CH719373A1

CH719373A1 - Système médical et procédé pour déterminer une position d'un point de piqûre.

Info

Publication number: CH719373A1
Application number: CH000068/2022A
Authority: CH
Inventors: Kündig Clément; Grenet Eric; Pictet Hiba; Pad Pedram
Original assignee: Pictet Hiba
Priority date: 2022-01-24
Filing date: 2022-01-24
Publication date: 2023-07-31
Also published as: WO2023139553A1

Abstract

L'invention concerne un système médical (100) pour déterminer une position d'un point de piqûre (P) comprenant: - un dispositif (10) arrangé pour être placé à une certaine distance (d) de la zone de piqûre (40), comprenant : - une première source d'illumination (1), arrangée pour illuminer la zone de piqûre (40), - une deuxième source d'illumination (2), arrangée pour projeter un motif sur la zone de piqûre (40), - un capteur optique stéréoscopique (3) arrangé pour prendre des premières images du vaisseau sanguin et pour prendre des deuxièmes images du motif, - un module de calcul (20, 20') arrangé pour: - calculer un mapping 3D du vaisseau sanguin sur la base desdites premières images, - calculer un mapping 3D de la zone de piqûre (40) sur la base des deuxièmes images, - déterminer une position 3D du point de ponction d'une aiguille et/ou d'un cathéter dans le vaisseau sanguin, - déterminer une position 3D du point de piqûre (P), sur la base de la position 3D du point de ponction et du mapping 3D de la zone de piqûre, - projeter avec un projecteur (4) du dispositif (10) sur la zone de piqûre (40) le point de piqûre (P) en correspondance de sa position 3D déterminée par le module de calcul (20, 20'). Ce système médical permet de déterminer la position du point de piqûre (P) de façon plus précise que les solutions connues. L'invention concerne aussi un procédé pour déterminer une position du point de piqûre (P).

Description

Domaine technique

[0001] La présente invention concerne un système médical ainsi qu'un procédé pour déterminer une position d'un point de piqûre, notamment d'un point de piqûre appartenant à une zone de piqûre au-dessous de laquelle se trouve une portion d'un vaisseau sanguin, afin de faciliter l'accès à ce vaisseau sanguin par un opérateur.

Etat de la technique

[0002] Plusieurs solutions connues permettent de déterminer une position d'un point de piqûre, à savoir d'un point en correspondance duquel un opérateur peut insérer dans le corps d'un patient une aiguille ou un cathéter, dans le but d'accéder à un vaisseau sanguin du patient.

[0003] Dans certaines solutions connues, une projection de vaisseaux sanguins peut être faite sur un membre d'un patient, afin d'aider l'opérateur qui effectue la piqûre. Un exemple d'une telle solution est décrit par exemple dans le document US2004171923. Cependant ces solutions ne permettent pas de calculer et projeter sur le membre du patient un point de piqûre.

[0004] D'autres solutions permettent de calculer et de projeter un point de piqûre sur un membre d'un patient, comme par exemple décrit dans le document EP1981395. Ces solutions sont plus intéressantes, car l'accès à un vaisseau sanguin est plus facile pour un opérateur par rapport aux autres solutions connues.

[0005] Cependant le calcul du point de piqûre n'est pas à ce jour suffisamment précis. Dès lors, une piqûre réussie nécessite plusieurs tentatives, même avec le support de ces solutions connues. Ces échecs ont un certain impact sur le patient, notamment si le patient est un enfant.

[0006] Il existe donc un besoin pour un système médical pour déterminer une position d'un point de piqûre exempt des limitations des systèmes connus.

[0007] Il existe aussi un besoin pour un système médical pour déterminer une position d'un point de piqûre de façon plus précise des solutions connues.

Bref résumé de l'invention

[0008] Un but de la présente invention est de proposer un système médical pour déterminer une position d'un point de piqûre exempt des limitations des systèmes connus.

[0009] Un autre but de l'invention est de proposer un système médical pour déterminer une position d'un point de piqûre de façon plus précise des solutions connues.

[0010] Selon l'invention, ces buts sont atteints notamment au moyen du système médical pour déterminer une position d'un point de piqûre selon la revendication 1, ainsi qu'au moyen du procédé selon la revendication 15.

[0011] Le système médical selon l'invention permet de déterminer une position d'au moins un point de piqûre sur une zone de piqûre au-dessous de laquelle se trouve une portion d'un vaisseau sanguin.

[0012] Dans ce contexte, l'expression „zone de piqûre“ désigne une portion d'une surface (externe) de la peau d'un patient, par exemple de la peau d'un membre du patient. Le patient peut être un être humain, par exemple et de façon non limitative, un enfant. Le patient peut être aussi un animal.

[0013] Le système selon l'invention comprend un dispositif arrangé pour être placé à une certaine distance de la zone de piqûre. Le fait que le dispositif soit placé à une certaine distance de la zone de piqûre, et non pas en contact avec la zone de piqûre, permet de créer un espace (entre le dispositif et la zone de piqûre) pour l'opérateur et aussi de ne pas contaminer la zone de piqûre, en la maintenant stérile après désinfection.

