FR2786577A1 - Remote manipulation of moving part inside a magnetically permeable enclosure, for use in medical applications - Google Patents

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Abstract

The moving part (M) responds to magnetic fields and is placed inside the enclosure. Magnetic coils (X,Y,Z) are placed outside the enclosure, perpendicular to each other. Detectors provide information on the position of the moving part inside the enclosure. This information is used to assist in controlling the moving part by adjustment of the magnetic field in each of the three axes.

Description

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La présente invention est relative à un dispositif pour la manipulation de mobiles disposés préalablement à  The present invention relates to a device for handling mobiles arranged beforehand.

proximité d'une enceinte perméable aux champs magnétiques.  near an enclosure permeable to magnetic fields.

Elle vise plus particulièrement un dispositif permettant d'asservir en position dans les trois directions de l'espace, un corps ou une substance possédant des propriétés électromagnétiques, ce corps pouvant coopérer au niveau de divers éléments ou outils afin de pouvoir les manipuler ou de les activer sans perturbations du milieu environnant. Plus spécialement, l'invention est destinée à des applications médicales, chirurgicales, thérapeutiques  It relates more particularly to a device making it possible to control in position in the three directions of space, a body or a substance having electromagnetic properties, this body being able to cooperate at the level of various elements or tools in order to be able to manipulate them or to activate without disturbing the surrounding environment. More specifically, the invention is intended for medical, surgical, therapeutic applications

ou de diagnostic, peu invasives.or diagnostic, minimally invasive.

On connaît de nombreux systèmes pour effectuer des télémanipulations. La plupart utilisent un système mécanique rigide ou semi- rigide avec des tiges capables de piloter des outils (bras télémanipulateur, microchirurgie abdominale, thoracique ou urologique, sondes de cathétérisme cardiaque...). Ces systèmes sont très performants, mais restent souvent inappropriés du fait qu'ils doivent souvent atteindre des zones peu accessibles ou risquées en raison de la présence d'organes voisins qui gênent l'accès. De plus, ces manipulations même si elles sont réalisées par des experts, nécessitent souvent des  Many systems are known for performing remote manipulations. Most use a rigid or semi-rigid mechanical system with rods capable of driving tools (telemanipulator arm, abdominal, thoracic or urological microsurgery, cardiac catheterization probes, etc.). These systems are very efficient, but often remain inappropriate because they often have to reach inaccessible or risky areas due to the presence of neighboring organs which hinder access. In addition, these manipulations, even if carried out by experts, often require

interventions chirurgicales traumatisantes pour l'individu.  traumatic surgical procedures for the individual.

La présente invention vise donc à pallier ces inconvénients en proposant un dispositif qui puisse assurer le déplacement et le positionnement d'un mobile dans un volume, sans avoir à pénétrer le volume contenant le mobile  The present invention therefore aims to overcome these drawbacks by proposing a device which can ensure the movement and positioning of a mobile in a volume, without having to penetrate the volume containing the mobile

pour actionner celui-ci.to activate it.

A cet effet, le dispositif permettant de déplacer au moins un mobile à proximité d'une enceinte perméable aux champs magnétiques, se caractérise en ce qu'il comporte au moins un mobile possédant des propriétés électromagnétiques, placé au sein d'un volume baigné par le champ magnétique d'électroaimants X1, X2, Y1, Y2, Z1, Z2 disposés en périphérie de l'enceinte, par exemple Xl, X2, Y1, Y2, Z1, Z2 assemblés par paires selon un système d'axes x,x';y,y';z,z', lesdits électroaimants Xl, X2, Y1, Y2, Z1,  To this end, the device for moving at least one mobile near an enclosure permeable to magnetic fields, is characterized in that it comprises at least one mobile having electromagnetic properties, placed within a volume bathed by the magnetic field of electromagnets X1, X2, Y1, Y2, Z1, Z2 arranged on the periphery of the enclosure, for example Xl, X2, Y1, Y2, Z1, Z2 assembled in pairs according to a system of axes x, x '; y, y'; z, z ', said electromagnets Xl, X2, Y1, Y2, Z1,

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Z2 étant associés à une pluralité de capteurs destinés à fournir des informations à un dispositif de commande et de pilotage des électroaimants permettant d'asservir la direction d'une part, et la position dudit mobile dans l'espace d'autre part. D'autres caractéristiques et avantages de la présente  Z2 being associated with a plurality of sensors intended to supply information to a device for controlling and piloting the electromagnets making it possible to control the direction on the one hand, and the position of said mobile in space on the other hand. Other features and advantages of this

invention ressortiront de la description faite ci-après, en  invention will emerge from the description given below, in

référence aux dessins annexés qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif. Sur les figures: - la figure 1 est une vue schématique des différents constituants du dispositif; - la figure 2 est une vue d'une application particulière du dispositif, celui-ci étant associé par exemple à une sonde chirurgicale; - la figure 3 est une vue schématique du dispositif associé à un moyen permettant de créer un champ tournant externe; - la figure 4 est une vue schématique du dispositif associé à un moyen permettant de créer un champ tournant interne; - la figure 5 est une vue schématique qui illustre un mode de couplage entre un générateur de courant continu et  reference to the accompanying drawings which illustrate an embodiment thereof devoid of any limiting character. In the figures: - Figure 1 is a schematic view of the various components of the device; - Figure 2 is a view of a particular application of the device, the latter being associated for example with a surgical probe; - Figure 3 is a schematic view of the device associated with a means for creating an external rotating field; - Figure 4 is a schematic view of the device associated with a means for creating an internal rotating field; FIG. 5 is a schematic view which illustrates a mode of coupling between a DC generator and

un générateur de courant alternatif;.  an alternating current generator;

- la figure 6 est une vue schématique qui illustre le mode de réalisation d'un dispositif permettant de faire circuler le courant une alternance sur deux à l'aide d'un dispositif à semi-conducteur; - la figure 7 représente une sonde qui comporte une bobine et un circuit de pilotage; - la figure 8 représente un mobile sans fil d'Ariane, la commande de commutation s'effectuant à l'aide de codes  - Figure 6 is a schematic view which illustrates the embodiment of a device for circulating the current alternating in two using a semiconductor device; - Figure 7 shows a probe which includes a coil and a control circuit; - Figure 8 shows a Ariane wireless mobile, the switching control being carried out using codes

envoyés à l'aide du champ H.F.sent using the H.F.

Selon un mode préféré de réalisation du dispositif objet de l'invention, celui-ci consiste à placer dans une enceinte représentant le volume dans lequel un mobile M possédant des propriétés électromagnétiques peut se déplacer dans les trois directions de l'espace:  According to a preferred embodiment of the device which is the subject of the invention, it consists in placing in an enclosure representing the volume in which a mobile M having electromagnetic properties can move in the three directions of space:

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- 3 paires d'électroaimants, orientés selon 3 axes, sensiblement orthogonaux ou pseudo-orthogonaux; - une pluralité de capteurs permettant de mesurer l'intensité, le taux de variation des champs magnétiques agissant sur les trois axes précédemment définis; - un système de commande, notamment du type ordinateur ou automate permettant de piloter et d'asservir la position, la vitesse de déplacement, l'accélération, aussi bien dans un système de coordonnées cartésiennes que polaires, le mobile placé dans l'espace défini entre les différentes bobines des électroaimants; - un système de pilotage des courants des bobines, à partir des signaux provenant des différents capteurs  - 3 pairs of electromagnets, oriented along 3 axes, substantially orthogonal or pseudo-orthogonal; - a plurality of sensors for measuring the intensity, the rate of change of the magnetic fields acting on the three axes previously defined; - a control system, in particular of the computer or automaton type making it possible to control and control the position, the speed of movement, the acceleration, both in a Cartesian and polar coordinate system, the mobile placed in the defined space between the different coils of the electromagnets; - a system for controlling the current of the coils, from the signals coming from the various sensors

donnant les coordonnées du mobile dans l'espace.  giving the coordinates of the mobile in space.

