FR3065164A1 - Module d'entrainement d'organes medicaux souples allonges - Google Patents
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Abstract
Un module d'entraînement (16) d'organe médical souple allongé (15, 15', 15") comprend une base (13) et au moins un actionneur (26, 34, 60) comprenant une surface d'entraînement (25, 35, 66). L'actionneur (26, 34, 60) est plaçable dans une configuration d'entraînement dans laquelle ladite surface d'entraînement (25, 35, 66) dudit actionneur (26, 34, 60) est en prise avec l'organe médical souple allongé (15, 15', 15") à entraîner. L'actionneur comprend en outre une surface solidarisée à la base (13) et servant de référence fixe (27). La surface d'entraînement (25, 35, 60) dudit actionneur (26, 34, 60) est mobile par rapport à la base (13). Le module d'entraînement comprend en outre un organe de commande (11) adapté pour commander un déplacement par rapport à la base (13) de la surface d'entraînement (25, 35, 60) dudit actionneur (26, 34, 60) en configuration d'entraînement, entraînant ainsi l'organe médical souple allongé (15, 15', 15") par rapport à la base (13). L'actionneur (26, 34, 60) est formé par au moins un empilement (e) d'éléments (30), lesdits éléments (30) étant aptes à se déformer sous l'application d'un champ électrique.
Description
® RÉPUBLIQUE FRANÇAISE
INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE
COURBEVOIE © N° de publication :
(à n’utiliser que pour les commandes de reproduction)
©) N° d’enregistrement national
065 164
53322 © Int Cl8 : A 61 M25/01 (2017.01)
DEMANDE DE BREVET D'INVENTION
A1
©) Date de dépôt : 14.04.17. | (© Demandeur(s) : ROBOCATH Société par actions sim- |
(© Priorité : | pli fiée — FR. |
@ Inventeur(s) : FOURNIER BRUNO et BENCTEUX | |
PHILIPPE. | |
(43) Date de mise à la disposition du public de la | |
demande : 19.10.18 Bulletin 18/42. | |
©) Liste des documents cités dans le rapport de | |
recherche préliminaire : Se reporter à la fin du | |
présent fascicule | |
(© Références à d’autres documents nationaux | ©) Titulaire(s) : ROBOCATH Société par actions simpli- |
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©) Demande(s) d’extension : | © Mandataire(s) : CABINET PLASSERAUD. |
MODULE D'ENTRAINEMENT D'ORGANES MEDICAUX SOUPLES ALLONGES.
FR 3 065 164 - A1
Un module d'entraînement (16) d'organe médical souple allongé (15, 15', 15) comprend une base (13) et au moins un actionneur (26, 34, 60) comprenant une surface d'entraînement (25, 35, 66). L'actionneur (26, 34, 60) est plaçable dans une configuration d'entraînement dans laquelle ladite surface d'entraînement (25, 35, 66) dudit actionneur (26, 34, 60) est en prise avec l'organe médical souple allongé (15, 15', 15) à entraîner. L'actionneur comprend en outre une surface solidarisée à la base (13) et servant de référence fixe (27). La surface d'entraînement (25, 35, 60) dudit actionneur (26, 34, 60) est mobile par rapport à la base (13).
Le module d'entraînement comprend en outre un organe de commande (11) adapté pour commander un déplacement par rapport à la base (13) de la surface d'entraînement (25, 35, 60) dudit actionneur (26, 34, 60) en configuration d'entraînement, entraînant ainsi l'organe médical souple allongé (15, 15', 15) par rapport à la base (13). L'actionneur (26, 34, 60) est formé par au moins un empilement (e) d'éléments (30), lesdits éléments (30) étant aptes à se déformer sous l'application d'un champ électrique.
Module d’entraînement d’organes médicaux souples allongés [001] L’invention concerne le domaine des modules d’entraînement d’organes médicaux souples allongés.
[002] L’insertion manuelle d’un organe médical souple allongé 15, par exemple l’insertion d’un cathéter ou d’un guide, dans un patient est un acte chirurgical relativement classique. Toutefois, cet acte étant monitoré sous rayons X, le chirurgien en charge de cet acte est soumis à une irradiation conséquente s’il réalise une telle opération sur de nombreux patients.
[003]Afin de réduire les risques pour le chirurgien, on a tenté de robotiser une telle insertion. Cette robotisation est complexe, car la préhension de l’organe médical souple allongé 15 est difficile. Celui-ci doit en effet rester stérile. Par ailleurs, on veut pouvoir commander des mouvements de translation et de rotation alternatifs et/ou simultanés de l’organe médical souple allongé 15 (cathéter ou guide). La fiabilité de ces systèmes robotisés est un critère déterminant.
[004] Récemment, il a été proposé dans FR3022147 un module robotisé d’entraînement gérant à la fois la translation et la rotation d’un cathéter, ou d’un guide utilisable par exemple avec un cathéter de type à échange rapide (c’est-à-dire comprenant une ouverture latérale dans sa portion d’extrémité proximale au patient pour le passage du guide). Des actionneurs assurent la transmission d’un mouvement suivant trois directions X, Y et Z à des touches synchronisées permettant de transmettre un mouvement de translation, de rotation ou une combinaison des deux à l’organe médical souple allongé 15. Afin d’assurer la transmission de mouvements des actionneurs aux touches, on fait appel à des éléments mécaniques de transmission.
[005] Bien que cette configuration apporte toute satisfaction, on cherche toujours à miniaturiser et à simplifier un tel système robotisé. En effet, la miniaturisation d’un système robotisé permet, entre autres choses, d’offrir de plus en plus de fonctionnalités, et ainsi permettre la prise en charge de plus d’instruments différents.
[006] La présente invention vient améliorer la situation.
Selon un premier aspect, l’invention a pour objet module d’entraînement d’organe médical souple allongé comprenant :
-une base,
-au moins un actionneur comprenant une surface d’entraînement, ledit actionneur étant plaçable dans une configuration d’entraînement dans laquelle ladite surface d’entraînement dudit actionneur est en prise avec l’organe médical souple allongé à entraîner, ledit actionneur comprenant en outre une surface solidarisée à la base et servant de référence fixe, et la surface d’entraînement dudit actionneur étant mobile par rapport à la base,
-un organe de commande adapté pour commander un déplacement par rapport à la base de la surface d’entraînement dudit actionneur en configuration d’entraînement, entraînant ainsi l’organe médical souple allongé par rapport à la base, caractérisé en ce que l’actionneur est formé par au moins un empilement d’éléments, lesdits éléments étant aptes à se déformer sous l’application d’un champ électrique.
[007] Grâce à ces dispositions, la présente invention est susceptible de réduire le besoin en éléments mécaniques assurant la transmission du mouvement aux touches. Cela conduit à une simplification et une miniaturisation du système.
[008] D’autre part, un tel module est apte à prendre en charge les cathéters de type à échange rapide, aussi bien que les cathéters de type coaxiaux, [009] Selon une réalisation, l’actionneur est en outre plaçable dans une configuration libre dans laquelle la surface d’entraînement dudit actionneur n’est pas en prise avec l’organe médical souple allongé, [010] Selon une réalisation, un matériau formant lesdits éléments est apte à se déformer sous l’application d’un champ électrique, [011]Selon une réalisation, le déplacement par rapport à la base de la surface d’entraînement (de l’actionneur comprend une combinaison de :
-une translation de la surface d’entraînement de l’actionneur par rapport à la base selon une direction parallèle à la direction longitudinale X locale de l’organe médical souple allongé,
-une translation de la surface d’entraînement de l’actionneur par rapport à la base selon une direction Z transverse à la direction longitudinale X locale de l’organe médical souple allongé
-une translation de la surface d’entraînement de l’actionneur par rapport à la base selon une direction Y transverse à la direction longitudinale X locale de l’organe médical souple allongé, [012] Selon une réalisation, un ou deux membres de la combinaison sont nuis, [013]Selon une réalisation, la translation de la surface d’entraînement de l’actionneur par rapport à la base selon une direction Y transverse à la direction longitudinale X locale de l’organe médical souple allongé est adaptée pour permettre un roulement de l’organe médical souple allongé sur la surface d’entraînement de l’actionneur autour de la direction longitudinale X locale de l’organe médical souple allongé, [014]Selon une réalisation, durant la translation de la surface d’entraînement de l’actionneur selon l’une quelconque des directions X, Y et/ou Z, la surface d’entraînement conserve une orientation constante dans l’espace, [015] Selon une réalisation, l’actionneur comprend au moins huit empilements identiques d’éléments, [016] Selon une réalisation, un actionneur présente au moins six faces, dont au moins quatre faces longitudinales selon une direction longitudinale, et au moins deux faces transversales selon une direction transversale, [017]Selon une réalisation, au moins quatre empilements d’éléments accolés par l’une de leurs faces de plus grande longueur et selon une même polarité, chaque empilement d’éléments étant en contact avec au moins deux autres empilements d’éléments, forment un bloc, au moins deux blocs étant superposés par l’une de leurs faces de plus petite longueur pour former ledit actionneur, [018]Selon une réalisation, le déplacement de la surface d’entraînement de l’actionneur par rapport à la base selon la direction longitudinale X locale de l’organe médical souple allongé ou selon une direction Y transverse à ladite direction X se fait par l’application d’une même tension sur les éléments d’au moins un premier et un deuxième empilements accolés du premier bloc et sur les éléments d’au moins un troisième et un quatrième empilements accolés du deuxième bloc, lesdits troisième et quatrième empilements étant opposés diagonalement auxdits premier et deuxième empilements, [019]Selon une réalisation, les éléments des quatre autres empilements peuvent être soumis à une même tension, autre que celle appliquée auxdits éléments desdits premier, deuxième, troisième et quatrième empilements, [020]Selon une réalisation, pour un déplacement de la surface d’entraînement de l’actionneur par rapport à la base selon une direction longitudinale X locale de l’organe médical souple allongé, les empilements dont les éléments sont mis sous tension sont accolés selon ladite direction Y, [021]Selon une réalisation, pour un déplacement de la surface d’entraînement de l’actionneur par rapport à la base selon une direction Y transverse à ladite direction longitudinale X locale de l’organe médical souple allongé, les empilements dont les éléments sont mis sous tension sont accolés selon ladite direction X, [022]Selon une réalisation, le déplacement de la surface d’entraînement de l’actionneur par rapport à la base selon une direction longitudinale Z locale de l’organe médical souple allongé se fait par l’application d’une même tension sur les éléments de tous les empilements du premier bloc et d’une même tension sur les éléments de tous les empilements du deuxième bloc, la tension appliquée sur les éléments de tous les empilements du premier bloc pouvant être différente de la tension appliquée sur les éléments de tous les empilements du deuxième bloc, [023]Selon une réalisation, les empilements d’éléments sont amplifiés au moyen d’un système mécanique d’amplification, [024] Selon une réalisation, un actionneur est formé d’au moins trois empilements amplifiés caractérisé en ce que -un premier empilement amplifié d’éléments comprend, solidarisée à l’une de ses faces transversales, une surface d’entraînement,
-un deuxième empilement amplifié d’éléments est solidarisé au premier empilement amplifié; de sorte que la face transversale non solidarisée à la surface d’entraînement dudit premier empilement amplifié est dans l’alignement de la face longitudinale du deuxième empilement amplifié d’éléments, et
-un troisième empilement amplifié d’éléments muni d’une référence fixe en contact intime avec la base est solidarisé au deuxième empilement amplifié d’éléments de sorte que la face transversale non reliée au premier empilement amplifié est dans l’alignement d’une face longitudinale dudit troisième empilement amplifié d’éléments, [025]Selon une réalisation, le déplacement de la surface d’entraînement de l’actionneur par rapport à la base selon la direction longitudinale X locale de l’organe médical souple allongé se fait par l’application d’une même tension sur les éléments de l’empilement amplifié parallèle à la direction longitudinale X de l’organe médical souple allongé, [026]Selon une réalisation, le déplacement de la surface d’entraînement de l’actionneur par rapport à la base selon la direction Y se fait par l’application d’une même tension sur les éléments de l’empilement amplifié parallèle à la direction Y, [027]Selon une réalisation, le déplacement de la surface d’entraînement de l’actionneur par rapport à la base selon la direction Z se fait par l’application d’une même tension sur les éléments de l’empilement amplifié parallèle à la direction Z, [028] Selon une réalisation, l’actionneur comprend au moins six empilements identiques d’éléments, [029] Selon une réalisation, l’actionneur comprend :
-au moins six rotules agencées par paires disposées sur un cercle au niveau de la référence fixe, chaque rotule recevant une première extrémité d’un empilement, et