[0014] Le dispositif selon l'invention comprend : – une première source d'illumination, arrangée pour illuminer la zone de piqûre, – une deuxième source d'illumination, arrangée pour projeter un motif sur la zone de piqûre, – un capteur optique stéréoscopique arrangé pour prendre des premières images (d'au moins une portion) du vaisseau sanguin et pour prendre des deuxièmes images (d'au moins une portion) du motif.

[0015] Deux (ou plusieurs) caméras (non stéréoscopiques) sont un exemple non limitatif d'un capteur optique stéréoscopique selon l'invention.

[0016] Le système selon l'invention comprend également un module de calcul. Dans une variante, ce module de calcul est distinct du dispositif et relié au dispositif, par exemple avec des moyens de communications (sans et/ou avec fils). Dans une autre variante, ce module de calcul est (au moins partiellement) compris dans le dispositif.

[0017] Selon l'invention, le module de calcul est arrangé pour : – calculer un mapping 3D (à savoir tri-dimensionnel) du vaisseau sanguin, sur la base des premières images; – calculer un mapping 3D de la zone de piqûre, sur la base des deuxièmes images ; – déterminer une position 3D d'un point de ponction d'une aiguille et/ou d'un cathéter dans le vaisseau sanguin, sur la base du mapping 3D du vaisseau sanguin ; – déterminer une position 3D du point de piqûre, sur la base de la position 3D du point de ponction dans le vaisseau sanguin et du mapping 3D de la zone de piqûre.

[0018] Dans une variante, le mapping 3D du vaisseau sanguin, le mapping 3D de la zone de piqûre, la position 3D du point de ponction de dans le vaisseau sanguin et/ou la position 3D du point de piqûre peuvent être absolues ou relatives, entre elles et/ou par exemple par rapport à la zone de piqûre, à une aiguille ou à un cathéter.

[0019] Dans le contexte de cette invention, l'expression „mapping 3D de la zone de piqûre“ désigne un profilage en trois dimensions de la zone de piqûre. En d'autres mots, ce mapping 3D permet de connaître la position 3D de plusieurs points de la zone de piqûre (ou de sous-zones de la zone de piqûre), par exemple dans le référentiel du capteur optique stéréoscopique.

[0020] Dans le contexte de cette invention, l'expression „mapping 3D du vaisseau sanguin“ désigne un profilage en trois dimensions du vaisseau sanguin sous-cutané, par exemple un vaisseau sanguin veineux. En d'autres mots, ce mapping 3D permet de connaître la position 3D du vaisseau sanguin sous la zone de piqûre, par exemple dans le référentiel du capteur optique stéréoscopique.

[0021] Dans le contexte de cette invention, l'expression „point de ponction“ désigne un point d'entrée d'une aiguille ou d'un cathéter dans un vaisseau sanguin.

[0022] Selon l'invention, le dispositif comprend un projecteur pour projeter sur la zone de piqûre le point de piqûre en correspondance de la position 3D du point de piqûre déterminée par le module de calcul.

[0023] Cette solution présente notamment l'avantage par rapport à l'art antérieur de calculer la position 3D de piqûre de façon plus précise que les solutions connues. En effet, selon l'invention, la position 3D du point de piqûre est calculée en considérant aussi le mapping 3D de la zone de piqûre. La position 3D du point de piqûre ainsi calculée et affichée est plus précise. Dès lors, le nombre d'échecs de l'opérateur qui utilise le système selon l'invention est réduit par rapport aux solutions connues. Dans une variante, la position 3D de piqûre calculée par le système selon l'invention est plus précise d'environ 1 mm dans au moins une direction, par rapport à la même position calculée sans prendre en considération le mapping 3D de la zone de piqûre.

[0024] Dans une variante, le motif est formé de points et le module de calcul est arrangé pour : – calculer la position 3D des points du motif sur la base des deuxièmes images, et – obtenir le mapping 3D de la zone de piqûre sur la base de la position 3D des points du motif.

[0025] Dans une variante, la position 3D des points du motif peut être absolue ou relative, par exemple par rapport à la zone de piqûre, à une aiguille ou à un cathéter.

[0026] Dans une variante, les points qui forment le motif comprennent (au moins) un point (par exemple un point central), nommé dans la suite point de référence, qui par exemple a une luminosité et/ou une dimension et/ou une forme et/ou une couleur différente des autres points. Le point de référence pourrait également avoir une position spécifique connue dans le motif. Le point de référence pourrait également être un point manquant dans un motif. Cela permet d'utiliser ce point comme une référence, afin de savoir quel point projeté correspond à quel point „original“ du motif, c'est-à-dire à quel point projeté sur une surface plane placée à la même distance de la zone de piqûre du dispositif.

[0027] Plusieurs possibilités peuvent être envisagées pour projeter un motif sur la zone de piqûre. Dans une variante, le système comprend un élément optique en série de la deuxième source d'illumination et qui est arrangé pour créer le motif. Cet élément optique peut être par exemple un élément de diffraction optique (par exemple un réseau de points, un quadrillage, etc.) ou par exemple un élément de projection de lumière structurée.

