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Title:
SURGICAL DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/219274
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a surgical device including a hand-held instrument (1) provided with a rotary motor (2), a drive shaft (4) on which is mounted a removable hand-held part comprising a tool-holder and a tool. The instrument is, moreover, provided with an electronic motor-control module comprising a digital electronic circuit, means for controlling the rotation of said motor (2), and an electric power source (12). According to the invention, the instrument (1) also comprises means for automatically detecting the type of tool-holder installed. The digital electronic circuit is provided with at least one memory containing motor (2) control parameters selected automatically according to the type of tool-holder detected by the automatic detection means.

Inventors:
PY JEAN-PIERRE (CH)
Application Number:
PCT/EP2019/056613
Publication Date:
November 21, 2019
Filing Date:
March 15, 2019
Export Citation:
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Assignee:
PY JEAN PIERRE (CH)
International Classes:
A61B34/20; A61B90/00; A61B90/98
Domestic Patent References:
WO2015075720A12015-05-28
WO2005037124A12005-04-28
Foreign References:
EP2324779A12011-05-25
US20120157887A12012-06-21
Other References:
THOMAS WENGER ET AL: "Design and accuracy evaluation of a new navigated drill system for computer assisted ENT-surgery", ENGINEERING IN MEDICINE AND BIOLOGY SOCIETY,EMBC, 2011 ANNUAL INTERNATIONAL CONFERENCE OF THE IEEE, IEEE, 30 August 2011 (2011-08-30), pages 1233 - 1236, XP032025321, ISBN: 978-1-4244-4121-1, DOI: 10.1109/IEMBS.2011.6090290
Attorney, Agent or Firm:
EUGÈNE BLANCHARD (CH)
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Claims:
Revendications

1. Système de positionnement sans fil en temps réel d’un objet ( 1) par rapport à une cible (c), caractérisé en ce qu’il comporte :

- un ensemble d’émetteurs (E) et de récepteurs (R) d’ondes électromagnétiques aptes à être positionnés respectivement sur un dit objet (1) et une dite cible (c) et,

- une unité électronique de commande dudit ensemble d’émetteurs (e) et de récepteurs (r) configurée pour piloter l’émission de dites ondes électromagnétiques par lesdits émetteurs selon un protocole de communication déterminé vers lesdits récepteurs et pour calculer la position de l’objet dans au moins deux dimensions de l’espace par rapport à la cible dans un repère attaché à ladite cible ;

- un moniteur (M) de visualisation en temps réel de la position de l’objet par rapport à ladite cible calculée par ladite unité électrique, ledit moniteur étant indépendant de l’objet et de la cible.

2. Système de positionnement selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les émetteurs et récepteurs comportent des moyens de fixation amovible sur un dit objet et une dite cible.

3. Système de positionnement selon l’une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les émetteurs et récepteurs sont des moyens de communication par émission-réception de signaux optiques, de préférence dans le domaine de l’infrarouge.

4. Système de positionnement selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l’unité électronique de commande comporte une mémoire dans laquelle est enregistrée au moins une bibliothèque de cibles et d’objets, ainsi qu’une interface utilisateur pour configurer ladite unité pour piloter l’ensemble d’émetteurs et de récepteurs selon un protocole de communication déterminé en fonction d’un dit objet et d’une dite cible contenus dans la bibliothèque sélectionnés par un utilisateur et pour calculer la position de l’objet par rapport à la cible en fonction des données obtenues selon ledit protocole de communication.

5. Système de positionnement selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite unité de commande et ledit moniteur comportent des moyens de communication filaires ou sans fils, notamment de type à ondes électromagnétiques ou protocoles de communication Bluetooth, de données de positionnement de l’objet par rapport à la cible permettant l’affichage sur le moniteur de la position en temps réel de l’objet relativement à la cible.

6. Système de positionnement selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l’unité de commande et ledit moniteur sont intégrés dans un même dispositif, notamment une tablette ou un ordinateur portable.

7. Système de positionnement selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les émetteurs et les récepteurs sont respectivement agencés selon une disposition déterminée sur un premier support et un second support, lesdits premier et second supports comportant desdits moyens de fixation amovible sur ledit objet et ladite cible.

