INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Lorsque l’organe de guidage 18 est en position inactive, le fond 23 du cadre 20 étant sensiblement parallèle au plan P du plateau 8, le relief conique 29 est en position verticale, son sommet étant à proximité du plateau 8. Lorsque l’organe 18 est en position active illustrée aux figures 6 à 8, le fond 23 étant sensiblement perpendiculaire au plan P du plateau 8, l’axe longitudinal A29 du relief conique 29 est alors globalement parallèle au plan P, le sommet 31 du relief conique 29 étant au plus près de l’ouverture 32 en U du cadre 20. Dans cette configuration, comme évoqué précédemment, les plaques 27, 28 sont déployées et forment un entonnoir en V dont la pointe est, de facto, dans le prolongement du sommet 31 du relief conique 29.
Sous le plateau 8 sensiblement à l'aplomb du bras robotisé 14 et en arrière de l’essieu, un autre organe de ramassage 33 est disposé. Il s'agit d'un organe configuré en godet dont la largeur est légèrement inférieure à celle du plateau 8. Par la suite, les termes organe de ramassage ou godet seront indifféremment employés. Le godet 33 est monté de manière articulée sous le plateau 8 par un dispositif de type pantographe. En variante, il s’agit d’un dispositif basé sur des vérins, sur charnières ou tout autre dispositif d’articulation connu en soi. L’ouverture du godet 33 est orientée vers l’extérieur, au-delà de l’extrémité 19 du plateau 8 et dans le prolongement de celui-ci. Dans la position illustrée à la cet organe de ramassage 33 est en position inactive, c'est-à-dire situé au plus près du plateau 8 et donc le plus éloigné de la chaussée 1. Lorsque le godet 33 est en position active, il est abaissé en direction de la chaussée 1, jusqu’à être en contact avec celle-ci. Des roulettes 34 permettant son déplacement sur cette dernière. La partie ouverte du godet 33 comprend une rampe inclinée 35 en direction de l’arrière du véhicule 6. En d’autres termes, le remplissage du godet 33 s’effectue lorsque le véhicule 6 est en marche arrière.
A la , l'ensemble des éléments actifs du véhicule 6 sont en position dite inactive, à savoir le bras robotisé 14 est replié selon la largeur du plateau 8. Le panneau de signalisation 16 est en position rentrée, en appui contre le plateau 8. L'organe de guidage 18 des balises 5 est en position verticale à l'arrière du plateau 8 et l'organe de ramassage 33 est replié sous le plateau 8. Ainsi le véhicule 6 peut se déplacer d'une zone de balisage à l'autre en empruntant une voie de circulation 1, avec un encombrement qui est légèrement supérieur à la longueur du plateau 8 seul mais avec une largeur qui respecte la réglementation en vigueur, les différents éléments constitutifs ne dépassant pas la largeur nominale du plateau 8.
L'ensemble des étapes du balisage, ainsi que de la reprise des balises, est défini et réalisé de manière automatique, sans intervention humaine autre que la conduite du véhicule 6. La zone à baliser ou à rendre à la circulation normale est, lors d’une première étape préalable à toute intervention, repérée, cartographiée et localisée par GPS. L'ensemble des données relatives à cette zone est envoyé à un module de commande situé dans la cabine du véhicule 6 ou, en variante, à un tiers distant du véhicule 6, pour être traité et pour définir les paramètres de l’intervention. Dans tous les cas, lorsque le véhicule 6 arrive au niveau de la zone d’intervention, il ralentit, soit de manière automatique soit suite à une alarme informant le conducteur, jusqu’à une vitesse de travail prédéterminée. Une fois que le véhicule 6 a atteint la vitesse de travail qui est généralement de l'ordre de 10 à 15 km/h et qu’il est positionné sur la chaussée 1 au niveau d’un ligne de balisage 2, par exemple comme illustré à la , il est possible de débuter l’intervention. L’alignement de balises 5 et l’intervalle entre deux balises voisines se font automatiquement, le véhicule 6 étant géo-localisé et l’itinéraire du balisage étant préétabli. La vitesse du véhicule 6 est régulée automatiquement, le conducteur assurant juste le maintien de la trajectoire du véhicule sur la voie de circulation 3 par rapport à la ligne centrale 2 de la chaussée 1. On note que, comme représenté à la , le véhicule 6 est situé légalement à droite de la ligne 2. En variante, selon le balisage, les conditions de circulation et/ou le code de la route concerné et/ou les règles de sécurité concernant le balisage le véhicule 6 peut être à gauche ou à cheval sur la ligne 2.
