of the type comprising a light source, adapted to illuminate the lighting field.
Elle s'applique notamment à éclairer un champ d'intervention d'un chirurgien. Au cours d'une opération, la scène chirurgicale peut se mouvoir dans la mesure où le chirurgien doit observer des tissus (différents types de tissus) sous différents angles de vue et à des positions différentes. En particulier, le chirurgien est amené à intervenir plus ou moins en profondeur dans les tissus lorsqu'il forme ou ferme des cavités. Pour éclairer de façon optimale la scène chirurgicale changeante durant l'opération, il est nécessaire d'adapter les paramètres spatiaux du dispositif d'éclairage opératoire, c'est-à-dire la position et/ou l'orientation de la source de lumière du dispositif d'éclairage opératoire.  It applies in particular to illuminate a field of intervention of a surgeon. During an operation, the surgical scene may move as the surgeon must observe tissues (different types of tissue) from different angles of view and in different positions. In particular, the surgeon is brought to intervene more or less deeply in the tissues when forming or closing cavities. In order to optimally illuminate the changing surgical scene during the operation, it is necessary to adapt the spatial parameters of the operative lighting device, ie the position and / or the orientation of the light source. of the operative lighting device.
Dans les dispositifs d'éclairage opératoires connus, la source de lumière doit être déplacée de façon manuelle. Durant toute la phase de manipulation manuelle du dispositif d'éclairage, la scène chirurgicale est souvent mal éclairée, ce qui oblige le chirurgien à cesser son activité temporairement. Puisque chaque manipulation du dispositif d'éclairage retarde le progrès de l'opération, le chirurgien doit faire un compromis entre un éclairage optimal, qui rallongerait considérablement la durée de l'opération, et le temps imparti pour l'opération, dû à l'anesthésie. Par conséquent, il peut être amené parfois à travailler dans des mauvaises conditions d'éclairage afin de gagner du temps en évitant la manipulation du dispositif d'éclairage. Par ailleurs, dans le cas où une personne autre que le chirurgien déplace le dispositif d'éclairage, une fois le dispositif d'éclairage positionné, il n'est pas garanti que son positionnement soit idéal car la personne déplaçant le dispositif d'éclairage opératoire ne dispose pas du champ de vision du chirurgien. Le positionnement du dispositif d'éclairage opératoire se trouve donc être très approximatif.  In known operating lighting devices, the light source must be moved manually. During the entire phase of manual manipulation of the lighting device, the surgical scene is often poorly lit, which forces the surgeon to cease his activity temporarily. Since each manipulation of the lighting device delays the progress of the operation, the surgeon must make a compromise between an optimal lighting, which would considerably lengthen the duration of the operation, and the time allowed for the operation, due to the anesthesia. As a result, it may sometimes be necessary to work in poor lighting conditions in order to save time by avoiding manipulation of the lighting device. Moreover, in the case where a person other than the surgeon moves the lighting device, once the lighting device is positioned, it is not guaranteed that its positioning is ideal because the person moving the operative lighting device does not have the field of vision of the surgeon. The positioning of the operative lighting device is therefore very approximate.
La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients et de proposer un dispositif d'éclairage adapté pour créer un meilleur éclairage de la scène chirurgicale durant l'intervention du chirurgien.  The present invention aims to overcome these disadvantages and to provide a lighting device adapted to create a better illumination of the surgical scene during the intervention of the surgeon.
A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif du type précité, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de déplacement de la source de lumière adapté pour déplacer la source de lumière, un dispositif de détermination adapté pour déterminer au moins une zone d'intérêt devant être éclairée par la source de lumière, des moyens de commande adaptés pour commander le dispositif de déplacement de telle sorte que le champ d'éclairage se rapproche de l'au moins une zone d'intérêt.  For this purpose, the subject of the invention is a device of the aforementioned type, characterized in that it comprises a device for moving the light source adapted to move the light source, a determination device adapted to determine at least one area of interest to be illuminated by the light source, control means adapted to control the moving device so that the illumination field is close to the at least one area of interest.
Selon d'autres modes de réalisation, l'invention comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes. Les moyens de commande sont adaptés pour commander le dispositif de déplacement de telle sorte que le champ d'éclairage et l'au moins une zone d'intérêt se chevauchent mutuellement ou le champ d'éclairage englobe l'au moins une zone d'intérêt. According to other embodiments, the invention comprises one or more of the following features. The control means are adapted to control the moving device such that the illumination field and the at least one area of interest overlap each other or the illumination field includes the at least one area of interest .
Le dispositif de détermination comprend un moyen d'observation adapté pour observer le champ d'éclairage et pour générer périodiquement une image du champ d'éclairage, notamment une caméra.  The determination device comprises an observation means adapted to observe the illumination field and to periodically generate an image of the illumination field, in particular a camera.
Le dispositif de détermination comprend en outre une unité de traitement d'image adaptée pour recevoir périodiquement l'image du champ d'éclairage générée par le moyen d'observation et pour identifier l'au moins une zone d'intérêt dans l'image.  The determining device further comprises an image processing unit adapted to periodically receive the image of the illumination field generated by the observation means and to identify the at least one area of interest in the image.
L'unité de traitement d'image est adaptée pour identifier l'au moins une zone d'intérêt à base d'au moins une primitive visuelle dans l'image.  The image processing unit is adapted to identify the at least one area of interest based on at least one visual primitive in the image.