8. Système de positionnement selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comporte des moyens d’alimentation électrique desdits émetteurs, de l’unité électronique de commande et du moniteur.

9. Système de positionnement selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens d’alimentation électrique comporte au moins une batterie, commune ou spécifique aux dits émetteurs, de l’unité électronique de commande et moniteur.

10. Dispositif chirurgical comportant un instrument à main (1 , 50) muni d'un moteur rotatif (2, 52), un arbre d'entrainement (4, 54) sur lequel est montée une pièce à main amovible comprenant un porte-outil (20, 30,40) et un outil, ledit instrument étant, de plus, muni

- d'un module électronique d'asservissement dudit moteur comprenant un circuit électronique numérique,

- de moyens de commande de rotation dudit moteur (2, 52),

- et d'une source d'alimentation électrique ( 12),

caractérisé en ce qu’il comporte en outre un système de positionnement selon l’une des revendications 1 à 9, dont les dits émetteurs sont aptes à être positionnés sur ledit instrument à main et lesdits récepteurs aptes à être positionnés sur une zone d’intervention chirurgicale à l’aide dudit outil.

11. Dispositif chirurgical selon la revendication 10, caractérisé en ce que ladite unité de commande du système de positionnement est intégrée au module électronique d’asservissement de l’instrument, ledit moniteur étant indépendant et positionnable à distance dudit instrument.

12. Dispositif chirurgical selon la revendication 10, caractérisé en ce que ladite unité de commande du système de positionnement est intégrée au dit instrument et indépendante dudit module d’asservissement, ledit moniteur étant indépendant et positionnable à distance dudit instrument.

13. Dispositif chirurgical selon la revendication 10, caractérisé en ce que ladite unité de commande du système de positionnement est intégrée au moniteur, ledit moniteur étant indépendant et positionnable à distance dudit instrument, lesdits émetteurs étant connectés électriquement à la source d’alimentation électrique de l’instrument et étant pilotés par l’unité de commande à distance selon un protocole de communication filaire ou sans fil.

14. Dispositif chirurgical selon l’une des revendications 10 à 13, caractérisé en ce qu’il comporte au moins un guide opératoire de guidage de l’outil dans la zone d’intervention, lesdits récepteurs du système de positionnement étant aptes à être fixés sur le guide opératoire.

15. Dispositif chirurgical selon la revendication 14, caractérisé en ce que le guide opératoire est un bloc de coupe.

16. Dispositif chirurgical selon l’une des revendications 10 à 15, caractérisé en ce que ledit circuit électronique numérique est muni d’au moins une mémoire contenant au moins deux ensembles de paramètres d'asservissement dudit moteur (2, 52), chaque ensemble de paramètres d'asservissement étant associé à un porte-outil (20, 30, 40), ledit circuit électronique numérique étant agencé pour sélectionner automatiquement l’ensemble de paramètres d'asservissement en fonction du type de porte-outil détecté par lesdits moyens de détection automatique.

Description:
Description

DISPOSITIF CHIRURGICAL

Domaine technique

[0001] La présente invention concerne un système de positionnement sans fil d’un objet par rapport à une cible, comportant un ensemble d’émetteurs et de récepteurs associés à une unité de commande et un moniteur de visualisation.

[0002] L’invention concerne également un dispositif chirurgical comportant un instrument à main muni d'un moteur rotatif, un arbre d'entrainement sur lequel est montée une pièce à main amovible comprenant un porte-outil et un outil, ledit instrument étant, de plus, muni d'un module électronique d'asservissement dudit moteur comprenant un circuit électronique numérique, de moyens de commande de rotation dudit moteur, et d'une source d'alimentation électrique et en outre un tel système de positionnement.