[0028] Dans une autre variante, le système comprend plusieurs deuxièmes sources d'illumination, chaque deuxième source d'illumination projetant un ou plusieurs points sur la zone de piqûre, l'ensemble de ces points formant le motif.

[0029] Dans une autre variante, le module de calcul est arrangé pour déterminer la distance entre le dispositif et la zone de piqûre, par exemple sur la base des deuxièmes images, notamment sur la base du point de référence.

[0030] Dans une variante, le système peut comprendre des moyens d'alarmes, par exemple des moyens visuels, audios et/ou de vibration pour signaler à l'opérateur si cette distance appartient ou pas à une plage de distances permettant au système de fonctionner. Dans une autre variante, ces moyens d'alarmes comprennent le même projecteur, qui dans ce cas est arrangé pour projeter sur la zone de piqûre aussi des informations pour signaler à l'opérateur si cette distance appartient ou pas à la plage de distances permettant au système de fonctionner. L'utilisation du projecteur comme moyen d'alarme permet à l'opérateur de recevoir des informations, tout en conservant son attention sur la zone de piqûre.

[0031] Dans une variante, le module de calcul est arrangé pour déterminer en temps réel une position 3D d'une aiguille et/ou d'un cathéter sur la base des premières images. Cette position 3D peut être absolue ou relative, par exemple par rapport à la zone de piqûre.

[0032] Dans une variante, le module de calcul est arrangé pour déterminer en temps réel l'orientation d'une aiguille et/ou d'un cathéter sur la base des premières images. Cette orientation peut être absolue ou relative, par exemple par rapport à la zone de piqûre.

[0033] Dans une variante, le module de calcul est arrangé pour déterminer la position du point de ponction et/ou de piqûre aussi sur la base de la position 3D et/ou de l'orientation de l'aiguille et/ou du cathéter.

[0034] Dans une variante, le module de calcul est arrangé pour déterminer et/ou modifier en temps réel la position du point de piqûre en sorte que le point de piqûre et le point de ponction appartiennent à une droite correspondant à la direction principale de l'aiguille ou du cathéter.

[0035] Dans une variante, le capteur optique stéréoscopique est arrangé pour prendre alternativement une (première) image pour déterminer le mapping 3D du vaisseau sanguin et/ou de l'aiguille et/ou du cathéter, et une (deuxième) image pour obtenir le mapping 3D de la zone de piqûre.

[0036] Dans une variante, les moyens d'alarmes sont arrangés pour confirmer à l'opérateur l'entrée de l'aiguille et/ou du cathéter dans le vaisseau sanguin. Dans une variante, les moyens d'alarmes sont arrangés pour avertir l'opérateur s'il est en train d'endommager le vaisseau sanguin, par exemple en le traversant d'un côté à l'autre.

[0037] Dans une variante, le module de calcul est arrangé pour différencier l'ombre de l'aiguille et/ou du cathéter sur la zone de piqûre, d'un vaisseau sanguin. Dans une variante, le module de calcul est arrangé pour différencier les poils et/ou tatouages et/ou autres artéfacts visuels sur la zone de ponction, d'un vaisseau sanguin.

[0038] Dans une variante, lorsque l'aiguille et/ou le cathéter touche la peau du patient, le module de calcul est arrangé pour arrêter de calculer le mapping 3D de la zone de piqûre. En effet, ce mapping 3D est modifié par le contact de l'aiguille et/ou du cathéter avec la zone de piqûre.

[0039] Dans une variante, le module de calcul est arrangé pour suivre le parcours de l'aiguille et/ou du cathéter dans le corps du patient jusqu'à l'entrée dans le vaisseau sanguin sur la base des premières images, les moyens d'alarmes étant arrangés pour indiquer à l'opérateur lorsqu'il doit s'arrêter et/ou le prévenir en amont si nécessaire.

[0040] Dans une variante, la première source d'illumination et/ou la deuxième source d'illumination sont arrangée(s) pour émettre un spectre dans la bande NIR et/ou IR, éventuellement pour émettre plusieurs longueurs d'ondes différentes dans la bande NIR et/ou IR. La combinaison de longueurs d'onde différentes permet d'augmenter la qualité de détection des vaisseaux sanguins. Dans une variante, la première source d'illumination est arrangée pour émettre les deux longueurs d'onde suivantes : 850 nm et 940 nm.

[0041] Dans une variante, la première source d'illumination et/ou la deuxième source d'illumination sont arrangée(s) pour émettre un spectre dans la bande visible ou UV, éventuellement pour émettre plusieurs longueurs d'ondes différentes dans la bande visible et/ou UV, afin de permettre au module de calcul d'améliorer le mapping 3D du vaisseau sanguin et/ou de filtrer des artéfacts visuels tels que des poils, des boutons ou des tatouages.

[0042] Dans une variante, le module de calcul est arrangé pour combiner des (premières) images de différentes longueurs d'onde pour augmenter la qualité de détection du vaisseau sanguin et/ou de son mapping 3D.

