Brevet FR2536833A1 — publié le 19840601

L'invention concerne un dispositif d'éclairage, notamment pour blocs opératoires, du type connu sous le nom de Scialy- tique, émettant un faisceau lumineux dirigé qui est disposé, pouvant pivoter autour de deux axes sensiblement perpendicu- lairesl'un à l'autre et perpendiculaire au faisceau lumineux, au dessus d'un champ opératoire et qui donne naissance à l'in- térieur du champ opératoire à un champ lumineux limité qui, par suite du pivotement, se déplace sensiblement horizontale- ment. Dans les Scialytiques de type connu, il est prévu un grand réflecteur ou plusieurs petits réflecteurs montés de telle façon que leur faisceau lumineux, à 1 mètre de distance, éclaire avec une intensité lumineuse maximum un champ rond d' environ 18 à 22 cm de diamètre Le réglage du champ lumineux produit sur le champ opératoire qui doit être éclairé avec l'effi- cacité la plus grande possible est effectué soit au moyen d' une poignée stérilisable montée sur le corps de lampe par le chirurgien lui-même, soit par un auxiliaire sur l'ordre du chirurgien Les deux modes de réglage de champ lumineux posent des problèmes La stérilité d'une poignée montée sur le corps de lampe n'est pas assurée de façon totale et le risque est grand que le chirurgien ou un assistant ne heurte la poignée de la tête En outre, pour saisir la poignée, le chirurgien est obligé de diriger ses regards vers le haut et par consé- quent en plein dans le faisceau lumineux, ce qui provoque son éblouissement C'est la raison pour laquelle l'utilisation de poignées stérilisables pour le réglage du champ lumineux est rejetée par de nombreux chirurgiens De même le réglage précis du champ lumineux par un auxiliaire non stérilisé est, pour plusieurs raisons, difficile et même impossible dans un grand nombre de cas D'une part le réglage du champ lumineux par réglage approprié de la position du Scialytique est sou- vent difficile à effectuer parce que les auxiliaires non sté- riles doivent se tenir à une certaine distance de l'équipe opératoire protégée par des vêtements stérilisés et ne peuvent que difficilement atteindre de leurs mains le corps de lampe, en particulier lorsqu'il s'agit de personnes de petite taille. D'autre part, en raison de la distance à conserver par rap- port à l'équipe opératoire, au patient recouvert d'une couver- ture stérile et à la table aux instruments avec les instru- ments stérilisés qu'elle porte, le champ opératoire propre- ment dit n'est pas du tout visible directement par les auxi- liaires et le réglage ne peut être effectué que suivant des ordres donnés par le chirurgien opérateur. C'est un but de l'invention de créer un dispositif du type indiqué au début qui peut être réglé avec la plus grande précision sur la partie souhaitée à l'intérieur du champ opé- ratoire par le chirurgien opérateur lui-même ou par un membre de l'équipe opératoire, et cela uniquement en touchant un ob- jet facilement stérilisable. Ce résultat est obtenu par l'invention grâce au fait que le dispositif comporte un sélecteur de rayons lumineux, mobile avec lui, comprenant des sources lumineuses et des photodé- tecteurs, qui concentre un rayonnement électromagnétique en faisceau plus étroit que le faisceau lumineux et dont la gamme des fréquences est différente de celle du faisceau lumineux, dans un champ de commande o il est prévu un réflecteur de canrande dé- plaçable dans un plan horizontal à l'intérieur du champ lu- mineux, avec une surface adaptée à la surface du champ de commande, également plus petite que le champ lumineux, qui réfléchit le rayonnement électromagnétique au moins en partie à 180 en direction des photodétecteurs, les sources lumineu- ses et les photodétecteurs étant disposés dans le sélecteur de rayons lumineux de telle sorte que, lorsque le réflecteur de commande sort du champ de commande, les photodétecteurs en- voient à un circuit de commande électronique des signaux