Etat de la technique

[0003] Dans le domaine de la chirurgie orthopédique, notamment avec implantation, il est nécessaire au chirurgien de réparer ou reconstruire un membre osseux défectueux afin de rendre au patient la plus grande mobilité possible en respectant les contraintes anatomiques et physiologiques particulière du patient. Lorsqu’il convient de remplacer ou d’équiper une articulation par un implant, il est nécessaire de procéder à une résection osseuse des épiphyses à implanter afin de procurer une assise stable à l’implant, avec une orientation des surfaces articulaires de celui-ci au plus proche de l’anatomie du patient. Historiquement, ces résections relevaient du savoir faire opératoire du chirurgien. Puis avec l’évolution des techniques de cartographie et modélisation informatique de l’anatomie, ont été développées des systèmes de modélisation anatomique permettant d’acquérir une image exacte de l’anatomie d’un membre à opérer pour déterminer et visualiser préalablement à l’opération sur un écran tous les plans et directions de coupe à suivre par le chirurgien pour réséquer une épiphyse à l’aide de blocs et guides de coupe réglables angulairement en trois dimensions par rapport à un ou plusieurs axes et plans anatomiques du membre à opérer. [0004] Toutefois, ces systèmes sont coûteux et lourds de mise en œuvre, si bien qu’ils ne sont pas accessibles à l’ensemble des patients car leur diffusion au sein des centres de soins est limitée à certains centres et hôpitaux spécialisés.

[0005] De plus, ils sont extrêmement contraignants pour le chirurgien, qui ne bénéficie d’aucune latitude de correction ou d’ajustement au cours des actes réalisés une fois les guides opératoires mis en place.

[0006] Un but de la présente invention est donc de proposer un système de positionnement, notamment pour un dispositif chirurgical tel qu’un moteur à main, qui permette de procurer une visualisation in situ en temps réel de l’orientation du dispositif chirurgical dans le champ opératoire sur une zone à opérer sans nécessiter le recours à une modélisation préalable du patient.

[0007] Un autre but de l’invention est de procurer un système de positionnement qui puisse se greffer et être utilisé avec des dispositifs chirurgicaux existants.

[0008] Un autre but de l’invention est de proposer un dispositif chirurgical permettant de donner une plus grande autonomie au praticien dans l’acte chirurgical réalisé.

Divulgation de l’invention

[0009] A cet effet, et conformément à la présente invention, il est proposé un système de positionnement sans fil en temps réel d’un objet par rapport à une cible, caractérisé en ce qu’il comporte :

- un ensemble d’émetteurs et de récepteurs d’ondes électromagnétiques aptes à être positionnés respectivement sur un dit objet et une dite cible et,

- une unité électronique de commande dudit ensemble d’émetteurs et de récepteurs configurée pour piloter l’émission de dites ondes électromagnétiques par lesdits émetteurs selon un protocole de communication déterminé vers lesdits récepteurs et pour calculer la position de l’objet dans au moins deux dimensions de l’espace par rapport à la cible dans un repère attaché à ladite cible ;

- un moniteur de visualisation en temps réel de la position de l’objet par rapport à ladite cible calculée par ladite unité électrique, ledit moniteur étant indépendant de l’objet et de la cible. [0010] Un tel système de positionnement présente un intérêt tout particulier pour équiper des dispositifs ancillaires chirurgicaux par exemple afin de pouvoir procurer au chirurgien une référence visuelle d’orientation et de direction d’un geste chirurgical à effectuer suivant des orientations et plans anatomiques ou d’implantation déterminés en fonction d’une pathologie à traiter et des caractéristiques anatomiques et physiologiques d’un patient.

[0011] Le système de l’invention permet ainsi de suivre un enchaînement d’opérations par contact électromagnétique à distance entre la cible et l’objet opératoire. Les contacts électromagnétiques permettent en particulier un repérage des axes anatomiques simplifié. Le système peut notamment permettre de simplifier tout acte opératoire tel que perçage ou résection d’un membre osseux à implanter, notamment en chirurgie du genoux, en disposant sur les épiphyses fémorale et tibiale à réséquer lesdits récepteurs et lesdits émetteurs sur un moteur de coupe afin d’établir une référence certaine d’orientation sur l’épiphyse à réséquer, sans avoir à utiliser de système de guidage réglable lourds et complexes à mettre en œuvre avant implantation définitive des implants fémoraux et tibiaux d’une prothèse totale de genou par exemple.

[0012] Le système de positionnement de l’invention permet de manière légère et simple au chirurgien de pouvoir effectivement diriger son intervention en tenant compte de la géométrie réelle à la surface de la zone à travailler et donc de positionner son outil par rapport à cette zone pour travailler selon les angles et plans les plus justes, aussi en pouvant garder une latitude opératoire plus grande qu’avec des systèmes de guidage fixes.