[0043] Dans une variante, le module de calcul est arrangé pour (re)-déterminer la position 3D du point de ponction aussi sur la base du mapping 3D de la zone de piqûre. Cela peut être utile lorsque la position du point de piqûre déterminée sur la base d'une (première) position du point de ponction n'est pas optimale, par exemple car elle est en correspondance d'une cicatrice, d'une blessure, d'un bouton, etc. Dans ce cas, la position 3D du point de ponction peut être redéterminée par le module de calcul en considérant aussi le mapping 3D de la zone de piqûre.

[0044] La présente invention concerne également un procédé pour déterminer une position d'un point de piqûre sur une zone de piqûre au-dessous de laquelle se trouve un vaisseau sanguin, comprenant les étapes de – placer un dispositif à une certaine distance de la zone de piqûre, – illuminer avec une première source d'illumination du dispositif la zone de piqûre, – projeter avec une deuxième source d'illumination du dispositif un motif sur la zone de piqûre, – prendre avec un capteur optique stéréoscopique du dispositif des premières images du vaisseau sanguin et des deuxièmes images du motif, – calculer avec un module de calcul relié au dispositif et/ou compris dans le dispositif un mapping 3D du vaisseau sanguin sur la base des premières images, – calculer avec le module de calcul un mapping 3D de la zone de piqûre sur la base des deuxièmes images, – déterminer avec le module de calcul la position 3D d'un point de ponction d'une aiguille et/ou d'un cathéter dans le vaisseau sanguin, – déterminer avec le module de calcul une position 3D du point de piqûre, sur la base de la position 3D du point de ponction dans le vaisseau sanguin et du mapping 3D de la zone de piqûre, – projeter avec un projecteur du dispositif sur la zone de piqûre le point de piqûre en correspondance de sa position 3D déterminée par le module de calcul.

[0045] Dans une variante, le procédé comprend l'étape de : – superviser avec le module de calcul le parcours de l'aiguille et/ou du cathéter jusqu'à l'arrivée de la pointe de l'aiguille et/ou du cathéter au point de ponction dans le vaisseau sanguin.

[0046] Dans une variante, le procédé comprend l'étape de : – prévenir et/ou confirmer avec des moyens d'alarme l'entrée de l'aiguille et/ou du cathéter dans le vaisseau sanguin.

Brève description des figures

[0047] Des exemples de mise en oeuvre de l'invention sont indiqués dans la description illustrée par les figures annexées dans lesquelles : La figure 1 illustre une vue en coupe d'un mode de réalisation du système médical selon un mode de réalisation de l'invention. La figure 2 illustre une vue par le haut d'un mode de réalisation du motif projeté sur une surface plane par la deuxième source d'illumination du système médical selon l'invention. La figure 3 illustre une vue par le haut du mode de réalisation d'une portion du motif de la figure 2, tel que projeté sur une zone de piqûre par la deuxième source d'illumination du système médical selon l'invention. La figure 4 illustre de façon schématique une vue en coupe d'une zone de piqûre avec une syringe.

Exemple(s) de mode de réalisation de l'invention

[0048] La figure 1 illustre une vue en coupe d'un mode de réalisation du système médical 100 selon un mode de réalisation de l'invention.

[0049] Le système médical 100 permet de déterminer une position d'(au moins) un point de piqûre P sur une zone de piqûre 40, au-dessous de laquelle se trouve une portion d'un vaisseau sanguin 60, visible par exemple sur la figure 4. Le système médical 100 selon l'invention peut calculer la position de plusieurs points (optimaux) de piqûre P sur une zone de piqûre 40, l'opérateur pouvant ainsi en choisir un. Les dimensions et les proportions des éléments illustrés sur les figures 1 et 4 ne correspondent pas nécessairement à celles réelles.

[0050] Dans ce contexte, l'expression „zone de piqûre“ désigne une portion d'une surface (externe) de la peau d'un patient, par exemple de la peau d'un membre du patient, par exemple de son bras. Les dimensions de cette „zone de piqûre“ sont comprises par exemple et de façon non limitative dans la plage 1 cm<2>à 100 cm<2>.

[0051] Comme visible sur la figure 1, cette zone de piqûre 40 n'est pas nécessairement plate ou plane. En effet, elle présente en général (au moins) une courbure. Dans les solutions connues, on ne considère pas le fait que la zone de piqûre n'est pas nécessairement plate ou plane, ce qui explique le manque de précision de la position du point de piqûre calculé. Une fois la position 3D du point de ponction déterminé, l'invention prend en considération aussi le mapping 3D de la zone de piqûre pour le calcul de la position 3D du point de piqûre, qui est donc plus précise par rapport aux solutions connues.