-au moins six autre rotules agencées par paires disposées sur un cercle au niveau de la touche, chaque rotule recevant une deuxième extrémité d’un empilement, [030]Selon une réalisation, les paires de rotules disposées sur un même cercle sont espacées les unes des autres d’un angle de 120°, et les paires de rotules sont agencées de sorte qu’une paire de rotules située au niveau de la référence fixe est décalée d’un arc de cercle de 60° par rapport à une paire de rotules située au niveau de la touche, [031] Selon une réalisation, l’actionneur est un premier actionneur, le module comprenant en outre :
-un deuxième actionneur comprenant une surface d’entraînement, ledit actionneur étant plaçable dans une configuration d’entraînement dans laquelle la surface d’entraînement de l’actionneur est en prise avec l’organe médical souple allongé à entraîner, ledit actionneur comprenant en outre une surface solidarisée à ladite base et servant de référence fixe pour le deuxième actionneur, et la surface d’entraînement dudit au moins un actionneur étant mobile par rapport à la base,
-un organe de commande adapté pour commander un déplacement par rapport à la base de la surface d’entraînement dudit actionneur en configuration d’entraînement, entraînant ainsi l’organe médical souple allongé par rapport à la base, [032] Selon une réalisation, le premier et le deuxième actionneurs forment ensemble une paire d’actionneurs, les actionneurs de la paire d’actionneurs étant disposés de part et d’autre de l’organe médical souple allongé, ledit deuxième actionneur présentant en outre toutes les caractéristiques décrites pour le premier actionneur, [033] Selon une réalisation, l’organe de commande est adapté pour commander les déplacements des surfaces d’entraînement de la paire d’actionneurs de manière synchronisée, [034] Selon une réalisation, l’organe de commande est adapté pour placer les surfaces de la paire d’actionneurs simultanément en configuration d’entraînement, [035] Selon une réalisation, lequel l’organe de commande est adapté pour placer les surfaces d’entraînement de la paire d’actionneurs simultanément en configuration libre, [036]Selon une réalisation, la base est une première base, la paire d’actionneurs est une première paire d’actionneurs, le module comprenant en outre :
-une deuxième base,
-une deuxième paire d’actionneurs comprenant chacun une surface d’entraînement, les surfaces d’entraînement de la deuxième paire d’actionneurs étant plaçables alternativement dans une configuration d’entraînement dans laquelle les surfaces d’entraînement des actionneurs de la deuxième paire d’actionneurs sont en prise avec l’organe médical souple allongé à entraîner et disposées de part et d’autre de celui-ci, et dans une configuration libre dans laquelle les surfaces d’entraînement des actionneurs de la deuxième paire d’actionneurs ne sont pas en prise avec l’organe médical souple allongé, les surfaces d’entraînement des actionneurs de la deuxième paire d’actionneurs étant mobiles par rapport à la deuxième base, l’organe de commande étant adapté pour commander de manière répétée un déplacement par rapport à la deuxième base des surfaces d’entraînement des actionneurs en configuration d’entraînement, entraînant ainsi l’organe médical souple allongé par rapport à la deuxième base, et un déplacement par rapport à la deuxième base des surfaces d’entraînement des actionneurs de la deuxième paire d’actionneurs en configuration sans entraîner l’organe médical souple allongé par rapport à la deuxième base, [037] Selon une réalisation, la première base et la deuxième base sont solidaires ou communes, [038] Selon une réalisation, l’organe de commande est adapté pour commander les déplacements des surfaces d’entraînement des actionneurs de la première paire et de la deuxième paire de manière synchronisée, [039]Selon une réalisation, l’organe de commande est adapté pour placer les surfaces d’entraînement des actionneurs de la première paire et de la deuxième paire simultanément en configuration d’entraînement, [040]Selon une réalisation, l’organe de commande est adapté pour placer les surfaces d’entraînement des actionneurs de la première paire et de la deuxième paire (simultanément en configuration libre, [041]Selon une réalisation, l’organe de commande est adapté pour placer simultanément les surfaces d’entraînement des actionneurs de la première paire et de la deuxième paire pour les unes en configuration d’entraînement et pour les autres en configuration libre, [042]Selon une réalisation, les actionneurs de la deuxième paire d’actionneurs présentent les caractéristiques décrites pour un actionneur, [043] Selon une réalisation, les actionneurs de la première paire sont reliés aux actionneurs de la deuxième paire de sorte que la référence fixe des actionneurs de la première paire soit en contact avec la référence fixe des actionneurs de la deuxième paire, et que les premiers empilements et les deuxième empilements des actionneurs de la première et de la deuxième paires soient respectivement parallèles entre eux, [044] Selon une réalisation, le module comprend en outre un boîtier recevant les actionneurs et comprenant une barrière stérile consommable à usage unique comprenant une portion d’attachement pour chaque actionneur et des portions souples entre deux portions d’attachement voisines, chaque actionneur étant attaché à une portion d’attachement de la barrière stérile, les surfaces d’entraînement étant en prise avec l’organe médical souple allongé par l’intermédiaire de ladite barrière stérile.
[045] On décrit maintenant brièvement les figures des dessins.
[046] La figure 1 est une vue schématique de côté d’une installation d’artériographie selon un mode de réalisation de l’invention, [047] La figure 2 est une vue du dessus d’une partie de la figure 1 [048] Les figures 3a à 3c sont des schémas illustratifs des modes de déplacement d’un organe médical souple à entraîner, [049] Les figures 4a à 4c sont une vue schématique de la déformation d’un cristal piézoélectrique soumis à un champ électrique, [050] Les figures 5a et 5b modélisent un empilement de cristaux piézoélectriques utilisé dans la présente invention, [051] La figure 6 est une vue schématique d’un actionneur utilisé dans un premier mode de réalisation, [052] Les figures 7a à 7d illustrent un déplacement de la touche des actionneurs selon une direction (Z) selon un premier mode de réalisation, [053] Les figures 8a-8c illustrent une mise en mouvement dans une direction pour une paire d’empilements, [054] Les figures 9a-9d illustrent un déplacement de la touche des actionneurs selon une direction (X) selon un premier mode de réalisation, [055] Les figures 10a-10d illustrent un déplacement de la touche des actionneurs selon une direction (Y) selon un premier mode de réalisation, [056] La figure 11 illustre une paire d’actionneurs selon un premier mode de réalisation et en configuration libre, [057] Les figures 12a à 12c illustrent la translation d’un organe médical souple allongé selon sa direction longitudinale (X) par une paire d’actionneurs selon un premier mode de réalisation de l’invention, [058] Les figures 13a à 13c illustrent la rotation d’un organe médical souple allongé autour de sa direction longitudinale (X) par une paire d’actionneurs selon un premier mode de réalisation de l’invention, [059] Les figures 14a à 14e illustrent la translation d’un organe médical souple allongé selon sa direction longitudinale (X) par un module d’entraînement selon un premier mode de réalisation de l’invention, [060] La figure 15 illustre une translation de l’organe médical souple allongé selon une direction Z, [061] Les figures 16a à 16c illustrent la rotation d’un organe médical souple allongé autour de sa direction longitudinale (X) par un module d’entraînement selon un premier mode de réalisation de l’invention, [062] Les figures 17a à 17c illustrent schématiquement un empilement de cristaux piézoélectriques amplifié selon un deuxième mode de réalisation de l’invention, [063] La figure 18 illustre schématiquement un module d’entraînement selon un deuxième mode de réalisation de l’invention, [064] Les figures 19a à 19g illustrent la translation d’un organe médical souple allongé selon sa direction longitudinale (X) par un module d’entraînement selon un deuxième mode de réalisation de l’invention, [065] Les figures 20a à 20i illustrent la rotation d’un organe médical souple allongé autour de sa direction longitudinale (X) par un module d’entraînement selon un deuxième mode de réalisation de l’invention, et [066] Les figures 21a et 21b illustrent un module robotisé comprenant un boîtier contenant un module d’entraînement selon le premier ou le deuxième mode de réalisation, [067] La figure 22 illustre un actionneur selon un troisième mode de réalisation, [068] Les figures 23a à 23c illustrent respectivement un déplacement de la touche d’un actionneur selon un axe (X), (Z) et (Y), [069] La figure 24 illustre un module d’entraînement comprenant une paire d’actionneurs selon un troisième mode de réalisation, [070] Les figures 25a à 25c illustrent la translation d’un organe médical souple allongé selon sa direction longitudinale (X) par un module d’entraînement comprenant une paire d’actionneurs selon un troisième mode de réalisation, [071] Les figures 26a à 26c illustrent la rotation d’un organe médical souple allongé autour de sa direction longitudinale (X) par un module d’entraînement comprenant une paire d’actionneurs selon un troisième mode de réalisation, [072] Les figures 27a à 27c illustrent la translation d’un organe médical souple allongé selon sa direction longitudinale (X) par un module d’entraînement comprenant deux paires d’actionneurs selon un troisième mode de réalisation, [073] Les figures 28a à 28c illustrent la rotation d’un organe médical souple allongé autour de sa direction longitudinale (X) par un module d’entraînement comprenant deux paires d’actionneurs selon un troisième mode de réalisation.
[074] Ci-après un exposé détaillé de plusieurs modes de réalisation de l’invention assorti d’exemples et de référence aux dessins. Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires.
[075] La figure 1 représente schématiquement une installation d’artériographie 1. L’installation d’artériographie 1 est divisée en deux endroits distincts, un poste d’opération 2 et un poste de commande 3. Le poste de commande 3 peut être distant, ou proche du poste d’opération 2, séparé de celle-ci par une simple paroi 4, par exemple un écran, mobile et/ou amovible, opaque aux rayons X. Les matériels du poste d’opération 2 et du poste de commande 3 sont reliés entre eux de manière fonctionnelle, par voie filaire, sans fil ou réseau.....
[076] Le poste d’opération 2 comprend une table d’opérations 5 recevant un patient 6. Le poste d’opération 2 peut également comprendre un imageur médical 7, notamment un imageur par rayons X, comprenant une source 8 et un détecteur 9 disposés de part et d’autre du patient, éventuellement mobiles par rapport au patient.
[077] L’installation d’artériographie 1 comprend un robot 10 disposé dans le poste d’opération 2.
[078] L’installation d’artériographie 1 comprend un poste de commande 11 disposé dans la salle de commande 3. Le poste de commande 11 est adapté pour commander à distance le robot 10. L’installation d’artériographie 1 peut également comprendre, disposée dans la salle de commande 3, une ou plusieurs commandes distantes 12 de l’imageur 7, communiquant avec l’imageur 7 pour commander celui-ci à distance. L’installation d’artériographie 1 peut également comprendre, disposé dans la salle de commande 3, un écran 13, communiquant avec l’imageur 7, pour visualiser en temps réel dans la salle de commande 3 les images acquises par l’imageur 7.
[079] Le robot 10 peut effectuer l’introduction d’un organe médical souple allongé 15 dans le corps d’un patient. A titre d’organe médical souple allongé 15, il peut par exemple s’agir d’un organe à introduire dans un canal d’un patient, et à déplacer dans ce canal, notamment une artère d’un patient, à travers un désilet ménageant une ouverture d’accès dans le patient. L’organe médical souple allongé 15 peut être notamment un cathéter. En variante, l’organe médical souple allongé 15 peut être un guide pour cathéter. Un guide est généralement de diamètre transversal inférieur à celui du cathéter, qui est généralement creux sur une portion proche du patient, voire sur la totalité de sa longueur, de sorte que le guide puisse se déplacer à l’intérieur de celui-ci, notamment à l’intérieur du corps du patient. Le guide peut également comprendre une extrémité recourbée, comme il sera décrit plus en détail ci-après.
[080] Le robot 10 peut comprendre un module d’entraînement 16 de l’organe médical souple allongé 15. Le module d’entraînement 16 est commandable à partir du poste de commande 11, notamment à partir d’un boîtier de commande 18, pour entraîner l’organe médical souple allongé 15 par rapport au patient selon au moins un degré de liberté, comme ce sera décrit en détails par la suite. Le module d’entraînement peut comprendre un boîtier de communication 17 servant à l’interface avec le poste de commande 11. Au besoin, le robot 10 peut comprendre un boîtier de commande 18 en local, destiné à commander le robot depuis le poste d’opération 2 si nécessaire.
