INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Comme illustré par la , le système S comporte également de manière avantageuse des moyens de segmentation 40 qui permettent de segmenter les données cartographiques préopératoires, fournies par les moyens de cartographie osseuse 10, de manière que ces données forment des groupes de données qui sont respectivement relatifs aux vertèbres V1 à V5 du patient. Les moyens de segmentation 40 sont par exemple un dispositif logiciel à même de traiter les données cartographiques préopératoires. Dans tous les cas, ces moyens de segmentation 40 permettent de mettre en œuvre une étape du procédé, qui est nécessairement subséquente à l’étape initiale et dans laquelle les données cartographiques préopératoires sont segmentées pour former les groupes de données précités, respectivement relatifs aux vertèbres V1 à V5. Lors de cette étape de segmentation, les moyens de segmentation 40 traitent les données cartographiques préopératoires pour délimiter les contours de chacune des vertèbres V1 à V5 et les distinguer ainsi individuellement vis-à-vis des autres et vis-à-vis du reste de la colonne vertébrale, comme indiqué schématiquement pour les vertèbres V1 à V3 sur la . Chaque vertèbre ainsi distinguée correspond à une portion correspondante du maillage que forment les données cartographiques préopératoires, cette portion du maillage formant le groupe de données relatif à la vertèbre concernée. On comprend qu’une partie des données cartographiques préopératoires initiales, c’est-à-dire fournies par les moyens de cartographie osseuse 10, ne se retrouvent pas dans les groupes de données précités. Autrement dit, le volume de données, constitué par l’ensemble des groupes de données précités, est moindre que le volume des données cartographiques préopératoires de l’étape initiale. En pratique, le traitement opéré par les moyens de segmentation 40 peut être avantageusement automatique, c’est-à-dire qu’il repose sur des algorithmes ne nécessitant pas l’intervention de l’opérateur, hormis leur éventuelle activation. Quelles que soient les spécificités de mise en œuvre de l’étape de segmentation, cette dernière est opérée avant ou après les étapes de planification et/ou de sélection.
En pratique, un même dispositif logiciel peut avantageusement intégrer les fonctionnalités respectives des moyens de planification 20, des moyens de sélection 30 et des moyens de segmentation 40.
Dans tous les cas, à l’issue des étapes préopératoires que sont l’étape initiale et les étapes de planification, de sélection et de segmentation, les données cartographiques préopératoires, qui, le cas échéant sont avantageusement limitées aux groupes de données issues de l’étape de segmentation et qui intègrent avantageusement la définition des données d’intérêt sélectionnées à l’étape de sélection, ainsi que les données de planification, sont sauvegardées dans un format informatique exportable, bien connu dans le domaine. L’ensemble de toutes ces données est désigné par la référence E par la suite.
Comme représenté sur la , le système S comporte par ailleurs un élément vertébral de localisation 50 qui permet de localiser dans l’espace une vertèbre à laquelle cet élément vertébral de localisation est associé. Dans l’exemple considéré sur les figures, l’élément vertébral de localisation 50 est ainsi associé à la vertèbre V1, comme bien visible sur les figures 6 et 7.
L’élément vertébral de localisation 50 est spécifique au patient, plus précisément à une vertèbre de ce patient, ici la vertèbre V1, dans le sens où, comme expliqué par la suite, l’élément vertébral de localisation 50 est conçu de manière personnalisée pour le patient considéré, en étant façonné sur mesure pour correspondre au négatif de la topographie osseuse de certaines zones de la vertèbre V1, qualifiées par la suite de partie osseuse prédéterminée de cette vertèbre V1. Dans la forme de réalisation considérée sur les figures 5 à 7, l’élément vertébral de localisation 50 présente la spécificité d’être hémivertébral, dans le sens où, comme également expliqué par la suite, il est conçu pour être appliqué exclusivement sur une moitié, gauche ou droite, de la vertèbre à laquelle il est associé, sans interagir avec l’autre moitié de cette vertèbre. A titre d’exemple illustré sur les figures 5 à 7, l’élément vertébral de localisation 50 est ainsi spécifiquement adapté à l’hémivertèbre droite de la vertèbre V1.