Le dispositif d'éclairage comprend en outre une interface homme-machine adaptée pour définir l'au moins une primitive visuelle et sélectionner le mode de fonctionnement, notamment manuel, semi-automatique ou automatique.  The lighting device further comprises a human-machine interface adapted to define the at least one visual primitive and select the operating mode, including manual, semi-automatic or automatic mode.
Le dispositif de détermination comprend en outre un système d'asservissement adapté pour  The determining device further comprises a servo system adapted to
- recevoir périodiquement par l'unité de traitement d'image une information représentant l'au moins une zone d'intérêt ;  - receive periodically by the image processing unit information representing the at least one area of interest;
- définir une position de consigne et/ou une orientation de consigne de la source de lumière dans lesquelles position de consigne et/ou orientation de consigne le champ d'éclairage est rapproché de la zone d'intérêt ou englobe ou chevauche la zone d'intérêt et ;  define a reference position and / or a reference orientation of the light source in which reference position and / or reference orientation the illumination field is brought closer to the area of interest or encompasses or overlaps the area of interest and;
- générer un premier parcours de la source de lumière entre une position et/ou une orientation actuelles et la position de consigne et/ou l'orientation de consigne.  - Generate a first path of the light source between a current position and / or orientation and the setpoint position and / or the setpoint orientation.
Les moyens de commande comprennent un système de positionnement adapté pour  The control means comprise a positioning system adapted to
recevoir périodiquement par le système d'asservissement le premier parcours ;  receive periodically by the servo system the first course;
traduire ce premier parcours en une consigne de commande et ;  translate this first course into a control instruction and;
- envoyer cette consigne de commande au dispositif de déplacement.  - send this command to the displacement device.
Le dispositif comprend en outre un système d'évitement adapté pour détecter un obstacle sur le premier parcours de la source de lumière et pour définir un second parcours, lequel second parcours aboutissant dans les même position de consigne et/ou orientation de consigne de la source de lumière que le premier parcours et évitant l'obstacle. Le dispositif de déplacement comprend au moins un moteur, en particulier un moteur commandé en position. The device further comprises an avoidance system adapted to detect an obstacle on the first path of the light source and to define a second path, which second path ending in the same setpoint position and / or reference orientation of the source of light as the first course and avoiding the obstacle. The displacement device comprises at least one motor, in particular a motor controlled in position.
Le dispositif de déplacement comprend en outre des bras, au moins un arceau double fourche et des liaisons pivot reliés entre eux et par une extrémité externe du dispositif de déplacement à la source de lumière.  The displacement device further comprises arms, at least one double fork arch and pivot links connected to each other and to an outer end of the displacement device at the light source.
L'invention a en outre pour objet une utilisation d'un dispositif d'éclairage tel que précité pour éclairer de façon optimale la zone d'intérêt d'un champ d'intervention d'un chirurgien comprenant les étapes consistant à :  The invention furthermore relates to the use of a lighting device as mentioned above for optimally illuminating the area of interest of a field of intervention of a surgeon comprising the steps of:
définir une zone d'intérêt ;  define an area of interest;
- éclairer un champ d'éclairage et ;  - illuminate a lighting field and;
déplacer le champ d'éclairage de telle sorte que le champ d'éclairage se rapproche de la zone d'intérêt et notamment englobe ou chevauche la zone d'intérêt.  moving the illumination field so that the illumination field approaches the area of interest and in particular encompasses or overlaps the area of interest.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels :  The invention will be better understood on reading the description which follows, given solely by way of example and with reference to the appended drawings, in which:
la Figure 1 est une vue schématique de côté d'un dispositif d'éclairage selon l'invention ;  Figure 1 is a schematic side view of a lighting device according to the invention;
les Figures 2 et 3 présentent des vues schématiques en perspective d'une scène chirurgicale lors de différents moments dans laquelle un dispositif d'éclairage est positionné pour éclairer un champ d'éclairage ;  Figures 2 and 3 show schematic perspective views of a surgical scene at different times in which a lighting device is positioned to illuminate a lighting field;
les Figures 4 à 7 présentent des vues schématiques de dessus d'une scène chirurgicale lors de son évolution nécessitant le réajustement de la position du champ d'éclairage éclairé par le dispositif d'éclairage ;  Figures 4 to 7 show schematic top views of a surgical scene during its evolution requiring the readjustment of the position of the illumination field illuminated by the lighting device;
la Figure 8 est une représentation schématique des modules fonctionnels du dispositif d'éclairage selon l'invention ; et  Figure 8 is a schematic representation of the functional modules of the lighting device according to the invention; and
la Figure 9 est une représentation schématique détaillée de la partie VII de la Figure 8.  Figure 9 is a detailed schematic representation of Part VII of Figure 8.
