La technologie 3D entre dans l'endoscopie médicale

Des interventions conviviales et peu invasives, par exemple en laparoscopie (laparoscopie), sont impensables sans les méthodes d'imagerie à haute résolution. Des aperçus bidimensionnels et régionaux du corps ont été établis en endoscopie depuis des années. Les images tridimensionnelles, connues du cinéma, n'étaient pas disponibles pour le chirurgien pendant longtemps. Le nouveau système de laparoscopie "Einstein Vision" de Schölly Fiberoptic, associé à la technologie d'entraînement de haute précision de PI (Physik Instrumente) Micos, intégrée dans la poignée, garantit un monde de salle d'opération plus atraumatique.

L'endoscopie a nettement évolué depuis plusieurs années: la technique 3D est arrivée et contribue à optimiser les interventions laparoscopiques. Les images vives et détaillées, qui correspondent à une vision tridimensionnelle naturelle, permettent une meilleure coordination main-œil, évitent la fatigue du chirurgien et facilitent la préparation des tissus à l'intérieur du corps. La laparoscopie 3-D, haute résolution et moderne, composée d'une optique extrêmement brillante, d'une caméra Full HD et de la technologie d'entraînement intégrée dans le manche, contribue de manière significative à rendre la procédure chirurgicale et le processus de guérison qui en résulte plus doux pour le patient et aussi simple que possible ,

La société Schölly Fiberoptic GmbH, dont le siège est à Denzlingen, a concentré ses dernières années de travail sur le domaine de la technologie 3D et a obtenu des résultats considérables: Le système Laparoskopiesystem "Einstein Vision", déjà éprouvé dans la pratique, offre une qualité Full HD 3D, qui fournit une représentation réaliste des structures les plus fines à l'intérieur du corps. Les tissus peuvent ainsi être séparés avec précision et positionnement exact des aiguilles chirurgicales. En principe, le nouveau système repose sur la technologie éprouvée de la laparoscopie, mais comporte, contrairement aux solutions classiques, une tête de caméra 3D et un bras de robot, qui stabilise le mouvement de la caméra.

Principe de la photographie 3D

La fonction de base de la photographie en trois dimensions peut être bien expliquée par une analogie de la nature: chez l’homme et chez de nombreux animaux, les yeux sont disposés de manière à ce qu’ils puissent voir leur environnement de deux points de vue à la fois. Les yeux fournissent ainsi deux images différentes. Le cerveau les assemble dans une image et "calcule" l'impression visuelle spatiale à partir des déviations.

En principe, les caméras 3D utilisent la même procédure pour créer des images spatiales: deux images sont prises simultanément sous des angles différents. Les lentilles doivent se trouver à une distance définie, appelée base stéréo. Dans l’œil humain, par exemple, la distance est d’environ 6,5 cm. La "double image" de la caméra se fond dans une image en trois dimensions lorsque le chirurgien - semblable au cinéma ou à la télévision - porte des lunettes appropriées. Le résultat de la procédure est une image spatiale nette de l’intérieur du corps, ce qui permet de travailler de manière plus sûre et plus respectueuse des tissus. Comme dans l'ablation de tumeurs ou de ganglions lymphatiques, dans les reconstructions du plancher pelvien, etc.

Moteur à courant continu comme talent polyvalent pour d'innombrables applications

DC drive déplace les lentilles

La distance entre les objets à enregistrer et les lentilles est variable. Afin de pouvoir néanmoins garantir une représentation claire, la caméra était équipée d'une fonction de zoom. À cette fin, les deux lentilles sont déplacées de manière synchrone linéairement dans la direction de la vue. La force motrice du déplacement simultané des deux lentilles dans la tête de la caméra du laparoscope, nécessaire pour générer l’image 3D, est un entraînement à courant continu. L'acquisition d'image synchrone à différentes distances est assurée avec les montures d'objectif connectées de manière fixe au lecteur. Le chirurgien doit seulement actionner un commutateur sur la tête de caméra.

La recherche d'un lecteur approprié n'était pas anodine. Un certain nombre d'exigences spécifiques à l'application ont dû être satisfaites, telles que l'espace d'installation restreint disponible dans la tête de caméra vidéo et la faible tension de démarrage requise inférieure à 1 V. Malgré cette faible tension, les objectifs relativement lourds doivent être précis dans toutes les positions avec une course relativement importante de 12,7 mm être déplacé. En outre, la fiabilité et la durée de vie des dispositifs médicaux étaient très exigeantes.

Petits disques robustes à haute densité de puissance

Ces exigences spécifiques à l'application ont été bien satisfaites grâce à une solution d'entraînement conçue par PI Micos pour cette application. La société, qui appartient à la société Physik Instrumente (PI) basée à Karlsruhe et basée à Eschbach près de Fribourg, est spécialisée dans les systèmes de positionnement flexibles pour une large gamme d'applications et a également été en mesure de mettre en œuvre une solution sur mesure pour déplacer les deux lentilles du laparoscope 3D.

La force motrice est un petit Moteur à courant continu. Le micro-entraînement compact d'un diamètre de seulement 10 mm et d'une longueur de 42 mm, y compris l'engrenage, impressionne par sa haute densité de puissance. La faible consommation d'énergie et une faible tension de démarrage inférieure à 1 V sont d'autres propriétés qui le prédestinent à l'application. Le petit nain de puissance délivre une puissance de 0,1 W et peut déplacer les objets pesant près de 100 g dans les deux sens sans aucun problème.

Le capteur d'image de 1 mm² permet au plus petit appareil photo numérique au monde

 À cette fin, l'entraînement est disposé linéairement par rapport à la direction du mouvement. Le mouvement rotatif est exploité via une denture précise et transféré dans une broche à filetage fin, qui déplace ensuite le curseur avec le support pour les deux lentilles. Grâce à un revêtement spécial, le palier lisse entre la glissière et le guide présente un faible frottement et un faible jeu. Ce dernier contribue, de même que le démarrage à couple élevé du moteur à courant continu, au fait que les lentilles peuvent être déplacées rapidement et avec précision malgré la basse tension. Une réponse directe aux signaux de contrôle est assurée.

Le petit moteur à cloche avec bobine de rotor sans fer et commutation en métaux précieux offre également une faible inertie du rotor et peut être facilement contrôlé grâce à ses caractéristiques linéaires. Ceci est fait par le contrôleur de mouvement intégré dans le contrôle du laparoscope. Pour limiter la plage de conduite, une autre carte de fin de course supplémentaire a été intégrée au système de commande. Malgré les conditions d'installation difficiles dans la tête de caméra du laparoscope, il a donc été possible d'intégrer une solution d'entraînement sur mesure et fiable pour les objectifs. Les médecins et les patients pourront de plus en plus profiter à l'avenir des images tridimensionnelles réalisables, très nettes, de l'intérieur du corps.