[0013] De manière tout particulièrement avantageuse le positionnement d’un outil quelconque peut s’effectuer grâce au système de la présente invention directement par rapport à un point unique de dimensions réduites du fémur ou tibia d’un patient, sans se soucier de la position réelle de la jambe dans l’espace, tout en acquérant la position et l’orientation du membre à opérer selon 6 degrés de libertés par rapport à ce point repère. En outre le positionnement par repérage électromagnétique, notamment inductif, tel que proposé par la présente invention ne souffre pas de dérive et reste stable dans le temps. [0014] Selon une caractéristique du système de positionnement de l’invention, les émetteurs et récepteurs comportent des moyens de fixation amovible sur un dit objet et une dite cible. Un tel objet peut ainsi être un instrument chirurgical tel un moteur ou une scie et la cible peut être un membre à opérer.

[0015] Selon une caractéristique du système de positionnement de l’invention, les émetteurs et récepteurs sont des moyens de communication par émission- réception de signaux optiques, de préférence dans le domaine de l’infrarouge.

[0016] Selon une caractéristique du système de positionnement de l’invention, l’unité électronique de commande comporte une mémoire dans laquelle est enregistrée au moins une bibliothèque de cibles et d’objets, ainsi qu’une interface utilisateur pour configurer ladite unité pour piloter l’ensemble d’émetteurs et de récepteurs selon un protocole de communication déterminé en fonction d’un dit objet et d’une dite cible contenus dans la bibliothèque sélectionnés par un utilisateur et pour calculer la position de l’objet par rapport à la cible en fonction des données obtenues selon ledit protocole de communication.

[0017] Il est ainsi possible de charger l’unité de commande d’un programme de pilotage des émetteurs récepteurs en fonction d’une chirurgie particulière, avec des paramètres de triangulation préétablis par exemple, si le calcul de positionnement relatif de l’objet par rapport à la cible résulte de triangulation.

[0018] Selon une caractéristique du système de positionnement de l’invention, ladite unité de commande et ledit moniteur comportent des moyens de communication filaires ou sans fils, notamment par radiofréquences, ou des protocoles de communication Bluetooth, de données de positionnement de l’objet par rapport à la cible permettant l’affichage sur le moniteur de la position en temps réel de l’objet relativement à la cible.

[0019] Selon une caractéristique du système de positionnement de l’invention, l’unité de commande et ledit moniteur sont intégrés dans un même dispositif, notamment une tablette ou un ordinateur portable, ou un écran tactile.

[0020] Alternativement, l’unité de commande et le moniteur peuvent être constitués par des ordinateurs et/ou robots présents en salle d’opérations, notamment pour des systèmes de monitoring ou de commande d’autres appareils divers. [0021] Selon une caractéristique du système de positionnement de l’invention, les émetteurs et les récepteurs sont respectivement agencés selon une disposition déterminée sur un premier support et un second support, lesdits premier et second supports comportant desdits moyens de fixation amovible sur ledit objet et ladite cible. De tels supports peuvent notamment être des plaquettes de fixation sur un outil ou instrument ancillaire pour les émetteurs et des guides de coupe ou de perçage pour les récepteurs.

[0022] Selon une caractéristique du système de positionnement de l’invention, ce dernier comporte des moyens d’alimentation électrique desdits émetteurs, de l’unité électronique de commande et du moniteur. De tels moyens d’alimentation peuvent être notamment des batteries d’accumulations ou des connecteurs électriques filaires. Le cas échéant, les moyens d’alimentation électrique comporte au moins une batterie, commune ou spécifique aux dits émetteurs, de l’unité électronique de commande et moniteur.

