Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Dernièrement, la « robotique de service » et plus particulièrement la robotique médicale, ont très largement évolué, ce fort développement pose désormais le problème de la sécurité. En effet, au sein d’un environnement où l’humain est très présent, les concepteurs ont dû intégrer dans leurs études les exigences de sûreté de fonctionnement et de sécurité. Après un bref rappel du concept de sécurité dans le domaine de la robotique, cet article détaille les dommages, les dangers (phénomène dangereux, évènement dommageable, accident et incident), et les moyens mis en place pour gérer ce risque. Pour terminer, l’assurance de la sécurité est passée en revue avec les approches de certification et risque, et la classification des dispositifs médicaux.
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In recent times, "service robotics" and more especially medical robotics, have evolved considerably. This rapid development now raises the issue of security. Indeed, human-environments that feature the interaction of humans and robots present a number of challenges; therefore the designers have had to incorporate the requirements of dependability and security into their studies. After a brief summary of the concept of security in the field of robotics, this article details the damage, hazard (dangerous phenomenon, damaging event, accident and incident), and the resources in place to manage this risk. To conclude, the security assurance is reviewed alongside certification and risk approaches, and the classification of medical devices.
Auteur(s)
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Jérémie GUIOCHET : Maître de Conférences à l’Université de Toulouse III - Membre du groupe TSF (Tolérance aux Fautes et Sûreté de Fonctionnement Informatique) au LAAS-CNRS (Laboratoire d’Analyse et d’Architecture des Systèmes)
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Gilles MOTET : Professeur à l’INSAT (Institut National des Sciences Appliquées de Toulouse) - Directeur Scientifique de la Fondation pour une Culture de Sécurité Industrielle - Membre de l’équipe Systèmes Embarqués Critiques au LESIA de l’INSAT
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Bertrand TONDU : Professeur à l’INSAT (Institut National des Sciences Appliquées de Toulouse) - Responsable de l’équipe Systèmes Dynamiques au LESIA de l’INSAT
-
Claude BARON : Maître de Conférences à l’INSAT (Institut National des Sciences Appliquées de Toulouse) - Directrice-adjointe du LESIA de l’INSAT et membre de l’équipe Systèmes Embarqués
INTRODUCTION
L’utilisation de systèmes robotiques dans le domaine médical a été initiée il y a quelques années et pose le problème de la sécurité au sein d’un environnement où l’homme est très présent. La complexité de tels systèmes et le transfert de responsabilités du chirurgien vers le robot conduisent les concepteurs à intégrer dans leurs études des exigences de sûreté de fonctionnement, et notamment un de ses attributs essentiels : la sécurité. Bien que cette discipline soit largement étudiée dans des domaines à sécurité critique comme l’avionique, la spécificité de la robotique médicale nous amène à reconsidérer la notion de risque qui y est associée. En partant de l’effet indésiré, le dommage, on remonte aux causes en considérant les notions de danger, de risque et de sécurité. Cela nous conduit à l’identification des moyens possibles pour gérer le risque associé à l’utilisation de systèmes de la robotique médicale. Les notions introduites sont illustrées par notre expérience issue du développement d’un robot télé-échographe.
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Présentation
Effets non désirés : les dommages
En anglais
1. Sécurité et robotique
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La robotique industrielle, essentiellement dédiée à des processus manufacturiers, a utilisé la technologie de ses bras robots pour des applications hors de l’usine. Cette « robotique de service », et plus particulièrement sa composante de pointe, la robotique médicale [11] [61], a fortement modifié la problématique de la sécurité des systèmes robotiques.
Alors que les problèmes de sécurité des robots industriels relevaient essentiellement de défaillances des systèmes de protection (barrières, grillages, etc.), et que l’opérateur humain ne pénétrait l’espace de travail que pour des opérations de maintenance ou de programmation, la robotique de service nécessite de prendre en compte la proximité physique et l’étroite collaboration entre l’humain et le robot [33]. L’impérieuse exigence de maîtriser la sécurité est d’autant plus urgente que les fonctionnalités et l’autonomie des robots de service ne cessent d’augmenter.
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Le robot médical Robodoc, commercialisé pour effectuer le remplacement de la tête du fémur au niveau de la hanche [7] [57], réalise, à l’issue de la planification de l’opération, la découpe et la préparation de la cavité fémorale en totale autonomie. Ainsi, la responsabilité d’actions médicales est progressivement transférée du praticien vers le robot.
Par ailleurs, on assiste aujourd’hui à l’apparition de systèmes de télé-médecine (médecine à distance) qui permettent la télé-opération du robot par le spécialiste se trouvant à une grande distance du patient.
Il existe également des systèmes de téléopération sur site, pour lesquels l’acte du praticien est effectué par l’intermédiaire du robot, permettant au spécialiste de pratiquer des interventions plus rapides et plus précises. Dans ce cadre, le système da Vinci, illustré figure 1, permet de réaliser une opération minimalement invasive grâce à un système de télécommande des outils et d’une visualisation en trois dimensions des images filmées par un endoscope.
Nota :cette technique opératoire minimise l’accès anatomique par le biais de petites incisions pour insérer...
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Sécurité et robotique
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - * - 90/385/CEE. Directive du conseil du 20 juin 1990 relative aux dispositifs médicaux implantables actifs. Journal Officiel des Communautés Européennes (JOCE) No L189 (1990).
-
(2) - * - 93/42/CEE. Directive du conseil du 14 juin 1993 concernant les dispositifs médicaux. Journal Officiel des Communautés Européennes (JOCE) No L169 (1993).
-
(3) - * - 98/79/CE. Directive du parlement européen et du conseil du 27 octobre 1998 relative aux dispositifs médicaux de diagnostic in vitro. Journal Officiel des Communautés Européennes (JOCE) No L220 (1998).
-
(4) - AVIZIENIS (A.), LAPRIE (J.-C.), RANDELL (B.), LANDWEHR (C.) - Basic Concepts and Taxonomy of Dependable and Secure Computing. - IEEE Transactions on Dependable and Secure Computing, 1(1) : 11-33 (2004).
-
(5) - BAERVELDT (A.J.) - A safety system for close interaction between man and robot. - In Safety of Computer Control Systems SAFECOMP’92, p. 25-29. Elsevier (1992).
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ANNEXES
Integrated surgical systems, qui commercialise le robot médical Robodoc : ISS Inc., USA, http://www.robodoc.com
HAUT DE PAGE
Institut européen de cindyniques : http://www.cindynics.org
Institut National de Recherche et de Sécurité (INRS) http://www.inrs.fr
Occupational Safety and Health Administration (OSHA) http://www.osha.gov
Food and Drug Administration (FDA) http://www.fda.gov
Health & Safety Executive (HSE) http://www.hse.gov.uk
G-MED http://www.gmed.fr
Laboratoire Shogun, qui développe le robot ISAC (Intelligent Soft Arm Control) http://eecs.vanderbilt.edu/cis/crl/isac.shtml
Université d’Othello, qui développe le robot Corot : http://lims.mech.northwestern.edu/projects/cvt/index.htm
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