On se reportera à la figure 1 qui illustre de manière schématique l'agencement des différents composants de l'invention. Les électroaimants Xl et X2 sont placés de part et d'autre de l'axe x,x' et génèrent un champ magnétique d'intensité et de gradient variables et orientés selon cet axe. Les électroaimants Y1 et Y2 sont placés de part et d'autre de l'axe y,y' et génèrent un champ magnétique d'intensité et de gradient variables et orientés selon cet  Reference will be made to FIG. 1 which schematically illustrates the arrangement of the various components of the invention. The electromagnets X1 and X2 are placed on either side of the axis x, x 'and generate a magnetic field of variable intensity and gradient and oriented along this axis. The electromagnets Y1 and Y2 are placed on either side of the axis y, y 'and generate a magnetic field of variable intensity and gradient and oriented according to this

axe.axis.

Les électroaimants Z1 et Z2 (Z2 n'étant pas représenté pour ne pas alourdir la figure) sont placés de part et d'autre de l'axe z,z' et génèrent un champ magnétique d'intensité et de gradient variables et orientés selon cet  The electromagnets Z1 and Z2 (Z2 not being shown so as not to make the figure heavier) are placed on either side of the axis z, z 'and generate a magnetic field of variable intensity and gradient and oriented according to this

axe.axis.

Ces électroaimants sont constitués d'une seule bobine dont le plan des spires est perpendiculaire à l'axe considéré, ou chaque électroaimant est une combinaison de trois bobines disposées perpendiculairement dans l'espace; cette dernière configuration offre la possibilité de disposer de toutes les variantes possibles de pilotage du mobile dans l'espace, en particulier pour assurer les  These electromagnets consist of a single coil whose plane of the turns is perpendicular to the axis considered, or each electromagnet is a combination of three coils arranged perpendicularly in space; this latter configuration offers the possibility of having all possible variants for controlling the mobile in space, in particular for ensuring the

mouvements transversaux du mobile.transverse movements of the mobile.

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On a représenté également sur cette figure le mobile M que l'on veut déplacer, celui-ci qui est réalisé en tout ou partie dans un matériau possédant des propriétés électromagnétiques, par exemple un aimant, et est orienté selon un axe quelconque par rapport au repère 3D, celui-ci est en outre positionné dans le champ d'action des  Also shown in this figure is the mobile M that we want to move, which is made in whole or in part from a material with electromagnetic properties, for example a magnet, and is oriented along any axis relative to the 3D mark, it is also positioned in the field of action of

différentes bobines des électroaimants.  different solenoid coils.

Dans l'exemple présenté ci-dessous, ce mobile est  In the example presented below, this mobile is

constitué par un aimant.formed by a magnet.

Sous l'action de l'intensité d'un champ magnétique qui est en fait la résultante des différentes intensités des champs produits par les divers électroaimants, ce champ magnétique résultant s'oriente selon une direction particulière de l'espace qui, lorsqu'il n'est pas confondu avec l'axe passant par les pôles de l'aimant (constitué par le mobile), crée un écart qui provoque un couple de rappel de l'axe magnétique du mobile en direction de l'axe du champ résultant provenant des bobines Xl, X2, Y1, Y2, Zl, Z2, on peut ainsi modifier la direction du mobile  Under the action of the intensity of a magnetic field which is in fact the result of the different intensities of the fields produced by the various electromagnets, this resulting magnetic field is oriented in a particular direction of space which, when is not confused with the axis passing through the poles of the magnet (constituted by the mobile), creates a gap which causes a return torque of the magnetic axis of the mobile towards the axis of the resulting field coming from coils Xl, X2, Y1, Y2, Zl, Z2, we can thus change the direction of the mobile

considéré.considered.

En agissant sur le gradient des champs magnétiques résultant des deux électroaimants opposés sur le même axe, on crée une force orientée selon l'axe de ces deux électroaimants qui permet le déplacement du mobile selon  By acting on the gradient of the magnetic fields resulting from the two opposite electromagnets on the same axis, a force is oriented along the axis of these two electromagnets which allows the movement of the mobile according to

une direction privilégiée.a privileged direction.

En combinant ce mode d'action sur l'ensemble des électroaimants X1, X2, Y1, Y2, Z1, Z2, il est possible de  By combining this mode of action on all the electromagnets X1, X2, Y1, Y2, Z1, Z2, it is possible to

déplacer le mobile dans l'espace.move the mobile in space.

En associant les deux phénomènes (modification de l'intensité des champs magnétiques produits par les électroaimants et modification du gradient appliqué entre deux électroaimants), il apparait clairement que l'on peut positionner le mobile à un endroit quelconque de l'espace confiné simplement par le volume compris entre les divers  By associating the two phenomena (modification of the intensity of the magnetic fields produced by the electromagnets and modification of the gradient applied between two electromagnets), it clearly appears that one can position the mobile at any place in the space confined simply by the volume between the various

électroaimants.electromagnets.

Si l'axe de l'aimant est confondu avec celui du mobile, le dispositif à 6 bobines ne peut assurer qu'un  If the axis of the magnet coincides with that of the mobile, the 6-coil device can only ensure that

déplacement axial du mobile.axial movement of the mobile.

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Le déplacement transversal peut être obtenu par deux alternatives: soit à l'aide des 18 bobines, chaque électroaimant étant composé de 3 bobines disposées perpendiculairement dans l'espace, qui peuvent générer des gradients de champs dans tous les axes, soit à l'aide de 6 bobines, chaque électroaimant étant alors composé d'une seule bobine, en choisissant une direction privilégiée de l'axe du mobile par rapport à l'axe du champ émis par le mobile, par des moyens électromécaniques ou électromagnétiques (par exemple, 3 bobines disposées  The transverse displacement can be obtained by two alternatives: either using the 18 coils, each electromagnet being composed of 3 coils arranged perpendicularly in space, which can generate field gradients in all axes, or using of 6 coils, each electromagnet then being composed of a single coil, choosing a preferred direction of the axis of the mobile with respect to the axis of the field emitted by the mobile, by electromechanical or electromagnetic means (for example, 3 coils arranged

perpendiculairement dans l'espace).perpendicularly in space).

La mesure de la position du mobile ou de l'aimant dans le volume peut s'effectuer de plusieurs manières: - la première méthode consiste à détecter les composantes du champ magnétique émis par le mobile jouant le rôle d'aimant. Le champ magnétique généré par l'aimant est mesuré à l'aide d'une pluralité de capteurs tels que notamment des éléments magnétorésistifs placés selon les 3 axes. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention,  The measurement of the position of the mobile or the magnet in the volume can be carried out in several ways: - the first method consists in detecting the components of the magnetic field emitted by the mobile playing the role of magnet. The magnetic field generated by the magnet is measured using a plurality of sensors such as in particular magnetoresistive elements placed along the 3 axes. According to an advantageous characteristic of the invention,

on dispose les capteurs au centre de chacune des 6 bobines.  the sensors are placed in the center of each of the 6 coils.

On évite ainsi de placer quoique ce soit d'autre que le  This avoids placing anything other than the

mobile au sein du volume défini par les bobines.  mobile within the volume defined by the coils.

Pour pouvoir effectuer des mesures du champ émis par le mobile, il est préférable que les bobines Xl, X2, Y1, Y2, Z1, Z2 fournissent un champ haché, c'est-à-dire, un champ moyen continu qui s'interrompt périodiquement afin d'effectuer lesdites mesures. Il est possible de fournir un champ haché auxdites bobines, soit avec des commutateurs qui interrompent de manière cyclique le passage du courant dans l'ensemble des bobines, soit en superposant au courant continu un courant alternatif dont la crête est égale à la valeur moyenne du courant continu. On obtient alors à chaque période, un bref moment o les courants s'annulent  To be able to make measurements of the field emitted by the mobile, it is preferable that the coils Xl, X2, Y1, Y2, Z1, Z2 provide a chopped field, that is to say, a continuous mean field which is interrupted periodically in order to perform said measurements. It is possible to provide a chopped field to said coils, either with switches which cyclically interrupt the flow of current through all of the coils, or by superimposing on direct current an alternating current whose peak is equal to the average value of direct current. We then obtain at each period, a brief moment when the currents cancel each other out.

et donc o le champ, produit par chaque bobine, disparaît.  and therefore o the field, produced by each coil, disappears.