[081] On notera d’ailleurs que toutes les commandes et les retours disponibles dans la salle de commande 3 peuvent être également disponibles dans le poste d’opération 2 en vue d’une opération en local, comme par exemple une commande 19 de l’imageur et un écran 20 permettant de visualiser les images acquises par l’imageur 7.
[082] L’organe médical souple allongé 15 creux peut être raccordé à un raccord 56 permettant l’injection d’un produit de contraste facilitant l’imagerie à l’intérieur de l’organe médical souple allongé 15. L’installation d’artériographie peut comprendre un injecteur 57 de produit de contraste raccordé au raccord 56, commandable par une commande 58 disposée dans la salle de commande 3. Une commande 59 de l’injecteur de produit de contraste peut également être présente en local dans la poste d’opération 2.
[083] Comme visible sur la figure 2, de manière purement illustrative, l’organe médical souple allongé 15, est par exemple un cathéter 15’ ou un guide 15”, simplement posé sur le patient, en attendant d’être introduit dans le corps du patient. Le module d’entraînement 16 peut être adapté pour l’entraînement du cathéter 15’ ou du guide 15”. Selon les applications, les modules d’entraînement du cathéter et du guide, peuvent être identiques ou différents. Ils peuvent être selon l’un des modes de réalisation présentés ci-dessous, si approprié.
[084] Dans ce qui suit, on utilisera la référence 15 pour désigner alternativement le guide 15”, le cathéter 15’, ou de manière générale un organe médical souple allongé 15 à introduire dans le corps d’un patient. Il peut par exemple s’agir d’un cathéter interventionnel. Un tel cathéter interventionnel peut être de diamètre inférieur au cathéter, de manière à être guidé à l’intérieur de celui-ci, coaxialement à l’intérieur du patient, et être creux de manière à être guidé sur le guide à l’intérieur du patient.
[085] La figure 3a représente les divers degrés de liberté envisageables avec le présent système. On visualise le guide 15” avec son extrémité avant 15”a légèrement courbée par rapport à la direction longitudinale principale du guide, et débouchant par l’extrémité avant 15’a du cathéter 15’. Le cathéter 15’ peut être soumis à deux mouvements distincts :
- Une translation selon sa direction longitudinale,
- Une rotation autour de sa direction longitudinale.
[086] Ces mouvements peuvent être générés dans un sens ou dans l’autre. Le cas échéant, le cathéter 15’ peut être soumis à un mouvement combiné des deux mouvements simples décrits ci-dessus. Le cas échéant, le cathéter 15’ peut être soumis à deux mouvements combinés des deux mouvements simples décrits ci-dessus, selon des combinaisons différentes.
[087] Ce qui a été décrit ci-dessus concernant le cathéter 15’ s’applique également au guide 15”. Dans certains cas, le cathéter 15’ est lui-même pourvu d’une extrémité courbe, soit pour permettre la navigation sur le même principe qu’un guide 15”, soit pour faciliter le positionnement dans une zone anatomique présentant une courbure particulière.
[088] Sur la figure 3b, on a représenté une artère 21 d’un patient comprenant un tronc principal 22 et deux branches 23a, 23b débouchant sur le tronc principal. La figure 3b illustre le déplacement d’un organe médical souple allongé 15 (ici un guide 15”) selon une translation entre une position reculée représentée en pointillés et une position avancée représentée en traits pleins. Sur la figure 3c, dans la même artère, on a représenté une rotation de l’organe médical souple allongé 15 entre une première position, représenté en pointillés, où l’organe médical souple allongé est prêt à être soumis à une translation en direction de la branche 23a, et une deuxième position, représentée en traits pleins, où l’organe médical souple allongé 15 est prêt à être soumis à une translation en direction de la branche 23b. L’organe médical souple allongé 15 peut être entraîné selon le ou les déplacements décrits ci-dessus par des actionneurs 26, 34. Les actionneurs 26, 34 peuvent être agencés par paires.
[089] Les actionneurs 26, 34 utilisés dans le module d’entraînement comprennent des actionneurs. Plus précisément, un actionneur 26, 34 comprend par exemple une pluralité d’éléments 30. L’élément 30 est déformable sous l’application d’une tension électrique, par exemple par un générateur 32. Comme représenté sur les figures 4a à 4c, l’application d’une tension positive à l’élément 30 peut permettre d’augmenter la longueur de cet élément, tandis qu’une tension négative peut permettre de réduire la longueur de l’élément 30. La tension appliquée est continue et peut être au choix positive, négative ou nulle. La valeur de la tension délivrée par le générateur 32 dépend d’une commande envoyée par l’organe de commande 11.
[090] La déformation de l’élément est obtenue selon une direction qui correspond à sa direction dans l’espace. L’élément 30 est un cristal piézoélectrique.
[091]Toutefois, les élongations obtenues peuvent être assez faibles ; elles peuvent être de l’ordre de quelques microns à quelques dizaines de microns. Afin d’augmenter ce chiffre, on utilise un empilement d’éléments, comme illustré figure 5a.
[092] Par ellipse, un empilement d’éléments est parfois appelé « empilement », Un empilement a pour référence générale « e ».
[093] En appliquant une tension à chaque élément 30 de cet empilement e1 - e8, les élongations obtenues peuvent atteindre plusieurs dixièmes de millimètres, selon le nombre d’éléments empilés. Afin d’obtenir l’élongation, ou le raccourcissement, d’un empilement e1 - e8, chaque élément 30 a ses deux faces recouvertes d’une couche conductrice 31, reliée à un générateur, par exemple un générateur de tension 32, qui applique une tension à l’élément 30. Chaque élément 30 est par exemple soumis à une même tension pour permettre la déformation de l’empilement. Les éléments 30 peuvent être séparés les uns des autres par une couche isolante 33.
[094] Par souci de clarté, les empilements e1 - e8 d’éléments 30 tels que décrits ci-dessus sont représentés sous une forme simplifiée sur les figures, par exemple sous la forme d’un rectangle ou d’un pavé selon l’angle de vue (figure 5b).
[095] En référence à la figure 6, les actionneurs 26 peuvent comprendre au moins huit empilements e1 - e8 d’éléments 30, par exemple d’un premier bloc 29 de deux paires d’empilements e1 - e8 d’éléments 30 accolées deux à deux par une de leur face de plus grande longueur, et d’un deuxième bloc 29 de deux autres paires d’empilements e1 - e8 d’éléments 30 accolées de la même manière, le premier et le deuxième blocs 29 étant empilés l’un sur l’autre par l’une de leur face de plus petite longueur. Par souci de clarté, des références « e1 » à « e8 » ont été données à chaque empilement formant un actionneur, comme illustré sur la figure 6.
[096] Un premier bloc 29 comprend une première paire d’empilements e1-e2 accolés par l’une de leurs faces de plus grande longueur selon une direction X, et une deuxième paire d’empilements e5-e6 accolés de la même manière. Les deux paires d’empilements e1-e2 et e5-e6 sont accolées deux à deux par une de leur face de plus grande longueur selon une direction Y, de sorte que la paire d’empilements e1-e2 soit au premier plan, et que e1 et e5 et e2 et e6 soient respectivement accolés deux à deux.
[097] Un deuxième bloc 29 comprend ensuite une première paire d’empilements e3-e4 accolés par l’une de leurs faces de plus grande longueur selon une direction X, et une deuxième paire d’empilements e7-e8 accolés de la même manière. Les deux paires d’empilements e3-e4 et e7-e8 sont accolées deux à deux par une de leur face de plus grande longueur selon une direction Y, de sorte que la paire d’empilements e3-e4 soit au premier plan, et que e3 et e7 et e4 et e8 soient respectivement accolés deux à deux.
[098] Puis, le premier et le deuxième blocs 9 sont accolés selon un axe Z, de sorte que le premier bloc 29 soit audessus du deuxième bloc 29, et que les empilement e1 et e3, e2 et e4, e5 et e7, e6 et e8 soient respectivement côte à côte.
[099] Le fonctionnement des actionneurs est décrit plus en détails ci-après.
[0100] On peut définir une direction longitudinale, propre à chaque actionneur 26, parallèle aux faces de plus grande longueur de l’actionneur.
[0101] Selon un exemple de réalisation, les actionneurs 26 peuvent présenter six faces, une première et une deuxième faces de surfaces carrées, appelées par exemple « faces transversales 38» et quatre faces de plus grande longueur, appelées « faces longitudinales 39». Une première face transversale 38 peut être la face de référence, c’est-à-dire qu’elle est une référence fixe 27 de l’actionneur. La deuxième face transversale peut être solidarisée à une touche 24, sensiblement plane, de forme générale carrée. La surface libre de la touche 24 forme une surface d’entraînement de l’actionneur 25.
[0102] Dans la suite de la description et des figures, dans un but de simplifier et sans limitation aucune, on considérera que la tension est directement appliquée sur un empilement d’éléments, et non sur chaque élément d’un empilement.
[0103] En référence aux figures 7a à 7c, on décrit un actionneur 26 dont la touche 24 est mise en mouvement selon une unique direction Z. Pour une mise en mouvement de la touche 24 selon une direction Z, on applique une tension positive ou négative à chaque empilement e1 à e8, ces mises en mouvement étant respectivement illustrées sur les figures 7a et 7b. Il existe une pluralité de combinaisons possibles pour mettre en mouvements la touche dans une direction Z. Par exemple, comme illustré sur les figures 7c et 7d, on peut choisir de n’appliquer qu’une tension positive sur l’ensemble des empilements d’éléments formant un des deux blocs 29 de l’actionneur 26. L’application d’une tension positive ou négative sur un empilement e1 - e8 est représentée par un signe « + » pour tension positive et un signe « - » pour une tension négative sur l’empilement en question. Une absence de signe « + » ou « - » signifie que l’empilement n’est soumis à aucune tension électrique. La configuration où aucun empilement e1 - e8 n’est soumis à une tension est représentée figure 7d.
[0104] L’application d’une tension négative sur l’un des empilements piézoélectriques entraîne un raccourcissement dudit empilement selon sa direction Z, tandis que l’application d’une tension positive sur le même empilement entraine une élongation de l’empilement selon la direction Z.
[0105] On fait maintenant référence aux figures 8a à 8d. Pour obtenir une mise en mouvement de la touche selon une des deux directions X ou Y, il est nécessaire de jouer sur l’élongation ou le raccourcissement de l’empilement soumis à une tension. Ainsi, si l’on prend par exemple deux empilements accolés par l’une de leurs faces de plus grande longueur, et qu’on applique une tension, positive ou négative, à l’un des deux empilements, l’ensemble se courbe. Par exemple, si on applique une tension positive à un empilement, l’ensemble se courbe du côté de l’empilement non soumis à une tension. D’une manière générale si on applique deux tensions différentes sur les deux empilements, ces tensions pouvant être indépendamment positives ou négatives ou nulles (deux tensions positives ou deux tensions négatives ou une tension positive et une tension négative), l’ensemble se courbe du côté de l’empilement soumis à la tension la plus faible en valeur algébrique.
[0106] Ainsi, le mouvement induit par la mise en tension d’un empilement d’une paire d’empilements peut servir de « doigt » pouvant faire avancer un élément en translation, par une combinaison de tensions appliquées sur un des deux éléments. La direction selon laquelle les empilements sont accolés détermine la direction de la mise en mouvement de la touche.
[0107] Par exemple, deux empilements accolés selon une direction X engendrent un mouvement de la touche selon une direction X, tandis que deux empilements accolés selon une direction Y engendrent un mouvement de la touche selon une direction Y. Les figures 9a à 9d illustrent une mise en mouvement de la touche selon une direction X.
[0108] Afin de pouvoir mettre en mouvement la touche dans les trois directions X, Y et Z, on accole quatre empilements par l’une de leurs faces de plus grande longueur, de sorte que chaque empilement soit accolé à deux empilements. On a alors un bloc 29, tel que décrit plus haut. La mise en mouvement de la touche selon la direction X se fait pas l’application d’une même tension sur les deux empilements accolés selon l’axe X, la mise en mouvement de la touche selon la direction Y se fait pas l’application d’une même tension sur deux empilements accolés selon l’axe Y, et la mise en mouvement de la touche selon la direction Z se fait pas l’application d’une même tension sur tous les empilements [0109] Toutefois, avec l’agencement qui vient d’être décrit, la touche ne conserve pas une orientation constante dans l’espace. Afin d’obtenir cette orientation constante, on assemble deux blocs l’un au-dessus de l’autre. La symétrie diagonale entre le bloc supérieur et le bloc inférieur permet de mettre en mouvement la touche et de conserver son horizontalité.