[0023] Selon un second objet, l’invention propose également un dispositif chirurgical comportant un instrument à main muni d'un moteur rotatif, un arbre d'entrainement sur lequel est montée une pièce à main amovible comprenant un porte-outil et un outil, ledit instrument étant, de plus, muni :

- d'un module électronique d'asservissement dudit moteur comprenant un circuit électronique numérique,

- de moyens de commande de rotation dudit moteur,

- et d'une source d'alimentation électrique,

[0024] Ce dispositif chirurgical se caractérise en ce qu’il comporte en outre un système de positionnement tel que précédemment défini, dont les dits émetteurs sont aptes à être positionnés sur ledit instrument à main, en particulier sur le porte-lame de celui-ci, et lesdits récepteurs aptes à être positionnés sur une zone d’intervention chirurgicale à l’aide dudit outil.

[0025] Ainsi doté du système de positionnement de l’invention, le moteur et sa position dans l’espace peuvent être rapidement déterminés et visualisés sans besoin de structure mécanique annexe. Le moteur peut être utilisé seul sans balise ni repère. Il peut également de manière avantageuse être utilisé porté sur un bras électromécanique dont les actionneurs peuvent être asservis en fonction de la prise de repères chirurgicaux effectués par le système de positionnement de l’invention via l’unité de commande. On offre ainsi la possibilité d’un geste chirurgical selon les plans anatomiques et chirurgicaux sans requérir à des boites et guides de coupe le cas échéant.

[0026] Selon une caractéristique de ce dispositif chirurgical, ladite unité de commande du système de positionnement est intégrée au module électronique d’asservissement de l’instrument, ledit moniteur étant indépendant et positionnable à distance dudit instrument.

[0027] En variante, ladite unité de commande du système de positionnement est intégrée au dit instrument et indépendante dudit module d’asservissement, ledit moniteur étant indépendant et positionnable à distance dudit instrument.

[0028] En variante encore, ladite unité de commande du système de positionnement est intégrée au moniteur, ledit moniteur étant indépendant et positionnable à distance dudit instrument, lesdits émetteurs étant connectés électriquement à la source d’alimentation électrique de l’instrument et étant pilotés par l’unité de commande à distance selon un protocole de communication filaire ou sans fil.

[0029] Selon une caractéristique de ce dispositif chirurgical ce dernier comporte au moins un guide opératoire de guidage de l’outil dans la zone d’intervention, lesdits récepteurs du système de positionnement étant aptes à être fixés sur le guide opératoire. Ce guide opératoire est notamment utile lorsque le moteur est destiné à être utilisé manuellement sans bras opératoire par un chirurgien.

[0030] Avantageusement, le guide opératoire est un bloc de coupe.

[0031] Selon une autre caractéristique de ce dispositif chirurgical, ledit circuit électronique numérique est muni d’au moins une mémoire contenant au moins deux ensembles de paramètres d'asservissement dudit moteur, chaque ensemble de paramètres d'asservissement étant associé à un porte- outil, ledit circuit électronique numérique étant agencé pour sélectionner automatiquement l’ensemble de paramètres d'asservissement en fonction du type de porte-outil détecté par lesdits moyens de détection automatique. Brève description des dessins

[0032] D'autres caractéristiques de la présente invention apparaftront plus clairement à la lecture de la description qui va suivre, faite en référence au dessin annexé, dans lequel:

- la figure 1 représente une vue en perspective d’un instrument à main utilisé dans l’invention,

- la figure 2 représente une vue longitudinale d'un porte-outil de scie sagittale équipé,

- la figure 3 représente schématiquement l’instrument à main de la figure 1 équipé de la scie de la figure 2 et d’un système de positionnement selon la présente invention ;

- la figure 4 représente schématiquement des représentations accessibles au chirurgien sur le moniteur du système de positionnement de l’invention à partir de bibliothèques de données du patient et/ou d’un constructeur d’implant, déterminant les paramètres anatomiques de résection des épiphyses d’un fémur et d’un tibia en vue de la pose d’un implant total de genou ;

- la figure 5 représente schématiquement en perspective l’acte de résection à l’aide d’un dispositif chirurgical selon l’invention comportant l’instrument de la figure 1 équipé d’un système de positionnement selon l’invention ;

- les figures 6A et 6B représente une variante de mise en œuvre d’un système de positionnement selon la présente invention dans une configuration comportant un instrument à main associé à un bras robotisé articulé d’un robot chirurgical.