L’élément vertébral de localisation 50 comporte un corps 51 qui présente des côtés opposés, respectivement proximal et distal. Lorsque l’élément vertébral de localisation 50 est utilisé sur la vertèbre V1, le côté distal de son corps 51 est tourné vers la vertèbre V1, en particulier vers le côté postérieur de cette vertèbre. Dans la forme de réalisation considérée ici, l’élément vertébral de localisation 50 comporte une partie proximale 52 et une partie distale 53, qui sont reliées fixement l’une à l’autre par une partie intermédiaire 54 du corps 51, qui est avantageusement effilée.
Le corps 51 est pourvu, sur son côté distal, d’une face d’accouplement 55 qui est ici délimitée par la partie distale 53. La face d’accouplement 55 permet d’accoupler mécaniquement le corps 51 à la matière osseuse de la vertèbre 1, ici de l’hémivertèbre droite de la vertèbre 1, et est spécifique au patient de manière à pouvoir être appliquée en contact sur mesure avec cette matière osseuse, et ce dans une position fixe unique. A cet effet, la face d’accouplement 55 est morphoadaptée à la vertèbre 1, en étant congruente avec la partie osseuse prédéterminée de la vertèbre V1, cette partie osseuse prédéterminée étant préférentiellement située sur le côté postérieur de la vertèbre. Lorsque la face d’accouplement 55 est appliquée sur l’hémivertèbre droite de la vertèbre V1, la face d’accouplement 55 recouvre ainsi la partie osseuse prédéterminée de la vertèbre V1, en en épousant les reliefs osseux et en coopérant par contact avec ces derniers pour placer l’élément vertébral de localisation 50 sur la vertèbre V1 dans la position fixe unique précitée. L’unicité et la fixité du positionnement résultent de l’ajustement de formes entre la partie osseuse prédéterminée de la vertèbre V1 et la face d’accouplement 55 morphoadaptée.
En pratique, le façonnage de la face d’accouplement 55 est réalisé de manière préopératoire, avantageusement à partir des données cartographiques préopératoires fournies par les moyens de cartographie osseuse 10, qui sont relatives à la vertèbre V1, notamment à la partie osseuse prédéterminée de cette vertèbre. Ces données cartographiques préopératoires sont exploitées de manière préopératoire pour façonner la face d’accouplement 55 de sorte que cette dernière adopte le négatif topographique du maillage morphologique de la partie osseuse prédéterminée de la vertèbre V1. Ce façonnage est mis en œuvre par toute technique de fabrication appropriée, notamment par fabrication additive, autrement appelée impression tridimensionnelle, et ce de manière connue en soi. Avantageusement, la partie osseuse prédéterminée de la vertèbre V1 correspond à au moins une des régions anatomiquement remarquables de cette vertèbre, qui ont été décrites plus haut en lien avec les moyens de sélection 30 ; cela revient à dire que la face d’accouplement 55 est conçue pour être appliquée en contact sur mesure avec la matière osseuse d’une ou de plusieurs de ces régions anatomiquement remarquables de la vertèbre V1 : les données cartographiques préopératoires qui sont effectivement exploitées pour façonner la face d’accouplement 55 sont ainsi avantageusement incluses dans les données d’intérêt ayant été sélectionnées par les moyens de sélection 30 lors de l’étape de sélection qui a été décrite plus haut.