[0110] On décrit plus précisément un actionneur 26 mis en mouvement selon une direction X. Pour une mise en mouvement de la touche 24 selon une direction X, une même tension est par exemple appliquée à quatre des empilements, comme illustré sur les figures 9a à 9d. Plus précisément, une tension positive ou négative est appliquée à une première paire d’empilements e1 - e8, les paires étant accolées suivant une direction Y. La même tension est appliquée à une deuxième paire d’empilements e1 - e8, les paires étant accolées suivant une même direction Y, et les deux paires d’empilements étant diagonalement opposées. Les deux paires d’empilements sur lesquelles une tension est appliquée sont choisies selon le sens de la direction voulue. En suivant les exemples non limitatifs illustrés figures 9a et 9b, en appliquant une tension positive (ou négative) aux paires e2-e6 et e3-e7 on obtient un déplacement de la touche par rapport à la face de référence de l’actionneur dans un sens d’une direction X. De même, suivant les exemples non limitatifs des figures 9c et 9d, en appliquant une tension positive (ou négative) aux paires e1-e5 et e4-e8, on obtient un déplacement de la touche par rapport à la face de référence de l’actionneur dans un autre sens d’une direction X.
[0111] On décrit maintenant un actionneur 26 mis en mouvement selon une direction Y. Pour une mise en mouvement de la touche 24 selon une direction Y, une tension est par exemple appliquée à quatre des empilements e1 - e8, comme illustrés sur les figures 10a à 10b. Plus précisément, une tension est appliquée à une première paire d’empilements e1 - e8, les paires étant accolées suivant une direction X, la même tension étant appliquée à une deuxième paire d’empilements, les paires étant accolées suivant une même direction X, les deux paires étant diagonalement opposées. Les deux paires d’empilements p sur lesquelles une tension est appliquée sont choisies selon le sens de la direction voulue. En suivant les exemples non limitatifs illustrés figures 10a et 10b, en appliquant une tension positive (ou négative) aux paires e1-e2 et e5-e6 on obtient un déplacement de la touche par rapport à la face de référence de l’actionneur dans un sens d’une direction Y. De même, suivant les exemples non limitatifs illustrés sur les figures 10c et 10d, en appliquant une tension positive (ou négative) aux paires e3-e4 et e7-e8, on obtient un déplacement de la touche par rapport à la face de référence de l’actionneur dans un autre sens d’une direction Y.
[0112] On a ainsi présenté une touche 24 pouvant être mise en mouvement selon trois directions indépendantes de l’espace, X, Y et Z. Par ailleurs, les touches 24 des actionneurs 26 conservent une orientation constante dans l’espace.
[0113] Le tableau représenté ci-dessous présente les valeurs de tensions appliquées pour certaines mises en mouvement selon une direction X, Y ou Z.
Direction du mouvement | e1 | e2 | e3 | e4 | e5 | e6 | e7 | e8 | Figure |
X | 0 | + | + | 0 | 0 | + | + | 0 | 8A |
Y | + | + | 0 | 0 | 0 | 0 | + | + | 9A |
7B [0114] II va de soi que les valeurs reproduites dans le tableau ci-avant ne sont aucunement limitatives, d’autres valeurs de tension peuvent être appliquées sur les empilements e1 - e8. Par exemple, des tensions négatives peuvent être appliquées là où des tensions positives sont appliquées, engendrant ainsi un mouvement selon la même direction, dans une direction opposée.
[0115] D’une manière plus générale, il est possible d’appliquer une tension V+ aux cases du tableau marquées « + », Vo dans les cases marquées « 0 » et V. dans les cases marquées « - », les trois tensions pouvant être de signe quelconque mais vérifiant V. < Vo < V+. Cette caractéristique s’applique dans la suite de la description.
[0116] D’autre part, par combinaison linéaire des tensions appliquées, il est possible d’obtenir des mouvements combinés simultanément sur les trois directions X, Y et Z.
[0117] Sur la figure 11, on a représenté un module d’entraînement 16 selon un mode de réalisation. Le module d’entraînement 16 comprend un premier et un deuxième actionneurs 26, formant ensemble une paire d’actionneurs 40 qui coopèrent ensemble pour générer un mouvement de l’organe médical souple allongé 15 par rapporté la base 13. Le deuxième actionneur 26 comprend aussi une touche 24, qui peut être mobile par rapport à la référence fixe 27 de l’actionneur 26. Ce module d’entraînement 16 est adapté pour entraîner un organe médical souple allongé 15 s’étendant selon une direction X, appelée « direction longitudinale X».
[0118] On peut également définir une direction Z, perpendiculaire à la direction X, et correspondant à la direction longitudinale locale des actionneurs 26. On définit également une direction Y, perpendiculaire aux directions X et Z. Ce système de directions est utilisé dans tout le reste de la description.
[0119] Le module d’entraînement 16 comprend une base 13 et au moins un actionneur 26 comprenant une touche 24, dont la touche 24 est mobile par rapport à la référence fixe 27 de l’actionneur 26. La référence fixe 27 de l’actionneur 26 est par exemple solidarisée à la base 13 qui forme ainsi la référence fixe du module d’entraînement 16.
[0120] Les premier et deuxième actionneurs 26 sont appariés pour des mouvements simultanés. Par exemple, les premier et deuxième actionneurs 26 peuvent être commandés individuellement l’un de l’autre, mais selon des commandes respectives synchronisées. Chaque actionneur 26 comprend donc une touche 24 respectivement. L’organe médical souple allongé 15 est disposé entre les touches 24 d’une même paire d’actionneurs 40. Pour fixer les idées, les touches 24 sont espacées l’une de l’autre selon la direction Z.
[0121] La paire d’actionneurs 40 peut être placée dans une configuration libre, représentée figure 11, dans laquelle les surfaces d’entraînement 25 des touches 24 des actionneurs 26 de la paire d’actionneurs 40 ne sont pas en prise avec l’organe médical souple allongé 15.
[0122] On peut par exemple imaginer qu’en configuration libre, la tension appliquée est nulle. Etant donné que la configuration libre correspond à l’état d’attente de chargement, l’actionneur peut rester en configuration libre un certain temps et il est donc préférable que cela corresponde à une tension nulle pour des raisons de consommation électrique et de surchauffe des actionneurs. Toutefois, la tension appliquée sur les actionneurs en configuration libre peut prendre n’importe quelle autre valeur.
[0123] La paire d’actionneurs 26 est plaçable dans une configuration d’entraînement des actionneurs 26 de la paire d’actionneurs 40 dans laquelle les surfaces d’entraînement 25 des touches 24 des actionneurs 26 sont en prise avec l’organe médical souple allongé 15 à entraîner.
[0124] Pour placer la paire d’actionneurs 40 alternativement en configuration libre ou en configuration d’entraînement, on peut commander un déplacement relatif des touches 24 des actionneurs 26 de la paire d’actionneurs 40 l’une vers l’autre. Ce déplacement peut par exemple être le déplacement de la touche 24 d’un actionneur par rapport à la base 13, l’autre restant fixe. En variante, les touches 24 des deux actionneurs 26 de la paire d’actionneurs peuvent se déplacer l’une vers l’autre par rapport à la base 13.
[0125] Dans la suite de la description, on décrira des «touches mobiles des organes d’entraînement» par rapport à la base fixe, 13 les touches décrivant un mouvement par rapport à cette base du fait de l’élongation ou du raccourcissement des actionneurs 26, selon la tension appliquée aux empilements e1-e8 d’éléments 30. En outre, on entendra par « configuration d’entraînement » une configuration de la paire d’actionneurs 40 dans laquelle les surfaces d’entraînement 25 des touches 24 de la paire d’actionneurs 40 sont en contact avec l’organe médical souple allongé 15, et par «configuration libre» une configuration de la paire d’actionneurs 40 dans laquelle les surfaces d’entraînement 25 des touches 24 de la paire d’actionneurs 4 ne sont pas en contact avec l’organe médical souple allongé 15.
[0126] Un exemple est décrit plus en détail ci-après en relation avec les figures 12a à 12c. Cet exemple décrit la génération d’un mouvement de translation de l’organe médical souple allongé 15 selon sa direction longitudinale X.
[0127] La position de départ, représentée à la figure 12a, correspond à celle de la figure 10 décrite ci-dessus. Dans un premier temps, on passe de la configuration libre représentée sur la figure 12a à une configuration d’entraînement représentée sur la figure 12b. Selon l’exemple, ce passage se fait par l’application d’une tension permettant un mouvement des touches 24 de la paire d’actionneurs 40 selon deux directions X et Z, le mouvement se faisant dans un même sens pour la direction X et dans un sens opposé dans la direction Z. Afin de permettre ce passage, on applique une tension permettant la translation selon deux directions X et Z. Puis, on génère un déplacement simultané des touches selon la direction longitudinale X selon un deuxième sens, ce qui génère un mouvement identique de l’organe médical souple allongé 15 (figure 12c). La combinaison de ces mouvements est telle que décrite plus haut, notamment en regard des figures 8a à 8d.
[0128] On passe enfin de la configuration illustré figure 12c, à la configuration représentée figure 12a, par l’application de tensions correspondant aux tensions de la position de départ.
[0129] On peut répéter les étapes ci-dessus de manière commandée cyclique pour générer une translation de l’organe médical souple allongé 15 selon une course longue (par exemple de l’ordre de plusieurs mètres) selon la direction longitudinale X dans le premier sens.
[0130] Le déplacement de l’organe médical souple allongé 15 selon une course longue selon la direction longitudinale X dans le deuxième sens peut se faire par une suite d’opérations opposées de celle qui vient d’être décrite.
[0131] Un exemple décrivant la génération d’un mouvement de rotation de l’organe médical souple allongé 15 autour de sa direction longitudinale X est décrit en référence aux figures 13a à 13c.
[0132] La position de départ, représentée à la figure 13a, correspond à celle de la figure 10 ou 12a décrite cidessus. Dans un premier temps, on passe de la configuration libre représentée sur la figure 13a à une configuration d’entraînement représentée sur la figure 13b. Selon l’exemple, ce passage se fait par l’application d’une tension permettant un mouvement des touches de la paire d’actionneurs selon deux directions Y et Z, le mouvement se faisant dans un même sens pour la direction Y et dans un sens opposé dans la direction Z. Afin de permettre ce passage, on applique une tension permettant la translation selon deux directions Y et Z, tel que décrit ci-dessus et illustré sur les figures 9a à 9d.
[0133] En configuration d’entraînement, on génère un déplacement simultané en sens opposé des touches 24 selon une direction Y transversale à la direction longitudinale X, différente de la direction Z, en ce qui génère un mouvement de rotation de l’organe médical souple allongé 15 (figure 13c) autour de la direction longitudinale X. En particulier, l’organe médical souple allongé 15 roule, de préférence sans glissement, sur les surfaces d’entraînement 25 des touches 24. En variante, on pourrait déplacer une seule des deux touches 24, l’autre restant fixe.
[0134] On passe enfin de la configuration illustré figure 13c, à la configuration représentée figure 13a, par l’application de tensions correspondant aux tensions de la position de départ.
[0135] On peut répéter les étapes ci-dessus de manière commandée cyclique pour générer une rotation de l’organe médical souple allongé 15 selon une course longue (par exemple plusieurs fois 360°) autour de la direction longitudinale X dans un premier sens de rotation.
[0136] Le déplacement de l’organe médical souple allongé 15 selon une course longue autour de la direction longitudinale X dans le deuxième sens de rotation opposé au premier peut se faire par une suite d’opérations opposées de celle qui vient d’être décrite.
[0137] En variante, on peut prévoir plusieurs paires d’actionneurs 40. Par exemple, à titre descriptif, on peut prévoir deux paires d’actionneurs 40, 40’. Les deuxièmes actionneurs 26 de la deuxième paire 40’ peuvent être similaires à ceux de la première paire 26, et en particulier comprendre des touches 24 comprenant des surfaces d’entraînement 25, et être actionnés depuis le poste de commande 11 distant, voire le boîtier de commande 18 local selon les mises en œuvre similaires à celles de la première paire d’actionneurs 40. La première paire 40 et la deuxième paire d’actionneurs 40’ peuvent être décalées l’une par rapport à l’autre selon la direction longitudinale X de l’organe médical souple allongé 15. Selon un premier exemple, les deux paires peuvent être prévues coplanaires dans leur configuration libre. C’est-à-dire qu’elles peuvent être prévues vis-à-vis d’une base 13 commune aux deux paires 40, 40’. En variantes, les bases 13 de chaque paire 40, 40’ peuvent être indépendantes, voire non coplanaires.