Mode(s) de réalisation de l’invention

[0033] En référence à la figure 1 , il est représenté un instrument à main 1 utilisé dans un dispositif selon l'invention. Ledit instrument à main 1 est muni d'un moteur rotatif 2 et d'un arbre d'entrainement 4 adapté pour accueillir une pièce à main amovible, non représentée. L'instrument comprend, en outre, une poignée 6 sensiblement perpendiculaire à l'axe d'entrainement 4. L'ergonomie générale de l'instrument est bien connue. Elle est choisie à dessein pour faciliter l'apprentissage des fonctionnalités supplémentaires, objets de l'invention. Par ailleurs, l'esthétique est soignée, les angles sont arrondis et la forme générale est homogène. Ces formes adaptées permettent une désinfection et un nettoyage aisés. Par ailleurs, l'instrument et ses outils peuvent être stérilisables à l’autoclave et lavables en machine.

[0034] L'instrument à main 1 est également muni d'un module électronique d'asservissement du moteur 2 comprenant un circuit électronique numérique.

[0035] L'asservissement s'applique avantageusement à un moteur électrique sans collecteur. Un exemple d'un asservissement d'un tel moteur est fourni, par exemple, dans le document WO 2005/037124A1.

[0036] Le module électronique permet donc, à tout moment, de contrôler la position du rotor, sa vitesse de rotation et son couple. Le moteur offre également une dynamique de fonctionnement très large, allant de vitesses très basses de quelques tours par minute (tr/min) jusqu'à plusieurs dizaines de milliers de tr/min, tout en garantissant, grâce à l'asservissement, une grande précision de la vitesse et du couple fournis sur l'arbre d'entrainement 4.

[0037] L'instrument 1 est donc agencé, dans ce mode de réalisation, pour que le chirurgien le tienne par une poignée 6 et agisse sur des moyens de commande de rotation du moteur. Ces moyens sont représentés ici par une commande de type gâchette 8 pour ajuster la vitesse de rotation du moteur et par un bouton rotatif 10 permettant de mettre l'instrument 1 hors-tension dans la position médiane du bouton rotatif 10, de choisir une rotation du moteur dans un sens horaire lorsque le bouton rotatif 10 est tourné à droite et dans un sens antihoraire lorsque le bouton rotatif 10 est tourné à gauche. D'autres types de boutons sont bien évidemment envisageables comme, par exemple, un bouton poussoir.

[0038] La source d'alimentation électrique est fournie via un raccord électrique flexible 12 relié à l'instrument 1. Un autre mode de réalisation selon l'invention comprend une source d'alimentation électrique fournie par une batterie amovible directement montée sur l'instrument 1. Elle occupe avantageusement la position marquée 14 dans la figure en s'intégrant à la poignée 6.

[0039] De préférence, l'instrument 1 comprend des moyens de détection automatique du type de porte-outil monté. [0040] Il existe une variété de types de porte-outil adaptable sur l'arbre d'entrainement 4. A titre d’exemple non limitatif, un porte-outil 40, représenté sur la figure 2, permet les opérations de sciage par une scie sagittale 42, c'est-à-dire, une scie oscillante selon l'axe de rotation 44.

[0041] Chaque porte-outil induit un mode de fonctionnement particulier du moteur auquel correspond un ensemble de paramètres d'asservissement du moteur, adapté à chaque porte-outil. Ainsi, un ensemble de paramètres d'asservissement comprend des vitesses de rotation minimale et maximale, des sens de rotation autorisés, du couple maximal autorisé dans un sens de rotation horaire, du couple maximal autorisé dans un sens de rotation antihoraire et de l'action de maintien du couple ou d'arrêt du moteur lorsque le couple maximal est atteint.

[0042] Par ailleurs, le circuit électronique numérique du module d'asservissement est muni d’au moins une mémoire contenant les ensembles de paramètres d'asservissement du moteur, associés aux différents porte-outils utilisables.

[0043] Le circuit électronique numérique est agencé pour sélectionner automatiquement l’ensemble de paramètres d'asservissement en fonction du type de porte-outil détecté par les moyens de détection automatique.

[0044] Afin de procurer un guidage optimale au chirurgien pendant l’utilisation de l’instrument 1 , notamment pour la pose d’implant orthopédique comme un implant total de genou, l’invention propose un système de positionnement sans fil en temps réel qui permet d’opérer notamment les actions de résection épiphysaires puis de vissage d’implant avec précision dans un corps osseux O, comme représenté schématiquement aux figures 3 et 5.