Le corps 51 de l’élément vertébral 50 est par ailleurs pourvu d’un marqueur 56 qui est ici délimité par la partie proximale 52 du corps 51. Ce marqueur 56 est un marqueur optique tridimensionnel qui, comme expliqué plus en détail par la suite, est conçu pour être observé et suivi par des moyens optiques appropriés. Sur les figures 5 à 7, le marqueur 56 comporte des boules 57 qui sont réparties fixement sur le corps 51. D’autres formes de réalisation, connues en tant que telles dans le domaine, sont envisageables pour le marqueur 56 du moment que ce dernier définit un repère spatial tridimensionnel, qui est lié fixement au corps 51 et par-là à la face d’accouplement 55, de par la structure de ce corps 51. Lorsque l’élément vertébral de localisation 50 est accouplé, par l’intermédiaire de sa face d’accouplement 55, à la vertèbre V1, le repère défini par le marqueur 56 est ainsi lié fixement à la vertèbre V1, et ce avec un positionnement relatif qui est connu du fait de l’accouplement de l’élément vertébral de localisation 50 à la vertèbre V1 dans la position fixe unique précitée.
Suivant une disposition optionnelle avantageuse, qui est illustrée aux figures 5 à 7, le corps 51 de l’élément vertébral de localisation 50 est pourvu d’un code-barres 58 bidimensionnel, qui est ici délimité par la partie proximale 52 du corps 51, avantageusement de manière adjacente au marqueur 56. La forme de réalisation de ce code-barres 58 bidimensionnel n’est pas limitative, le code-barres 58 étant par exemple un code QR ou un code datamatrix. Dans tous les cas, et par définition même, le code-barres 58 intègre des informations qui sont codées sous forme graphique en utilisant des symboles graphiques qui, typiquement, répondent à des normes préétablies. Pour des raisons qui apparaîtront plus loin, le code-barres 58 intègre ainsi des informations relatives à l’identification de la vertèbre à laquelle l’élément vertébral de localisation 50 est accouplé, autrement dit, ici, à l’identification de la vertèbre V1 ; avantageusement, le code-barres 58 intègre également des informations correspondant aux données de planification décrites plus haut, en lien avec les moyens de planification 20, pour la vertèbre V1. Dans tous les cas, l’obtention du code-barres 58 et son intégration au corps 51, en particulier à la partie proximale 52 de ce dernier, relèvent de techniques qui sont connues en soi et qui ne seront donc pas détaillées ici plus avant.
Suivant une autre disposition optionnelle avantageuse, qui est également illustrée sur les figures 5 à 7, le corps 51 de l’élément vertébral de localisation 50 est aussi pourvu d’au moins une canule 59 qui est ici délimitée par la partie intermédiaire 54 du corps 51. La canule 59 permet de recevoir un élément d’ancrage osseux amovible, tel qu’une broche. Ainsi, lors de l’utilisation de l’élément vertébral de localisation 50 et une fois que la face d’accouplement 55 est appliquée sur la vertèbre V1 dans la position fixe unique précitée, le corps 51 peut, si besoin, être verrouillé sur la vertèbre V1 dans cette position fixe unique, en introduisant une broche dans la vertèbre V1 via la canule 59. De cette façon, le corps 51 n’a pas à être tenu manuellement de manière continue lors de l’utilisation de l’élément vertébral de localisation 50, sans courir le risque que ce dernier ne bouge par rapport à la vertèbre. Le corps 51 peut ainsi être avantageusement dépourvu d’élément de préhension correspondant, tel qu’une poignée.
En pratique, le corps 51 est fabriqué de manière préopératoire par toute technique appropriée. Les techniques de fabrication additive, évoquées plus haut pour la fabrication de la face d’accouplement 55, sont envisageables pour fabriquer toute la partie distale 53, voire la totalité du corps 51. En variante, au moins la partie intermédiaire 54 est préfabriquée selon une géométrie fixe, puis sert de support de fixation pour tout ou partie des parties distale 53 et proximale 52 qui sont fabriquées en tenant compte de leurs spécificités en lien avec la vertèbre V1.