La illustre le véhicule 6 en une position active, c’est-à-dire ici en position sur une chaussée 1 à baliser. Dans cette position, le panneau de signalisation 16 est éloigné du plateau 8, les glissières 17 étant déployées dans le prolongement de l’arrière du véhicule 6 et l’espace de travail E sécurisé entre les glissières 17 et le panneau 16 est délimité. Pour faciliter la lecture dans le cas de la pose de balises, l’organe de guidage 18 n'est pas illustré aux figures 3 et 4, étant entendu qu’il est en position inactive décrite précédemment en référence à la .
A la , le robot 14 est en cours de prise d'une balise 5 sur le rack 11 de stockage. Le robot 14 par son extrémité de préhension, par exemple de type pince, attrape une balise 5 rangée dans le rack 11 par son extrémité pointue, donc par le sommet du cône. Le robot 14 prend une balise 5 située en haut d’une pile de balises 5. Le rack 11 est avantageusement équipé d’un moyen d’avance des piles de sorte que la prise de balises 5 s’effectue toujours au même endroit. Pour cela, le rack 11 comprend un tapis d’avance automatique ou un organe, vérin ou ressort, de poussée des piles. de tels moyens d’avance sont connus en soi. En variante, le robot 14 est équipé de capteurs permettant soit de prendre les balises 5 dans l’ordre de présentation des piles de balises sur le rack 11 soit sur une autre pile. Le robot 14 peut également être équipé d’un capteur de reconnaissance visuelle des balises, afin de détecter par exemple des balises défectueuses ou non adaptées au balisage concerné dans la pile et ainsi en prendre une autre dans une pile voisine sur le rack 11. Dans tous les cas, les mouvements du robot 14 se font automatiquement, sans intervention humaine pour positionner la balise 5 sur la chaussée 1 dans l’espace de travail E et dans l'alignement de la balise 5 déjà illustrée en position. Lorsque le panneau 16 est déployé, il affiche des messages prédéfinis, par exemple par des pictogrammes ou un message écrit, informant les usagers de la voie de circulation d’une intervention en cours, comme illustré à la . Les messages sont soit affichés automatiquement une fois le panneau 16 déployé soit manuellement sous l’action du conducteur ou d’un tiers qui peut être dans un local de commandement distant. Dans ce cas, une liaison filaire ou non filaire entre le panneau 16 et le local de commandement et/ou la cabine 7 du véhicule 6 permet l’affichage et la modification des messages.
La illustre la mise en place d'une balise 5 par le robot 14. On note que le robot 14 effectue, automatiquement sans intervention humaine, l'ensemble des manœuvres dans l'espace de travail E défini ce qui permet de sécuriser la manœuvre, notamment vis-à-vis des automobilistes ou de personnes se trouvant sur la chaussé 1. Une fois la balise 5 prise dans le rack 11, comme à la , le robot pivote, si besoin avec un mouvement complexe associant rotation et translation, et dépose la balise 5 sur la chaussée, en position verticale, en appui sur sa semelle 30. Une fois la balise 5 posée, le robot 14 pivote en direction du rack 11 pour prendre une autre balise 5 et la déposer sur la chaussée 1, de façon similaire. les diverses manœuvres réalisés par le robot 14 s’effectue lorsque le véhicule se déplace en marche avant ou, en variante si besoin, à l’arrêt du véhicule.