grâce auxquels des servomoteurs provoquant le pivotement autour des deux axes raccordés au circuit de commande sont actionnés dans le sens d'une poursuite du champ de commande. L'invention crée donc une télécommande qui permet au chi- rurgien opérateur, sans l'aide d'autres personnes extérieures à l'équipe opératoire, de régler le faisceau lumineux à l'aide du réflecteur de commande très facile à stériliser de façon à ce que soient réalisées dans le champ opératoire les condi- tions d'éclairage et de visibilité qu'il veut avoir Etant donné que le réflecteur de commande peut sans difficulté être réalisé sous forme d'un produit insensible à la chaleur de stérilisation, et qu'il peut être manipulé commodément et fa- 253683 M cilement, il n'y a aucune sorte de difficulté pour disposer à chaque nouvelle opération d'un réflecteur de commande par- faitement stérilisé En raison de la simplicité de construc- tion et par conséquent du prix réduit du réflecteur de com- mande, on peut même tenir prêts en permanence pour un même Scialytique plusieurs réflecteurs de commande stérilisés qui peuvent être utilisés selon les besoins Le réflecteur de commande fait donc en quelque sorte partie de l'attirail d' outils opératoires Selon un mode de réalisation particuliè- rement avantageux, le réflecteur de commande-lui-même n'est pas monté coulissant quelque part mais il peut être tenu li- brement par l'opérateur pour être déplacé Dès que, au cours de ce mouvement horizontal, le réflecteur de commande sort du champ de commande, celui-ci, et le champ lumineux avec lui, suit automatiquement le mouvement du réflecteur de commande. Afin de pouvoir centrer dans les meilleures conditions possibles le champ lumineux dans la zone souhaitée du champ opératoire, il faut que le champ de commande soit situé au centre du champ lumineux D'une part, pour disposer d'un ré- flecteur de commande facile à manier et pas trop grand et, d' autre part, pour obtenir un bon centrage du faisceau lumineux dans la zone voulue, il est prévu de façon particulièrement apte que le diamètre du champ de commande varie entre 1/4 et 3/4 du diamètre du champ lumineux et, en particulier,-est sensiblement égal à la moitié de ce diamètre. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, le réflecteur de commande est un rétroréflecteur, en parti- culier un prisme triple Dans ce cas, il suffit que la surfa- ce réfléchissante du réflecteur de commande ne soit qu'appro- ximativement dirigée en direction du Scialytique-parce que les rayons du rayonnement électromagnétique particulier qui tombent de là sur le réflecteur de commande sont réfléchis à 1800 en direction du sélecteur de rayons lumineux Le chirur- gien opérateur n'est donc pas obligé, lorsqu'il manipule le réflecteur de commande selon l'invention, d'apporter une at- tention particulière à la mise en direction de ce réflecteur de commande vers le sélecteur de rayons lumineux. Un développement avantageux du dispositif selon l'inven- tion consiste en ce que les sources lumineuses et les photo- détecteurs sont répartis par paires entre quatre secteurs dont la bissectrice est dirigée sensiblement parallèlement aux axes, les photodétecteurs disposés sur une bissectrice recevant avec une intensité différente les rayons lumineux qui n'arrivent pas au centre du sélecteur de rayons lumineux et, par l'intermédiaire du circuit de commande, commandant le pivotement autour des axes verticaux perpendiculaires à la bissectrice en question La sélection angulaire est obtenue de préférence grâce à la disposition des sources lumineuses et des photodétecteurs sur le fond d'un tube ouvert en bas, avec deux parois intérieures planes disposées verticalement l'une au dessus de l'autre de façon correspondant aux sec- teurs. Pour associer de façon univoque entre elles les diffé- rentes paires de sources lumineuses et de photodétecteurs et les désaccoupler des autres paires, il est prévu suivant un autre mode