[0138] Les actionnements des deux paires 40, 40’ peuvent être synchronisés. Par exemple, les actionnements des deux paires 40, 40’ peuvent générer des mouvements identiques simultanés des deux paires 40, 40’. En variante, les deux paires 40, 40’ peuvent être actionnés de manière synchronisée pour générer des mouvements décalés en phase. C’est-à-dire qu’une première paire 40, 40’ peut être en configuration d’entraînement pendant qu’une autre paire 40, 40’ est en configuration libre, et vice-versa. Par exemple, il y a toujours au moins une paire 40, 40’ en configuration d’entraînement. A chaque moment donné, il peut s’agir de la première, de la deuxième, voire des deux en même temps. Une telle configuration permet d’améliorer le maintien de l’organe médical souple allongé 15. Notamment quand l’organe médical souple allongé 15 est déplacé en frottant contre une zone anatomique du patient, il faut pouvoir assurer un maintien suffisant de celui-ci pour vaincre la résistance locale au déplacement. Ceci est rendu d’autant plus difficile quand l’organe médical souple allongé 15 est glissant, par exemple du fait de son maintien dans une solution.
[0139] Un exemple est donné à titre illustratif sur les figures 14a à 14e pour un mode d’entraînement de l’organe médical souple allongé 15 en translation dans la direction de la direction longitudinale X. Le mouvement de la première paire 40, représenté aux figures 14a à 14d a déjà été décrit ci-dessus en relation avec les figures 12a à 12c.
[0140] Les figures 14d à 14f représentent les déplacements de la deuxième paire au cours d’un cycle. Ces déplacements sont, dans cet exemple, déphasés par rapport à ceux de la première paire 40, la position illustrée sur la figure 14d pour la deuxième paire 40’ correspondant à celle de la figure 14b pour la première paire, et ainsi de suite.
[0141] Les deux paires 40, 40’ sont espacées de manière à éviter toute collision. A titre illustratif, la figure 14a peut représenter un état initial dans lequel les touches des deux paires 40, 40’ se situent à distance de l’organe médical souple allongé 15.
[0142] Lors de la mise en route du système, la première paire 40 sera commandée puis, de manière déphasée, la deuxième paire 40’. Cette mise en oeuvre s’applique pour d’autres mouvements que la translation. Cette mise en oeuvre s’applique pour plus de deux paires. Dans ce cas, les paires sont, le cas échéant, toutes déphasées les unes par rapport aux autres, ou certaines paires peuvent être en phase les unes avec les autres.
[0143] Le déphasage des paires permet d’assurer constamment un contact de l’une des deux paires 40, 40’ avec l’organe médical souple allongé 15, afin de bloquer un avancement incontrôlé dudit organe médical souple allongé 15.
[0144] La figure 15 illustre une autre mise en mouvement possible de l’organe médical souple allongé. Dans cette configuration, l’organe médical souple allongé 15 subit une translation selon sa direction Z par un actionneur 26 de la paires d’actionneurs 40, 40’.
[0145] Les figures 16a à 16c illustrent une rotation de l’organe médical souple allongé 15 autour de la direction longitudinale X. Cette rotation est en fait effectuée par une translation des actionneurs dans les directions Z et Y. Sur les figures 16a à 16c, une paire d’actionneurs 40, 40’ se trouve en premier plan, la paire d’actionneurs 40, 40’ en arrière-plan est représentée en pointillées.
[0146] La mise en oeuvre du mouvement de rotation de l’organe médical souple allongé 15 autour de la direction X de chacune des paires d’actionneurs 40, 40’ a été décrite en référence aux figures 13a à 13c.
[0147] Lors de la mise en route du système, la première paire 40 sera commandée puis, de manière déphasée, la deuxième paire 40’. Cette mise en oeuvre s’applique pour d’autres mouvements que la translation. Cette mise en oeuvre s’applique pour plus de deux paires. Dans ce cas, les paires sont, le cas échéants, toutes déphasées les unes par rapport aux autres, ou certaines paires peuvent être en phase les unes avec les autres.
[0148] Le déphasage des paires permet d’assurer constamment un contact de l’une des deux paires avec l’organe médical souple allongé 15, afin de bloquer une rotation incontrôlée dudit organe médical souple allongé 15.
[0149] Sur les figures 17a à 20i, on a représenté un module d’entraînement selon un deuxième mode de réalisation.
[0150] Plus précisément, comme illustré sur la figure 17a, dans ce deuxième mode de réalisation, chaque empilement, tel que décrit plus haut, est couplé à un système mécanique 41. On parle alors d’empilement amplifié e21 - e25. Ce système permet d’atteindre des élongations plus importantes qu’avec un empilement d’éléments non amplifié, par exemple de l’ordre de plusieurs dixièmes de millimètres.
[0151] Le système mécanique 41 d’amplification des empilements d’éléments amplifiés e21 - e25 utilisé est par exemple un système de forme globalement elliptique, encadrant un empilement e21 - e25 d’éléments. Le système mécanique 41 est solidarisé aux deux extrémités de l’empilement e21 - e25. L’amplification est par exemple basée sur un principe de flexion et d’extension élastique du système mécanique 41.
[0152] Le système mécanique 41 permet en outre d’inverser le phénomène d’élongation. Comme illustré sur les figures 17b et 17c, le système mécanique 41 inverse le phénomène de déformation. Quand l’empilement amplifié e21 - e25 est soumis à une tension positive et qu’il s’allonge selon une direction longitudinale, la longueur transversale de l’empilement amplifié e21 - e25 diminue. Et inversement, lorsque l’empilement amplifié e21 - e25 est soumis à une pression négative, et qu’il raccourcit selon sa direction longitudinale, sa longueur transversale s’allonge. Cette caractéristique est utilisée dans ce deuxième mode de réalisation de l’invention.
[0153] Par souci de clarté, les empilements d’éléments amplifiés e21 - e25 tels que décrits ci-dessus sont représentés sous une forme simplifiée sur les figures, par exemple sous la forme d’un rectangle ou d’un pavé selon l’angle de vue.
[0154] Afin d’obtenir un actionneur 34 selon un deuxième mode de réalisation de l’invention, cinq empilements amplifiés e21 - e25 sont combinés. Chaque empilement amplifié e21 - e25 est solidarisé à au moins un autre empilement amplifié e21 - e25. Plus précisément, un premier empilement amplifié e21 comprend, solidarisé à l’une de ses deux faces transversales, plus précisément au niveau d’une surface de contact 59 de l’empilement amplifié, une touche 36, telle que déjà décrite. La touche possède une surface d’entraînement 35, en contact avec l’organe médical souple allongé à entraîner. La touche est par exemple solidarisée au système mécanique 41.
[0155] Par souci de clarté, et pour différencier les actionneurs obtenus avec des empilements amplifiés, on utilisera le terme « actionneur amplifié 34 » dans la suite de la description.
[0156] Ce mode de réalisation n’est pas limitatif. On peut par exemple coupler plusieurs empilements amplifiés selon la même orientation et dans la même direction de façon à augmenter le déplacement total de l’actionneur amplifié.
[0157] Puis, un deuxième empilement amplifié e22 est solidarisé, par l’une de ses extrémités longitudinales, au premier empilement amplifié e21, au niveau de l’une de ses faces longitudinales. Plus précisément, la face transversale libre du premier empilement amplifié e21 est dans l’alignement de l’une des faces longitudinales du deuxième empilement amplifié e22.
[0158] Puis, on reproduit la même combinaison avec deux autres empilements amplifiés e23 et e24. Enfin, un cinquième empilement amplifié e25 est solidarisé aux quatre premiers empilements amplifiés, au niveau de l’une des faces longitudinales des empilements amplifiés e22 et e24. Plus précisément, les faces transversales libres des empilements amplifiés e22 et e24 sont dans l’alignement de l’une des faces longitudinales du cinquième empilement amplifié e25.
[0159] En réalisant une combinaison de cinq empilements amplifiés tels que décrits plus hauts, on obtient un actionneur amplifié 34 selon un deuxième mode de réalisation de l’invention. L’actionneur amplifié 34 comprend en outre une référence fixe 27, par exemple au niveau du cinquième empilement amplifié e25. Les touches 36 des empilements amplifiés e21 - e25 sont considérées comme mobiles par rapport à cette référence fixe 27.
[0160] On entend par « mobile » un déplacement relatif des touches 24 de l’actionneur amplifié 34, induit par un raccourcissement ou une élongation de l’un ou de plusieurs des empilements amplifiés e21 - e25 formant ledit actionneur amplifié 34.
[0161] Un module d’entraînement 16 d’un organe médical souple allongé 15 est représenté sur la figure 18. Le module d’entraînement 16 selon le deuxième mode de réalisation comprend un premier et un deuxième actionneurs amplifiés 34, qui coopèrent ensemble pour générer un mouvement de l’organe médical souple allongé 15 par rapport à la base 13. Le deuxième actionneur 34 comprend aussi deux touches 36, comprenant deux surfaces d’entraînement 35, qui peuvent être mobiles par rapport à la référence fixe 27 du deuxième actionneur, tel que déjà décrit.
[0162] De même que dans le premier mode de réalisation décrit, les deux actionneurs 34 peuvent avoir une base 13 commune, servant alors de référence fixe pour la paire d’actionneurs 40”. On note également que le référentiel utilisé pour décrire la mise en mouvement du module d’entraînement selon un premier mode de réalisation est conservé pour décrire la mise en mouvement du module d’entraînement selon le deuxième mode de réalisation.
[0163] On a donc un module d’entraînement 16, comprenant deux actionneurs 34, adapté pour entraîner un organe médical souple allongé 15 s’étendant selon une direction X, appelée «direction longitudinale X». Le module d’entraînement 16 est apte à générer un mouvement de translation de l’organe médical souple allongé 15 selon une direction X, ainsi qu’un mouvement de rotation de l’organe médical souple allongé 15 autour de la direction X. Les touches 36 de la paire 40” d’actionneurs amplifiés 34 sont éloignées selon une direction Z.
[0164] L’organe médical souple allongé 15 est disposé entre les deux paires de touches 36 des actionneurs amplifiés 34, les deux paires se faisant face. Dans cette disposition représentée sur l’ensemble des figures 18 à 20i, on a les directions longitudinales des premier et troisième empilements amplifiés e21 et e24 de chacun des actionneurs amplifiés parallèles à la direction Z, les directions longitudinales des deuxième et quatrième empilements amplifiés e22 et e24 de chacun des actionneurs amplifiés parallèles à la direction Y et enfin, le cinquième empilement amplifié e25 de chacun des actionneurs amplifiés 34 parallèle à la direction X.
[0165] Comme pour le module d’entraînement 16 selon le premier mode de réalisation, on peut définir une configuration libre des touches 36 de la paire d’actionneurs amplifiés 40” et une configuration d’entraînement. En configuration libre, les touches 36 de la paire d’actionneurs amplifiés 40” ne sont pas en contact avec l’organe médical souple allongé 15. Chaque empilement amplifié est alors soumis à une pression nulle. En configuration d’entraînement, au moins une surface d’entraînement 35 d’une touche 36 d’un actionneur amplifié 34 est en contact avec l’organe médical souple allongé 15, et par exemple deux touches 36 se faisant face sont en contact avec l’organe médical souple allongé 15. En configuration d’entraînement, un ou plusieurs empilements amplifiés e21 - e25 sont soumis à une tension négative ou positive. Une tension négative induira une élongation de l’empilement amplifié e21 - e25, tandis que l’application d’une tension positive entraînera un raccourcissement de l’empilement amplifié e21 - e25.
[0166] Un exemple décrivant la génération d’un mouvement de translation de l’organe médical souple allongé 15 selon sa direction longitudinale X est détaillé en référence aux figures 19a à 19g. Les figures 19a à 19g illustrent la paire 40” d’actionneurs 34 en perspective, et vue de haut.
[0167] Durant chacune des étapes de translation, les deux touches 36 d’un même actionneur amplifié 34 ne sont pas toujours déphasées, tandis que deux touches 36 se faisant face sont mises en mouvement symétriquement.