Comme représenté sur la , le système S comporte également un robot 60. Le robot 60 comprend une station fixe 61, qui est fixe par rapport à une table d’opération 70 du système S et qui, dans l’exemple montré sur la figure, forme une table-pont qui enjambe la face supérieure de la table d’opération 70. Le robot 60 comprend également un bras 62 qui est déplaçable de manière motorisée par rapport à la station fixe 61, en étant commandé en déplacement par des organes moteurs qui sont intégrés au robot 60 et pilotés par une unité de commande 63 du robot. La forme de réalisation du bras robotisé 62, en particulier pour ce qui concerne ses capacités cinématiques et ses organes moteurs, n’est pas limitative du moment que le bras 62 est capable de participer à la chirurgie rachidienne. Le robot 60 comporte en outre un organe terminal effecteur 64 qui est porté par le bras 62, typiquement à l’extrémité de ce dernier qui est opposée à la station fixe 61. Comme détaillé par la suite, l’organe terminal effecteur 64 est adapté pour être appliqué en peropératoire sur les vertèbres V1 à V5. Dans la forme de réalisation illustrée aux figures, l’organe terminal effecteur 64 est équipé d’un outil 65 qui est à même de réaliser au moins un des actes chirurgicaux qui ont été planifiés lors de l’étape de planification, décrite plus haut. Dans le cadre de l’exemple chirurgical en lien avec les trous T à percer dans les vertèbres V1 à V5, l’outil 65 est typiquement une mèche capable de percer le ou les trous T dans la vertèbre V1. En pratique, le robot 60 est un appareil qui, en tant que tel, est disponible dans le commerce.
Egalement comme représenté sur la , le système S comporte aussi un dispositif de capture optique 80 qui est au moins partiellement porté par l’organe terminal effecteur 64. Dans le mode de réalisation considéré sur la , le dispositif de capture optique 80 comporte une caméra tridimensionnelle 81 qui est portée par l’organe terminal effecteur 64. Dans le présent document, on entend par « caméra tridimensionnelle » un capteur optique qui capture des données tridimensionnelles grâce à une technique optique telle que le profilage laser, la projection de franges ou le temps de vol. Parmi les techniques optiques par temps de vol, on peut notamment mentionner la télédétection par laser, usuellement appelée LIDAR (acronyme de l’expression anglaise « light detection and ranging »). Ainsi, suivant une forme de réalisation préférentielle, la caméra tridimensionnelle 81 est un capteur optique utilisant la triangulation laser pour calculer la distance le séparant d’un objet à partir de la déformation d’une ligne laser projetée sur cet objet ; la caméra tridimensionnelle 81 peut ainsi avantageusement utiliser la technologie LIDAR pour déterminer le positionnement dans l’espace d’un dispositif dont elle reconnait la forme. Plus généralement, la caméra tridimensionnelle 81 du système S présente l’avantage d’être au plus près de l’élément vertébral de localisation 50, ce qui lui confère une bonne précision dans le positionnement de cet élément vertébral de localisation 50. Par ailleurs cette proximité permet également de réduire l’encombrement de l’élément vertébral de localisation 50 dont les boules 57 n’ont pas besoin d’être aussi espacées que si elles étaient observées à plusieurs mètres du site de l’intervention et donc de l’élément vertébral de localisation 50.
Quelle que soit la forme de réalisation de la caméra tridimensionnelle 81, elle permet, lorsque l’élément vertébral de localisation 50 est accouplé à la vertèbre V1, d’observer le marqueur 56 de cet élément vertébral de localisation 50 et en déduire en temps réel des données de positionnement concernant le positionnement relatif entre ce marqueur 56 et l’organe terminal effecteur 64. Bien entendu, cela repose sur le fait que la position de la caméra tridimensionnelle 81 sur l’organe terminal effecteur 64 est connue de manière préétablie et renseignée de manière ad hoc dans la caméra tridimensionnelle 81, cette position pouvant être soit fixe dès lors que la caméra tridimensionnelle 81 est solidarisée fixement à l’organe terminal effecteur 64, soit commandable en déplacement selon une cinématique précise et contrôlée, comme illustré par les flèches en pointillés sur la .
A titre d’exemples nullement limitatifs, les éléments de sélection peuvent être des boutons poussoirs et/ou des touches sensitives. Les éléments d’affichage peuvent être des diodes électroluminescentes et/ou un afficheur, par exemple LCD (acronyme du terme anglo-saxon « Liquid Crystal Display ») ou TFT (acronyme du terme anglo-saxon « Thin Film Transistor »). Les éléments de sélection et d’affichage peuvent être également réalisés au moyen d’un écran tactile.