de réalisation que chaque source lumineuse fonc- tionne à une fréquence de cycles différente des autres et que les photodétecteurs associés sont syntonisés avec la fré- quence des sources lumineuses qui leur correspondent respec- tivement au moyen de filtres électriques disposés à l'inté- rieur du circuit de commande De cette façon, on empêche que des signaux reçus de-sources lumineuses non associées puissent agir sur le servomoteur commandé par le photodétecteur inté- ressé. Le rayonnement électromagnétique particulier est avanta- geusement un rayonnement infrarouge, ce qui permet d'éviter efficacement tout chevauchement avec la gamme des fréquences du faisceau optique de rayons lumineux utilisés. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressor- tiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple, en référence au dessin annexé dans lequel: la figure 1 est une vue schématique en élévation laté- rale d'un Scyalitique et de la table d'opération disposée en dessous; la figure 2 est une vue par en dessous du sélecteur de rayons lumineux utilisé avec le Scialytique selon la figure 1; la figure 3 est une vue en élévation latérale schémati- que, partiellement en coupe, du sélecteur de rayons lumineux 11-selon la figure 2, vu dans le sens des cloisons intermé- diaires planes 48; la figure 4 est un schéma-bloc du Scialytique avec le circuit de commande électronique 40 raccordé. Selon le mode de réalisation choisi et représenté à la figure 1, un étroit faisceau de rayons infrarouges 46 est émis sensiblement parallèlement au faisceau lumineux 12 sor- tant du réflecteur de lampe 55 par le sélecteur de rayons lu- mineux 11 monté dans le réflecteur 55 du Scialytique de façon à pouvoir pivoter autour d'axes horizontaux 43, 44 perpendi- culaires l'un à l'autre, et il est renvoyé au sélecteur de rayons lumineux 11 grâce à un réflecteur de commande 38 en forme de prisme triple, maintenu par le chirurgien opérateur dans le champ lumineux 39 à l'intérieur du champ opératoire 13 au dessus de la table d'opération 56. Le rayonnement infrarouge 46 éclaire uniquement un champ de commande 39, plus étroit que le champ lumineux 45, dont la grandeur correspond sensiblement à la surface du réflecteur de commande 38. Les figures 2 et 3 montrent en détail le sélecteur de rayons lumineux 11 Un tube cylindrique circulaire 47 ouvert en bas est fractionné sur la totalité de sa longueur jusqu'à un couvercle supérieur 49 en quatre secteurs égaux 50, 51, 52 et 53 grâce à des cloisons intermédiaires 48 planes faisant entre elles un angle de 900 Sur le couvercle 49 sont disposés pour chacun des quatre secteurs une source lumineuse infré- rouge 14, 16, 18, 20, formée par une diode et un photodétec- teur infrarouge 15, 17, 19, 21, formé par une diode, disposés sous un angle de 450 par rapport aux cloisons 48 De leur côté, les cloisons 48 sont inclinées de 450 par rapport aux axes 43, 44 du réflecteur 55 représenté à la figure 1. Dans le dispositif représenté à la fi Cure 3, le réflec- teur de commande 38 ne peut d'abord renvoyer sous un angle de 1800 au photodétecteur 15 que les rayons infrarouges émis par la source lumineuse 14 Les rayons émis par les sources lumi- neuses 16, 18 et 20 sont interceptés par les cloisons 48 et sont par conséquent isolés du réflecteur de commande 38 Les photodétecteurs 17, 19 et 21 ne reçoivent donc aucun signal réfléchi par le réflecteur de commande 38. Selon les figures 2 et 3, le pivotement du réflecteur autour des axes 43, 44 horizontaux perpendiculairesl'un à l'autre est provoqué par deux servomoteurs 41, 42 représentés schématiquement Les servomoteurs 41, 42 sont entraînés au moyen d'un circuit de commande 49 électronique montré à la figure 4, par les signaux des photodétecteurs 15, 18, 17, 21. A la figure 4 on a représenté une nouvelle fois schématique- ment les quatre secteurs 50, 51, 52, 53 A chaque secteur est associé un émetteur 22, 23,24, 25 agissant sur l'une