[0168] On se réfère plus précisément à la figure 19a, qui illustre le module d’entraînement 16 en configuration d’entraînement, les surfaces d’entraînement 35 des paires de touches 36 étant en contact avec l’organe médical souple allongé 15. Un tableau récapitulatif des tensions appliquées à chacun des empilements amplifiés est reproduit ci-après. Chacun des empilements amplifiés e21 - e25 se faisant face de la paire d’actionneurs sont soumis à une même tension.
Empilement piézoélectrique amplifié | Configuration libre (figure 18) | Configuration d’entraînement (figure 19a) | Figure 19b | Figure 19c | Figure 19d | Figure 19e | Figure 19f | Figure 19g |
e21 | 0 | - | 0 | 0 | - | - | - | - |
e22 | ||||||||
e23 | 0 | - | - | - | - | 0 | 0 | - |
e24 | ||||||||
e25 | 0 | 0 | 0 | - | - | - | 0 | 0 |
[0169] Le tableau ci-avant présente le type de tension appliquée à chacun des empilements amplifiés afin de 25 mettre en mouvement l’organe médical souple allongé 15 en translation selon la direction X. Cette mise en mouvement nécessite de passer par plusieurs étapes représentées, non exhaustivement, sur les figures 19a à
19g. Les empilements amplifiés e22 et e24 peuvent être soumis à n’importe quelle tension de valeur nulle, négative ou positive. La valeur de cette tension, pour ne pas perturber le déplacement relatif de la touche, doit rester constante durant toute la mise en mouvement de l’actionneur selon une direction pour laquelle les empilements ne sont pas utilisés.
[0170] Dans le cadre de la translation, les deuxièmes et quatrièmes empilements amplifiés e22, e24 de chaque actionneur amplifié 34 ne sont pas utilisés.
Empilement piézoélectrique amplifié | Figure 20a | Figure 20b | Figure 20c | Figure 20d | Figure 20e | Figure 20f | Figure 20g | Figure 20h | figure 20i |
e21 | 0 | 0 | - | - | - | - | - | 0 | 0 |
e22 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | +/- | +/- | +/- | 0 |
e23 | 0 | - | - | - | 0 | 0 | - | - | - |
e24 | 0 | 0 | +/- | +/- | 0 | 0 | - | - | - |
e25 |
[0171] Le tableau ci-avant présente le type de tension appliquée à chacun des empilements amplifiés e21 - e25 5 afin de mettre en mouvement l’organe médical souple allongé 15 en rotation autour de la direction X. Cette mise en mouvement nécessite de passer par plusieurs étapes représentées, non exhaustivement, sur les figures 20a à
20i.
[0172] De même que décrit ci-avant à propos des empilements amplifiés e22 et e24, l’empilement amplifié e25 peut être soumis à n’importe quelle valeur de tension durant la mise en mouvement, du moment que cette valeur reste constante.
[0173] Dans le cadre de la rotation, les cinquièmes empilements e25 amplifiés de chaque actionneur amplifié 34 ne sont pas utilisés. On note également que les deuxièmes et quatrièmes empilements amplifiés e22, e24 de chaque actionneur amplifié 34 reçoivent une tension opposée lors de leur utilisation respective pour la mise en rotation de l’organe médical souple allongé 15. Cela permet d’amplifier le mouvement de rotation, en augmentant la différence de longueur entre lesdits deuxièmes empilements d’une part, et entre lesdits quatrièmes empilements d’autre part.
[0174] Lors de la rotation, les différentes étapes sont réalisées beaucoup plus lentement, du fait du petit diamètre de l’organe médical souple allongé 15.
[0175] On note que les valeurs des tensions auxquelles sont soumis les actionneurs amplifiés 34 sont là à titre d’exemples purement illustratifs, et que d’autres valeurs peuvent être appliquées sans pour autant modifier le résultat visé par l’invention.
[0176] La figure 22 représente une variante de réalisation. Dans ce mode de réalisation, l’actionneur 60 peut comprendre six empilements e31 - e36 chacun tel que décrit plus haut. Par exemple, les empilements e31 - e36 peuvent être tels qu’illustrés sur les figures 9a à 16e, ou encore des empilements amplifiés de type tels qu’illustrés sur les figures 17a à 20i. En variante, on peut prévoir d’utiliser de simples éléments tels que ceux empilés pour former les empilements.
[0177] Par souci de clarté, les empilements e31 - e36 formant l’actionneur sont représentés sous la forme d’un rectangle ou d’une barre selon l’angle de vue illustré sur les figures 22 à 28c.
[0178] Les empilements e31 - e36 sont par exemple solidarisés à une référence fixe 27 à l’une de leurs extrémités, et à une touche 62 à leur autre extrémité au moyen d’une rotule 61.
[0179] Par exemple, on peut prévoir six rotules 61 disposées sur la référence fixe 27, à laquelle une extrémité d’un empilement e31 - e36 est assemblée. Les rotules 61 sont par exemple disposées par paires 63, les rotules 61 formant une paire étant adjacentes l’une de l’autre, voire assemblées l’une à l’autre. Chaque paire 63 est par exemple espacée d’un angle de 120° sur un cercle 64 avec chaque autre paire 63.
[0180] De même, on prévoit par exemple six autres rotules 61 disposées sur la touche 62. Les rotules 61 peuvent également être agencées par paires 63, les deux rotules formant chaque paire 63 pouvant être adjacentes l’une de l’autre ou encore assemblées l’une à l’autre. Les paires 63 de rotules 61 peuvent être espacées d’un angle de 120° sur un cercle 64’ avec chaque autre paire 63.
[0181] Afin d’améliorer la stabilité de l’actionneur 60, on peut en outre prévoir de décaler en rotation les paires 63 de rotules 61 de la référence fixe 27 et de la touche 62 d’un angle de 60°.
[0182] Par souci de clarté, les cercles 64, 64’ ont été représentés en pointillés sur les figures 22 à 23c bien que leur représentation soit optionnelle. La référence fixe 27 est représentée sous la forme d’un disque, toutefois elle peut prendre toute autre forme, notamment un rectangle, un carré etc.
[0183] Grâce à ces dispositions, on peut par exemple avoir, au niveau de la référence fixe 27, un premier empilement e31 assemblé avec un deuxième empilement e32 aux deux rotules 61 d’une même paire 63. Puis deux autres empilements e33 et e34 sont encastrés dans deux autres rotules 61 d’une deuxième paire 63. Enfin, deux derniers empilements e35 e36 sont encastrés dans les deux rotules 61 de la troisième paire 63.
[0184] Dans cette disposition, on a donc au niveau de la touche 62 les empilements e31 et e36 encastrés dans les deux rotules 61 d’une première paire 63, les empilements e32 et e33 encastrés dans les deux rotules d’une deuxième paire 63 et enfin les empilements e34 et e35 sont encastrés dans les deux rotules d’une troisième paire 63.
[0185] L’actionneur 60 présente globalement la forme d’un hexapode. De même que dans les variantes de réalisation décrites ci-avant, la touche 62 de l’actionneur 60 est mobile par rapport à la référence fixe 27 de l’actionneur 60. On entend par « mobile » un déplacement relatif de la touche 62 de l’actionneur, induit par un raccourcissement ou une élongation de l’un ou de plusieurs des empilements e31 - e36. L’agencement des empilements e31 - e36 peut permettre de déplacer la touche 62 selon les trois directions X, Y et Z en conservant son orientation constante dans l’espace.
[0186] Les figures 23a à 23c représentent respectivement des déplacements de la touche 62 selon les directions X, Y et Z.
[0187] On a représenté sur la figure 23a un déplacement de la touche 62 de l’actionneur 60 selon une direction X. En considérant la disposition des empilements e31 - e36 telle que décrite ci-avant. Un déplacement de la touche 62 selon la direction X, dans un premier sens, peut être obtenu en appliquant par exemple certaines tensions positives et/ou négatives aux empilements e31 - e35. La tension appliquée à chaque empilement e31 - e35 est par exemple différente, de sorte qu’un mouvement de la touche selon une direction X est possible et de sorte que la touche 62 conserve une orientation constante dans l’espace durant son déplacement.
[0188] Pour mettre en mouvement la touche 62 selon une direction Z, on applique certaines tensions positives ou négatives à l’ensemble des empilements e31 - e36. L’application d’une tension négative, dans le cas où les empilements e31 - e36 ne sont pas amplifiés, entraîne un raccourcissement des empilements, et l’application d’une tension positive entraîne une élongation des empilements e31 - e36, comme représenté sur la figure 23b. Les tensions appliquées sont par exemple égales, de sorte que la touche 62 conserve une orientation constante dans l’espace.
[0189] La figure 23c représente un déplacement de la touche 62 de l’actionneur 60 selon la direction Y dans un premier sens. On applique par exemple certaines tensions positives et/ou négatives aux empilements e31 - e35. La tension appliquée à chaque empilement e31 - e35 est par exemple différente, de sorte qu’un mouvement de la touche selon une direction Y est possible et de sorte que la touche 62 conserve une orientation constante dans l’espace durant son déplacement.
[0190] On note que les valeurs des tensions auxquelles sont soumis les empilements e31 - e36 sont là à titre d’exemples purement illustratifs, et que d’autres valeurs peuvent être appliquées sans pour autant modifier le résultat visé par l’invention.
[0191] Un module d’entraînement 16 d’un organe médical souple allongé 15 est représenté sur la figure 24. Le module d’entraînement 16 selon le troisième mode de réalisation comprend au moins un premier et un deuxième actionneur 60 formant ensemble une première paire d’actionneurs 65. Le premier et le deuxième actionneurs coopèrent ensemble pour générer un mouvementée l’organe médical souple allongé 15 par rapport à la base 13. L’organe médical souple allongé 15 est disposé entre les touches 62 des premier et deuxième actionneurs 60, les touches 62 se faisant face et étant éloignées l’une de l’autre selon la direction Z.
[0192] Le deuxième actionneur 60 comprend également une surface d’entraînement 66 mobile par rapport à sa référence fixe 27.
[0193] De même que dans les modes de réalisation décrits ci-avant, les deux actionneurs 60 peuvent avoir une base 13 commune, servant alors de référence fixe pour la paire d’actionneurs 65. On note également que le référentiel utilisé pour décrire la mise en mouvement du module d’entraînement est conservé pour décrire la mise en mouvement du module d’entraînement selon le troisième mode de réalisation.
[0194] On a donc un module d’entraînement 16, comprenant deux actionneurs 60, adapté pour entraîner un organe médical souple allongé 15 s’étendant selon une direction X, appelée «direction longitudinale X». Le module d’entraînement 16 est apte à générer un mouvement de translation de l’organe médical souple allongé 15 selon une direction X, ainsi qu’un mouvement de rotation de l’organe médical souple allongé 15 autour de la direction X. Les touches 62 de la paire 65 d’actionneurs 60 sont éloignées selon une direction Z.
[0195] Comme pour le module d’entraînement selon les premier et deuxième modes de réalisation, on peut définir une configuration libre des touches 62 de la paire d’actionneurs 65 et une configuration d’entraînement. En configuration libre, les touches 62 de la paire d’actionneurs 65 ne sont pas en contact avec l’organe médical souple allongé 15. Chaque empilement amplifié est par exemple soumis à une pression nulle. En configuration d’entraînement, au moins une surface d’entraînement 66 d’une touche 62 d’un actionneur 60 est en contact avec l’organe médical souple allongé 15, et par exemple deux touches 62 se faisant face sont en contact avec l’organe médical souple allongé 15. En configuration d’entraînement, un ou plusieurs empilements e31 - e36 sont soumis à une tension négative ou positive.
[0196] Ainsi, le module d’entraînement 16 décrit selon le troisième mode de réalisation est apte à générer une translation de l’organe médical souple allongé selon la direction X ou encore à mettre en rotation l’organe médical souple allongé 15 autour de l’axe X.
[0197] Les figures 25a à 25c représentent la mise en mouvement de l’organe médical souple allongé 15 selon la direction X parla paire d’actionneurs 65. Dans un premier temps, on passe de la configuration libre représentée figure 24 à une configuration d’entraînement représentée sur la figure 25a. Selon l’exemple, ce passage se fait par l’application d’une tension permettant un mouvement des touches de la paire d’actionneurs selon deux directions X et Z, le mouvement se faisant dans un même sens pour la direction X et dans un sens opposé dans la direction Z. Afin de permettre ce passage, on applique une tension permettant la translation selon deux directions X et Z, tel que décrit ci-dessus et illustré sur les figures 23a et 23b.
[0198] Puis, en configuration d’entraînement, on génère un déplacement simultané en sens opposé des touches 62 selon une direction X, ce qui génère un mouvement de translation de l’organe médical souple allongé 15 selon la direction longitudinale X (figure 25c). En variante, on peut utiliser une seule des deux touches 62, l’autre restant fixe.