[0052] Comme visible sur la figure 1, le système 100 selon l'invention comprend un dispositif 10 arrangé pour être placé à une certaine distance d de la zone de piqûre 40. Dans une variante, cette distance d est comprise dans la plage 20 mm à 200 mm. Par exemple et de façon non limitative, le dispositif 10 comprend un bras permettant de le positionner à la distance d de la zone de piqûre 40. Le fait que le dispositif 10 soit placé à une certaine distance d de la zone de piqûre 40, et non pas en contact (au moins partiel) avec la zone de piqûre 40, permet de créer un espace pour l'opérateur entre le dispositif 10 et la zone de piqûre 40, et aussi de ne pas contaminer la zone de piqûre 40, en la maintenant stérile après désinfection.

[0053] Comme visible sur la figure 1, le dispositif 10 comprend (au moins) une première source d'illumination 1, arrangée pour illuminer la zone de piqûre. Dans une variante, la première source d'illumination 1 est arrangée pour émettre un spectre dans la bande NIR (Near Infra-Red) et/ou IR (Infra-Red), éventuellement pour émettre plusieurs longueurs d'ondes différentes dans la bande NIR et/ou IR. Dans une variante, la première source d'illumination 1 est arrangée pour émettre les deux longueurs d'onde suivantes : 850 nm et 940 nm. La combinaison de ces deux longueurs d'onde permet d'augmenter la qualité de détection des vaisseaux sanguins. Dans une autre variante, d'autres longueurs d'onde, dans le visible et/ou dans l'UV (UltraViolet), seront utilisées pour éliminer certains artéfacts, comme des poils ou des tatouages (non illustrés) sur la zone de piqûre 40, et/ou enrichir/améliorer le signal du vaisseau sanguin et la qualité/précision de son mapping 3D. Dans une variante (non limitative), la première source d'illumination 1 est un laser.

[0054] Comme visible sur la figure 1, le dispositif 10 comprend (au moins) une deuxième source d'illumination 2, arrangée pour projeter un motif 50 (visible par exemple sur la figure 3) sur la zone de piqûre 40. Dans une variante (non limitative), la deuxième source d'illumination 2 est également un laser. Dans une variante, la deuxième source d'illumination 2 est arrangée pour émettre un spectre dans une bande invisible à l'oeil humain, par exemple dans la bande NIR et/ou IR.

[0055] Comme visible sur la figure 1, le dispositif 10 comprend un capteur optique stéréoscopique 3 arrangé pour prendre des premières images (d'au moins une portion) du vaisseau sanguin et pour prendre des deuxièmes images (d'au moins une portion) du motif. Les deux caméras (non stéréoscopiques) de la figure 1 sont un exemple non limitatif d'un capteur optique stéréoscopique 3 selon l'invention.

[0056] Le système 100 selon l'invention comprend également un module de calcul 20, 20'. Dans une variante, ce module de calcul 20 est distinct du dispositif 10 et relié au dispositif, par exemple avec des moyens de communications (sans et/ou avec fils). Dans une autre variante, ce module de calcul 20' est (au moins partiellement) compris dans le dispositif 10.

[0057] Selon l'invention, le module de calcul 20, 20' est arrangé pour : – calculer un mapping 3D du vaisseau sanguin, sur la base des premières images, – calculer un mapping 3D de la zone de piqûre 40, sur la base des deuxièmes images, – déterminer la position 3D du point de ponction P' optimal de l'aiguille et/ou du cathéter dans le vaisseau sanguin, – déterminer une position 3D du point de piqûre P, sur la base de la position 3D du point de ponction P' de l'aiguille et/ou du cathéter dans le vaisseau sanguin et du mapping 3D de la zone de piqûre, – projeter avec un projecteur du dispositif sur la zone de piqûre le point de piqûre P en correspondance de sa position 3D précédemment déterminée.

[0058] Dans une variante, le module de calcul 20, 20' est arrangé aussi pour : – superviser le parcours de l'aiguille et/ou du cathéter jusqu'à l'arrivée de la pointe de l'aiguille au point de ponction P' dans le vaisseau sanguin, et/ou – prévenir et/ou confirmer avec des moyens d'alarme l'entrée de l'aiguille et/ou du cathéter dans le vaisseau sanguin

[0059] Le mapping de la zone de piqûre 3D permet de connaître la position 3D de plusieurs points de la zone de piqûre 40 ou de sous-zones de la zone de piqûre 40, par exemple dans le référentiel du capteur optique stéréoscopique 3. Dans une variante, ces points sont ceux qui forment le motif.

[0060] Dans une variante, l'obtention du mapping 3D de la surface de piqûre permet de connaître également au moins une courbure de la zone de piqûre 40.

[0061] Selon l'invention, le dispositif comprend un projecteur 4, par exemple un pico-projecteur, pour projeter sur la zone de piqûre 40 le point de piqûre P en correspondance de sa position 3D déterminée par le module de calcul.

[0062] Selon l'invention, la position 3D du point de piqûre P est calculée en considérant aussi le mapping 3D de la zone de piqûre 40. La position 3D du point de piqûre P ainsi calculée est plus précise que les solutions connues.

[0063] La figure 2 illustre une vue par le haut d'un mode de réalisation du motif 50' tel que projeté sur une surface plane ou plate par la deuxième source d'illumination 2 du système médical 100 selon l'invention. Bien que dans l'exemple de la figure 2 le motif 50' est sous forme d'une matrice ou array de points 500', 510', ce motif 50' n'est pas limitatif pour l'invention.