De plus, les valeurs de champ sont échantillonnées à ce moment et mémorisées, sous forme analogique ou  In addition, the field values are sampled at this time and stored, in analog or

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numérique, afin de fournir au système de commande une  digital, to provide the control system with

valeur stable.stable value.

En outre, le pilotage du dispositif d'échantillonnage est de préférence commandé par une pluralité de capteurs de détection de courant placés sur chacune des bobines Xl, X2,  In addition, the piloting of the sampling device is preferably controlled by a plurality of current detection sensors placed on each of the coils Xl, X2,

Y1, Y2, Z1, Z2.Y1, Y2, Z1, Z2.

Selon une autre caractéristique, on prévoit que la fréquence d'échantillonnage doit être d'autant plus élevée que l'on souhaite asservir la position de l'aimant avec rapidité: la période d'échantillonnage définit le retard de la mesure qui est mathématiquement lié à la bande passante du dispositif d'asservissement. Pratiquement, on choisit une fréquence de l'ordre de 1 à 10 kHz afin de  According to another characteristic, it is provided that the sampling frequency must be all the higher if one wishes to slave the position of the magnet quickly: the sampling period defines the delay of the measurement which is mathematically linked to the bandwidth of the servo device. In practice, a frequency of the order of 1 to 10 kHz is chosen in order to

réduire ce temps de réponse à des valeurs très faibles.  reduce this response time to very low values.

On prévoit également de prendre en compte les valeurs parasites pouvant affecter la mesure du champ réel provenant du mobile: ainsi par exemple, on mesure le champ magnétique terrestre afin de pouvoir le soustraire aux valeurs mesurées pour obtenir la valeur la plus précise  We also plan to take into account the parasitic values which can affect the measurement of the real field coming from the mobile: thus for example, we measure the terrestrial magnetic field in order to be able to subtract it from the measured values to obtain the most precise value.

possible.possible.

Dans le même ordre d'idée, on prend également en compte le bruit de fond qui peut être notamment l'alimentation courante sous 50/60 Hz, ou des bruits  In the same vein, we also take into account the background noise which can be notably the current supply under 50/60 Hz, or noises

provenant de moteurs.from engines.

- La seconde méthode consiste à détecter un champ haute fréquence à l'aide d'un élément associé à l'aimant (mobile). L'aimant est alors associé à un circuit LC, soit  - The second method consists in detecting a high frequency field using an element associated with the (mobile) magnet. The magnet is then associated with an LC circuit, i.e.

passif, soit actif.passive, either active.

Dans le cas d'un circuit LC passif, un champ magnétique pulsé est ajouté au champ magnétique moyen de façon à créer un courant dans le circuit. Celui-ci résonne sur sa fréquence propre et réémet un champ magnétique haute fréquence. Il est également possible d'exciter en permanence à une fréquence superposée au champ continu et mesurer des harmoniques créées par le circuit LC associé à  In the case of a passive LC circuit, a pulsed magnetic field is added to the average magnetic field so as to create a current in the circuit. This resonates on its natural frequency and re-emits a high frequency magnetic field. It is also possible to permanently excite at a frequency superimposed on the DC field and measure harmonics created by the LC circuit associated with

un ou plusieurs éléments non linéaires.  one or more non-linear elements.

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Dans le cas d'un circuit LC actif, un circuit intégré émet par exemple de brèves salves de haute fréquence. Le  In the case of an active LC circuit, an integrated circuit emits for example brief bursts of high frequency. The

circuit est alimenté soit de manière autonome (par ex-  circuit is supplied either autonomously (e.g.

piles), soit avec un fil, soit en redressant la tension obtenue aux bornes d'une inductance (self) excitée par un champ alternatif ou pulsé superposé au champ moyen, ce champ sera préférentiellement orienté perpendiculairement à  batteries), either with a wire, or by rectifying the voltage obtained at the terminals of an inductance (self) excited by an alternating or pulsed field superimposed on the average field, this field will preferably be oriented perpendicular to

cette inductance.this inductance.

On dispose alors sur chacun des 3 axes des bobines  We then have on each of the 3 axes of the coils

pour récupérer le signal émis par le circuit LC.  to recover the signal emitted by the LC circuit.

- Une troisième méthode consiste à mesurer des écarts de phases introduits par la présence du circuit entre une bobine émettrice à une fréquence légèrement supérieure ou inférieure à la fréquence de résonnance du circuit LC et  - A third method consists in measuring phase differences introduced by the presence of the circuit between a transmitting coil at a frequency slightly higher or lower than the resonance frequency of the LC circuit and

une bobine réceptrice.a take-up reel.

- Une quatrième méthode consiste à mesurer le changement des valeurs des inductances constituées par les bobines qui sont modulées par la présence du corps magnétique. - Une cinquième méthode consiste à disposer au moins deux électrodes sur deux faces opposées de l'aimant et à les alimenter avec un courant alternatif. Le champ électrique créé (de préférence à fréquence élevée) se propage dans le milieu et peut être mesuré par des simples électrodes placées en périphérie. Cette méthode est  - A fourth method consists in measuring the change in the values of the inductances formed by the coils which are modulated by the presence of the magnetic body. - A fifth method consists in placing at least two electrodes on two opposite faces of the magnet and in supplying them with alternating current. The electric field created (preferably at high frequency) propagates in the medium and can be measured by simple electrodes placed on the periphery. This method is

notamment applicable à l'exploration du corps humain.  particularly applicable to the exploration of the human body.

- Et enfin une dernière méthode pour déterminer la position du mobile, consiste à utiliser toute variation d'un signal optique, électrique, radiologique, acoustique... en couplant celui-ci à un émetteur, un  - And finally a last method to determine the position of the mobile, consists in using any variation of an optical, electrical, radiological, acoustic signal ... by coupling it to a transmitter, a

détecteur et un analyseur.detector and analyzer.

A partir des valeurs mesurées sur ces éléments, un système de commande et de pilotage qui fournit la position exacte dans l'espace de l'aimant (mobile): position et axe dans le système de coordonnées considérées. La linéarité de l'ensemble est obtenue par des équations de corrections intégrées dans le calcul. Ces équations peuvent être obtenues par voie mathématique, ou simplement par  From the values measured on these elements, a command and control system which provides the exact position in the space of the magnet (mobile): position and axis in the coordinate system considered. The linearity of the set is obtained by correction equations integrated into the calculation. These equations can be obtained mathematically, or simply by

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apprentissage, en mémorisant les mesures trouvées sur un grand nombre de points et en interpolant ces données pour  learning, by memorizing the measurements found on a large number of points and by interpolating this data to

trouver les valeurs intermédiaires.  find the intermediate values.

Le système de pilotage reçoit les commandes d'une pluralité de capteurs donnant les valeurs des 6 références en fonction du temps. Ceci peut être une sorte de "Joystick" ou de souris à trois dimensions déplacée manuellement (avec éventuellement un retour de force du système d'asservissement) ou simplement une mémoire ayant  The control system receives commands from a plurality of sensors giving the values of the 6 references as a function of time. This can be a kind of "Joystick" or three-dimensional mouse moved manually (possibly with force feedback from the servo system) or simply a memory having

préalablement stocké une séquence donnée de ces références.  previously stored a given sequence of these references.

