Brevet FR3086526A1 — publié le 20200403

DOMAINE TECHNIQUE La présente invention appartient au domaine des robots médicaux destinés à assister un praticien lors d'une intervention médicale. Notamment, l'invention concerne un robot médical comportant des moyens de positionnement automatique dans une salle d'intervention, ainsi qu'un procédé de positionnement automatique d'un robot médical. ÉTAT DE LA TECHNIQUE De nombreuses interventions médicales nécessitent de positionner ou de déplacer de manière très précise un outil médical par rapport à une anatomie d'intérêt d'un patient. Par exemple, certaines interventions médicales nécessitent de placer un générateur d'ultrasons focalisés à haute intensité au contact de la peau du patient ou bien à l'intérieur du patient pour détruire une tumeur. Selon un autre exemple, en neurochirurgie, certaines interventions médicales nécessitent d'introduire un cathéter, une aiguille ou une électrode dans une zone cible pour diagnostiquer ou traiter différentes pathologies. Selon encore un autre exemple, en chirurgie orthopédique, il est fréquent pour le praticien de devoir positionner un foret de perçage, une fraise ou un autre instrument pour altérer une surface osseuse dans le but de réduire des fractures, corriger une difformité ou pallier une dégénérescence osseuse. Pour certaines interventions décrites ci-dessus, il existe actuellement des robots médicaux permettant d'assister un praticien pour placer, maintenir ou guider un outil médical. Un tel robot médical exécute généralement un plan d'intervention comportant une ou plusieurs actions à effectuer sur une anatomie d'intérêt d'un patient. Un tel plan d'intervention est généralement déterminé pendant une phase de planification précédant l'intervention médicale, puis il est transmis au robot médical qui le mémorise par exemple dans la mémoire d'une unité de contrôle intégrée au robot médical et configurée pour diriger le robot médical. La phase de planification peut être basée sur des images médicales de type scanner, tomodensitométrie, imagerie par résonance magnétique 2 (IRM), tomographie par émission de positons (c REVENDICATIONS1. Procédé (100) de positionnement automatique d'un robot médical pour réaliser une intervention médicale sur un patient (30), ledit robot médical (10) comportant une base mobile (13) motorisée permettant de déplacer le robot médical (10), et une unité de contrôle (16) mémorisant un plan d'intervention comportant au moins une action à effectuer sur une anatomie d'intérêt dudit patient (30), ledit procédé (100) de positionnement étant caractérisé en ce que le procédé (100) de positionnement comporte les étapes suivantes, mises en oeuvre de manière autonome par le robot médical (10) : - une détection (101) de la position de l'anatomie d'intérêt du patient (30) par rapport à une position du robot médical (10), - une identification (102), à partir de la position de l'anatomie d'intérêt du patient (30) et du plan d'intervention, d'au moins une position favorable de la base mobile (13) du robot médical (10) à laquelle le robot médical (10) est capable d'effectuer ladite au moins une action du plan d'intervention, - un déplacement (106) de la base mobile (13) du robot médical (10) à une position optimale sélectionnée parmi la ou les positions favorables identifiées. 2. Procédé (100) selon la revendication 1 dans lequel le patient (30) est installé sur une table (40) d'une salle (50) d'intervention, le procédé (100) comporte une détection de la position de la table (40), et l'identification (102) d'au moins une position favorable de la base mobile (13) du robot médical (10) est effectuée en outre à partir de la position de la table (40). 3. Procédé (100) selon la revendication 2 dans laquelle le robot est initialement dépourvu d'une cartographie de la salle (50) d'intervention. 4. Procédé (100) selon la revendication 3 comportant en outre les étapes suivantes mises en oeuvre de manière autonome par le robot médical (10) : 32 une génération (104) d'une cartographie (70) de la salle (50) d'intervention sur laquelle sont représentées une position (71) du robot médical (10), la position (72) de la table (40), la position (75) de l'anatomie d'intérêt du patient (30), et la position optimale (73), 5 une détermination (105), à partir de ladite cartographie (70), d'un trajet (76) du robot médical (10) pour atteindre ladite position optimale (73). 5. Procédé (100) selon l'une des revendications 1 à 4 dans lequel : 10 le robot médical (10) comporte un bras (14) articulé et un outil (15) monté à une extrémité dudit bras (14), une ou plusieurs articulations dudit bras (14) étant contrôlées par l'unité de contrôle (16) du robot médical (10) pour positionner le bras(14) selon une configuration possible, 15 une position favorable correspond à une position de la base mobile (13) du robot médical (10) à laquelle il existe, pour chaque action du plan d'intervention, au moins une configuration possible du bras (14) articulé permettant d'effectuer ladite action, le procédé (100) comporte un calcul (108), pour chaque action du 20 plan d'intervention et pour chaque position favorable identifiée, d'un paramètre d'accessibilité en fonction d'un nombre de configurations possibles du bras (14) articulé pour effectuer ladite action lorsque la base mobile (13) du robot médical (10) est positionnée à ladite position favorable, 25 la position optimale (73) est sélectionnée en fonction des paramètres d'accessibilité des positions favorables identifiées. 6. Procédé (100) selon la revendication 5 dans lequel ledit paramètre d'accessibilité est calculé en outre en fonction de débattements disponibles 30 des articulations du bras (14) pour chacune desdites configurations possibles du bras (14). 33 7. Procédé (100) selon l'une des revendications 5 à 6 dans lequel : le procédé (100) comporte en outre un calcul (109), pour chaque position favorable identifiée, d'un niveau global d'accessibilité du plan d'intervention, ledit niveau global d'accessibilité étant calculé en 5 fonction des paramètres d'accessibilité de chaque action du plan d'intervention lorsque la base mobile (13) du robot médical (10) est positionnée à ladite position favorable, la position optimale (73) est sélectionnée en fonction des niveaux globaux d'accessibilité calculés pour les positions favorables 10 identifiées. 