Sur la Figure 1 est représenté un dispositif d'éclairage selon l'invention, désigné par la référence 1 . Le dispositif d'éclairage 1 est adapté pour éclairer une zone d'intérêt 4 s'étendant suivant un plan d'éclairage P-P notamment horizontal. En l'occurrence, la zone d'intérêt 4 est comprise dans le champ d'intervention 6 d'un chirurgien sur un patient 8 dans une salle d'opération médicale. Par zone d'intérêt 4 on entend une zone qu'un chirurgien souhaite voir éclairée à un instant donné de l'intervention par le dispositif d'éclairage 1 . Lors de l'intervention, la zone d'intérêt 4 est amenée à se déplacer dans l'espace. Le dispositif d'éclairage 1 comprend un support 10 sur lequel est disposée une source de lumière 12 formée d'au moins un élément d'éclairage 14. Le support 10 comprend en outre une poignée 16. Le dispositif d'éclairage 1 comprend en outre un dispositif de déplacement 18 comprenant deux extrémités externes et adapté pour déplacer la source de lumière 12. Le support 10 est relié à l'une des extrémités externes du dispositif de déplacement 18. In Figure 1 is shown a lighting device according to the invention, designated by the reference 1. The lighting device 1 is adapted to illuminate an area of interest 4 extending along a particular horizontal illumination plane PP. In this case, the area of interest 4 is included in the scope of intervention 6 of a surgeon on a patient 8 in a medical operating room. By zone of interest 4 is meant an area that a surgeon wishes to be illuminated at a given moment of the intervention by the lighting device 1. During the intervention, the area of interest 4 is caused to move in space. The lighting device 1 comprises a support 10 on which is disposed a light source 12 formed of at least one lighting element 14. The support 10 further comprises a handle 16. The illumination device 1 further comprises a displacement device 18 comprising two outer ends and adapted to move the light source 12. The support 10 is connected to one of the outer ends of the device of FIG. displacement 18.
Le dispositif de déplacement 18 comprend un arceau double fourche 20 qui est constitué de deux fourches courbées 22, 24 fixées l'une à l'autre de façon pivotante à leurs extrémités au moyen d'une liaison pivot 26. L'une des extrémités externes de l'arceau double fourche 20 est reliée au moyen d'une liaison pivot 28 au support 10 de la source de lumière 12. L'autre extrémité externe de l'arceau double fourche 20 est reliée au moyen d'au moins deux liaisons pivot 30, 32, 34 disposées en alternance avec au moins un bras 36, 38 à un ancrage 40 relié de façon fixe à un porteur 42, notamment le plafond ou un mur de la salle d'opération médicale ou encore un bras mobile. Le bras peut être un premier bras 36 ou un second bras 38. Le premier bras 36 est un bras qui est mobile dans un plan vertical et dans un plan horizontal. Le second bras 38 s'étend exclusivement horizontalement. Chaque liaison pivot 26, 28, 30, 32, 34 définit au moins un axe de rotation A-A à F-F du bras correspondant. Plus précisément, le dispositif de déplacement 18 du dispositif d'éclairage 1 illustré dans la Figure 1 comprend cinq liaisons pivot 26, 28, 30, 32, 34, un arceau double fourche 20, un bras 36 qui est mobile dans un plan vertical et dans un plan horizontal et un bras 38 s'étendant horizontalement et possède donc six degrés de liberté. Le dispositif de déplacement 18 décrit ci-dessus est adapté pour modifier sa configuration de telle sorte que la source de lumière 12 puisse prendre toutes les orientations et/ou positions à l'intérieur du rayon d'action du dispositif d'éclairage 1 . Le dispositif de déplacement 18 comprend en outre au moins un moteur 44, 46, 48, 50, 52. Chaque moteur 44, 46, 48, 50, 52 est placé de façon à pouvoir agir sur les bras adjacents reliés par une liaison pivot 26, 28, 30, 32, 34. Le dispositif de déplacement 18 est lié à une unité de contrôle et de commande 53 comprenant un processeur 54 et une mémoire 56. L'unité de contrôle et de commande 53 est adaptée pour commander au moins un des moteurs 44, 46, 48, 50, 52 et de préférence chaque moteur.  The displacement device 18 comprises a double fork arch 20 which consists of two curved forks 22, 24 pivotally attached to each other at their ends by means of a pivot connection 26. One of the outer ends of the double fork arch 20 is connected by means of a pivot connection 28 to the support 10 of the light source 12. The other outer end of the double fork arch 20 is connected by means of at least two pivot links 30, 32, 34 arranged alternately with at least one arm 36, 38 to an anchor 40 fixedly connected to a carrier 42, including the ceiling or a wall of the medical operating room or a movable arm. The arm may be a first arm 36 or a second arm 38. The first arm 36 is an arm that is movable in a vertical plane and in a horizontal plane. The second arm 38 extends exclusively horizontally. Each pivot connection 26, 28, 30, 32, 34 defines at least one axis of rotation A-A to F-F of the corresponding arm. More specifically, the displacement device 18 of the lighting device 1 illustrated in FIG. 1 comprises five pivot links 26, 28, 30, 32, 34, a double fork arch 20, an arm 36 which is movable in a vertical plane and in a horizontal plane and an arm 38 extending horizontally and thus has six degrees of freedom. The displacement device 18 described above is adapted to modify its configuration so that the light source 12 can take all orientations and / or positions within the range of the lighting device 1. The displacement device 18 further comprises at least one motor 44, 46, 48, 50, 52. Each motor 44, 46, 48, 50, 52 is placed so as to act on the adjacent arms connected by a pivot link 26. , 28, 30, 32, 34. The displacement device 18 is connected to a control and control unit 53 comprising a processor 54 and a memory 56. The control and control unit 53 is adapted to control at least one motors 44, 46, 48, 50, 52 and preferably each motor.
