Etat de la technique Dans le brevet US 6, 351, 659, détenu par la société BrainLAB [21, il est question d'un système de neuro-navigation comportant un système de mesure 3D optique passif, des outils marqués et optionnellement un microscope. Cette invention propose une configuration où le système de mesure est situé quelque part dans la salle d'opération, hors du champ opératoire. Dans le cas de figure minimum, le système de mesure calcule la position d'au moins deux réflecteurs optiques, un situé sur le patient et l'autre sur un instrument chirurgical. Lors de l'utilisation conjointe avec un microscope, un réflecteur supplémentaire est fixé sur l'appareil pour connaître sa position relativement au champ opératoire (patient et outil).

Les brevets US 6, 167, 295 et US 6,275, 725 décrivent un système similaire mais différant dans la technique de mesure optique ainsi que dans la technique d'enregistrement. Dans le cas de l'emploi optionnel d'un microscope, un marqueur supplémentaire est disposé sur l'appareil.

La société Radionics, détentrice des deux derniers brevet cités, propose le module Microsight [1], pour le suivi de microscopes. Ce système, composé d'un marqueur optique fixé sur le microscope ainsi que bague installée sur la mise au point de la focale, se monte sur plusieurs appareils du marché.

Les principaux désavantages des systèmes précités sont : - La nécessité de calibrer le système chaque fois que la bague et le marqueur sont montés ou démontés du système, - La réduction du champ de travail de l'outil de mesure qui doit simultanément « voir » le marqueur situé sur le microscope ainsi que ceux placés sur le patient et les outils, - Le système de mesure doit avoir un champ de vision libre et « voir » les 3 marqueurs simultanément, ce qui réduit considérablement l'espace de travail déjà retreint du chirurgien, - Finalement, le désavantage majeur est une augmentation de l'erreur globale de positionnement. Comme ce qui intéresse le chirurgien est la position du patient et ses outils relativement au microscope, le fait de mettre un marqueur sur l'appareil plutôt que le système de mesure lui- mme rajoute un changement de référentiel, ce qui amplifie les erreurs de position et d'orientation. Résumé de l'invention La présente invention concerne un système de navigation chirurgicale tel que défini à la revendication 1.

Description de l'invention Le système illustré sur l'unique figure jointe comprend un microscope 1 sur lequel est rigidement fixé un appareil de mesure 3D optique 2 dont le but est de repérer des objets situés dans le champ opératoire 3. Sur certains objets dont on veut connaître

la position (comme le patient ou des outils chirurgicaux) sont installés des marqueurs optiques 4,5. Le système de mesure comprend trois caméras linéaires qui par triangulation peuvent repérer la position de LEDs infrarouges situées sur les marqueurs et déduire leur position. Si trois LEDs ou plus sont solidaires, il est également possible de connaître l'orientation de l'objet. Comme le système de mesure est rigidement lié au microscope, le changement de coordonnées entre les deux appareils est fixe et peut n'tre calibré qu'une seule fois. Aussi, en connaissant la position des marqueurs optiques relativement au système de mesure, il est possible de retrouver cette position relativement au référentiel de l'image microscopique.

Durant l'intervention le patient et les outils sont enregistrés au moyen des différentes méthodes citées dans la littérature de l'état de la technique. Le microscope est calibré, c'est-à-dire que les paramètres intrinsèques (focale, centre optique, distorsion,...) sont calculés. Si l'image réelle est corrigée et les paramètres optiques similairement réglés dans le monde virtuel, il est possible de superposer des objets 3D virtuels sur les images réelles.

Les avantages de solidariser le système de mesure au microscope sont les suivants : - De par l'emplacement du système de mesure (proche de l'optique du microscope), l'ergonomie est améliorée. Le système de mesure est placé de telle sorte à ne pas rajouter des « angles morts » dans le champ opératoire, c'est-à-dire que les chirurgiens ont plus de place et ont moins à se soucier de masquer le système de mesure.

- Le fait de n'avoir des marqueurs que dans un volume de travail réduit de 300 x 300 x 300 mm, permet d'avoir un système de mesure extrmement compact et précis.

-Par la position plongeant du système de mesure et le fait de ne pas devoir détecter un marqueur placé sur le microscope, l'amplitude d'orientation des marqueurs dans le champ opératoire est augmentée.

- Vu l'aspect additif du calcul d'erreur d'un tel système, l'invention propose de réduire l'erreur totale. Dans le meilleur des cas, la précision du système présenté diminue l'erreur totale de moitié comparativement à une configuration ou un marqueur est placé sur le microscope.

Références [1] Système MicroSight de Radionics : http ://www. radionics. com/products/frameless/omnisight/omnisiqht modules. sht ml#micro [2] Système de réalité augmentée sur microscope de BrainLAB : http ://www. brainlab. com/scripts/website full storv. asp ? article id=844&article ty pe id=82&return=cms% [3] Brevet US 6,167, 295 : Optical and computergraphic stereotactic localizer [4] Brevet US 6,275, 725 : Stereotactic optical navigation [5] Brevet US 6,351, 659 : Neuro-navigation system