[0064] Dans la variante de la figure 2, le motif 50' et formé par plusieurs points, dont (au moins) un point (par exemple un point central), nommé dans la suite point de référence 500', a une luminosité et/ou une dimension et/ou une forme et/ou une couleur différente des autres points 510'. Le point de référence 500' pourrait également avoir une position spécifique connue dans le motif 50', ou être un point manquant.

[0065] La figure 3 illustre une vue par le haut du mode de réalisation d'une portion du motif 50 de la figure 2, tel que projeté sur une zone de piqûre 40 par la deuxième source d'illumination 2 du système médical 100 selon l'invention. Dans le cas où la zone de piqûre 40 n'est pas une surface plane ou plate, le motif 50 de la figure 3 est déformé par rapport à celui 50' de la figure 2. Certains points ont une dimension, une position et/ou une luminosité différente de celles de la figure 2. Le point de référence 500 permet de savoir quel point 510 projeté de la figure 3 correspond à quel point „original“ 510' de la figure 2.

[0066] Dans une variante, le module de calcul 20, 20' est arrangé pour analyser l'image de la figure 3, et ainsi calculer la position 3D des points 500, 510 du motif 50. Il est donc possible d'obtenir dans ce cas le mapping 3D de la zone de piqûre sur la base de la position 3D des points 500, 510 du motif 50.

[0067] Dans une variante, le mapping 3D est obtenu par la position 3D des points 500, 510 du motif 50, ainsi que par une interpolation entre ces points 500, 510, ce qui permet d'avoir une estimation complète du profilage 3D de la zone de piqûre 40, qui est précise pour les besoins du système 100 selon l'invention.

[0068] Plusieurs possibilités peuvent être envisagées pour projeter un motif 50 sur la zone de piqûre 40. Dans une variante, le système 100 comprend un élément optique (non illustré) en série de la deuxième source d'illumination 2 et qui est arrangé pour créer le motif 50. Cet élément optique peut être par exemple un élément de diffraction optique (par exemple un réseau de points, un quadrillage, etc.) ou par exemple un élément de projection de lumière structurée.

[0069] Dans une autre variante, le système 100 comprend plusieurs deuxièmes sources d'illumination 2, chaque deuxième source d'illumination 2 projetant un ou plusieurs points sur la zone de piqûre 40, l'ensemble de ces points formant le motif 50.

[0070] Dans une autre variante, le module de calcul 20, 20' est arrangé pour déterminer la distance d entre le dispositif 10 et la zone de piqûre 40, par exemple sur la base des deuxièmes images, par exemple sur la base du point de référence 500. Dans ce cas, le système 100 peut comprendre des moyens d'alarmes, par exemple des moyens visuels, audios et/ou de vibration pour signaler à l'opérateur si cette distance d appartient ou pas à une plage de distances permettant au système 100 de fonctionner.

[0071] Dans une autre variante, ces moyens d'alarmes comprennent le même projecteur 4, qui dans ce cas est arrangé pour projeter sur la zone de piqûre 40 aussi des informations visuelles pour signaler à l'opérateur si cette distance d appartient ou pas à la plage de distances permettant au système 100 de fonctionner. L'utilisation du projecteur 4 comme moyen d'alarme permet à l'opérateur de recevoir des informations, tout en conservant son attention sur la zone de piqûre 40.

[0072] Dans une variante, le module de calcul 20, 20' est arrangé pour déterminer en temps réel la position 3D et/ou une orientation d'une aiguille 30 et/ou d'un cathéter sur la base des premières images. Cette position 3D et/ou cette orientation peut être absolue ou relative, par exemple par rapport à la zone de piqûre 40.

[0073] Dans une variante, le module de calcul 20, 20' est arrangé pour déterminer la position du point de piqûre P et/ou du point de ponction P' aussi sur la base de la position 3D et/ou de l'orientation de l'aiguille 30 et/ou du cathéter.

[0074] Dans une variante, les moyens d'alarmes sont arrangés pour projeter sur la zone de piqûre 40 aussi des informations pour signaler à l'opérateur si l'orientation de l'aiguille 30 et/ou du cathéter doit être modifiée ou pas avant de piquer le patient. Dans une variante, es moyens d'alarmes sont arrangés pour projeter sur la zone de piqûre 40 toute information pertinente pour le bon déroulé des opérations, par exemple la direction de piqûre (et non juste le point de piqûre), la profondeur du point de ponction P', etc.

[0075] Dans une variante, le module de calcul est arrangé pour déterminer et/ou modifier en temps réel la position du point de piqûre P, en sorte que le point de piqûre P et le point de ponction P' appartiennent à une droite correspondant à la direction principale X de l'aiguille ou du cathéter, comme par exemple visible sur la figure 4.