Le dispositif d'éclairage 1 comprend en outre un dispositif de détermination 58 de la zone d'intérêt 4 adapté pour déterminer au moins une zone d'intérêt 4 (voir Figure 9). Le dispositif de détermination 58 comprend un moyen d'observation 60, notamment une caméra. La caméra est située par exemple dans la poignée 16 du dispositif d'éclairage 1 .  The lighting device 1 further comprises a determination device 58 of the area of interest 4 adapted to determine at least one area of interest 4 (see Figure 9). The determining device 58 comprises an observation means 60, in particular a camera. The camera is located for example in the handle 16 of the lighting device 1.
Le dispositif de détermination 58 comprend en outre une unité de traitement d'image 62 et un système d'asservissement 64. Le moyen d'observation 60 est relié à l'unité de traitement d'image 62 par un premier lien de signal 66, et l'unité de traitement d'image 62 par un second lien de signal 68 au système d'asservissement 64 (voir Figure 9). The determining device 58 further comprises an image processing unit 62 and a servo system 64. The observation means 60 is connected to the image processing unit 62 by a first signal link 66, and the processing unit image 62 by a second signal link 68 to the servo system 64 (see Figure 9).
Le dispositif d'éclairage 1 comprend en outre des moyens de commande 70 adaptés pour commander le dispositif de déplacement 18 (voir Figure 8). Les moyens de commande 70 comprennent un système de positionnement 72. Le système de positionnement 72 est relié par un troisième lien de signal 74 au système d'asservissement 64 du dispositif de détermination 58 et par au moins un lien de commande 76, 78, 80, 82, 84 à au moins un des moteurs 44, 46, 48, 50, 52 du dispositif de déplacement 18.  The lighting device 1 further comprises control means 70 adapted to control the displacement device 18 (see Figure 8). The control means 70 comprise a positioning system 72. The positioning system 72 is connected by a third signal link 74 to the servocontrol system 64 of the determination device 58 and by at least one control link 76, 78, 80 , 82, 84 to at least one of the motors 44, 46, 48, 50, 52 of the displacement device 18.
Le processeur 54 et la mémoire 56 mentionnés plus haut et représentés dans la The processor 54 and the memory 56 mentioned above and represented in the
Figure 1 sont l'implémentation d'une part de l'unité de traitement d'image 62 et du système d'asservissement 64 du dispositif de détermination 58 et d'autre part des moyens de commande 70 comprenant le système de positionnement 72. FIG. 1 is the implementation, on the one hand, of the image processing unit 62 and the control system 64 of the determination device 58 and, on the other hand, of the control means 70 comprising the positioning system 72.
Le dispositif d'éclairage 1 comprend en outre une interface homme-machine 86 (voir Figure 1 ) dans le but de pouvoir utiliser le dispositif d'éclairage 1 en mode manuel, semi-automatique ou automatique. Dans le mode manuel, les moteurs 44, 46, 48, 50, 52 et l'unité de contrôle et de commande 53 sont désactivés et les bras sont déplaces manuellement par l'utilisateur. Dans le mode semi-automatique, les moteurs 44, 46, 48, 50, 52 sont activés et l'unité de contrôle et de commande 53 est désactivée. Dans ce cas, le déplacement des bras est effectué par des interrupteurs qui sont actionnées par l'utilisateur. Dans le mode automatique, les moteurs 44, 46, 48, 50, 52 et l'unité de contrôle et de commande 53 activés, respectivement.  The lighting device 1 further comprises a man-machine interface 86 (see FIG. 1) in order to be able to use the lighting device 1 in manual, semi-automatic or automatic mode. In the manual mode, the motors 44, 46, 48, 50, 52 and the control and control unit 53 are deactivated and the arms are moved manually by the user. In the semi-automatic mode, the motors 44, 46, 48, 50, 52 are activated and the control and control unit 53 is deactivated. In this case, the movement of the arms is effected by switches that are actuated by the user. In the automatic mode, the motors 44, 46, 48, 50, 52 and the control and control unit 53 are activated, respectively.
Une autre utilité de ce système est de pouvoir offrir la possibilité à l'équipe chirurgicale de modifier manuellement une zone d'intérêt.  Another utility of this system is to be able to offer the possibility to the surgical team to manually modify an area of interest.
