ESPACES DE TRAVAIL

Dans le chapitre précédent (2), nous avons présenté les caractéristiques anatomiques des régions dans lesquelles le robot sera amené à travailler. Cependant, les dimensions de ces espaces, et les variations de ces dimensions selon les personnes, n’ont pas été étudiées. Pourtant, connaître l’espace de travail est très important dans une phase de conception en robotique. Selon la dimension de cet/ces espace(s), le choix de l’architecture du robot est différent, ainsi que son dimensionnement par exemple. Pour répondre à ces interrogations, le premier objectif de ce chapitre sera de présenter les espaces de travail de l’oreille (3.2) et du massif facial (3.3). Une revue de la littérature est présentée pour chaque région anatomique, puis la réalisation d’un atlas géométrique destiné à l’application robotique. Un second objectif sera de connaître les positions du patient sur la table d’opération, afin de définir les contraintes de placement du robot en lien avec le patient (3.4).En chirurgie otologique, l’endoscopie est utilisée le plus souvent pour des gestes d’exé- rèse de cholestéatomes [5], comme vu dans le chapitre 2.3. L’oreille externe et moyenne sont donc les sites dans lesquels l’endoscopie est principalement utilisée ; l’espace de tra- vail est alors défini par ces deux régions anatomiques. Nous avons vu dans le chapitre 2.2 les différentes parties constituant ces régions :

Ainsi, l’équipe parisienne ayant développé le Robotol [9] a réalisé une étude d’après 12 scanners afin de mesurer l’espace de travail correspondant au spéculum chirurgical, au conduit auditif externe et à la partie visible de la caisse du tympan. Ils ont alors obtenu des dimensions maximales, et réalisé une approximation géométrique d’après ces données. Ils obtiennent alors un cône tronqué de 32 × 40 mm et un cylindre de 34 × 16 mm, tel que représenté Figure 3.1.Pacholke et al [45] ont calculé le volume moyen de l’oreille moyenne d’après 15 scan- ners, dans une étude ayant pour objectif de contourner les structures à préserver avant irradiation. L’oreille moyenne était définie, sur scanner, par la membrane tympanique la- téralement et par l’interface entre l’air et l’os temporal dans toutes les autres directions. Ce volume était estimé à 580 mm3, avec une dimension axiale maximale de 1570 mm. Ces données sont à rapprocher de celles de Mas et al. [46], qui ont évalué ce même volume entre 520 et 620 mm3 d’après 18 scanners. D’autres études se sont intéressées plus spécifiquement à la mastoïde : Dillon et al. [16], sur des cadavres, et Cros et al. [48], à partir d’une dizaine de scanners. Cependant, comme vu précédemment, la mastoïde n’est pas un espace de travail préférentiel pour la chirurgie endoscopique, et peut être élargi à la demande par un fraisage. Au total, les données disponibles dans la littérature varient d’une étude à l’autre, et nous n’avons pas retrouvé de mesures géométriques de l’oreille moyenne dans sa totalité. Il était donc nécessaire de réaliser un atlas géométrique de ces régions anatomiques, afin de mieux préciser notre espace de travail.

Ces valeurs sont distribuées en suivant une loi normale (r2 > 0.9), tel qu’illustré en Figure 3.4. Grâce à l’analyse des percentiles, on peut estimer que 90% des patients auront un CAE avec un diamètre compris entre 4,35 et 7,2 mm latéralement, entre 6,2 et 10,2 médialement, et une longueur comprise entre 22,5 et 34,6 mm. 90% des patients auraient une caisse du tympan avec une hauteur comprise entre 14,3 et 19,1 mm, une largeur comprise entre 8,2 et 13,5 mm, et une profondeur comprise entre 4,3 et 7,3 mm. Cette analyse des percentiles nous donne des valeurs correspondant à 90% des patients. Les valeurs maximales permettent de calculer l’amplitude dont le robot à besoin pour explorer la totalité de l’espace de travail. Les valeurs minimales sont décisives pour savoir dans quelles circonstances le robot ne pourrait pas être utilisé. Nous savons que les endoscopes ont habituellement un diamètre de 2,7 mm, les aspirations un diamètre com- pris entre 0,8 et 1,4 mm, et les micro-instruments entre 1,0 et 2,5 mm (de la micro-pointe à la micro-pince). Ainsi, pour les patients présentant les valeurs anatomiques minimales, il pourrait être difficile d’insérer tous les instruments au niveau de l’extrémité latérale du CAE. Une petite incision cutanée à ce niveau devrait aider dans cette situation clinique particulière. Cependant, d’après cette analyse, il ne devrait pas y avoir de difficulté à insérer tous les instruments au niveau de l’extrémité médiale du CAE, même dans les conditions anatomiques minimales. D’après ces données, aucun fraisage osseux ne devrait être nécessaire dans cette situation, mais les mouvements seraient plus contraints.