Chirurgie assistée par ordinateurs
Principe de conception
Voici le principe de conception suivi lors de la création d'un robot :- degré de redondance dans son contrôle et ses capteurs,
- la possibilité de concevoir un système à l’aide de composants intrinsèquement sûrs (c’est-à-dire la capacité de réduire le niveau de risque par construction),
- la fiabilité des composants utilisés pour la fabrication.
D'un point de vue mécanique, à la conception du robot, son champ de travail est réduit ainsi il ne peut pas atteindre des zones dangeureuses facilement.
Dans le cas du robot sphérique, qui ne se déplace que sur une sphère ou radialement, un contrôle en temps réel de l'effort est effectué: on peut décider de couper le système sécurité matériel ou de retirer le réfecteur.
Quant à la structure du robot, celui-ci est lent ce qui permet de contrôler ses mouvements efficacement.
Conception électromagnétique
Des composants intrinséquement sûrs :
- Limitation physique plus que logiciel (puissance des actionneurs, butée mécanique) exemple : BloodBot, prise de sang, insertion inférieur à 20mm, neurochirurgie, prostatectomie
- Rapport de réduction (diminution des vitesses) : Pb reversibilité exemple : + la neurochirurgie, - la chirurgie minimalement invasive Limitateur de couples mécaniques si obstacle, le robot s’arrete ; pas les moteurs
- Décrochage rapide de l’outils (fusible mécanique) AESOP, l’endoscope et le bras se déconnecte si effort trop important sur l’optique
- Freinage fiable, même en cas de coupure de courant : Pb réversibilité, légère secousse pour actionner/desactionner les feins, freins à manque d courant, évite l’éfondrement de la structure
- Redondance : - Doubler certains composants (panne, détérioration) exemple : frein pour le NeuroMate, Neurochirurgie stéréotaxique
- Utilisation de capteurs absolues et non relatifs en doublant les capteurs de positionnement
- Intégrer les câbles
- Contrôle orienté sécurité exemple : collisions, courant moteur s’accroit anormalement
- Modélisation du robot (ddl, redondance, butées, liaisons ...) exemple : Neurochirurgie, débattement d’insertion de la sonde = +/ − 30O
- Modélisation mathématique
- Modélisation de la planification pré-opératoire (logiciel de Chirurgie Assistée par Ordinateurs placement du robot et autres appareils)
Sécurité électrique
Une conception éléctrique permettant d'assurer la sécurité en toutes circonstances :
- Système de coupure si un problème élétrique détécté
- Immunité aux champs électriques, aux décharges électrostatiques, au bruit électrique, etc...
- SBlindage des câbles électriques, utilisation de fils torsadés, séparation des circuits électriques des parties alimentations (puissance) et signaux (faibles tensions), utilisation de transformateurs d’isolement
- la meilleure façon est de gérer la coupure en utilisant un robot avec un moteur avec coupe de maintien statique à ultrasons. De cette manière, le système reste statique sur le patient et ne risque pas de lui tomber dessus. Néanmoins, ce dispositif coûte cher.
- le dernier ZEUS possède un degré de liberté de positionnement des instruments donnés. Les axes passifs permettent aux instruments attachés au robot par des attaches magnétiques de se détacher si celui-ci constate trop d'effort, l'instrument devient alors complètement libre. La précision est limitée par les mouvements du patient.
Interface Homme-Machine
Deux sources d’erreurs existent:
- Disfonctionnement logicielle ou matérielle de l’IHM
- Mauvaise utilisation de l’IHM
- Brider l’interface
- Pour chaque phase de l’opération -Étude sémantique qui définit l’action du chirurgien pour en déduire une description fonctionnelle haut-niveau de l'interface;
-Étude syntaxique qui définit l’ordre des séquences d’interactions, afin de structurer les actions possibles entre l'utilisateur et l’interface;
-Étude lexical qui décrit le type d’objet utilisé pour concevoir l'interface : boutons logiciels ou matériel, avertisseurs sonores, diodes lumineuses, boîtes de dialogues logicielles ou écrans LCD, etc...
- Programmation en blocs fonctionnels (contrôle articulaire, contrôle Cartésien, communication avec les périphériques et les capteurs (un par unité périphérique par exemple), communication et IHM, processus de sécurité, etc.)
- En cas de conflit, d’erreur, priorité aux variables de sécurité
- Multiplier les processeurs (Pb : synchonisation) (exemple : calcul d’images, contrôle d’effort, contrôle du robot)
- Redondance logicielle butée, espace de travail (robot synergique)
- Alarmes logicielles (effort trop grand, vérification de positionnemnt (aiguille), CASPER mouvements anormaux du patient détecté)
- Simulation de l’opération