[0076] Dans une variante, le capteur optique stéréoscopique 3 est arrangé pour prendre alternativement une (première) image pour déterminer le mapping 3D du vaisseau sanguin et/ou de l'aiguille 30 et/ou du cathéter et une (deuxième) image pour obtenir le mapping 3D de la zone de piqûre. De cette façon, le système 100 selon l'invention utilise un seul capteur optique stéréoscopique 3, avec deux sources d'illumination 1, 2 bien différentes.

[0077] Dans une variante, les moyens d'alarmes sont arrangés pour avertir et/ou confirmer à l'opérateur l'entrée de l'aiguille 30 et/ou du cathéter dans le vaisseau sanguin.

[0078] Dans une variante, le module de calcul est arrangé pour différencier l'ombre de l'aiguille 30 et/ou du cathéter sur la zone de piqûre 40, d'un vaisseau sanguin.

[0079] Dans une variante, lorsque l'aiguille 30 et/ou le cathéter touche la zone de piqûre 40, le module de calcul 20, 20' est arrangé pour arrêter de calculer le mapping 3D de la zone de piqûre 40. En effet, ce mapping 3D de la zone de piqûre est modifié par le contact de l'aiguille 30 et/ou du cathéter avec la zone de piqûre 40.

[0080] Dans une variante, le module de calcul 20, 20' est arrangé pour suivre le parcours de l'aiguille 30 et/ou du cathéter dans le corps du patient jusqu'à l'entrée dans le vaisseau sanguin sur la base des premières images, les moyens d'alarmes étant arrangés pour indiquer à l'opérateur lorsqu'il doit s'arrêter et/ou le prévenir en amont si nécessaire.

[0081] Dans une variante, le module de calcul détermine le point de ponction P' optimal dans le vaisseau sanguin par le biais d'algorithmes implémentant les recommandations et/ou l'expérience de professionnels (tels que des infirmiers, des médecins, etc.).

[0082] Dans une variante, le module de calcul comprend un module d'apprentissage automatique, lui permettant par exemple d'améliorer sans cesse l'optimalité du choix du point de ponction P' dans le mapping 3D du vaisseau sanguin.

Numéros de référence employés sur les figures

[0083] 1 Première source d'illumination 2 Deuxième source d'illumination 3 Capteur optique stéréoscopique 4 Projecteur 10 Dispositif 20, 20' Module de calcul 30 Aiguille 40 Zone de piqûre 50, 50' Motif 60 Vaisseau sanguin 100 Système 500, 500' Point de référence du motif 510, 510' Points du motif d Distance P Point de piqûre P' Point de ponction X Direction principale de l'aiguille

Claims

1. Système médical (100) pour déterminer une position d'un point de piqûre (P) sur une zone de piqûre (40) au-dessous de laquelle se trouve un vaisseau sanguin (60), ledit système (100) comprenant : – un dispositif (10) arrangé pour être placé à une certaine distance (d) de la zone de piqûre (40), ledit dispositif (10) comprenant : – une première source d'illumination (1), arrangée pour illuminer la zone de piqûre (40), – une deuxième source d'illumination (2), arrangée pour projeter un motif (50) sur ladite zone de piqûre (40), – un capteur optique stéréoscopique (3) arrangé pour prendre des premières images dudit vaisseau sanguin (60) et pour prendre des deuxièmes images dudit motif (50), – un module de calcul (20, 20') arrangé pour : – calculer un mapping 3D dudit vaisseau sanguin (60) sur la base desdites premières images, – calculer un mapping 3D de la zone de piqûre (40) sur la base desdites deuxièmes images, – déterminer la position 3D d'un point de ponction (P') d'une aiguille ou d'un cathéter dans le vaisseau sanguin (60), – déterminer la position 3D du point de piqûre (P), sur la base de la position 3D du point de ponction (P') et du mapping 3D de la zone de piqûre, le dispositif (10) comprenant un projecteur (4) pour projeter sur la zone de piqûre (40) ledit point de piqûre (P) en correspondance de la position déterminée par le module de calcul (20, 20').

2. Système selon la revendication 1, dans lequel le motif (50) est formé de points (500, 510) et le module de calcul (20, 20') est arrangé pour : – calculer la position 3D des points (500, 510) du motif (50) sur la base des deuxièmes images, et – obtenir le mapping 3D de la zone de piqûre (40) sur la base de la position 3D des points (500, 510) du motif (50).

3. Système selon la revendication 2, dans lequel les points qui forment le motif (50) comprennent un point de référence (500), par exemple un point qui a une luminosité et/ou une dimension et/ou une forme et/ou une couleur différente des autres points (510).

4. Système selon l'une des revendications 1 à 3, comprenant un élément optique en série de la deuxième source d'illumination (2) et arrangé pour créer ledit motif (50), et/ou dans lequel le système (100) comprend plusieurs deuxièmes sources d'illumination (2), chaque deuxième source d'illumination (2) projetant un point sur la zone de piqûre (40), l'ensemble de ces points formant le motif (50).