Ci-dessous le mode de fonctionnement du dispositif d'éclairage 1 est décrit à base d'un exemple faisant référence à une intervention chirurgicale (voir Figures 4 à 7). A cet effet on va se référer à différents grandeurs qui sont définis comme suit. Une image \k est une image du champ d'intervention 6 fournie par le moyen d'observation 60 à un instant t=k. Une configuration rk est une configuration du dispositif de déplacement 18 à l'instant t=k. Cette configuration rk correspond à une position et/ou orientation de la source de lumière 12 à l'instant t=k et à l'image lk. La configuration rk correspond également à une configuration sk du dispositif de déplacement 18 dans le plan de l'image lk de la caméra. D'une manière générale, la grandeur r correspond à une configuration s du dispositif de déplacement 18 dans le plan de l'image lk de la caméra Below the mode of operation of the lighting device 1 is described based on an example referring to a surgical procedure (see Figures 4 to 7). For this purpose we will refer to different quantities which are defined as follows. An image \ k is an image of the intervention field 6 provided by the observation means 60 at a time t = k. A configuration r k is a configuration of the displacement device 18 at time t = k. This configuration r k corresponds to a position and / or orientation of the light source 12 at the instant t = k and at the image l k . The configuration r k also corresponds to a configuration s k of the displacement device 18 in the plane of the image 1 k of the camera. In general, the magnitude r corresponds to a configuration s of the displacement device 18 in the plane of the image 1 k of the camera
Au début de l'opération chirurgicale, la position et/ou l'orientation de la source de lumière 12 du dispositif d'éclairage 1 sont choisies de façon à ce qu'un champ d'éclairage 88 englobe une première zone d'intérêt 4. La première zone d'intérêt 4 est l'emplacement de l'intervention chirurgicale à l'instant t=0 (voir Figure 2). La source de lumière 12 est par exemple prépositionnée de telle sorte que l'axe optique de la source de lumière 12 est perpendiculaire au champ d'intervention 6. Dès que le dispositif d'éclairage 1 est allumé, le moyen d'observation 60 observe le champ d'intervention 6 de façon continue et fournit une image lk à l'instant \=k à l'unité de traitement d'image 62 qui examine l'image lk dans le but d'identifier des éléments pour la définition de la zone d'intérêt 4 (voir Figure 9). Ces éléments sont des caractéristiques visuelles appelées « primitives visuelles » comme par exemple un point particulier, un rectangle, une ellipse, etc. Ces primitives visuelles peuvent être issues d'une main gantée, d'une seringue, d'un scalpel, d'une pince ou d'autres instruments nécessaires pour une opération. At the beginning of the surgical operation, the position and / or orientation of the light source 12 of the lighting device 1 are chosen so that a lighting field 88 includes a first area of interest 4. The first area of interest 4 is the location of the surgery at time t = 0 (see Figure 2). The light source 12 is, for example, prepositioned so that the optical axis of the light source 12 is perpendicular to the intervention field 6. As soon as the lighting device 1 is turned on, the observation means 60 observes the field of intervention 6 continuously and provides an image l k at the instant \ = k at the image processing unit 62 which examines the image l k for the purpose of identifying elements for the definition area of interest 4 (see Figure 9). These elements are visual characteristics called "visual primitives" such as a particular point, a rectangle, an ellipse, and so on. These visual primitives may be from a gloved hand, syringe, scalpel, forceps or other instruments necessary for an operation.
Lorsque l'unité de traitement d'image 62 identifie dans l'image lk une primitive visuelle cette unité de traitement d'image 62 définit au moins une zone d'intérêt 4 en fonction des primitives visuelles identifiées. Afin d'éclairer de façon optimale cette zone d'intérêt 4, le dispositif de déplacement 18 doit adopter une configuration de consigne r*, qui correspond à une configuration s* dans le plan image. When the image processing unit 62 identifies in the image 1 k a visual primitive, this image processing unit 62 defines at least one area of interest 4 as a function of the visual primitives identified. In order to optimally illuminate this area of interest 4, the displacement device 18 must adopt a setpoint configuration r * , which corresponds to a configuration s * in the image plane.
Après identification de la primitive visuelle, l'unité de traitement d'image 62 envoie une information relative à la configuration actuelle rk du dispositif de déplacement 18 au système d'asservissement 64 (voir Figure 9). Ce système d'asservissement 64 crée un torseur cinématique Tk composé de translations et de rotations dans une base Rw. Rw décrit par exemple un espace cartésien fixe par rapport au champ d'intervention 6. Le torseur cinématique Tk est utilisé pour déplacer le dispositif de déplacement 18 de telle sorte que la position et/ou orientation actuelles de la source de lumière 12 tende vers une position de consigne et/ou orientation de consigne de la source de lumière 12. La source de lumière 12 est donc déplacée selon le principe de l'asservissement visuel. La position et/ou orientation actuelles et la position de consigne et/ou orientation de consigne de la source de lumière 12 sont déduites de l'image \k à l'instant t=k et d'une image de consigne /*, respectivement. Afin de déterminer le torseur cinématique Tk, des informations telles qu'une matrice d'interaction Ls et une matrice K des paramètres intrinsèques du moyen d'observation 60, notamment une caméra, sont utilisées. La matrice d'interaction Ls décrit le lien entre l'image et les mouvements dans l'espace cartésien. La matrice K est fonction des paramètres intrinsèques de la caméra, comme par exemple les facteurs d'agrandissement, les coefficients d'aberration, la position du pixel central, la focale et autres. De plus, éventuellement une image de consigne I* est nécessaire. After identification of the visual primitive, the image processing unit 62 sends information relating to the current configuration r k of the moving device 18 to the servo system 64 (see FIG. 9). This servocontrol system 64 creates a kinematic torsor T k composed of translations and rotations in a base R w . R w for example describes a fixed Cartesian space with respect to the intervention field 6. The kinematic torsor T k is used to move the displacement device 18 so that the current position and / or orientation of the light source 12 tends to a setpoint position and / or reference orientation of the light source 12. The light source 12 is thus displaced according to the principle of visual servoing. The current position and / or orientation and the setpoint position and / or reference orientation of the light source 12 are deduced from the image \ k at time t = k and from a reference image / * respectively . In order to determine the kinematic torsor T k , information such as an interaction matrix Ls and a matrix K of the intrinsic parameters of the observation means 60, in particular a camera, are used. The interaction matrix Ls describes the link between the image and the movements in the Cartesian space. The matrix K is a function of the intrinsic parameters of the camera, for example the magnification factors, the aberration coefficients, the position of the central pixel, the focal length and others. In addition, possibly a reference image I * is necessary.