8. Procédé (100) selon l'une des revendications 5 à 7 dans lequel une action du plan d'intervention correspond à permettre le déplacement de l'outil (15) dans un volume prédéterminé par rapport à ladite anatomie d'intérêt du 15 patient (30). 9. Procédé (100) selon l'une des revendications 5 à 7 dans lequel une action du plan d'intervention correspond à permettre le déplacement de l'outil (15) selon une trajectoire prédéterminée par rapport à ladite anatomie d'intérêt 20 du patient (30). 10. Procédé (100) selon l'une des revendications 5 à 7 dans lequel une action du plan d'intervention correspond à placer l'outil (15) dans une position prédéterminée par rapport à ladite anatomie d'intérêt du patient (30). 25 11.Procédé (100) selon l'une des revendications 1 à 10 dans lequel la position optimale (73) est sélectionnée en fonction de préférences d'un opérateur mémorisées dans l'unité de contrôle (16). 30 12. Procédé (100) selon l'une des revendications 1 à 11 dans lequel la position optimale (73) est sélectionnée par un algorithme d'apprentissage automatique en fonction d'informations extraites d'une base de données d'interventions médicales déjà réalisées. 34 13. Procédé (100) selon la revendication 12 dans lequel ledit algorithme d'apprentissage automatique utilise un réseau de neurones multicouches. 5 14.Procédé (100) selon l'une des revendications 1 à 10 dans lequel le robot médical (10) comporte une interface utilisateur (21), les positions favorables identifiées sont proposées à un opérateur via ladite interface utilisateur (21), et la position optimale (73) est sélectionnée par ledit opérateur. 10 15.Produit programme d'ordinateur caractérisé en ce qu'il comporte un ensemble d'instructions de code de programme qui, lorsqu'elles sont exécutées par un ou plusieurs processeurs, configurent le ou les processeurs pour mettre en oeuvre un procédé (100) de positionnement automatique d'un robot médical selon l'une des revendications 1 à 14. 15 16.Robot médical (10) comportant une base mobile (13) motorisée, des capteurs (17) de repérage dans l'espace solidaires de la base mobile (13), et une unité de contrôle (16) mémorisant un plan d'intervention comportant au moins une action à réaliser sur une anatomie d'intérêt d'un patient (30), 20 caractérisé en ce que ladite unité de contrôle (16) est configurée pour : détecter, à partir d'informations provenant des capteurs (17) de repérage dans l'espace, une position de l'anatomie d'intérêt du patient (30) par rapport au robot médical (10), identifier, à partir de la position de l'anatomie d'intérêt du patient (30) 25 et du plan d'intervention, au moins une position favorable de la base mobile (13) du robot médical (10) à laquelle le robot médical (10) est capable d'effectuer ladite au moins une action du plan d'intervention, déplacer la base mobile (13) du robot médical (10) à une position optimale sélectionnée parmi la ou les positions favorables identifiées. 30 17. Robot médical (10) selon la revendication 16 dans lequel l'unité de contrôle (16) est également configurée pour détecter, à partir d'informations provenant des capteurs (17) de repérage dans l'espace, une position d'une table (40) d'une salle (50) d'intervention sur laquelle est installé le patient (30), et pour identifier ladite au moins une position favorable en fonction de la position de la table (40). 5 18. Robot médical (10) selon la revendication 17 dans lequel l'unité de contrôle (16) est également configurée pour : générer une cartographie (70) de la salle (50) d'intervention sur laquelle sont représentées une position (71) du robot médical (10), la position (72) de la table (40), la position (75) de l'anatomie d'intérêt 10 du patient (30), et la position optimale (73), déterminer, à partir de ladite cartographie (70), un trajet (76) du robot médical (10) pour atteindre ladite position optimale (73). 19.Robot médical (10) selon l'une des revendications 16 à 18 dans lequel le 15 robot médical (10) comporte en outre des capteurs (20) d'aide à la détection de l'anatomie d'intérêt du patient (30) coopérant avec des marqueurs (19) positionnés sur ladite anatomie d'intérêt, les capteurs (20) d'aide à la détection de l'anatomie d'intérêt du patient (30) étant solidaires de la base mobile (13) du robot médical (10). 20 20. Robot médical (10) selon l'une des revendications 16 à 19 dans lequel les informations provenant de capteurs utilisées pour identifier la ou les positions favorables sont fournies exclusivement par des capteurs portés par le robot médical. 25 21.Robot médical (10) selon l'une des revendications 16 à 20 comportant un bras (14) articulé et un outil (15) monté à une extrémité dudit bras (14), une ou plusieurs articulations dudit bras (14) étant contrôlées par l'unité de contrôle (16) du robot médical (10) pour positionner le bras(14) selon une 30 configuration possible, une position favorable correspondant à une position de la base mobile (13) du robot médical (10) à laquelle il existe, pour chaque action du plan d'intervention, au moins une configuration possible 36 du bras (14) articulé permettant d'effectuer ladite action, et l'unité de contrôle (16) est en outre configurée pour : calculer, pour chaque action du plan d'intervention et pour chaque position favorable identifiée, un paramètre d'accessibilité 5 représentatif d'un nombre de configurations possibles du bras (14) articulé pour effectuer ladite action lorsque la base mobile (13) du robot médical (10) est positionnée à ladite position favorable, sélectionner la position optimale en fonction des paramètres d'accessibilité des positions favorables identifiées. 10 22. Robot médical (10) selon l'une des revendications 16 à 21 comportant en outre un dispositif d'immobilisation de la base mobile (13) qui est actionné lorsque la base mobile (13) a atteint la position optimale.