La illustre la pose d'un panneau de signalisation temporaire 13 pris sur le rack 12 voisin du rack 11 contenant les balises 5. Cette pose est effectuée par le bras robotisé 14, de manière similaire à la pose d’une balise 5, pour autant que l’organe de préhension équipant l’extrémité du bras 14 soit adapté pour prendre autant une balise 5 qu’un panneau de signalisation temporaire 13. Ce dernier est maintenu en position verticale sur la chaussée 1 par des pieds pliables 36, connus en soi et qui se déploient pa gravité, lors du déplacement du panneau 13 entre le rack 12 et la chaussée 1.
Les figures 3 à 5 illustrant la pose d’un balisage, les figures suivantes représentent la récupération des balises par un véhicule 6. ainsi, le même type de véhicule 6 peut effectuer les deux opérations, pose et récupération des balises, étant entendu qu’il est possible de dédier spécifiquement un véhicule 6 à la pose et un autre à la récupération. Comme cela apparaît notamment à la , lorsque l'on souhaite reprendre les balises 5, le bras 14 est initialement replié, par exemple en appui sur le haut du rack 11 comme illustré. Les glissières 17 sont déployées afin de définir l’espace de travail E. L'organe de guidage 18 qui était en position verticale bascule, selon la double flèche F20, en position horizontale au plus près de la chaussée 1. Lors de ce mouvement, les plaques latérales 27, 28 montées sur les flancs 21, 22 du cadre 20 de l’organe 18 sont déployées définissant l’ouverture 32 en V de l’organe 18. Un marquage réfléchissant sur les plaques 27, 28, par exemple rouge et blanc, permet la visualisation de l’ouverture 32. Les plaques 27, 28 agissent comme un entonnoir de manière à bien positionner et guider la balise 5 au niveau de l'ouverture 32 du cadre 20. Pour initier le ramassage, l’organe 18 étant au moins en cours de pivotement, le véhicule 6 se déplace en marche arrière selon la flèche R. Cette marche arrière est effectuée à une vitesse contrôlée et prédéfinie, généralement inférieure à la vitesse du véhicule lors de la pose. A titre d’exemple, la vitesse de la marche arrière pour le ramassage est d’environ 10 km/h Le guidage du véhicule 6 se fait, soit manuellement par le conducteur qui se dirige à partir de la ligne de balisage 2 et des rétroviseurs et/ou d’une caméra de recul, soit de manière automatique, par des caméras reliées au système de direction du véhicule. Dans un mode de réalisation, l’organe de guidage 18 est avantageusement monté mobile en translation le long d’une barre de déplacement fixée selon la largeur du véhicule 6, Il est ainsi possible, automatiquement ou manuellement de modifier la position de l’organe par rapport au positionnement exact des balises 5.
Lors du recul du véhicule 6, comme cela ressort de la , une barre 37, constitutive de l’ouverture 32 du cadre 20 vient en appui contre la balise 5 et induit le basculement de cette dernière entre les plaques 27, 28, de sorte que la face inférieure ouverte de la semelle 30 de la balise 5 se retrouve sensiblement en regard avec le sommet 31 du relief conique 29 fixé sur le fond 23. Les dimensions et les positions respectives du cadre 20, des plaques 27, 28 et du cône 29 participent au placement optimal de la balise 5 d’abord dans l’ouverture 32 puis, au fur et à mesure de la marche arrière du véhicule 6, dans le cadre 20.
En poursuivant la marche arrière du véhicule 6, la balise 5 se retrouve dans le cadre 20 et vient s'emboiter sur le relief conique 29, comme illustré à la . On a ainsi une balise 5 qui initialement était debout sur la chaussée 1 et se retrouve en position couchée et emboîtée sur un élément 29 de ramassage.