Ainsi, le deuxième module de communication 36 de l’unité de commande locale 12 ou centrale 13 est configuré pour émettre, autrement dit émet, des ordres de commande, en particulier par des moyens sans fil, par exemple radioélectriques, et/ou par des moyens filaires.
Avantageusement, l’unité de commande locale 12 est un point de commande, pouvant être fixe ou nomade. Un point de commande fixe peut être un boîtier de commande destiné à être fixé sur une façade du mur M du bâtiment B ou sur une face d’un cadre dormant d’une fenêtre ou d’une porte. Un point de commande nomade peut être une télécommande, un téléphone intelligent ou une tablette.
Le dispositif d’entraînement motorisé 5 peut également être contrôlé automatiquement, par exemple par la réception d’un ordre de commande correspondant à au moins un signal provenant d’au moins un capteur, non représenté, et/ou à un signal provenant d’une horloge, non représentée, de l’unité électronique de contrôle 15, en particulier du microcontrôleur 30. Le capteur et/ou l’horloge peuvent être intégrés, en variante, à l’unité de commande locale 12 ou à l’unité de commande centrale 13.
L’actionneur électromécanique 11 comprend un carter 17, en particulier tubulaire. Le moteur électrique 16 est monté à l’intérieur du carter 17, en particulier dans une configuration assemblée de l’actionneur électromécanique 11.
Le carter 17 est creux. Le carter 17 comprend une surface interne 17c. Le carter 17 comprend une première extrémité 17a et une deuxième extrémité 17b. La deuxième extrémité 17b est opposée à la première extrémité 17a.
Avantageusement, l’actionneur électromécanique 11 comprend, en outre, une couronne 53.
La couronne 53 est disposée, autrement dit est configurée pour être disposée, au voisinage de la première extrémité 17a du carter 17, en particulier dans la configuration assemblée de l’actionneur électromécanique 11.
présente un module 100 selon un premier mode de réalisation de l’invention.
- d’un marqueur optique tridimensionnel,
- un robot comprenant un bras qui est mobile par rapport à une station fixe du robot, ainsi qu’un organe terminal effecteur qui est porté par le bras et qui est adapté pour être appliqué en peropératoire sur la vertèbre,
- un dispositif de capture optique, qui est au moins partiellement porté par l’organe terminal effecteur et qui est adapté pour, lorsque l’élément vertébral de localisation est accouplé à la vertèbre, observer le marqueur de l’élément vertébral de localisation et en déduire en temps réel des données de positionnement concernant le positionnement relatif entre ce marqueur et l’organe terminal effecteur, et
- des moyens de traitement qui, à partir desdites données cartographiques préopératoires et desdites données de positionnement, calculent en temps réel le positionnement relatif entre l’organe terminal effecteur et la vertèbre.
L’invention a également pour objet un procédé de chirurgie rachidienne, dans lequel :
- on dispose de données cartographiques préopératoires relatives à une ou des vertèbres d’un patient à opérer,
- on fabrique un élément vertébral de localisation qui est pourvu :
- on dispose également d’un robot comprenant un bras qui est mobile par rapport à une station fixe du robot, ainsi qu’un organe terminal effecteur qui est porté par le bras et qui est adapté pour être appliqué en peropératoire sur la vertèbre,
- après que la vertèbre ait été mise à nu, l’élément vertébral de localisation est accouplé en peropératoire à la vertèbre dans ladite position fixe unique tandis que le marqueur de l’élément vertébral de localisation est observé par un dispositif de capture optique qui est au moins partiellement porté par l’organe terminal effecteur et qui déduit en temps réel des données de positionnement concernant le positionnement relatif entre ce marqueur et l’organe terminal effecteur, et
- à partir des données cartographiques préopératoires et à partir des données de positionnement, on calcule en temps réel le positionnement relatif entre l’organe terminal effecteur et la vertèbre.