Le rôle du calculateur est de piloter le courant moyen des 6 électroaimants de façon à ramener à tout moment le position et l'orientation de l'aimant aux valeurs de consigne. Comme tout système d'asservissement, le calculateur calcule l'erreur dans chacune des positions et envoie les courants d'erreur dans les 6 électroaimants. Le calcul peut être optimisé en ajoutant un calcul de vitesse, d'accélération, d'intégration, de dérivés, afin d'augmenter la rapidité de réponse sans risquer de produire des oscillations. L'aimant ainsi orienté est capable de pousser avec une force d'autant plus grande que le gradient du champ est élevé. En utilisant des bobines à supraconducteurs, les champs de l'ordre d'un Tesla produisent des forces très  The role of the computer is to control the average current of the 6 electromagnets so as to bring the position and orientation of the magnet to the set values at any time. Like any servo system, the computer calculates the error in each position and sends the error currents to the 6 electromagnets. The calculation can be optimized by adding a calculation of speed, acceleration, integration, derivatives, in order to increase the speed of response without risking producing oscillations. The magnet thus oriented is capable of pushing with greater force the higher the field gradient. By using superconducting coils, the fields of the order of a Tesla produce very strong forces.

importantes sur un très petit aimant.  important on a very small magnet.

En associant le dispositif décrit ci-dessus à un outil (pince, scalpel, tournevis, crayon...) qui est soit passif, soit piloté de l'extérieur par tout système de transmission (radio-fréquence, optique, modulation des champs magnétiques présents, ou simplement un fil avec une interface en micromécanique), le dispositif est adapté à  By associating the device described above with a tool (pliers, scalpel, screwdriver, pencil ...) which is either passive or controlled from the outside by any transmission system (radio frequency, optics, modulation of magnetic fields present, or simply a wire with a micromechanical interface), the device is suitable for

toutes sortes d'applications.all kinds of applications.

Ainsi, on peut déplacer un mobile dans le corps humain (mise en place d'une sonde, mise en place d'une prothèse, dépôt d'une substance thérapeutique...). Pour ceci, l'aimant est équipé d'un porte sonde. Il guide la sonde jusqu'au(x) point(s) recherchés) par l'opérateur. Lorsque  Thus, one can move a mobile in the human body (fitting a probe, fitting a prosthesis, depositing a therapeutic substance ...). For this, the magnet is equipped with a probe holder. It guides the probe to the point (s) sought by the operator. When

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la sonde doit rester en place définitivement, le dispositif applique une force qui permet le blocage de la sonde, puis desserre le porte sonde afin de pouvoir ressortir: il est en effet indispensable de ne pas laisser en place dans le corps des aimants qui rendraient impossible toute  the probe must remain in place definitively, the device applies a force which allows the blocking of the probe, then loosens the probe holder in order to be able to come out: it is indeed essential not to leave in place in the body of the magnets which would make impossible all

manipulation future du même genre.similar manipulation in the future.

La sonde positionnée par le dispositif objet de l'invention, est d'un diamètre pouvant être très réduit (compte tenu qu'aucune rigidité n'est nécessaire pour transmettre les efforts mécaniques, à la différence des sondes traditionnelles, en dehors d'un éventuel mouvement de rotation) et est ainsi amenée en des endroits difficilement accessibles par les moyens conventionnels en  The probe positioned by the device which is the subject of the invention is of a diameter which can be very reduced (given that no rigidity is necessary to transmit the mechanical forces, unlike traditional probes, outside of a rotational movement) and is thus brought to places that are difficult to access by conventional means in

un temps aussi court que possible.as short a time as possible.

On ne peut laisser l'aimant dans le corps afin de ne pas perturber de futures interventions. La pince qui tient la sonde doit donc pouvoir libérer celle-ci au moment choisi par l'opérateur. S'il s'agit d'un montage utilisé une seule fois (l'aimant étant monté sur la sonde en usine), il suffit d'une mécanique de type fissible qui se déclenche sous l'effet d'une commande électrique (à l'aide de 2 fils souples qui permettent en même temps de ramener l'aimant facilement). Autrement, divers moyens permettant de télécommander la pince: micro-moteur, électroaimant, système hydraulique, bilame, anneau coulissant peuvent être envisagés. On peut également couper, exciter, chauffer ou refroidir, coudre, modifier la forme d'un organe dans le corps humain. Avec un scalpel rétractable, il est possible d'imaginer d'effectuer une micro-chirurgie dans des  The magnet cannot be left in the body so as not to disturb future interventions. The clamp holding the probe must therefore be able to release it at the time chosen by the operator. In the case of an assembly used only once (the magnet being mounted on the probe in the factory), all that is required is a mechanism of the fissile type which is triggered under the effect of an electrical command (at using 2 flexible wires which allow the magnet to be easily brought back at the same time). Otherwise, various means making it possible to remote control the clamp: micro-motor, electromagnet, hydraulic system, bimetallic strip, sliding ring can be envisaged. You can also cut, excite, heat or cool, sew, modify the shape of an organ in the human body. With a retractable scalpel, it is possible to imagine performing microsurgery in

endroits parfaitement inaccessibles.  perfectly inaccessible places.

Cependant, selon les interventions envisagées, l'aimant ainsi connecté à l'outil déplace avec lui un "fil d'Ariane" qui permet d'alimenter en liquide d'aspiration (rinçage de la zone opératoire), en liquide traitant ou thérapeutique, ou d'alimenter en puissance (usage de bobines haute fréquence ou de résistances pour chauffer localement quelques zones et détruire celles-ci), même s'il  However, according to the interventions envisaged, the magnet thus connected to the tool moves with it a "breadcrumb" which makes it possible to supply with suction liquid (rinsing of the operating area), with treating or therapeutic liquid, or to supply power (use of high frequency coils or resistors to locally heat some areas and destroy them), even if

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est toujours possible de récupérer de l'énergie à partir du  is still possible to recover energy from the

champ oscillant dans lequel baigne le dispositif.  oscillating field in which the device is bathed.

On peut également associer à cet aimant une micro-  We can also associate with this magnet a micro-

camera pour suivre ce qui se passe in situ.  camera to follow what is happening in situ.

Le champ d'application d'un tel dispositif est immense: élimination de tumeurs, d'anévrismes, de caillots intra-vasculaires ou de plaques d'athérome, réparation de tissus lésés, test de stimulation en neurologie, en cardiologie, tunélisation, examen du tube digestif tout entier...., et ce en évitant au maximum toute acte invasif majeur pouvant générer des lésions et de l'inconfort chez  The field of application of such a device is immense: elimination of tumors, aneurysms, intravascular clots or atheroma plaques, repair of damaged tissues, stimulation test in neurology, cardiology, tunneling, examination of the entire digestive tract ...., and this by avoiding as much as possible any major invasive act that can generate lesions and discomfort in

le patient.the patient.

Selon une autre application, on peut utiliser le dispositif objet de l'invention pour palper une paroi afin d'en déterminer la forme; en effet, lorsque le mobile bute contre cette paroi, la force pour le déplacer augmente brutalement. Cette augmentation est détectée par le dispositif qui en déduit la position de la paroi dans l'espace. En déplaçant le mobile de proche en proche le long de cette paroi (par glissement ou par bonds) et en effectuant de multiples mesures, le dispositif peut donc construire une image tridimensionnelle de cette paroi. La mesure de l'intensité de la force peut permettre de mesurer accessoirement la souplesse de la paroi (différence entre divers tissus) ou la pression d'un liquide dans un vaisseau. Plus particulièrement, dans le cas d'une application du dispositif à l'exploration d'un tissu, tel que notamment le déplacement du dispositif au sein d'une artère ou de tout autre conduit, il est avantageux de prévoir en complément du système de pilotage et de commande des bobines et donc du mobile, un logiciel qui puisse à la fois  According to another application, the device which is the subject of the invention can be used to feel a wall in order to determine its shape; indeed, when the mobile abuts against this wall, the force to move it increases suddenly. This increase is detected by the device which deduces the position of the wall in space. By moving the mobile step by step along this wall (by sliding or by hopping) and by carrying out multiple measurements, the device can therefore construct a three-dimensional image of this wall. The measurement of the intensity of the force can make it possible to measure incidentally the flexibility of the wall (difference between various tissues) or the pressure of a liquid in a vessel. More particularly, in the case of an application of the device to the exploration of a tissue, such as in particular the displacement of the device within an artery or any other conduit, it is advantageous to provide in addition to the system of piloting and control of the coils and therefore of the mobile, software that can both

travailler en mode manuel ou en mode automatisé.  work in manual or automated mode.