Le torseur cinématique Tk est ensuite envoyé au système de positionnement 72 des moyens de commande 70, lequel système de positionnement 72 traduit le torseur cinématique Tk en consigne de commande (voir Figure 8). Le système de positionnement 72 fournit une consigne de commande à au moins un des moteurs 44, 46, 48, 50, 52 agissant sur le support 10, les fourches 22, 24 et les bras 36, 38 afin de déplacer la source de lumière 12, et conjointement le moyen d'observation 60, sous réserve que le moyen d'observation 60 est agencé dans la poignée 16 du support 10. L'au moins un moteur 44, 46, 48, 50, 52 est commandé de préférence en position, mais il peut être commandé aussi en vitesse. La commande en position commande l'au moins un moteur 44, 46, 48, 50, 52 en fonction du mouvement à accomplir dans le but de réduire la différence entre l'image lk et l'image de consigne /*. The kinematic torsor T k is then sent to the positioning system 72 of the control means 70, which positioning system 72 translates the torsor kinematic T k at the control setpoint (see Figure 8). The positioning system 72 provides a control setpoint to at least one of the motors 44, 46, 48, 50, 52 acting on the support 10, the forks 22, 24 and the arms 36, 38 in order to move the light source 12 , and together the observation means 60, provided that the observation means 60 is arranged in the handle 16 of the support 10. The at least one motor 44, 46, 48, 50, 52 is preferably controlled in position but it can be controlled also in speed. The control in the position controls the at least one motor 44, 46, 48, 50, 52 according to the movement to be performed in order to reduce the difference between the image l k and the reference image / *.
Si la différence entre ces deux images n'est pas égale à 0 ou dans une plage d'écart prédéfinie, une autre image lk+1 est acquise à un instant k+ 1 par le moyen d'observation 60. A cet instant k+1, le dispositif de déplacement 18 a une configuration rk+i différente de la configuration rk. La procédure décrite ci-dessus se répète périodiquement jusqu'à ce que l'image lk+n générée à un instant k+n corresponde à l'image de consigne /* ou la différence (lk+n-l*) soit dans une plage d'écart prédéfinie, c'est-à-dire la source de lumière 12 est dans ou près de la position de consigne et/ou l'orientation de consigne, et le champ d'éclairage 88 englobe ou chevauche l'au moins une zone d'intérêt 4. Alternativement, le dispositif d'éclairage 1 peut se référer à la différence (sk+n-s*) afin de déterminer si la source de lumière 12 est dans ou près de la position de consigne et/ou l'orientation de consigne. If the difference between these two images is not equal to 0 or in a predefined gap range, another image l k + 1 is acquired at a time k + 1 by the observation means 60. At this moment k + 1, the displacement device 18 has a configuration r k + i different from the configuration r k . The procedure described above is repeated periodically until the image l k + n generated at a time k + n matches the target image / * or the difference (l k + n -l *) is within a predefined range of deviation, i.e., the light source 12 is in or near the setpoint position and / or the setpoint orientation, and the illumination field 88 encompasses or overlaps the at least one zone of interest 4. Alternatively, the lighting device 1 can refer to the difference (s k + n -s * ) to determine if the light source 12 is in or near the setpoint position and / or the target orientation.
Puisque la zone d'intérêt 4 peut changer au cours de l'intervention chirurgicale, la procédure décrite ci-dessus est réitérée périodiquement même si la différence entre l'image lk et l'image de consigne /*, ou la différence entre la configuration sk et la configuration de consigne s*, est égale à 0 ou dans une plage d'écart prédéfinie, afin de rechercher et d'éclairer de façon optimale les zones d'intérêt 4 successives. Since the area of interest 4 may change during the surgical procedure, the procedure described above is periodically repeated even if the difference between the image l k and the target image / *, or the difference between the configuration s k and the setpoint configuration s * , is equal to 0 or in a predefined range of deviation, in order to search and illuminate optimally the successive areas of interest 4.
La Figure 3 montre une position et une orientation de la source de lumière 12 modifiées par rapport à la position et l'orientation de la source de lumière 12 à l'instant t=0 de l'intervention chirurgicale illustrée dans la Figure 2. Ce déplacement est dû à la modification de la zone d'intérêt 4.  Fig. 3 shows a position and orientation of the modified light source 12 with respect to the position and orientation of the light source 12 at time t = 0 of the surgical procedure illustrated in Fig. 2. This displacement is due to the modification of the area of interest 4.