[0045] Selon l’invention, le système de positionnement comporte un ensemble de capteurs émetteurs E et de récepteurs R d’ondes électromagnétiques, ou de faisceaux lumineux infrarouge par exemple, aptes à être positionnés respectivement sur l’instrument 1 et sur une tête osseuse O à réséquer, formant cible opératoire à l’instrument 1 , équipé d’une scie 42, notamment en un matériau amagnétique. Les émetteurs E sont avantageusement par exemple disposés sur un support plan ou tridimensionnel, muni de moyens de fixation sur l’instrument 1. De même, les récepteurs R peuvent êtres fixés de préférence sur un guide opératoire tel un bloc de coupe B procuré par un fournisseur d’implant et adapté à la résection adéquate des parties épiphysaires de la tête osseuse, par exemple tibiale sur les figure 3 et 5. Les récepteurs peuvent notamment être des éléments réflecteurs de faisceaux, permettant de renvoyer une image d’un faisceau émis par les émetteurs, lesdits émetteurs formant aussi dans ce cas un détecteur combiné. Alternativement, les récepteurs R peuvent être des détecteurs de faisceaux, auquel cas ils se doivent d’être actifs et alimentés électriquement.

[0046] Afin de piloter les émetteurs E et, le cas échéant récepteurs R, et calculé la position de l’instrument 1 , référentiel des émetteurs E, dans le référentiel objet de la tête osseuse O, que les récepteurs R permettent d’établir, le système de positionnement comporte également une unité électronique de commande des émetteurs E et récepteurs R configurée pour piloter l’émission de dites ondes électromagnétiques, par exemple non limitatif de type lumière infrarouge, par lesdits émetteurs E selon un protocole de communication déterminé vers lesdits récepteurs R et pour calculer la position de l’instrument 1 , et donc de la lame 42 amagnétique dans au moins deux dimensions de l’espace par rapport à la tête osseuse O à réséquer dans un repère attaché à celle-ci et défini par les récepteurs sur le bloc de coupe formant cible C.

[0047] Le système de positionnement de l’invention comporte enfin un moniteur de visualisation en temps réel de la position de l’instrument par rapport à la cible O, calculée par ladite unité électrique. Ce moniteur M est avantageusement un moniteur tactile, permettant non seulement un affichage mais aussi une interface tactile graphique utilisateur, déporté et indépendant de l’instrument 1 , ainsi que des émetteurs E et récepteur R, afin que le praticien puisse le positionner de la manière la plus adéquate pour lui suivre son acte en visuel de manière la plus confortable et stable possible. Ledit moniteur M peut ainsi typiquement être constitué d’une tablette graphique, ordinateur, ou moniteur vidéo quelconque servant d’affichage de la position de l’instrument 1 par rapport à sa cible C.

[0048] En pratique, l’affichage dans le moniteur se fait sous la forme d’un niveau V la variation angulaire indiquée représentant la ou les inclinaisons de l’instrument 1 et sa lame 42 par rapport à un plan de coupe prédéterminé sur la cible dont la trajectoire est en outre guidée par un fente éventuel dans un bloc de coupe sur lequel les récepteurs peuvent être fixés de préférence.

[0049] La prise en compte de ces plans de coupe dans l’affichage de la positon de l’instrument 1 et son outil 42 peut avantageusement résulter de la présence de bibliothèques préenregistrées dans une mémoire de l’unité électronique ou accessible via un réseau de communication filaire ou sans fil par l’unité électronique afin de permettre au chirurgien, en fonction des paramètres patients (figure 4 gauche), visualisables sur le moniteur, et de paramètres constructeurs de l’implant à mettre en place (figure 4 droite), de sélectionner et le cas échéant ajuster les orientations de plans de coupe à suivre à l’aide de l’outil, plans de coupe qui forment alors un repère d’orientation dans le moniteur lors de la réalisation de la coupe, comme schématisé à la figure 5.