5. Système selon l'une des revendications 1 à 4, ledit module de calcul (20, 20') étant arrangé pour déterminer la distance (d) entre le dispositif et la zone de piqûre (40), par exemple sur la base desdites deuxièmes images, notamment sur la base du point de référence (500), le système (100) comprenant des moyens d'alarmes pour signaler à l'opérateur si cette distance (d) appartient ou pas à une plage de distances permettant au système (100) de fonctionner, ces moyens d'alarmes comprenant par exemple ledit projecteur (4).

6. Système selon l'une des revendications 1 à 5, ledit module de calcul (20, 20') étant arrangé pour déterminer en temps réel une position 3D d'une aiguille (30) et/ou d'un cathéter sur la base desdites premières images.

7. Système selon l'une des revendications 1 à 6, ledit module de calcul (20, 20') étant arrangé pour déterminer en temps réel une orientation d'une aiguille (30) et/ou d'un cathéter sur la base desdites premières images.

8. Système selon l'une des revendications 1 à 7, ledit module de calcul (20, 20') étant arrangé pour déterminer la position du point de piqûre (P) aussi sur la base de la position 3D et/ou de l'orientation de l'aiguille (30) et/ou du cathéter.

9. Système selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel le capteur optique stéréoscopique (3) est arrangé pour prendre alternativement une première image pour déterminer le mapping 3D du vaisseau sanguin (60) et/ou de l'aiguille (30) et/ou du cathéter et une deuxième image pour obtenir le mapping 3D de la zone de piqûre (40).

10. Système selon l'une des revendications 5 à 9, les moyens d'alarmes sont arrangés pour avertir et/ou confirmer à l'opérateur l'entrée de l'aiguille (30) et/ou du cathéter dans le vaisseau sanguin (60).

11. Système selon l'une des revendications 1 à 10, ledit module de calcul étant arrangé pour différencier l'ombre de l'aiguille et/ou du cathéter sur la zone de piqûre, d'un vaisseau sanguin (60).

12. Système selon l'une des revendications 1 à 11, ledit module de calcul est arrangé pour suivre le parcours de l'aiguille et/ou du cathéter dans le corps du patient jusqu'à l'entrée dans le vaisseau sanguin (60) sur la base des premières images, les moyens d'alarmes étant arrangés pour indiquer à l'opérateur lorsqu'il doit s'arrêter et/ou le prévenir en amont.

13. Système selon l'une des revendications 1 à 12, la première source d'illumination (1) et/ou la deuxième source d'illumination (2) étant arrangée(s) pour émettre un spectre dans la bande NIR et/ou IR, éventuellement pour émettre plusieurs longueurs d'ondes différentes dans la bande NIR et/ou IR, par exemple pour émettre les longueurs d'ondes de 850 nm et 940 nm.

14. Système selon l'une des revendications 1 à 13, la première source d'illumination (1) et/ou la deuxième source d'illumination (2) étant arrangée(s) pour émettre un spectre dans la bande visible ou UV, éventuellement pour émettre plusieurs longueurs d'ondes différentes dans la bande visible et/ou UV, afin de permettre au module de calcul d'améliorer le mapping 3D du vaisseau sanguin (60) et/ou de filtrer des artéfacts visuels tels que des poils, des boutons ou des tatouages.

15. Procédé pour déterminer une position d'un point de piqûre (P) sur une zone de piqûre (40) au-dessous de laquelle se trouve un vaisseau sanguin (60), comprenant les étapes de – placer un dispositif (10) à une certaine distance (d) de la zone de piqûre (40), – illuminer avec une première source d'illumination (1) du dispositif (10) la zone de piqûre (10), – projeter avec une deuxième source d'illumination (2) du dispositif (10) un motif (50) sur ladite zone de piqûre (40), – prendre avec un capteur optique stéréoscopique (3) du dispositif (10) des premières images dudit vaisseau sanguin (60) et des deuxièmes images dudit motif (50), – calculer avec un module de calcul (20, 20') relié au dispositif (10) et/ou compris dans le dispositif (10) un mapping 3D dudit vaisseau sanguin (60) sur la base desdites premières images, – calculer avec le module de calcul (20, 20') un mapping 3D de la zone de piqûre (40) sur la base desdites deuxièmes images, – déterminer avec le module de calcul (20, 20') la position 3D d'un point de ponction (P') d'une aiguille et/ou d'un cathéter dans le vaisseau sanguin (60), – calculer avec le module de calcul (20, 20') une position 3D du point de piqûre (P), sur la base de la position 3D du point de ponction (P') et du mapping 3D de la zone de piqûre (40), – projeter avec un projecteur (4) du dispositif (10) sur la zone de piqûre (40) ledit point de piqûre (P) en correspondance de sa position 3D déterminée par le module de calcul (20, 20').

16. Le procédé selon la revendication 15, comprenant l'étape de : – superviser avec le module de calcul (20, 20') le parcours de l'aiguille et/ou du cathéter jusqu'à l'arrivée de sa pointe au point de ponction (P') dans le vaisseau sanguin (60).

17. Le procédé selon l'une des revendications 15 ou 16, comprenant l'étape de : – prévenir et/ou confirmer avec des moyens d'alarme l'entrée de la pointe de l'aiguille et/ou du cathéter dans le vaisseau sanguin (60).