L’information d’identification spécifique peut être une tension mesurée au niveau d’un pont diviseur de tension spécifique à l’outil chirurgical connecté. En variante, l’information d’identification spécifique peut être contenue dans un composant électronique telle qu’une puce électronique.
La plateforme selon l'invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises séparément les unes des autres ou combinées entre elles :
le système de contrôle peut comporter : une unité de mesure configurée pour : identifier les outils chirurgicaux d’entraînement ou les modules connectés, récolter les données de mouvement de l’outil chirurgical d’entraînement connecté, une unité centrale configurée pour : générer l’environnement virtuel, recevoir et analyser les données liées au(x) mouvement(s) de chaque outil chirurgical d’entraînement connecté, interfacer chaque élément chirurgical virtuel mobile de l’environnement virtuel avec un outil chirurgical d’entrainement correspondant, l’unité de mesure peut faire partie du module d’entraînement, chaque module peut comprendre une base présentant une forme spécifique, les formes des différentes bases des différents modules étant complémentaires les unes des autres, de manière à obtenir un emboîtement stable et adapté des différents modules entre eux, le système de connexion du contrôleur haptique peut permettre de connecter au moins deux outils chirurgicaux d’entraînement différents, le système de connexion peut comprendre au moins un connecteur à verrouillage de type clé-serrure configuré pour être fixé au contrôleur haptique et à tout outil chirurgical d'entraînement de manière à assurer leur connexion amovible, le système de connexion peut comprendre un premier connecteur fixé au contrôleur haptique et configuré pour coopérer de manière amovible avec un second connecteur correspondant fixé à l'outil chirurgical d’entraînement, le contrôleur haptique du module d'entraînement peut comprendre un robot à bras pivotant, le robot à bras pivotant présentant une extrémité libre destinée à coopérer avec le système de connexion, le système de contrôle peut en outre être configuré pour générer un signal de retour permettant au contrôleur haptique de générer un retour haptique lorsqu’au moins deux éléments virtuels interagissent dans l'environnement virtuel.
La présente invention a également pour objet un kit d'entraînement chirurgical comprenant une plateforme modulaire d'entraînement chirurgical selon l'une quelconque des caractéristiques techniques listées ci-dessus et au moins un outil chirurgical d'entraînement configuré pour être connecté au contrôleur haptique de la plateforme.
BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description explicative détaillée qui suit, de modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'illustration, d'exemples purement illustratifs et non limitatifs, en référence aux dessins annexés :
La est une vue globale en perspective d'une plate-forme démontée selon la présente invention, La est une vue globale en perspective d’une plateforme démontée selon la présente invention, représentée avec deux outils chirurgicaux d’entraînement différents chacun pouvant être connecté à la plateforme, La est une vue similaire à la sous un angle différent, La est une vue en perspective d’une plateforme d’entraînement montée selon l’invention, connectée à un outil chirurgical d’entraînement, comportant un seul module d’entraînement, La est une vue en perspective d’une plateforme d’entraînement montée selon l’invention, comportant deux modules d’entraînement, connectée à deux d’entraînement chirurgical, La est une vue en perspective d’un kit selon la présente invention, manipulé par un utilisateur selon un premier mode de réalisation, La est une vue en perspective d’un kit selon la présente invention, manipulé par un utilisateur selon un deuxième mode de réalisation, La est une vue explosée d’un module de contrôle, La figures 8A est une vue en perspective d’un élément de calibration associé au dispositif d’affichage selon l’invention, La est une vue en perspective du module de calibration, La est une vue en perspective d’un connecteur de contrôleur haptique selon l’invention, La est une vue en perspective d’un connecteur d’outil chirurgical d’entraînement selon l’invention, La est une vue en perspective d’un outil d’entrainement chirurgical, La est une vue en perspective d’un exemple d’environnement virtuel selon l’invention.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE Comme visible sur les figures 5 et 6, la présente invention concerne une plateforme d’entraînement chirurgical modulaire 10 configurée pour interfacer un environnement virtuel 100 comprenant au moins un élément chirurgical virtuel mobile 102 (voir ). Cet environnement virtuel comprend également un patient virtuel 104 et différents éléments de décors 106. Ainsi, un utilisateur manipulant la plateforme modulaire 10 interagit avec l’environnement virtuel 100 dans lequel toutes sortes d’opérations chirurgicales sont possibles.