Dans les Figures 4 et 5, la primitive visuelle est définie par un scalpel 90. Dans ces deux Figures, le scalpel 90 se trouve à la même position, les zones d'intérêt 4 étant donc les mêmes. Néanmoins, les champs d'éclairage 88 diffèrent l'un de l'autre. Dans la Figure 4, le scalpel 90 se trouve au bord du champ d'éclairage 88 tandis que le champ d'éclairage 88 dans la Figure 5 englobe le scalpel 90 de manière à ce que le scalpel 90 se trouve au centre du champ d'éclairage 88. Dans la Figure 5, le dispositif d'éclairage 1 fournit un éclairage optimal selon l'invention. Plus tard, le scalpel 90 et donc la zone d'intérêt 4 se trouvent encore à un autre emplacement (voir Figures 6 et 7). Le dispositif d'éclairage 1 selon l'invention est adapté pour faire suivre la source de lumière 12 de telle sorte que la zone d'intérêt 4 est de nouveau englobée par le champ d'éclairage 88 comme illustré dans la Figure 7, dans laquelle la zone d'intérêt 4 et le champ d'éclairage 88 sont concentriques. In Figures 4 and 5, the visual primitive is defined by a scalpel 90. In these two Figures, the scalpel 90 is at the same position, the areas of interest 4 being the same. Nevertheless, the lighting fields 88 differ from each other. In Fig. 4, the scalpel 90 is at the edge of the illumination field 88 while the illumination field 88 in Fig. 5 includes the scalpel 90 so that the scalpel 90 is in the center of the field of view. Lighting 88. In Figure 5, the lighting device 1 provides optimal illumination according to the invention. Later, the scalpel 90 and therefore the area 4 are still in another location (see Figures 6 and 7). The lighting device 1 according to the invention is adapted to follow the light source 12 so that the area of interest 4 is again encompassed by the illumination field 88 as illustrated in FIG. 7, in which the area of interest 4 and the lighting field 88 are concentric.
La source de lumière 12 est déplacée entre sa position et/ou orientation actuelles et sa position de consigne et/ou orientation de consigne sous réserve que la trajectoire de déplacement ne présente pas d'obstacles. Le dispositif d'éclairage 1 comprend en outre un système d'évitement 92 adapté pour détecter un obstacle sur un premier parcours de la source de lumière 12, le premier parcours étant le parcours décrit par un torseur cinématique initial Ti et le long duquel la source de lumière 12 est déplacée de sa position et/ou orientation actuelles à sa position de consigne et/ou orientation de consigne. Dans le cas où il y a un obstacle sur le premier parcours, le système d'évitement 92 définit un second parcours, lequel second parcours aboutissant dans la même position de consigne et/ou orientation de consigne de la source de lumière 12 que le premier parcours et évitant l'obstacle.  The light source 12 is moved between its current position and / or orientation and its target position and / or setpoint orientation provided that the path of movement presents no obstacles. The lighting device 1 further comprises an avoidance system 92 adapted to detect an obstacle on a first path of the light source 12, the first path being the path described by an initial kinematic torsor Ti and along which the source light 12 is moved from its current position and / or orientation to its setpoint position and / or target orientation. In the case where there is an obstacle on the first course, the avoidance system 92 defines a second course, which second course ending in the same setpoint position and / or target orientation of the light source 12 as the first one. course and avoiding the obstacle.
Le dispositif d'éclairage 1 selon l'invention présente plusieurs avantages par rapport à des dispositifs d'éclairage selon l'état de la technique : Le dispositif d'éclairage 1 selon l'invention adapté pour faire déplacer la source de lumière 12 sans intervention humaine directe diminue la durée de l'intervention chirurgicale, optimise l'éclairage de la zone d'intérêt 4 et positionne de façon précise la source de lumière 12.  The lighting device 1 according to the invention has several advantages over lighting devices according to the state of the art: The lighting device 1 according to the invention adapted to move the light source 12 without intervention direct human decreases the duration of the surgical procedure, optimizes the lighting of the area of interest 4 and accurately positions the light source 12.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Dispositif d'éclairage (1 ) d'un champ d'éclairage (88), notamment d'un champ opératoire, du type comportant  1. Lighting device (1) for a lighting field (88), in particular an operating field, of the type comprising
- une source de lumière (12), adaptée pour éclairer le champ d'éclairage (88) caractérisé en ce que le dispositif d'éclairage (1 ) comprend  a light source (12) adapted to illuminate the lighting field (88), characterized in that the lighting device (1) comprises
un dispositif de déplacement (18) de la source de lumière (12) adapté pour déplacer la source de lumière (12),  a moving device (18) for the light source (12) adapted to move the light source (12),
un dispositif de détermination (58) adapté pour déterminer au moins une zone d'intérêt (4) devant être éclairée par la source de lumière (12), des moyens de commande (70) adaptés pour commander le dispositif de déplacement (18) de telle sorte que le champ d'éclairage (88) se rapproche de l'au moins une zone d'intérêt (4).  a determining device (58) adapted to determine at least one area of interest (4) to be illuminated by the light source (12), control means (70) adapted to control the moving device (18) of such that the illumination field (88) approaches the at least one area of interest (4).
2. Dispositif d'éclairage (1 ) selon la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens de commande (70) sont adaptés pour commander le dispositif de déplacement 2. Lighting device (1) according to claim 1 characterized in that the control means (70) are adapted to control the displacement device
(18) de telle sorte que le champ d'éclairage (88) et l'au moins une zone d'intérêt (4) se chevauchent mutuellement ou le champ d'éclairage (88) englobe l'au moins une zone d'intérêt (4). (18) so that the illumination field (88) and the at least one area of interest (4) overlap each other or the illumination field (88) encompasses the at least one area of interest (4).
3. Dispositif d'éclairage (1 ) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le dispositif de détermination (58) comprend un moyen d'observation (60) adapté pour observer le champ d'éclairage (88) et pour générer périodiquement une image du champ d'éclairage (88), notamment une caméra.  Illumination device (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the determining device (58) comprises an observation means (60) adapted to observe the illumination field (88) and to generate periodically an image of the lighting field (88), in particular a camera.