En effet, à l'aide d'un logiciel, il est aisé d'optimiser considérablement l'examen. Ce logiciel peut réagir très rapidement à diverses sollicitations provenant du contact du mobile avec les parois et déplacer 11i 2786577 "intelligemment" et très rapidement le mobile à l'intérieur  Indeed, using software, it is easy to considerably optimize the examination. This software can react very quickly to various stresses coming from the contact of the mobile with the walls and move 11i 2786577 "intelligently" and very quickly the mobile inside

du conduit.of the duct.

On peut également, en complément de ce logiciel, utiliser une base de données contenant le modèle des éléments contenus dans l'espace dans lequel se déplace l'aimant et répondre ainsi plus rapidement au déplacement  We can also, in addition to this software, use a database containing the model of the elements contained in the space in which the magnet moves and thus respond more quickly to displacement

de l'aimant d'un point à un autre du conduit.  of the magnet from one point to another of the conduit.

En variante, le mobile utilisé peut être réalisé dans un matériau magnétique sans aimantation rémanente (fer doux par exemple) ou être constitué par une bobine ou un tore supraconducteur. Cette technique difficile à utiliser aujourd'hui du fait qu'elle nécessite des températures très basses, peut s'appliquer dans certains milieux, ou à l'avenir lorsque des matériaux seront supraconducteurs à température ambiante. Le tore se conduit comme un aimant dont le champ est proportionnel au flux qui le traverse. Il  Alternatively, the mobile used can be made of a magnetic material without remanent magnetization (soft iron for example) or be constituted by a coil or a superconductive toroid. This technique, which is difficult to use today because it requires very low temperatures, can be applied in certain environments, or in the future when materials are superconductive at room temperature. The torus behaves like a magnet whose field is proportional to the flux which crosses it. he

permet d'obtenir des forces très élevées.  allows very high forces to be obtained.

Le mobile peut utiliser une bobine en lieu et place de l'aimant, cette dernière émettant un champ magnétique si  The mobile can use a coil instead of the magnet, the latter emitting a magnetic field if

elle est correctement alimentée en courant électrique.  it is correctly supplied with electric current.

A la différence de l'aimant, elle permet d'obtenir un champ variable: - il peut être interrompu: la bobine n'a alors pratiquement plus d'interaction avec le milieu. Ceci donne la possibilité de laisser le mobile en place sans inconvénient vis-à-vis d'examens futurs (autres interventions ou par Résonance Magnétique Nucléaire). Il  Unlike the magnet, it makes it possible to obtain a variable field: - it can be interrupted: the coil then has practically no more interaction with the medium. This gives the possibility of leaving the mobile in place without disadvantage with regard to future examinations (other interventions or by Nuclear Magnetic Resonance). he

suffit alors de provoquer une interruption définitive.  suffices then to cause a definitive interruption.

Celle-ci est obtenue soit en débranchant la bobine ( dans le cas o il existe un fil d'Ariane), soit en faisant sauter un micro fusible (par surtension par exemple), soit  This is obtained either by disconnecting the coil (in the case where there is a breadcrumb), or by blowing a micro fuse (by overvoltage for example), or

par commutateur électronique.by electronic switch.

Alternativement, il est possible de l'interrompre temporairement afin de pouvoir, soit réutiliser le mobile laissé en place un certain temps, soit commuter entre  Alternatively, it is possible to temporarily interrupt it in order to either reuse the mobile left in place for a certain time, or switch between

plusieurs mobiles baignant dans le même volume.  several mobiles bathing in the same volume.

Dans ce dernier cas, la commande de commutation peut avantageusement s'effectuer, soit à partir d'un dispositif  In the latter case, the switching command can advantageously be carried out either from a device

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extérieur piloté par le système de contrôle (cas du fil d'Ariane), soit à l'aide d'un circuit raccordé à une bobine réceptrice au champ magnétique H.F. (hautes fréquences), équipé d'au moins un décodeur permettant de spécifier un code propre à chaque mobile. Le champ H.F. est fourni par des bobines extérieures, éventuellement les mêmes que celles qui génèrent le champ de puissance. Le système d'alimentation de ces bobines contient un système de modulation (par exemple modulation de phase) qui permet la  external controlled by the control system (case of breadcrumb), either using a circuit connected to a receiving coil to the HF (high frequency) magnetic field, equipped with at least one decoder allowing to specify a code specific to each mobile. The H.F.field is supplied by external coils, possibly the same as those which generate the power field. The supply system of these coils contains a modulation system (for example phase modulation) which allows the

transmission à fréquence élevée de ces codes.  high frequency transmission of these codes.

Il contient également un dispositif d'asservissement de l'axe du champ H. F. qui permet de le maintenir toujours  It also contains a device for controlling the axis of the H.F. field, which allows it to be kept always

dans l'axe de la bobine réceptrice.  in the axis of the take-up reel.

Pour compléter le dispositif, il est avantageux de proposer un réglage de l'accord du générateur H.F.: En effet, lorsque plusieurs mobiles sont dans le même champ, il est nécessaire de discriminer facilement les fréquences H.F. émises par ceux-ci. En ajoutant après le code une valeur chargée de moduler la fréquence du générateur, il est possible d'attribuer à chaque mobile une  To complete the device, it is advantageous to propose an adjustment of the tuning of the HF generator: Indeed, when several mobiles are in the same field, it is necessary to easily discriminate the HF frequencies emitted by them. By adding after the code a value responsible for modulating the frequency of the generator, it is possible to assign to each mobile a

fréquence bien précise.very precise frequency.

Selon un premier mode de réalisation, on peut utiliser un courant alternatif qui est souvent plus facile à entretenir qu'un courant continu, il est tout à fait possible de faire produire un champ alternatif par la bobine, à condition que les bobines extérieures produisent  According to a first embodiment, an alternating current can be used which is often easier to maintain than a direct current, it is quite possible to have an alternating field produced by the coil, provided that the external coils produce

aussi un champ alternatif en phase.also an alternating field in phase.

Selon un deuxième mode de réalisation, le champ variable est obtenu en couplant la bobine au générateur H.F. ou au détecteur de position H. F., et éventuellement à  According to a second embodiment, the variable field is obtained by coupling the coil to the H.F. generator or to the H. F. position detector, and possibly to

la bobine de réception.the take-up reel.

Le mobile contient jusqu'à 3 bobines; une pour créer la force de rappel, une pour émettre un signal H.F. de positionnement et éventuellement une pour recevoir la  The mobile contains up to 3 coils; one to create the restoring force, one to send a H.F. positioning signal and possibly one to receive the

puissance du champ H.F. et alimenter l'ensemble.  power of the H.F. field and supply the assembly.

Un montage électronique classique permet de combiner les différentes fonctions avec une seule bobine afin  A classic electronic assembly makes it possible to combine the different functions with a single coil in order

d'économiser une place précieuse.to save a precious place.

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Dans le cas o l'on veut seulement la force de rappel et l'émission H.F., il suffit de coupler un générateur de courant continu avec un générateur de courant alternatif  In the case where only the restoring force and the H.F. emission are required, it suffices to couple a direct current generator with an alternating current generator.

(cf. figure 5).(cf. figure 5).

On a représenté sur les figures 5, 6, 7, 8, bobine réceptrice par B.R., bobine émettrice haute fréquence par  There is shown in Figures 5, 6, 7, 8, receiving coil by B.R., high frequency transmitting coil by

B.E.H.F., et bobine émettrice par B.E.  B.E.H.F., and transmitting coil by B.E.