des sources lumineuses 14, 18, 16, 20, ces émetteurs étant rac- cordés à un appareil d'alimentation en courant 57 à l'inté- rieur du circuit de commande 40. Chaque émetteur fonctionne avec une fréquence de cycles qui lui est propre et il agit sur les sources lumineuses 14, 18, 16, 20 avec des rayons lumineux interrompus de façon cor- respondante Issu des sources lumineuses, le rayonnement in- frarouge 46 arrive ainsi que la figure 4 le montre schémati- quement au réflecteur de commande 38 Celui-ci réfléchit les rayons lumineux qui l'atteignent, plus ou moins en direction des photodétecteurs 15, 17, 19, 21, suivant sa position hori- zontale par rapport au champ de commande 39 (figure 1) Ces photodétecteurs sont raccordés à des pré-amplificateurs 26, 27, 28, 29 à chacun desquels fait suite un décodeur 30, 31, 32, 33 Les décodeurs sont reliés entre eux et à deux circuits logiques 34, 35 ainsi que le montre la figure 4, ces circuits logiques étant eux-mêmes raccordés à des circuits de commande de moteur 36, 37 qui sont reliés aux servomoteurs 41, 42. Tous les éléments décrits sont alimentés en tension ou en courant par l'appareil d'alimentation 57. Selon la figure 4, les émetteurs 22, 23, 24, 25 fournis- sent donc aux sourceslumineuses 14, 16, 18, 20 un signal codé en code biphase qui se répète de façon continue, avec des fréquences différentes Les sources lumineuses émettent un signal infrarouge correspondant Les pré-amplificateurs 26, 27, 28, 29 amplifient d'environ 60 décibels le signal reçu par les photodétecteurs 15, 17, 19, 21 Les décodeurs 30, 31, 32, 33 filtrent le signal qu'ils ont à traiter, c'est-à-dire la fré- quence de signal associée aux secteurs 50, 51, 52, 53 et prennent une décision concernant l'état de connexion L ou O. Si, par exemple, le signal émis par la source lumineuse 14 disposée dans le secteur 52 du sélecteur de rayons lumineux Il est réfléchi par le réflecteur de commande 38 sur le photo- détecteur-15 se trouvant dans le même secteur, le décodeur 30 se décide pour l'état de connexion L Si le photodétecteur 19 se trouvant dans le secteur opposé 50 du sélecteur de rayons lumineux 11 ne reçoit pas de signal de la source lumineuse 18 réfléchi par le réflecteur de commande 38, le décodeur 31 se décide pour l'état de connexion O Le circuit logique 34 de la commande de moteur 36 émet alors le signal pour la mar- che du servomoteur 41 Si les deux photodétecteurs 15 et 19 sont excités, les deux décodeurs 30 et 31 se décident pour 1 ' état de connexion L et la logique 34 coupe le servomoteur 41. Comme le montre la figure 4, selon un mode de réalisa- tion préféré, les sources lumineuses et photodétecteurs dis- posés respectivement dans des secteurs opposés du sélecteur de rayons lumineux 11 forment avec les composants qui leurs sont couplés une unité de commutation commune, chacune d' elles commandant l'un des circuits logiques 34 et 35 associés aux deux servomoteurs 41 et 42. Les signaux reçus par les photodétecteurs 15, 17, 19, 20 sont transmis en tant que signaux de commande au circuit de commande 40 représenté à la figure 4 Si le réflecteur de commande 38 se trouve approximativement au centre du champ lumineux 45, le circuit de commande 40 reçoit du sélecteur de rayons lumineux 11 représenté aux figure 1, 2 et 3 des signaux tels que le servomoteur 41 faisant tourner le réflecteur 55 autour de l'axe 43 et le servomoteur 42 faisant tourner ce réflecteur 55 autour de l'axe 44 reçoivent un courant de va- leur nulle et que le réflecteur de Scialytique 55, et par conséquent aussi le champ lumineux restent dans leur position du moment Si maintenant le réflecteur de commande 38 est sorti par le côté hors du champ de commande 39 et maintenu par le chirurgien opérateur à l'endroit voulu, le sens du mou- vement du réflecteur de commande 38 est immédiatement enregis- tré de façon correspondante dans le sélecteur de rayons lumi- neux 11 Les servomoteurs 41 et 42 sont