Trois bras KIMA, un seul chariot : comment metamorphosis a conçu son système avec NVIDIA Isaac for Healthcare, in silico puis en conditions réelles.
Concevoir un robot chirurgical multibras, c'est aménager un environnement et des procédures où plusieurs bras, un système d'imagerie et une équipe chirurgicale partagent un même espace restreint. Pour son prototype expérimental destiné aux fractures du bassin, metamorphosis, entreprise de navigation chirurgicale sans traceurs établie à Paderborn, en Allemagne, a réuni trois bras Kinova KIMA sur un seul chariot mobile. Elle en a d'abord étudié l'aménagement dans une salle d'opération virtuelle bâtie avec NVIDIA Isaac for Healthcare.
En chirurgie des fractures du bassin, il faut repositionner et maintenir les fragments osseux, guider les instruments selon des trajectoires planifiées et placer l'arceau pour chaque vue de contrôle. Or chaque bras supplémentaire apporte souvent son propre contrôleur, son alimentation et son encombrement. De nombreuses plateformes robotiques de chirurgie orthopédique utilisent un seul bras, principalement pour positionner et guider les instruments, alors que des procédures plus complexes peuvent tirer parti de plusieurs bras qui travaillent ensemble. Cette étude de cas montre comment metamorphosis a misé sur plusieurs bras avec Kinova KIMA, et en a fait évoluer l'aménagement en simulation avant la fabrication des composants.
« Grâce à leur compacité et à leur faible empreinte de fixation, les bras KIMA nous ont permis de réaliser des configurations que nous n'avions pas pu obtenir avec les autres bras médicaux pour intégration OEM que nous avions envisagés. »
« Notre rôle est d'offrir aux innovateurs en dispositifs médicaux une plateforme robotique sur laquelle bâtir, pour qu'ils puissent se concentrer sur ce qui distingue leur système. »
Plusieurs bras Kinova KIMA peuvent-ils partager un même contrôleur? Oui. Jusqu'à quatre bras robotiques Kinova KIMA peuvent être raccordés en chaîne à un seul contrôleur, ce qui réduit l'espace occupé par les contrôleurs et les blocs d'alimentation dans un chariot chirurgical.
Les bras Kinova KIMA sont-ils offerts dans NVIDIA Isaac for Healthcare? Oui. Les modèles 3D des bras Kinova KIMA sont offerts en libre accès dans NVIDIA Isaac for Healthcare, au format OpenUSD et prêts pour la simulation, ce qui permet aux fabricants de dispositifs médicaux de placer des bras KIMA dans une salle d'opération virtuelle avant de construire le matériel.
Comment metamorphosis a-t-elle utilisé les bras Kinova KIMA dans son prototype chirurgical? Metamorphosis, entreprise de navigation chirurgicale sans traceurs de Paderborn, en Allemagne, a construit un prototype expérimental à trois bras pour la chirurgie des fractures du bassin : deux bras Kinova KIMA aident à la réduction de la fracture et un troisième positionne un canon de guidage selon une trajectoire planifiée.
Pourquoi concevoir un robot chirurgical d'abord en simulation? Dans l'étude de cas de metamorphosis, la simulation du mouvement robotique, de l'imagerie par caméra et de l'imagerie radiographique dans un seul environnement virtuel, bâti avec NVIDIA Isaac for Healthcare, a permis à l'équipe d'explorer des procédures chirurgicales complexes avant de construire des prototypes physiques. Les développeurs ont aussi pu commencer à concevoir et à tester la logique de commande, de perception et de déroulement de la procédure avant que le système physique complet n'existe.
Le système à trois bras de metamorphosis est-il approuvé pour un usage clinique? Non. Le système robotique à trois bras de metamorphosis, construit avec des bras Kinova KIMA, est un prototype expérimental : il n'est ni homologué ni approuvé par la FDA des États-Unis, n'est pas approuvé pour un usage clinique et n'est offert à la vente dans aucun territoire.