Pour y associer le récepteur H.F., ce qui permet de supprimer le "fil d'Ariane", il suffit, par exemple, de faire circuler le courant une alternance sur deux à l'aide d'un dispositif à semi-conducteur (diode par exemple) (cf.  To associate the HF receiver, which eliminates the "breadcrumb", it is sufficient, for example, to circulate the current alternating in two using a semiconductor device (diode by example) (cf.

figure 6).figure 6).

La tension d'alimentation V+ est obtenue en redressant l'alternance "libre" (positive sur la figure 6). Cette tension alimente l'oscillateur H.F. qui injecte son signal sur la bobine. Une petite inductance ("self") évite le court-circuit du courant H.F. avec les composants de commutation. Une solution encore plus simple consiste à profiter du changement brutal de courant qui se produit à chaque cycle  The supply voltage V + is obtained by rectifying the "free" alternation (positive in FIG. 6). This voltage feeds the H.F. oscillator which injects its signal on the coil. A small inductance ("self") prevents short-circuiting of the H.F. current with the switching components. An even simpler solution is to take advantage of the sudden change in current that occurs with each cycle

pour émettre une harmonique (principe du LC passif).  to emit a harmonic (principle of passive LC).

Dans tous les cas, il est possible de neutraliser la conduction du dispositif semi-conducteur et de l'émetteur  In all cases, it is possible to neutralize the conduction of the semiconductor device and the transmitter.

(ou résonateur) H.F. par un commutateur électronique.  (or resonator) H.F. by an electronic switch.

Cependant, le bon fonctionnement de l'ensemble ne paraît possible que si la fréquence d'émission est supérieure à la fréquence de réception. Par exemple 10MHz  However, the proper functioning of the assembly only seems possible if the transmission frequency is higher than the reception frequency. For example 10MHz

pour 1MHz.for 1MHz.

L'alternative qui consiste à placer le détecteur de position au sein du mobile peut être réalisée par des  The alternative which consists in placing the position detector within the mobile can be achieved by

moyens assez simples.fairly simple means.

La bobine peut servir de capteur de 6 champs H.F. de fréquences différentes: 2 pour l'axe des X (fXl et fX2) 2 pour l'axe des Y (fY1 et fY2) et 2 autres pour l'axe des Z (fZ1 et fZ2). En pratique, chaque axe contient 2 bobines placées à l'extérieur du volume, chacune émettant à sa propre fréquence (alternativement, on peut utiliser 3  The coil can be used as a sensor for 6 HF fields of different frequencies: 2 for the X axis (fXl and fX2) 2 for the Y axis (fY1 and fY2) and 2 others for the Z axis (fZ1 and fZ2). In practice, each axis contains 2 coils placed outside the volume, each emitting at its own frequency (alternatively, we can use 3

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fréquences: 1 par axe, et un écart de phase entre les 2  frequencies: 1 per axis, and a phase difference between the 2

bobines du même axe).coils of the same axis).

Le signal obtenu sur la bobine du mobile permet de  The signal obtained on the mobile coil allows

retrouver exactement la position et la direction de celui-  find the exact position and direction of it

ci, après mesure de l'amplitude des 6 fréquences (ou des 3 fréquences et des phases): - La distance en X par exemple est proportionnelle au rapport entre l'amplitude de la fréquence (fXl/fX2), de même la distance en Y est proportionnelle au rapport entre l'amplitude de la fréquence (fY1/fY2), de même la distance  here, after measuring the amplitude of the 6 frequencies (or of the 3 frequencies and of the phases): - The distance in X for example is proportional to the ratio between the amplitude of the frequency (fXl / fX2), likewise the distance in Y is proportional to the ratio between the amplitude of the frequency (fY1 / fY2), as well as the distance

en Z qui est fonction du rapport de fréquence (fZl/fZ2).  in Z which is a function of the frequency ratio (fZl / fZ2).

- La direction de la sonde est calculée par le rapport entre les 3 moyennes d'amplitudes (fXl+fX2)/2, (fYl+fY2)/2 et (fZl+fZ2)/2, moyennes modulées par l'angle que fait la  - The direction of the probe is calculated by the ratio between the 3 amplitude means (fXl + fX2) / 2, (fYl + fY2) / 2 and (fZl + fZ2) / 2, means modulated by the angle made the

bobine avec chaque axe, aux erreurs de linéarité près.  coil with each axis, except for linearity errors.

Un gros avantage de ce dispositif est l'indépendance complète de chaque mobile pour la mesure de position: il n'est plus nécessaire de se préoccuper de discriminer les fréquences émises par chaque mobile et chaque mobile  A big advantage of this device is the complete independence of each mobile for position measurement: it is no longer necessary to worry about discriminating the frequencies emitted by each mobile and each mobile.

devient relativement simple.becomes relatively simple.

Dans le cas d'une sonde devant être guidée jusqu'à un site donné, il suffit de fixer une petite bobine en bout de sonde et de relier ses deux fils à l'extérieur (cf. figure 7). Sur cette figure, le pilotage général met en route le générateur de courant continu (ou alternatif), lorsqu'il désire appliquer une force sur la sonde, après avoir stabilisé le champ général. La bobine est alors traversée par le courant continu (alternatif) et reçoit les forces ou les couples nécessaires à son maintien ou son changement de position. Le pilotage arrête ensuite le générateur, et multiplexe son fonctionnement avec celui d'autres mobiles  In the case of a probe to be guided to a given site, it suffices to fix a small coil at the end of the probe and to connect its two wires to the outside (cf. figure 7). In this figure, the general control starts the generator of direct current (or alternating current), when it wishes to apply a force on the probe, after having stabilized the general field. The coil is then traversed by direct (alternating) current and receives the forces or torques necessary to maintain or change its position. Piloting then stops the generator, and multiplexes its operation with that of other mobiles

(s'il en existe). La bobine reçoit en permanence les 6 (ou 3) fréquences fXl, fX2, fY1, fY2,(if any). The coil permanently receives the 6 (or 3) frequencies fXl, fX2, fY1, fY2,

fZ1, fZ2 et le démodulateur fournit au  fZ1, fZ2 and the demodulator provides the

calculateur de position les amplitudes de chacune.  position calculator the amplitudes of each.

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L'ensemble est débranché après utilisation et devient  The unit is disconnected after use and becomes

alors parfaitement passif vis-à-vis des champs extérieurs.  then perfectly passive vis-à-vis external fields.

Ce système de mesure de position peut être également utilisé pour un mobile sans fil d'Ariane, en transmettant le contenu des 6 (ou 3) fréquences (et des 3 phases) à l'aide de l'émission H.F. du mobile qui ne sert alors que  This position measurement system can also be used for a Ariane wireless mobile, by transmitting the content of the 6 (or 3) frequencies (and the 3 phases) using the HF emission of the mobile which is not used while

de transmission locale.local transmission.

Selon un autre mode de réalisation du dispositif objet de l'invention, permettant d'asservir la position angulaire de l'aimant autour de son axe nord-sud, celui-ci consiste à associer à l'aimant un moyen, capable d'engendrer une rotation continue de l'aimant au sein du mobile à piloter (mouvement gyroscopique), ou capable de générer un champ bi  According to another embodiment of the device which is the subject of the invention, making it possible to control the angular position of the magnet around its north-south axis, this consists in associating with the magnet a means capable of generating a continuous rotation of the magnet within the mobile to be piloted (gyroscopic movement), or capable of generating a bi field

ou tri stable.or stable sorting.

Dans un premier mode de réalisation, le moyen consiste à coupler à l'aimant un moteur qui fait tourner l'aimant à une vitesse parfaitement connue. Les bobines Xl, X2, Y1, Y2, Z1, Z2 fournissent non pas un champ de vecteurs fixes, mais un champ tournant à la même vitesse angulaire que  In a first embodiment, the means consists in coupling to the magnet a motor which rotates the magnet at a perfectly known speed. The coils Xl, X2, Y1, Y2, Z1, Z2 do not provide a field of fixed vectors, but a field rotating at the same angular speed as

l'aimant (cf. figure 3).the magnet (see Figure 3).