[0199] On peut répéter les étapes ci-dessus de manière commandée et cyclique pour générer une translation de l’organe médical souple allongé 15. Une translation de l’organe médical souple allongé 15 selon la direction X dans un sens opposé peut se faire par une suite d’opérations opposées de celle qui vient d’être décrite.
[0200] La mise en rotation de l’organe médical souple allongél 5 autour de la direction X est décrite en référence aux figures 26a à 26c. La position de départ correspond à la figure 24.
[0201] Dans un premier temps, on passe à une configuration d’entraînement représentée sur la figure 26a. Selon l’exemple, ce passage se fait par l’application d’une tension permettant un mouvement des touches de la paire d’actionneurs selon deux directions Y et Z, le mouvement se faisant dans un même sens pour la direction Y et dans un sens opposé dans la direction Z. Afin de permettre ce passage, on applique une tension permettant la translation selon deux directions Y et Z, tel que décrit ci-dessus et illustré sur les figures 23b et 23c.
[0202] En configuration d’entraînement, on génère un déplacement simultané en sens opposé des touches 62 selon la direction Y, ce qui génère un mouvement de rotation de l’organe médical souple allongé 15 (figure 26b) autour de la direction longitudinale X.
[0203] On passe enfin de la configuration illustré figure 26b, à la configuration représentée figure 26c, par l’application de tensions correspondant aux tensions de la position de départ.
[0204] On peut répéter les étapes ci-dessus de manière commandée cyclique pour générer une rotation de l’organe médical souple allongé 15 selon une course longue (par exemple plusieurs fois 360°) autour de la direction longitudinale X dans un premier sens de rotation.
[0205] Le déplacement de l’organe médical souple allongé 15 selon une course longue autour de la direction longitudinale X dans le deuxième sens de rotation opposé au premier peut se faire par une suite d’opérations opposées de celle qui vient d’être décrite.
[0206] En variante, on peut prévoir un module d’entraînement 16 comprenant plus d’une paire 65. Par exemple, on prévoit une première paire 65 d’actionneurs coopérant avec une deuxième paire 65’ d’actionneurs 60. Les actionneurs 60 de la deuxième paire 65’ présentent toutes les caractéristiques des actionneurs 60 tels que décrits ci-avant. La première paire 65 et la deuxième paire d’actionneurs 65’ peuvent être décalées l’une par rapport à l’autre selon la direction longitudinale X de l’organe médical souple allongé 15. Selon un exemple, les deux paires peuvent être prévues coplanaires dans leur configuration libre. Elles peuvent être prévues vis-à-vis d’une base 13 communes aux deux paires 65, 65’. En variante les bases 13 de chaque paire peuvent être indépendantes, voire non coplanaires.
[0207] De même que décrit en rapport avec les premier et deuxième modes de réalisation, les actionnements des deux paires 65, 65’ peuvent être synchronisés. . Par exemple, les actionnements des deux paires 65, 65’ peuvent générer des mouvements identiques simultanés des deux paires 65, 65’. En variante, les deux paires 65, 65’ peuvent être actionnés de manière synchronisée pour générer des mouvements décalés en phase. C’est-à-dire qu’une première paire 65, 65’peut être en configuration d’entraînement pendant qu’une autre paire 65, 65’est en configuration libre, et vice-versa. Par exemple, il y a toujours au moins une paire 65, 65’en configuration d’entraînement. A chaque moment donné, il peut s’agir de la première, de la deuxième, voire des deux en même temps. Une telle configuration permet d’améliorer le maintien de l’organe médical souple allongé 15.
[0208] Un exemple est donné à titre illustratif sur les figures 27a à 27c pour un mode d’entraînement de l’organe médical souple allongé 15 en translation dans la direction de la direction longitudinale X. Le mouvement de la première paire 65 a déjà été décrit ci-dessus en relation avec les figures 25a à 25c. le déplacement de la deuxième paire 65’ au cours du cycle est illustré sur la figure 27c. Lorsque la première paire 65 est en configuration libre, la deuxième paire 65’ passe en configuration d’entraînement.
[0209] Les déplacements de la deuxième paire 65’ sont, dans cet exemple, déphasés par rapport à ceux de la première paire 40. Ainsi, la position de la deuxième paire 65’ illustrée figure 27c correspond en fait au mouvement de la première paire 65 illustré figure 27a, et ainsi de suite.
[0210] Les deux paires 65, 65’ sont espacées de manière à éviter toute collision.
[0211] Lors de la mise en route du système, la première paire 65 sera commandée puis, de manière déphasée, la deuxième paire 65’. Cette mise en œuvre s’applique pour d’autres mouvements que la translation. Cette mise en œuvre s’applique pour plus de deux paires. Dans ce cas, les paires sont, le cas échéant, toutes déphasées les unes par rapport aux autres, ou certaines paires peuvent être en phase les unes avec les autres.
[0212] Le déphasage des paires permet d’assurer constamment un contact de l’une des deux paires 65, 65’ avec l’organe médical souple allongé 15, afin de bloquer un avancement incontrôlé dudit organe médical souple allongé 15.
[0213] Les figures 28a à 28b illustrent une rotation de l’organe médical souple allongé 15 autour de la direction longitudinale X. Cette rotation est en fait effectuée par une translation des actionneurs dans les directions Z et Y. Sur les figures 16a à 16c, une paire d’actionneurs 65, 65’ se trouve en premier plan, la paire d’actionneurs 60, 65’ en arrière-plan est représentée en pointillées.
[0214] La mise en œuvre du mouvement de rotation de l’organe médical souple allongé 15 autour de la direction X de chacune des paires d’actionneurs 65, 65’ a été décrite en référence aux figures 26a à 26c.
[0215] Lors de la mise en route du système, la première paire 65 sera commandée puis, de manière déphasée, la deuxième paire 65’. Cette mise en œuvre s’applique pour d’autres mouvements que la translation. Cette mise en œuvre s’applique pour plus de deux paires. Dans ce cas, les paires sont, le cas échéants, toutes déphasées les unes par rapport aux autres, ou certaines paires peuvent être en phase les unes avec les autres.
[0216] Le déphasage des paires permet d’assurer constamment un contact de l’une des deux paires avec l’organe médical souple allongé 15, afin de bloquer une rotation incontrôlée dudit organe médical souple allongé
15.
[0217] On note que dans l’ensemble des modes de réalisation décrits ci-avant, un système de contrôle (non représenté), par exemple de type microcontrôleur, est apte à calculer les tensions à appliquer à chacun des empilements pour obtenir les déplacements et les combinaisons de déplacements de la touche des actionneurs 26, 34, 60 selon l’une et/ou l’autre des directions X, Y et Z.
[0218] Les figures 21a et 21b présentent un boîtier 42 logeant les actionneurs. Le boîtier 42 peut présenter des lumières 43 autorisant le passage de l’organe médical souple allongé 15.
[0219] Le boîtier 42 comprend également une barrière stérile 48. La barrière stérile 48 peut être solidaire du boîtier 42. La barrière stérile 48 sépare l’espace en deux sous-espaces, un sous-espace stérile 44 et un sousespace pas nécessairement stérile 45. Dans l’exemple présenté, la paire d’actionneurs 40, 40’, 40”est disposée dans le sous-espace pas nécessairement stérile 45. Les actionneurs 26, 34 coopèrent donc avec l’organe médical souple allongé 15 à travers la barrière stérile 48.
[0220] Par exemple, la barrière stérile 48 comprend un film continu comprenant une portion d’attachement 46 pour chaque actionneur 26, 34, et des portions souples 47 entre deux portions d’attachement 46 voisines. Chaque actionneur 26, 34 est attaché à une portion d’attachement du film continu, les surfaces d’entraînement 25, 35 des touches 24, 36 des actionneurs 26,34 étant en prise avec l’organe médical souple allongé 15 par l’intermédiaire du film continu. Les portions d’attachement 46 sont solidarisées aux actionneurs en début d’intervention, et désolidarisées des actionneurs en fin d’utilisation afin de jeter la barrière stérile qui est à usage unique.
[0221] Les figures 21a et 21b illustrent un boîtier contenant deux paires d’actionneurs 40,40’ selon le premier mode de réalisation décrit. Toutefois, le boîtier 42 est également compatible avec la paire 40” d’actionneurs 34 selon le deuxième mode de réalisation décrit.
Références :
Installation d’artériographie 1
Poste d’opération 2
Salle de commande 3
Paroi 4 30
Table d’opération 5
Patient 6
Imageur 7
Source de rayons X 8
Détecteur 9 35
Robot d’artériographie 10 Poste de commande 11 Commandes distantes 12 Base 13
Récipient 14 40
Organe médical souple allongé 15, 15’, 15”
Module d’entraînement 16 Boitierde communication 17 Boitier de commande 18 45
Commande de l’imageur 19 Ecran 20
Artère 21
Tronc principal 22
Branches 23a, 23b Touche 24
Surface d’entraînement 25 Actionneur 26 Référence fixe 27 Organe de commande 28 Empilement (e1- e8) Empilement amplifié (e21-e25) Empilement (e31-e36)
Bloc 29 Élément 30
Couche conductrice 31 Générateur de tension 32 Couche isolante 33 Actionneur amplifié 34 Surface d’entraînement 35 Touche 36
Face transversale 38 Face longitudinale 39 Paire d’actionneurs 40, 40’, 40” Système mécanique 41
Boitier 42
Lumière 43
Espace stérile 44 Espace non-stérile 45 Portion d’attachement 46 Portion souple 47
Barrière stérile 48 Injecteur de produit 57 Raccord 56
Commande de tinjecteur de produit 59
Commande 58
Surface de contact 59 Actionneur 60 Rotule 61 Touche 62
Paire de rotule 63 Cercle 64
Paire d’actionneurs 65, 65’ Surface d’entraînement 66
Claims (28)
- Revendications1. Module d’entraînement (16) d’organe médical souple allongé (15, 15’, 15) comprenant :5 - une base (13),- au moins un actionneur (26, 34, 60) comprenant une surface d’entraînement (25, 35, 66), ledit actionneur (26,34, 60) étant plaçable dans une configuration d’entraînement dans laquelle ladite surface d'entraînement (25, 35, 66) dudit actionneur (26, 34, 60) est en prise avec l’organe médical souple allongé (15, 15’, 15) à entraîner, ledit actionneur (26, 34, 60) comprenant en outre une surface solidarisée à la base (13) et servant de référence10 fixe (27), et la surface d’entraînement (25, 35, 60) dudit actionneur (26, 34, 60) étant mobile par rapport à la base (13),- un organe de commande (11) adapté pour commander un déplacement par rapport à la base (13) de la surface d’entraînement (25, 35, 60) dudit actionneur (26, 34, 60) en configuration d'entraînement, entraînant ainsi l’organe médical souple allongé (15, 15’, 15”) par rapport à la base (13),15 caractérisé en ce que l’actionneur (26, 34, 60) est formé par au moins un empilement (e) d’éléments (30), lesdits éléments (30) étant aptes à se déformer sous l’application d’un champ électrique.
- 2. Module (16) selon la revendication 1, dans lequel l’actionneur est en outre plaçable dans une configuration libre dans laquelle la surface d’entraînement (25, 35, 66) dudit actionneur (26, 34, 60) n’est pas en prise avec l’organe20 médical souple allongé (15, 15’, 15).
- 3. Module (16) selon l’une quelconque des revendications 1 à 2, dans lequel un matériau formant lesdits éléments (30) est apte à se déformer sous l’application d’un champ électrique.25
- 4. Module (16) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le déplacement par rapport à la base (13) de la surface d’entraînement (25, 35, 66) de l’actionneur (26, 34, 60) comprend une combinaison de :-une translation de la surface d’entraînement (25, 35, 66) de l’actionneur (26, 34, 60) par rapport à la base (13) selon une direction parallèle à la direction longitudinale (X) locale de l’organe médical souple allongé (15, 15’, 15”),30 -une translation de la surface d’entraînement (25, 35, 66) de l’actionneur (26, 34, 60) par rapport à la base (13) selon une direction (Z) transverse à la direction longitudinale (X) locale de l’organe médical souple allongé (15, 15’, 15”)-une translation de la surface d’entraînement (25, 35, 66) de l’actionneur (26, 34, 60) par rapport à la base (13) selon une direction (Y) transverse à la direction longitudinale (X) locale de l’organe médical souple allongé (15,35 15’, 15”).