Suivant des caractéristiques additionnelles avantageuses du système conforme à l’invention, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :
- Le système de chirurgie rachidienne comporte également des moyens de planification, qui sont adaptés pour planifier en préopératoire au moins un acte chirurgical à réaliser sur la vertèbre et pour calculer des données de planification correspondant à cet acte chirurgical, basées sur les données cartographiques préopératoires, dans lequel l’organe terminal effecteur est équipé d’un outil à même de réaliser l’acte chirurgical, et les moyens de traitement élaborent en temps réel, à partir du calcul du positionnement relatif entre l’organe terminal effecteur et la vertèbre, calculé par les moyens de traitement, et à partir desdites données de planification, des instructions de commande envoyées au robot pour faire appliquer l’outil de l’organe terminal effecteur directement sur la vertèbre par le bras de manière à réaliser ledit acte chirurgical.
- L’élément vertébral de localisation est pourvu d’un code-barres intégrant des informations qui sont relatives à l’identification de la vertèbre à laquelle l’élément vertébral de localisation est à accoupler, et le dispositif de capture optique est adapté pour, lorsque l’élément vertébral de localisation est accouplé à la vertèbre, observer et lire le code-barres.
Ainsi, dans ce second aspect et dans un autre mode de réalisation, l’invention concerne l’utilisation d’une lactonase mutée appartenant à la famille des phosphotriesterase-like lactonase hypertermophile, ladite lactonase mutée comprenant :
au moins une autre mutation dans une seconde séquence consensus de ladite lactonase sauvage, ladite seconde séquence consensus dans ladite lactonase sauvage consistant en :
Xa-G-[T/I]-Xb-[K/R]-P-E-Xc-Xd-Xe-Xf-Xg-Xh-P-Xi-W-Xj (SEQ ID NO : 3), Xa étant l’acide aminé W, T, A, F, V, I, M ou L, Xb étant l’acide aminé A, Xc étant l’acide aminé Y ou L, Xd étant l’acide aminé K, Xe étant l’acide aminé P, Xf étant l’acide aminé K, Xg étant l’acide aminé L, Xh étant l’acide aminé A, Xi étant l’acide aminé R ou K, Xj étant l’acide aminé S,
laquelle deuxième séquence consensus dans ladite lactonase mutée consistant en :
X 2 -G-[T/I]-X 3 -[K/R]-P-E-X 4 -X 5 -X 6 -X 7 -X 8 -X 9 -P-X 10 -W-X 11 (SEQ ID NO : 4), l’un au moins des acides aminés X 2 , X 3 , X 4 , X 5 , X 6 , X 7 , X 8 , X 9 , X 10 et X 11 étant mutés,
X 2 , X 3 , X 4 , X 5 , X 6 , X 7 , X 8 , X 9 , X 10 et X 11 sont définis selon l’un quelconque des modes de réalisation décrits dans le premier aspect de l’invention.
Ainsi, dans tous les modes de réalisation de ce second aspect, ladite lactonase mutée peut être l’une quelconque des lactonases mutées décrites dans l’un quelconque des modes de réalisation décrits dans le premier aspect de l’invention.
Selon un mode de réalisation, la tige de verrouillage comprend une deuxième extrémité munie d’un élément de manipulation configuré pour être manipulé par un utilisateur.
Selon un mode de réalisation, la tige de verrouillage est mobile en rotation ou en translation suivant le deuxième axe.
Selon un mode de réalisation, une position de la tige de verrouillage suivant un axe s’étendant sensiblement perpendiculairement au deuxième axe et au troisième axe est réglable entre une première position de réglage et une deuxième position de réglage.
Ainsi, le dispositif de verrouillage peut être adapté entre la première position de réglage et la deuxième position de réglage.
Selon un mode de réalisation, la position de la tige de verrouillage suivant le deuxième axe est réglable entre une troisième position de réglage et une quatrième position de réglage.
Ainsi, la position du dispositif de verrouillage peut être adapté selon le deuxième axe.