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La chirurgie réparatrice

En chirurgie réparatrice (brûlés, orthopédie...), le chirurgien est amené à réaliser des greffes de peau : pour ce faire, il prélève sur une zone saine du patient des lambeaux d’épiderme de quelques dixièmes de millimètre d’épaisseur grâce à un «dermatome » (instrument dont le principe de fonctionnement est le même que celui d’une tondeuse à barbe).

Les lambeaux sont ensuite greffés sur la zone brûlée ou sur la plaie à recouvrir. Le prélèvement proprement dit est difficile à réaliser car il nécessite de maintenir un contact régulier du dermatome avec la peau tout en exerçant un effort important (de l’ordre de 100 Newtons). On a montré qu’un robot pouvait assister de façon efficace des praticiens qui ne réalisaient pas quotidiennement ce geste : le « dermatome », le même que celui utilisé manuellement par le chirurgien, est fixé sur le robot, et c’est le robot qui assure le contrôle très précis de sa pression sur la peau et la régulation de sa vitesse d’avancement.

Après une étude de faisabilité sur animal, qui a permis de concevoir (cinématique) et de dimensionner (longueur des segments, débattements articulaires, vitesses, efforts) un robot répondant aux exigences d’une utilisation sécurisée et fiable en bloc opératoire, un prototype de robot—le robot DERMAROB—a été spécifié par le LIRMM, en étroite collaboration avec le Service des Brûlés de l’Hôpital Lapeyronie (Montpellier), et réalisé par la Société SINTERS (Toulouse). Il est actuellement en phase de validation sur animal.

Le robot est monté sur un châssis mobile, ce qui facilite son déplacement dans la salle d’opération et entre les services de l’hôpital. Les différents organes de commande (alimentation pour les moteurs et resolveurs du bras, interface homme–machine, carte d’axes et variateurs, PC, cartes des différents périphériques) sont placés à l’intérieur d’une armoire de commande portée par un châssis. Le poignet est équipé d’un capteur d’effort 6 axes permettant le contrôle de l’effort exercé sur la peau lors du prélèvement. Il est placé à l’extrémité du poignet entre le dermatome et le dernier axe du robot. Un télémètre laser a été ajouté pour contrôler plus finement l’assiette du dermatome.

En mode apprentissage par exemple, le chirurgien déplace le robot manuellement pour lui « montrer » le point de départ du prélèvement à réaliser et le point d’arrivée. Les 6 composantes de EHd E doivent alors être nulles pour que le robot « suive » le chirurgien de façon transparente. La matrice de sélection S dépend des directions que l’on veut commander en force et en moment. En mode apprentissage, toutes les directions sont sélectionnées.

En mode automatique, seule la force Fz (normale à la peau) est commandée, ainsi que les moments Mx et My . Les principales avancées scientifiques en relation avec ce projet concernent :
– la conception d’un poignet sans singularités, donc sûr de fonctionnement,
– la mise en oeuvre d’une commande hybrideforce position du dermatome– la modélisation du contact dermatome-peau en vue d’adapter les paramètres de la loi de commande aux caractéristiques propres du patient,
– l’intégration du système en respectant des contraintes fortes en matière de sécurité et d’ergonomie de l’interfaçage homme/machine.


Une chirurgie dentaire plus confortable,

sans ouverture de gencive, sans cicatrice.

 

 

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