respectivement mis en marche et coupés par le circuit de commande 40 de façon que le réflecteur 55 se déplace autour de ses axes 43, 44 suivant les besoins, aussi loin qu'il le faut pour que le réflecteur de commande 38 se trouve à nouveau placé au centre du champ de commande 39 et du champ lumineux 45 ayant accompagné le dé- placement et que le sélecteur de rayons lumineux ll reçoive de lui, par des rayons infrarouges reflétés, des signaux tels qu'après transmission de ces signaux au circuit de commande , les servomoteurs soient coupés. Le servomoteur 41 reçoit donc du circuit de commande 40 représenté à la figure 4 un courant pour le sens de rotation nécessaire dans le cas présent et il fait tourner le réflec- teur de lampe 55 autour de l'axe 44 jusqu'à ce que les rayons émanant de la source lumineuse 18 atteignent le réflecteur de commande 38 et soient renvoyés par réflexion sur le photo- détecteur 19 Le circuit de commande 40 reçoit alors un signal des deux photodétecteurs 15 et 19 et coupe le servomoteur 41. Pendant que s'effectue le déplacement décrit ci-dessus, les rayons émis par la source lumineuse 20 peuvent aussi, à par- tir d'un réglage angulaire déterminé du réflecteur 55, ren- contrer le réflecteur de commande 38 qui les réfléchit et les renvoie au photodétecteur 21 A partir de cet instant, le servomoteur 42 lui aussi reçoit du circuit de commande 40 le courant pour le sens de rotation indiqué, et il fait tourner le réflecteur 55 autour de l'axe 44 jusqu'à ce que les rayons de la source lumineuse 16 eux aussi atteignent le réflecteur de commande 38 et puissent être renvoyés par celui-ci au pho- todétecteur 17 Lorsque, de la même façon, les deux photo- détecteurs 17 et 21 sont excités, le circuit de commande 40 coupe le servomoteur 42 Le champ lumineux est alors en place et le réflecteur de commande 38 se trouve au centre de ce champ lumineux. De cette façon, lorsque le réflecteur de commande 38 ef- fectue des déplacements latéraux, le réflecteur de Scialytique suit automatiquement ces mouvements, de sorte qu'il suffit au chirurgien opérateur de placer le réflecteur de commande 38 à l'endroit o il désire concentrer le faisceau lumineux 12 pour régler automatiquement de cette façon la position du Scialytique. Les décodeurs 30, 31, 32, 33 peuvent également être dé- signés comme circuits de seuil à filtres, les seuils décidant si le photodétecteur 15, 17, 19, 21 correspondant reçoit ou non une quantité de lumière suffisante Les circuits logiques 34, 35 émettent alors un signal d'entraînement en rotation pour les servomoteurs 41, 42 si un des seuils seulement est dépassé dans les décodeurs associés par paires 30, 31, ou 32, 33 Le sens de rotation des servomoteurs 41, 42 est différent selon la paire de photorécepteurs associés 15, 19 ou 17, 21 qui reçoit les rayons lumineux. Les conditions que doit remplir le sélecteur de rayons lumineux 11 se résument en ce que, déjà pour un déplacement latéral aussi faible que possible du réflecteur de commande 38 par rapport au champ de commande 39, un seul des photodé- tecteurs 15, 19 ou 17, 21 diamétralement opposés et associés entre eux reçoit encore une quantité de lumière suffisante pour dépasser le seuil mentionné, tandis-que l'autre ne la reçoit plus La rapidité de réaction du circuit de commande est plus ou moins grande suivant le temps que met l'un des photodétecteurs, après un déplacement latéral du réflecteur de commande 38, à ne plus recevoir une quantité de lumière suffisante pour dépasser le seuil. REVENDICATIONS 1 Dispositif d'éclairage, notamment pour blocs opéra- toires, émettant un faisceau lumineux dirigé qui, pouvant tourner autour de deux axes sensiblement perpendiculaires 1 ' un à l'autre et perpendiculaires audit faisceau, est disposé au dessus d'un champ opératoire et qui donne naissance à 1 ' intérieur de ce champ opératoire à un champ lumineux limité qui, en raison du pivotement, se déplace sensiblement