4. Dispositif d'éclairage (1 ) selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif de détermination (58) comprend en outre une unité de traitement d'image (62) adaptée pour recevoir périodiquement l'image du champ d'éclairage (88) générée par le moyen d'observation (60) et pour identifier l'au moins une zone d'intérêt (4) dans l'image.  4. Lighting device (1) according to claim 3, characterized in that the determining device (58) further comprises an image processing unit (62) adapted to periodically receive the image of the illumination field. (88) generated by the observation means (60) and for identifying the at least one area of interest (4) in the image.
5. Dispositif d'éclairage (1 ) selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'unité de traitement d'image (62) est adaptée pour identifier l'au moins une zone d'intérêt (4) à base d'au moins une primitive visuelle dans l'image.  5. Lighting device (1) according to claim 4, characterized in that the image processing unit (62) is adapted to identify the at least one area of interest (4) based on minus a visual primitive in the image.
6. Dispositif d'éclairage (1 ) selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une interface homme-machine (86) adaptée pour définir l'au moins une primitive visuelle et sélectionner le mode de fonctionnement, notamment manuel, semi-automatique ou automatique.  6. Lighting device (1) according to claim 5, characterized in that it further comprises a man-machine interface (86) adapted to define the at least one visual primitive and select the mode of operation, including manual , semi-automatic or automatic.
7. Dispositif d'éclairage (1 ) selon la revendication 4 à 6, caractérisé en ce que le dispositif de détermination (58) comprend en outre un système d'asservissement (64) adapté pour - recevoir périodiquement par l'unité de traitement d'image (62) une information représentant l'au moins une zone d'intérêt ; Lighting device (1) according to claim 4 to 6, characterized in that the determining device (58) further comprises a servocontrol system (64) suitable for - receive periodically by the image processing unit (62) information representing the at least one area of interest;
- définir une position de consigne et/ou une orientation de consigne de la source de lumière (12) dans lesquelles position de consigne et/ou orientation de consigne le champ d'éclairage (88) est rapproché de la zone d'intérêt (4) ou englobe ou chevauche la zone d'intérêt (4) et ;  - Set a setpoint position and / or a setpoint orientation of the light source (12) in which setpoint position and / or target orientation the lighting field (88) is brought closer to the area of interest (4). ) or encompasses or overlaps the area of interest (4) and;
- générer un premier parcours de la source de lumière (12) entre une position et/ou une orientation actuelles et la position de consigne et/ou l'orientation de consigne.  - generating a first path of the light source (12) between a current position and / or orientation and the setpoint position and / or the target orientation.
8. Dispositif d'éclairage (1 ) selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens de commande (7) comprennent un système de positionnement (72) adapté pour recevoir périodiquement par le système d'asservissement (64) le premier parcours ;  8. Lighting device (1) according to claim 7, characterized in that the control means (7) comprises a positioning system (72) adapted to receive periodically by the servo system (64) the first course;
traduire ce premier parcours en une consigne de commande et ;  translate this first course into a control instruction and;
envoyer cette consigne de commande au dispositif de déplacement (18). send this command reference to the displacement device (18).
9. Dispositif d'éclairage (1 ) selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un système d'évitement (92) adapté pour détecter un obstacle sur le premier parcours de la source de lumière (12) et pour définir un second parcours, lequel second parcours aboutissant dans les même position de consigne et/ou orientation de consigne de la source de lumière (12) que le premier parcours et évitant l'obstacle. 9. Lighting device (1) according to claim 7 or 8, characterized in that it further comprises an avoidance system (92) adapted to detect an obstacle on the first path of the light source (12). and to define a second path, which second path terminates in the same setpoint position and / or target orientation of the light source (12) as the first path and avoids the obstacle.
10. Dispositif d'éclairage (1 ) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le dispositif de déplacement (18) comprend au moins un moteur (44, 46, 48, 50, 52), en particulier un moteur commandé en position.  10. Lighting device (1) according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the displacement device (18) comprises at least one motor (44, 46, 48, 50, 52), in particular a motor controlled in position.
1 1 . Dispositif d'éclairage (1 ) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le dispositif de déplacement (18) comprend en outre des bras (36), (38), au moins un arceau double fourche (20) et des liaisons pivot (26, 28, 30, 32, 34) reliés entre eux et par une extrémité externe du dispositif de déplacement (18) à la source de lumière (12).  1 1. Lighting device (1) according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the displacement device (18) further comprises arms (36), (38), at least one double fork arch (20). ) and pivot links (26, 28, 30, 32, 34) connected to each other and to an outer end of the displacement device (18) at the light source (12).
12. Utilisation d'un dispositif d'éclairage (1 ) selon l'une quelconque des revendications précédentes pour éclairer de façon optimale la zone d'intérêt (4) d'un champ d'intervention d'un chirurgien comprenant les étapes consistant à :  12. Use of a lighting device (1) according to any one of the preceding claims for optimally illuminating the area of interest (4) of a field of intervention of a surgeon comprising the steps of :
définir une zone d'intérêt (4) ;  define an area of interest (4);
éclairer un champ d'éclairage (88) et ;  illuminating a lighting field (88) and;
déplacer le champ d'éclairage (88) de telle sorte que le champ d'éclairage (88) se rapproche de la zone d'intérêt (4) et notamment englobe ou chevauche la zone d'intérêt (4).  moving the illumination field (88) so that the illumination field (88) approaches the area of interest (4) and in particular encompasses or overlaps the area of interest (4).
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