[0050] Il est ainsi possible de charger l’unité de commande d’un programme de pilotage des émetteurs récepteurs en fonction d’une chirurgie particulière, avec des paramètres de triangulation préétablis par exemple, si le calcul de positionnement relatif de l’objet par rapport à la cible résulte de triangulation.

[0051] Ladite unité de commande peut être intégrée selon les cas au moniteur lui- même si celui-ci est constitué d’une tablette ou dans un ordinateur par exemple, sous la forme notamment d’un programme de commande, ledit moniteur ou ledit ordinateur comportant des moyens de communication optique, filaires ou sans fils, notamment par radiofréquences, ou des protocoles de communication Bluetooth, de données de positionnement obtenues par l’ensemble d’émetteurs E et de récepteurs R pour calculer la position de l’instrument et permettant l’affichage sur le moniteur de la position en temps réel de l’objet relativement à la cible.

[0052] Alternativement, l’unité de commande et le moniteur peuvent être constitués par des ordinateurs et/ou robots présents en salle d’opérations, notamment pour des systèmes de monitoring ou de commande d’autres appareils divers.

[0053] Selon une autre variante de réalisation, l’unité de commande peut être intégrée au module électronique d’asservissement de l’instrument de commande de l’instrument 1. Dans ce cas, ce module électronique peut non seulement communiquer avec l’ensemble d’émetteurs E et récepteurs R ainsi qu’avec le moniteur M sous une forme filaire ou sans fils. [0054] L’intégration de l’unité de commande du système de positionnement de l’instrument 1 présente l’intérêt de permettre un asservissement total de l’outil 42 à l’opération à effectuer. Ainsi, le module de commande, doté de capacités de reconnaissance d’un outil à main mis en place sur l’instrument par un chirurgien va pouvoir charger et piloter le moteur de l’instrument en fonction des paramètres de l’outil et des différentes actions à effectuer avec cet outil. De plus, le module peut aussi accéder aux données patients téléchargées et la bibliothèque de plans de coupe chargés dans la mémoire de l’unité de commande du système de positionnement, qui est éventuellement la même que celle du module d’asservissement moteur, afin d’intégrer ces données et ainsi permettre un réglage manuel éventuel des paramètres de l’instruments pour réaliser la coupe au mieux, ou encore ajuster les orientations de coupes directement dans l’interface utilisateur à l’écran du moniteur M (Figure 5).

[0055] Le système de positionnement de l’invention peut être procuré en série ou en option avec l’instrument 1. Il peut également être adapté sur des instruments existants ; dans ce cas l’unité de commande sera de préférence une unité de commande déportée et intégrée avantageusement au moniteur M sous la forme d’une tablette tactile faisant double office.

[0056] Il peut enfin être utilisé dans un cadre opératoire représenté à la figure 6B utilisant un bras articulé AA robotisé supporté à une première extrémité sur une table T ou base d’ancrage et à l’autre extrémité duquel l’instrument à main est fixé au moyen d’une articulation de type rotule servo-contrôlée.

[0057] Dans cette configuration, il n’est nécessaire de procurer qu’un émetteur E disposé sur le porte outil 40 agencé à l’extrémité de travail de l’instrument à main 1 , les autres émetteurs étant alors intégrés dans le bras articulé AA et notamment les articulations de celui-ci. Les récepteurs R peuvent alors simplement être agencés sur l’os à réséquer comme dans le mode manuel des figures 4 et 5, via un bloc de coupe ou plus simplement par une prise de repères manuelles du chirurgien sur l’os à l’aide d’un stylet portant un récepteur R, lesdits repères étant enregistrés dans l’unité de commande. Cette dernière effectue alors automatiquement le réglage du bras AA afin que le chirurgien ne puisse lors de l’acte chirurgical que guider l’instrument à main dans les plans de coupe anatomique repérés pour le patient, comme sur des rails de guidage procurés par le bras AA.

[0058] L’utilisation du système de positionnement de l’invention et d’un dispositif chirurgical équipé de celui-ci permet l’optimisation du matériel ancillaire, la réduction des coûts et la simplification du service après-vente mais également l’usage d’un moteur unique pour l’ensemble du bloc opératoire (sciage, vissage, perçage, etc.) tout en offrant au chirurgien précision et modularité d’opération en direct pour réaliser son travail.