hori- zontalement, caractérisé en ce qu'il comporte un sélecteur de rayons lumineux ( 11), se déplaçant en même temps que lui, contenant des sources lumineuses ( 14, 16, 18, 20) et des pho- todétecteur ( 15, 17, 19, 21) qui concentre un rayonnement électromagnétique ( 46) en faisceau plus étroit que le fais- ceau lumineux ( 12) et dont la gamme des fréquences est diffé- rente de celle du faisceau lumineux, dans un champ de comxruan- de ( 39) à l'intérieur du champ lumineux ( 45), o il est prévu un récepteur de commande ( 38) déplaçable dans un plan horizon- tal à l'intérieur du champ opératoire ( 13), ayant une surface adaptée à la surface du champ de commande ( 39), également plus petite que la surface du champ lumineux ( 45), qui réfléchit le rayonnement ( 16) électromagnétique au moins en partie à 1800 en direction des photodétecteurs ( 15, 17, 19, 21), les sources lumineuses ( 14, 16, 18, 20) et les photodétecteurs ( 15, 17, 19 21) étant disposés dans le sélecteur de rayons lumineux ( 11) de telle sorte que, lorsque le réflecteur de commande ( 38) sort du champ de commande ( 39), les photodétecteurs ( 15, 17, 19, 21) envoient à un circuit de commande électronique ( 40) des signaux grâce auxquels les servomoteurs ( 41, 42) destinés à faire pivoter autour des deux axes ( 43, 44), raccordés au circuit de commande ( 40) sont actionnés dans le sens d'une poursuite du champ de commande ( 3:9). 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le champ de commande ( 39) est disposé au centre du champ lumineux ( 45). 3 Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le diamètre du champ de commande ( 39) est compris entre le 1/4 et les 3/4 du diamètre du champ lumineux ( 45) et est notamment égal à la moitié de ce diamètre. 4 Dispositif selon une quelconque des revendications 253 6833 précédentes, caractérisé en ce que le réflecteur de commande ( 38) est un rétroréflecteur, notamment un prisme triple. Dispositif selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que des sources lumineuses ( 14, 16, 18, 20) et des photodétecteurs ( 15, 17, 19, 21) sont répartis par paires entre quatre secteurs ( 50, 51, 52, 53) dont les bissectrices sont dirigées sensiblement parallè- lement aux axes ( 41, 42), les photodétecteurs ( 17, 21; 15, 19) disposés sur une bissectrice recevant avec une intensité différente les rayons lumineux n'arrivant pas au centre du sélecteur de rayons lumineux ( 11) et, par l'intermédiaire du circuit de commande ( 40), commandant 1 l pivotement autour des axes ( 44, 43) perpendiculaires à la bissectrice intéressée. 6 Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la sélection angulaire est obtenue grâce à la disposition des sources lumineuses ( 14, 16, 18, 20) et des photodétecteurs ( 15, 17, 19, 21) sur le fond ( 49) d'un tube ( 47) ouvert en bas, possédant deux cloisons intérieures ( 48) planes perpendi- culaires l'une à l'autre de façon correspondant aux secteurs ( 50, 51, 52, 53). 7 Dispositif selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque source lumineuse ( 14, 16, 18, 20) fonctionne à une fréquence de cycles diffé- rente et en ce que les photodétecteurs ( 15, 17, 19, 21) asso- ciés sont syntonisés à la fréquence de cycles de la source lumineuse qui leur correspond respectivement, à l'aide de fil- tres électriques prévus à l'intérieur du circuit de commande ( 40). 8 Dispositif selon une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le rayonnement électroma- gnétique ( 46) est un rayonnement infrarouge. 9 Dispositif selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque paire de photodé- tecteurs diamétralement opposée ( 15, 19; 17, 21) est raccor- dée par un circuit de seuil ( 30, 31) à un circuit logique ( 34, ) dont chacun commande un des servomoteurs ( 41,42) et émet un signal d'entraînement en rotation dans l'un ou l'autre sens suivant qu'un seul des seuils a été dépassé dans les circuits de seuil correspondants ( 30, 31, 32, 33).