Dans cette configuration, l'aimant se positionne selon une position stable lorsque son axe nord-sud est orienté  In this configuration, the magnet is positioned in a stable position when its north-south axis is oriented

selon le même axe que le champ tournant.  along the same axis as the rotating field.

L'intérêt majeur de ce champ tournant est de pouvoir  The major interest of this rotating field is to be able

créer un couple sur le mobile selon ses trois axes.  create a couple on the mobile according to its three axes.

- Axe Y: lorsque le champ tournant s'accélère, il tourne plus vite que l'aimant et le mobile est soumis à un couple qui le fait tourner selon cet axe (ou plutôt selon  - Y axis: when the rotating field accelerates, it rotates faster than the magnet and the mobile is subjected to a torque which makes it rotate along this axis (or rather according to

l'axe du moteur, si ce dernier correspond à l'axe Y).  the motor axis, if the latter corresponds to the Y axis).

- Axes X et Z: tant que le champ magnétique tourne dans le plan perpendiculaire à l'axe, il ne provoque pas de couple. Dès que le plan change d'inclinaison, il provoque un couple de rappel dans un plan perpendiculaire à l'axe du moteur (si celui-ci est orienté selon Y, le couple de  - X and Z axes: as long as the magnetic field rotates in the plane perpendicular to the axis, it does not cause torque. As soon as the plane changes inclination, it causes a restoring torque in a plane perpendicular to the axis of the motor (if the latter is oriented along Y, the torque of

rappel a lieu dans le plan X, Z).recall takes place in plane X, Z).

Il est donc possible grâce à cette méthode d'asservir la position du mobile dans toutes les directions de l'espace.  It is therefore possible with this method to control the position of the mobile in all directions of space.

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Parallèlement à l'utilisation d'un champ tournant, le système de pilotage et de commande doit tenir compte du respect des gradients de champ qui gèrent le déplacement du mobile selon les directions X, Y, Z, en modulant les valeurs instantanées. Une autre solution permettant d'asservir la position angulaire de l'aimant autour de son axe nord-sud consiste à réaliser au sein du mobile un électroaimant interne (cf.  In parallel with the use of a rotating field, the piloting and control system must take into account the respect of the field gradients which manage the movement of the mobile in the directions X, Y, Z, by modulating the instantaneous values. Another solution for controlling the angular position of the magnet around its north-south axis consists in making an internal electromagnet within the mobile (cf.

figure 4).figure 4).

En excitant alternativement au moins 2 bobines, permettant, soit de fournir un champ tournant régulier (sinus de e sur l'une, et cosinus de e sur l'autre, afin d'obtenir un pilotage similaire à celui du champ tournant externe), soit un champ bi stable selon 2 axes perpendiculaires, soit encore un champ d'axe quelconque dans un plan (à l'aide de 2 bobines) ou dans l'espace (à  By alternately exciting at least 2 coils, allowing either to provide a regular rotating field (sine of e on one, and cosine of e on the other, in order to obtain a control similar to that of the external rotating field), either a stable field bi along 2 perpendicular axes, or even a field of any axis in a plane (using 2 coils) or in space (at

l'aide de 3 bobines).using 3 coils).

Dans ce cas, les bobines X1X2, YlY2, Z1Z2 commutent de façon à produire alternativement deux vecteurs perpendiculaires à la même fréquence que l'électroaimant du  In this case, the coils X1X2, YlY2, Z1Z2 switch so as to alternately produce two vectors perpendicular to the same frequency as the electromagnet of the

mobile, avec un rapport cyclique modulable.  mobile, with a modular duty cycle.

Le mobile disposant de 2 bobines (ou 3) perpendiculaires pour maîtriser ses déplacements peut être avantageusement associé à un système de commutation piloté  The mobile having 2 coils (or 3) perpendicular to control its movements can be advantageously associated with a controlled switching system

par le dispositif général.by the general system.

Dans le cas o il existe un fil d'Ariane, le pilotage des commutations de chaque bobine permet en effet: - d'accorder un temps plus ou moins long à chaque bobine, afin d'optimiser les forces disponibles pour fournir soit un mouvement général du mobile, soit un couple de rotation autour de son axe. Il peut être préférable d'accorder 80% au mouvement général et 20% à la rotation pour les mouvements de base, alors que pour visser un élément, il sera nécessaire d'appliquer 80% à la rotation et 20% au mouvement général; - de multiplexer plusieurs mobiles en activant l'un, puis l'autre, de régler le courant passant dans chaque bobine  In the case where there is a breadcrumb, the control of the switching of each coil indeed allows: - to grant a more or less long time to each coil, in order to optimize the forces available to provide either a general movement of the mobile, that is a torque around its axis. It may be preferable to grant 80% to the general movement and 20% to the rotation for the basic movements, whereas to screw an element, it will be necessary to apply 80% to the rotation and 20% to the general movement; - to multiplex several mobiles by activating one, then the other, to regulate the current passing in each coil

afin de définir un axe de champ résultant.  in order to define a resulting field axis.

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Dans le cas o le mobile n'a pas de fil d'Ariane, la commande de commutation doit s'effectuer à l'aide de codes  If the mobile does not have a breadcrumb trail, the switching command must be carried out using codes

envoyés à l'aide du champ H.F.sent using the H.F.

Ce système est avantageusement représenté à la figure  This system is advantageously shown in the figure

8.8.

Le système peut faire appel par exemple à 6 codes: 2 pour mettre "ON/OFF" le courant dans la première bobine, 2 pour mettre "ON/OFF" le courant dans la deuxième bobine, et  The system can use, for example, 6 codes: 2 to put "ON / OFF" the current in the first coil, 2 to put "ON / OFF" the current in the second coil, and

2 pour mettre "ON/OFF" le générateur H.F.  2 to set the H.F. generator to "ON / OFF"

Comme il a été décrit précédemment pour les dispositifs à une bobine, il est techniquement possible de combiner plusieurs fonctions (réception, générateur H.F.),  As described above for single coil devices, it is technically possible to combine several functions (reception, H.F. generator),

avec les 2 bobines émettrices principales.  with the 2 main transmitting coils.

Il est également possible de disposer seulement de ces 2 bobines pour piloter un mobile muni de fil d'Ariane, soit disposant d'un générateur H.F. pour le positionnement, soit récupérant et démodulant les 6 fréquences émises dans les 3 axes. Les deux méthodes de pilotage de la position angulaire de l'aimant et donc du mobile sont particulièrement destinées, d'une part à des applications médicales telles que notamment lorsqu'on utilise un scalpel en bout du mobile (toute rotation parasite de celui-ci peut conduire à des dommages conséquents sur les tissus) ou lorsqu'on utilise par exemple le mobile pour visser une sonde dans un tissu, d'autre part à des applications courantes telles que par exemple, un poisson dans un aquarium, un crayon  It is also possible to have only these 2 coils to control a mobile equipped with breadcrumb, either having a HF generator for positioning, or recovering and demodulating the 6 frequencies emitted in the 3 axes. The two methods of controlling the angular position of the magnet and therefore of the mobile are particularly intended, on the one hand for medical applications such as in particular when a scalpel is used at the end of the mobile (any parasitic rotation thereof can lead to significant damage to the tissue) or when, for example, the mobile is used to screw a probe into a tissue, on the other hand to common applications such as for example, a fish in an aquarium, a pencil

écrivant sur une feuille de papier...  writing on a sheet of paper ...