- 5. Module (16) selon la revendication 4, dans lequel un ou deux membres de la combinaison sont nuis.
- 6. Module (16) selon l’une quelconque des revendications 4 ou 5, dans lequel la translation de la surface40 d’entraînement (25, 35, 66) de l’actionneur (26, 34, 60) par rapport à la base (13) selon une direction (Y) transverse à la direction longitudinale (X) locale de l’organe médical souple allongé (15, 15’, 15”) est adaptée pour permettre un roulement de l’organe médical souple allongé (15, 15’, 15”) sur la surface d’entraînement (25,35, 66) de l’actionneur (26, 34, 60) autour de la direction longitudinale (X) locale de l’organe médical souple allongé (15, 15’, 15”).
- 7. Module (16) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel l’actionneur (26) comprend au moins huit empilements (e1-e8) identiques d’éléments (30).
- 8. Module (16) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel un actionneur (26) présente au moins .six faces, dont au moins quatre faces longitudinales (39) selon une direction longitudinale, et au moins deux faces transversales (38) selon une direction transversale.
- 9. Module (16) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel au moins quatre empilements (e, e1e8) d’éléments (30) accolés par l’une de leurs faces de plus grande longueur et selon une même polarité, chaque empilement (e, e1-e8) d’éléments (30) étant en contact avec au moins deux autres empilements (e, e1-e8) d’éléments (30), forment un bloc (29), au moins deux blocs étant superposés par l’une de leurs faces de plus petite longueur pour former ledit actionneur (26).
- 10. Module (16) selon la revendication 9, dans lequel le déplacement de la surface d’entraînement (25) de l’actionneur (26) par rapport à la base (13) selon la direction longitudinale (X) locale de l'organe médical souple allongé (15, 15’, 15”) ou selon une direction (Y) transverse à ladite direction (X) se fait par l’application d’une même tension sur les éléments (30) d’au moins un premier et un deuxième empilements (e, e1-e8) accolés du premier bloc (29) et sur les éléments (30) d’au moins un troisième et un quatrième empilements (e, e1-e8) accolés du deuxième bloc (29), lesdits troisième et quatrième empilements (e1-e8) étant opposés diagonalement auxdits premier et deuxième empilements (e, e1-e8).
- 11. Module (16) selon la revendication 10, dans lequel les éléments (30) des quatre autres empilements (e1-e8) peuvent être soumis à une même tension, autre que celle appliquée auxdits éléments (30) desdits premier, deuxième, troisième et quatrième empilements (e, e1-e8).
- 12. Module (16) selon l’une quelconque des revendications 10 ou 11, dans lequel, pour un déplacement de la surface d’entraînement (25) de l’actionneur (26) par rapport à la base selon une direction longitudinale (X) locale de l’organe médical souple allongé (15, 15’, 15”), les empilements (e, e1-e8) dont les éléments (30) sont mis sous tension sont accolés selon ladite direction (Y).
- 13. Module (16) selon l’une quelconque des revendications 10 à 12, dans lequel pour un déplacement de la surface d’entraînement (25) de l’actionneur (26) par rapport à la base (13) selon une direction (Y) transverse à ladite direction longitudinale (X) locale de l’organe médical souple allongé (15, 15’, 15”), les empilements (e, e1-e8) dont les éléments (30) sont mis sous tension sont accolés selon ladite direction (X).
- 14. Module (16) selon l’une quelconque des revendications 10 à 13, dans lequel le déplacement de la surface d’entraînement (25) de l’actionneur (26) par rapport à la base (13) selon une direction longitudinale (Z) locale de l’organe médical souple allongé (15, 15’, 15”) se fait par l’application d’une même tension sur les éléments (30) de tous les empilements (e, e1-e8) du premier bloc (29) et d’une même tension sur les éléments (30) de tous les empilements (e1-e8) du deuxième bloc (29), la tension appliquée sur les éléments (30) de tous les empilements (e, e1-e8) du premier bloc (29) pouvant être différente de la tension appliquée sur les éléments (30) de tous les empilements (e, e1-e8) du deuxième bloc (29).
- 15. Module (16) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les empilements (e, e21 e25) d’éléments (30) sont amplifiés au moyen d’un système mécanique (41) d’amplification.
- 16. Module (16) selon la revendication 15, dans lequel un actionneur (34) est formé d’au moins trois empilements amplifiés (e21 -e25) caractérisé en ce que un premier empilement amplifié (e21, e23) d’éléments (30) comprend, solidarisée à l’une de ses faces transversales, une surface d’entraînement (35), un deuxième empilement amplifié (e22, e24) d’éléments (30) est solidarisé au premier empilement amplifié (e21, e23) ; de sorte que la face transversale non solidarisée à la surface d’entraînement dudit premier empilement amplifié (e21, e23) est dans l’alignement de la face longitudinale du deuxième empilement amplifié (e22, e24) d'éléments (30), et un troisième empilement amplifié (e25) d’éléments (30) muni d’une référence fixe (27) en contact intime avec la base (13) est solidarisé au deuxième empilement amplifié (e22, e24) d’éléments (30) de sorte que la face transversale non reliée au premier empilement amplifié (e21, e23) est dans l’alignement d’une face longitudinale dudit troisième empilement amplifié (e25) d’éléments (30).
- 17. Module (16) selon l’une des revendications 15 à 16, dans lequel le déplacement de la surface d’entraînement (35) de l’actionneur (34) par rapport à la base (13) selon la direction longitudinale (X) locale de l’organe médical souple allongé (15, 15’, 15”) se fait par l’application d’une même tension sur les éléments (30) de l’empilement amplifié (e21 - e25) parallèle à la direction longitudinale (X) de l’organe médical souple allongé (15, 15’, 15’j.
- 18. Module (16) selon l’une quelconque des revendications 15 à 17, dans lequel le déplacement de la surface d'entraînement (35) de l’actionneur (34) par rapport à la base (13) selon la direction (Y) se fait par l’application d’une même tension sur les éléments (30) de l’empilement amplifié (e21 - e25) parallèle à la direction (Y).
- 19. Module (16) selon l’une quelconque des revendications 15 à 18, dans lequel le déplacement de la surface d’entraînement (35) de l’actionneur (34) par rapport à la base selon la direction (Z) se fait par l’application d’une même tension sur les éléments (30) de l’empilement amplifié (e21 - e25) parallèle à la direction (Z).
- 20. Module (16) selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel l’actionneur (60) comprend au moins six empilements (e31-e36) identiques d’éléments (30).
- 21. Module (16) selon la revendication 20, dans lequel l’actionneur (60) comprend ;au moins six rotules (61) agencées par paires (63) disposées sur un cercle (64) au niveau de la référence fixe (27), chaque rotule (61) recevant une première extrémité d’un empilement (e31e36), et au moins six autre rotules (61) agencées par paires (63) disposées sur un cercle (64’) au niveau de la touche (62), chaque rotule (61) recevant une deuxième extrémité d’un empilement (e31e36).
- 22. Module (16) selon la revendication 21, dans lequel :les paires (63) de rotules (61) disposées sur un même cercle (64, 64j sont espacées les unes des autres d’un angle de 120°, et dans lequel les paires de rotules (63) sont agencées de sorte qu’une paire (63) de rotules (61) située au niveau de la référence fixe (27) est décalée d’un arc de cercle de 60° par rapport à une paire (63) de rotules (61) située au niveau de la touche (62).
- 23. Module îT6) selon l’une quelconque des revendications 1 à 22, dans lequel l’actionneur (26, 34, 60) est un premier actionneur (26, 34, 60), le module comprenant en outre- un deuxième actionneur (26, 34, 60) comprenant une surface d’entraînement (25, 35, 66), ledit actionneur (26, 34, 60) étant plaçable dans une configuration d'entraînement dans laquelle la surface d’entraînement (25, 35, 66) de l’actionneur (26, 34, 60) est en prise avec l’organe médical souple allongé (15, 15’, 15) à entraîner, ledit actionneur (26, 34, 60) comprenant en outre une surface solidarisée à ladite base (13) et servant de référence fixe (27) pour le deuxième actionneur, et la surface d’entraînement (25, 35, 66) dudit au moins un actionneur (26, 34, 60) étant mobile par rapport à la base (13),-un organe de commande (11) adapté pour commander un déplacement par rapport à la base (13) de la surface d’entraînement (25, 35, 66) dudit actionneur (26, 34, 60) en configuration d’entraînement, entraînant ainsi l’organe médical souple allongé (15, 15’, 15”) par rapport à la base (13).
- 24. Module (16) selon la revendication 23, dans lequel le premier et le deuxième actionneurs (26, 34, 60) forment ensemble une paire d’actionneurs (40, 40’, 40’, 40””, 65, 65’), les actionneurs (26, 34, 60) de la paire d’actionneurs (40, 40’, 40”, 40’”, 65, 65’) étant disposés de part et d’autre de l’organe médical souple allongé (15, 15’, 15”), ledit deuxième actionneur (26, 34, 60) présentant en outre toutes les caractéristiques décrites pour le premier actionneur dans l’une ou l’autre des revendications 1 à 15 ou 1 à 7 et 16 à 20 ou 1 à 7 et 21 à 23.
- 25. Module (16) selon l’une quelconque des revendications 23 à 24, dans lequel la base (13) est une première base (13), la paire d’actionneurs (40, 40’, 40”, 40’”, 65, 65’) est une première paire d’actionneurs (40, 40’’’, 65), le module comprenant en outre :-une deuxième base (13),-une deuxième paire d’actionneurs (40’, 40’”, 65’) comprenant chacun une surface d’entraînement (25, 35, 66), les surfaces d’entraînement (25, 35, 66) de la deuxième paire d’actionneurs (40’, 40”’, 65’) étant plaçables alternativement dans une configuration d’entraînement dans laquelle les surfaces d’entraînement (25, 35, 66) des actionneurs (26, 34, 60) de la deuxième paire d’actionneurs (40’, 40”’, 65’) sont en prise avec l’organe médical souple allongé (15, 15’, 15”) à entraîner et disposées de part et d’autre de celui-ci, et dans une configuration libre dans laquelle les surfaces d’entraînement (25, 35, 66) des actionneurs (26, 34, 60) de la deuxième paire d’actionneurs (40’, 40’”, 65’) ne sont pas en prise avec l’organe médical souple allongé (15,15’, 15”), les surfaces d’entraînement (25, 35, 66) des actionneurs (26, 34, 60) de la deuxième paire d’actionneurs (40’, 40’”, 65’) étant mobiles par rapport à la deuxième base (13), l’organe de commande (11) étant adapté pour commander de manière répétée un déplacement par rapport à la deuxième base (13) des surfaces d’entraînement (25, 35, 66) des actionneurs (26, 34, 60) en configuration d’entraînement, entraînant ainsi l’organe médical souple allongé (15, 15’, 15”) par rapport à la deuxième base (13), et un déplacement par rapport à la deuxième base (13) des surfaces d’entraînement (25, 35, 66) des actionneurs (26, 34, 60) de la deuxième paire d’actionneurs (40’, 40’”, 65’) en configuration sans entraîner l’organe médical souple allongé (15,15’, 15) par rapport à la deuxième base (13).
- 26. Module (16) selon la revendication 25, dans lequel la première base (13) et la deuxième base (13) sont solidaires ou communes.
- 27.Module (16) selon l’une des revendications 15 à 19 et 22 à 26, dans lequel les actionneurs (34) de la première paire (40”) sont reliés aux actionneurs (34) de la deuxième paire (40’”) de sorte que la référence fixe (27) des actionneurs de la première paire (40”) soit en contact avec la référence fixe (27) des actionneurs (34) de la deuxième paire, et que les premiers empilements (e21, e23) et les deuxième empilements (e22, e24) des actionneurs (34) de la première et de la deuxième paires soient respectivement parallèles entre eux.«5
- 28. Module (16) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre un boîtier (42) recevant les actionneurs (26 , 34, 60) et comprenant une barrière stérile (48) consommable à usage unique comprenant une portion d’attachement (46) pour chaque actionneur (26, 34, 60) et des portions souples (47) entre deux portions d’attachement (46) voisines, chaque actionneur (26, 34, 60) étant attaché à une portion d’attachement (46) de la barrière stérile (48), les surfaces d’entraînement (25, 35, 66) étant en prise avec l’organe10 médical souple allongé (15, 15’, 15”) par l’intermédiaire de ladite barrière stérile (48).1/172/1716 15
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