Comme visible sur la , la plateforme modulaire 10 selon la présente invention comprend :
un dispositif d’affichage de réalité virtuelle 12 configuré pour montrer/afficher, à l’utilisateur, l’environnement virtuel 100, un module de calibration 14 connecté au dispositif d’affichage virtuel 12, au moins un module d’entraînement 16, chaque module d’entraînement comportant un contrôleur haptique 18, un système de contrôle 20.
Dans le cadre de la présente invention, le dispositif d’affichage 12 fait le lien entre les différents modules d’entraînement 16 et l’environnement virtuel 100. En effet, le(s) module(s) d’entraînement 16 est/sont le(s) seul(s) élément(s) manipulé(s) par l’utilisateur et le rendu de ces manipulations n’est visible que dans l’environnement virtuel 100. Chaque module d’entraînement est une entité autonome comportant plusieurs pièces en plastique assemblées entre elles. Ces pièces peuvent être imprimées en 3D. L’ensemble de ces pièces sera décrit au fur et à mesure de la présente description. Ainsi, chaque élément chirurgical virtuel mobile 102 et chaque mouvement virtuel de chacun de ces éléments chirurgicaux virtuels mobiles 102 présents dans l’environnement virtuel 100 est rendu visible à l’utilisateur par le dispositif d’affichage 12.
Plus particulièrement, le dispositif d’affichage 12 (visible en figures 5 et 6) peut être un élément fixe dans l’espace (tel un écran) ou un élément mobile dans l’espace, par exemple, configuré pour être porté par l’utilisateur pendant l’opération de chirurgie. Le dispositif d’affichage 12 peut comporter plusieurs afficheurs, permettant à plusieurs utilisateurs de visualiser l’environnement virtuel 100. Les différents afficheurs peuvent être mobiles ou fixes. Plus précisément, comme visible sur les figures 5 et 6, le système d’affichage 12 peut être un écran posé sur une surface à proximité ou à distance des différents modules 14, 16. Dans un autre mode de réalisation, le dispositif d’affichage 12 peut être un casque de réalité virtuelle, ajustable à l'utilisateur et pouvant fournir un retour audio. Plus particulièrement, il peut s’agir d'un casque HP reverb ® possédant deux écrans d'une résolution de 2160x2160 pixels. Chaque écran a une fréquence d'affichage de 90 Hz. Le dispositif d’affichage 12 est relié au système de contrôle 20 de préférence par un câble (par exemple un câble displayport ou hdmi ).
De manière connue en soi, le dispositif d’affichage 12 est associé à un outil de calibration mobile 22 (voir ). L’outil de calibration mobile 22 peut prendre la forme d’une manette classique comme par exemple illustré en mais il peut aussi prendre une forme différente.
Le module de calibration 14 est une pièce indépendante représentée en . Comme visible sur la , le module de calibration 14 comporte une empreinte 24 complémentaire de l’outil de calibration mobile 22. Ainsi, le module de calibration 14 permet de positionner l’outil de calibration mobile 22 associé au dispositif d’affichage 12 à une distance connue et fixe du module d’entraînement 16, en particulier du contrôleur haptique 18 de celui-ci (voir ). Le module de calibration 14 est de préférence en plastique. Il est préférentiellement imprimé en 3D. De même que pour les modules d’entraînement 16, le module de calibration 14 peut comporter des aimants, comme il sera expliqué en détail plus bas. Le module de calibration 14 peut également être muni d’un connecteur électrique permettant la connexion d’un circuit électronique d’identification du module de calibration 14 par le système de contrôle 20. On utilise pour cela le même dispositif comportant un pont diviseur de tension que celui utilisé pour le connecteur clé-serrure du contrôleur haptique 18, qui sera décrit un peu plus bas.