Il demeure bien entendu que la présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits et représentés ci-dessus, mais qu'elle en englobe toutes les variantes. Ainsi, le dispositif permet par exemple de déplacer un élément isolé et habillé d'éléments décoratifs, représentant par exemple un poisson dans un aquarium ou un composant associé à des éléments passifs: filet pour attraper un mobile, pointe pour percer une membrane, scalpel pour découper une tumeur, ou encore un appareil associé à des éléments actifs télécommandés soit par voie  It remains to be understood that the present invention is not limited to the exemplary embodiments described and shown above, but that it encompasses all variants thereof. Thus, the device makes it possible, for example, to move an isolated element dressed in decorative elements, representing for example a fish in an aquarium or a component associated with passive elements: net for catching a mobile, point for piercing a membrane, scalpel for cut a tumor, or a device associated with remote-controlled active elements either by

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mécanique à l'aide d'une liaison souple par fil, soit par voie optique ou plus généralement électromagnétique. Dans ce dernier cas, l'énergie de transmission peut être prélevée sur le champ électromagnétique oscillant chargé de maintenir l'outil en position.  mechanical using a flexible connection by wire, either optically or more generally electromagnetically. In the latter case, the transmission energy can be taken from the oscillating electromagnetic field responsible for holding the tool in position.

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Claims (12)

REVENDICATIONS 1 - Dispositif permettant de déplacer au moins un mobile à proximité d'une enceinte perméable aux champs magnétiques, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un mobile (M) possédant des propriétés électromagnétiques, placé au sein d'un volume baigné par le champ magnétique d'électroaimants disposés en périphérie de l'enceinte, par exemple (Xl, X2, Y1, Y2, Z1, Z2) assemblés par paires selon un système d'axes (x,x';y,y';z,z'), lesdits électroaimants (Xl, X2, Y1, Y2, Zl, Z2) étant associés à une pluralité de capteurs destinés à fournir des informations à un dispositif de commande et de pilotage des électroaimants permettant d'asservir la direction d'une part, et la  1 - Device for moving at least one mobile near an enclosure permeable to magnetic fields, characterized in that it comprises at least one mobile (M) having electromagnetic properties, placed within a volume bathed by the magnetic field of electromagnets arranged on the periphery of the enclosure, for example (Xl, X2, Y1, Y2, Z1, Z2) assembled in pairs according to a system of axes (x, x '; y, y'; z, z '), said electromagnets (Xl, X2, Y1, Y2, Zl, Z2) being associated with a plurality of sensors intended to supply information to a device for controlling and controlling the electromagnets making it possible to control the direction of a share, and the position dudit mobile dans l'espace d'autre part.  position of said mobile in space on the other hand. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque électroaimant (Xl, X2, Y1, Y2, Zl, Z2) est  2 - Device according to claim 1, characterized in that each electromagnet (Xl, X2, Y1, Y2, Zl, Z2) is constitué d'au moins une bobine.consisting of at least one coil. 3 - Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2,  3 - Device according to one of claims 1 or 2, caractérisé en ce que chacun des électroaimants (X1, X2, Yl, Y2, Z1, Z2) comporte au moins un capteur permettant de détecter l'annulation du courant traversant les conducteurs des bobines et donc l'annulation du champ magnétique, afin d'assurer à cet instant l'échantillonnage, par le dispositif de commande et de pilotage, de la valeur du  characterized in that each of the electromagnets (X1, X2, Yl, Y2, Z1, Z2) comprises at least one sensor making it possible to detect the cancellation of the current passing through the conductors of the coils and therefore the cancellation of the magnetic field, in order to ensure at this instant the sampling, by the command and control device, of the value of the champ magnétique issu du mobile (M).  magnetic field from the mobile (M). 4 - Dispositif selon l'une quelconque des  4 - Device according to any one of revendications précédentes, caractérisé en ce que le mobile  previous claims, characterized in that the mobile (M) formant aimant est associé à un circuit LC passif.  (M) forming a magnet is associated with a passive LC circuit. 5 - Dispositif selon l'une quelconque des  5 - Device according to any one of revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le mobile (M)  Claims 1 to 3, characterized in that the mobile (M) formant aimant est associé à un circuit LC actif.  forming a magnet is associated with an active LC circuit. 6 - Dispositif selon l'une quelconque des  6 - Device according to any one of revendications précédentes, caractérisé en ce que le mobile  previous claims, characterized in that the mobile (M) est alimenté par un champ haute fréquence qui est fourni par induction, l'axe de ce champ magnétique étant asservi à la position du mobile et selon une direction  (M) is powered by a high frequency field which is supplied by induction, the axis of this magnetic field being controlled by the position of the mobile and in a direction perpendiculaire à la bobine réceptrice de l'induction.  perpendicular to the induction coil. 27865772786577 7 - Dispositif selon l'une quelconque des  7 - Device according to any one of revendications précédentes, caractérisé en ce que le mobile  previous claims, characterized in that the mobile (M) est associé à un outil, qui est soit passif, soit piloté de l'extérieur par tout système de transmission, ce qui permet de déplacer l'ensemble au sein d'un volume. 8 - Dispositif selon l'une quelconque des  (M) is associated with a tool, which is either passive or controlled from the outside by any transmission system, which makes it possible to move the assembly within a volume. 8 - Device according to any one of revendications précédentes, caractérisé en ce que le mobile  previous claims, characterized in that the mobile (M) est réalisé dans un matériau magnétique sans  (M) is made of a magnetic material without aimantation rémanente.remanent magnetization. 9 - Dispositif selon l'une quelconque des  9 - Device according to any one of revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le mobile (M)  Claims 1 to 7, characterized in that the mobile (M) comporte au moins une bobine constituée de matériau  has at least one coil made of material conducteur ou supraconducteur.conductor or superconductor. - Dispositif selon l'une quelconque des  - Device according to any one of revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte des  Claims 1 to 9, characterized in that it includes moyens permettant de neutraliser temporairement ou définitivement ladite bobine, et éventuellement en outre  means for temporarily or permanently neutralizing said coil, and possibly additionally ledit circuit LC.said LC circuit. 11 - Dispositif selon l'une quelconque des  11 - Device according to any one of revendications précédentes, caractérisé en ce que le mobile  previous claims, characterized in that the mobile (M) est couplé à un moteur qui fait tourner le mobile (M) à une vitesse parfaitement connue, les électroaimants (Xl, X2, Y1, Y2, Z1, Z2) fournissant un champ de vecteurs tournant à la même vitesse angulaire que le mobile,  (M) is coupled to a motor which rotates the mobile (M) at a perfectly known speed, the electromagnets (Xl, X2, Y1, Y2, Z1, Z2) providing a vector field rotating at the same angular speed as the mobile, permettant ainsi d'asservir sa position angulaire.  thus allowing to control its angular position. 12 - Dispositif selon l'une quelconque des  12 - Device according to any one of revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le mobile (M)  Claims 1 to 7, characterized in that the mobile (M) est associé à au moins deux bobines d'axes perpendiculaires ou pseudo perpendiculaires et à un dispositif qui excite l'une et/ou l'autre de ces bobines, permettant de créer soit un champ tournant régulier, soit un champ bi stable selon deux axes perpendiculaires, soit un champ résultant  is associated with at least two coils of perpendicular or pseudo-perpendicular axes and with a device which excites one and / or the other of these coils, making it possible to create either a regular rotating field, or a stable field bi along two axes perpendicular, or a resulting field des champs élémentaires émis par chaque bobine.  elementary fields emitted by each coil. 13 - Outil coopérant avec un dispositif selon l'une  13 - Tool cooperating with a device according to one quelconque des revendications précédentes, caractérisé en  any of the preceding claims, characterized in ce qu'il permet de couper, exciter, chauffer ou refroidir,  what it allows to cut, excite, heat or cool, coudre, modifier, visualiser, palper la forme d'un organe.  sew, modify, visualize, palpate the shape of an organ. 21 278657721 2786577 14 - Porte sonde coopérant avec un dispositif selon  14 - Probe holder cooperating with a device according to l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en  any one of claims 1 to 12, characterized in ce qu'il permet de déplacer un mobile dans le corps humain, tel que notamment la mise en place d'une prothèse ou le dépôt d'une substance thérapeutique.  what it allows to move a mobile in the human body, such as in particular the installation of a prosthesis or the deposit of a therapeutic substance.
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