Le contrôleur haptique 18 permettant de connaître la position et l’orientation relative d’un objet qui y est rattaché (voir plus bas), on obtient alors la position et l’orientation de cet objet par rapport à l’outil de calibration mobile 22. Dans le cas où le dispositif d’affichage 12 est un dispositif mobile configuré pour être porté par l’utilisateur, le module de calibration 14 permet en outre de localiser l’utilisateur par rapport au module d’entraînement 16. En effet, la position de l’outil de calibration mobile 22 par rapport au dispositif d’affichage 12 étant connue, on peut alors connaître la position et l’orientation de l’objet connecté au contrôleur haptique 18 par rapport à l’utilisateur qui porte le dispositif d’affichage 12 (voir figures 5 et 6).
De même, les différents modules d’entraînement 16 connectés entre eux ou au module de calibration 14 peuvent être positionnés et localisés par le dispositif d’affichage 12, étant donné qu’une fois les différents modules 14, 16 connectés entre eux, ils sont tous à une distance fixe et connue du module de calibration 14 et donc de l’outil mobile de calibration 22 (voir figures 4A et 4B). La possible identification des différents modules 16 à travers un système électronique (voir plus bas) peut permettre de connaître cette distance de manière « plug and play ». Ainsi, l’outil de calibration mobile 22 associé au dispositif d’affichage 12 sert de référence de calibration pour chaque module d’entraînement, donc de chaque contrôleur haptique 18 et donc de chacun des éléments physiques manipulés par l’utilisateur de la plateforme 10.
Dans la présente demande, la notion de « plug and play » décrit une action simple, n’impliquant qu’un nombre limité de gestes, de préférence un seul. Une connexion « plug and play » décrit ainsi une connexion qui se fait d’un seul geste.
Cependant, il est possible d’observer un certain recouvrement des positions nominales par les points du motif de codage. Ainsi, ces points peuvent présenter un diamètre allant jusqu’à 2,4 fois leur distance de déplacement par rapport à leur position nominale. Dans le cas particulier indiqué précédemment où ce déplacement est de 50 µm, cela correspond donc à un diamètre inférieur ou égal à 120 µm.
La taille minimale des points est fonction de la résolution à la fois du détecteur ainsi que de la technique de dépôt utilisés. Les points du motif de codage peuvent avoir un diamètre d’au moins 25 %, et de préférence d’au moins 50 % de la distance de déplacement par rapport à la position nominale à laquelle ils sont associés. Dans le cas particulier indiqué précédemment où ce déplacement est de 50 µm, cela correspond donc à un diamètre supérieur ou égal à 12,5 µm et de préférence supérieur ou égal à 25 µm.
Dans un mode de réalisation particulier de l’invention, les points du motif de codage ont donc un diamètre compris de 12,5 µm à 120 µm ; et de préférence de 25 µm à 100 µm.
Le motif de codage est défini par une couche apte à absorber les rayons infrarouges. Le motif de codage est donc lisible au moyen de rayonnement infrarouge. Ainsi, toute information se trouvant sur l’article verrier et qui n’est pas lisible au moyen de rayonnement infrarouge n’entrave pas la lecture du motif de codage.
Les points du motif de codage peuvent représenter de 0,25 % à 20 %, de préférence de 8 % à 10 %, d’une surface de l’article verrier selon l’invention. Cela permet, dans le cas de l’utilisation de matière absorbant également dans le domaine visible afin de d’obtenir la couche constituant le motif de codage, d’obtenir un vitrage ayant un aspect essentiellement similaire à celui d’un vitrage normal.
Le motif de codage peut permettre de coder une pluralité de positions sur l’article verrier selon l’invention, chaque position étant codée au moyen d’une pluralité de points. Cependant, le motif de codage peut également être utilisé afin de coder tout autre information.