FR3129282A1

FR3129282A1 - Dispositif de guidage d’au moins un dispositif médical dans un canal d’un individu

Info

Publication number: FR3129282A1
Application number: FR2112553A
Authority: FR
Inventors: Thomas Vincent
Original assignee: Vital Technics Sas
Current assignee: THOMAS VINCENT, FR
Priority date: 2021-11-25
Filing date: 2021-11-25
Publication date: 2023-05-26
Also published as: WO2023094026A1; EP4436458A1

Abstract

L’invention concerne un dispositif (100) de guidage d’au moins un dispositif médical dans un canal (120) d’un individu (130), le dispositif médical étant un instrument médical (110) ou une sonde médicale, le dispositif de guidage comportant au moins un capteur fournissant une pluralité de données. Le dispositif de guidage comprend également un processeur (190) et une mémoire (180) informatique stockant des instructions d’un procédé de guidage dudit au moins un dispositif médical dans le canal de l’individu. figure pour abrégé : figure 1

Description

Dispositif de guidage d’au moins un dispositif médical dans un canal d’un individu

DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION

Le domaine de l’invention est celui des dispositifs médicaux.

Plus précisément, l’invention concerne un dispositif de guidage d’au moins un dispositif médical dans un canal d’un individu.

L’invention trouve notamment des applications pour aider un opérateur à introduire et positionner un ou plusieurs dispositifs médicaux, tels qu’un instrument ou une sonde médicale, dans un canal d’un individu.

En particulier, l’invention trouve une application dans le guidage d’une sonde d’intubation dans la trachée d’un individu avec l’utilisation d’un laryngoscope, le geste étant connu sous le nom d’intubation trachéale.

L’invention trouve également des applications dans le domaine de la bronchoscopie pour examiner et biopsier un poumon et plus particulièrement une bronche, voire une alvéole, et dans celui de l’endoscopie nasale pour examiner une fosse nasale ou un sinus.

L’invention trouve également des applications en urologie pour positionner et guider une sonde ou un instrument dans l’urètre et la vessie.

L’invention trouve également des applications en gynécologie pour positionner et guider une sonde ou un instrument dans le vagin et l’utérus.

L’invention trouve également des applications en endoscopie digestive pour positionner et guider une sonde ou un instrument dans le colon.

L’invention trouve également des applications en dentisterie pour positionner et guider diverses sondes.

ÉTAT DE LA TECHNIQUE

Il est connu de l’art antérieur des techniques permettant d’aider un praticien à positionner correctement une sonde à l’aide d’instruments médicaux dégageant une vision directe ou à l’aide d’écrans permettant de visualiser l’image issue d’un capteur.

Dans le cas particulier des intubations trachéales, il convient de souligner qu’elles peuvent être effectuées en urgence par un praticien insuffisamment entrainé notamment dans le cadre d’une réanimation d’un individu. Or les gestes du praticien doivent être précis et rapide et il est ainsi courant que des traumatismes soient induits, notamment au niveau de la trachée, des cordes vocales ou de la dentition de l’individu en cours d’intubation.

Afin de réduire les risques de traumatismes, il a ainsi notamment été développé des techniques de laryngoscope comportant une lame et un capteur d’imagerie acquérant des images de la trachée en cours d’intubation afin qu’elles soient affichées en temps réel par un écran à destination du praticien effectuant l’intubation trachéale. Cet appareil est communément appelé vidéo-laryngoscope et il existe avec de multiples configurations.

Le praticien peut alors positionner la sonde d’intubation de manière adéquate en regardant l’image affichée en temps réel.

L’inconvénient majeur persistant de cette technique est qu’elle reste très liée à l’expérience du praticien qui effectue l’intubation et qui doit estimer principalement :

si le laryngoscope est bien engagé dans la trachée et non dans l'œsophage ;
si la sonde d’intubation endotrachéale est bien positionnée en profondeur dans la trachée.
dans le cas d’une intubation sélective dans une des deux bronches de l’individu, si la sonde d’intubation est engagée dans la bronche visée ;
si le ballonnet de la sonde d’intubation esti n f inebien gonflé et obstrue bien le canal ;

Dans le cas d’une bronchoscopie, d’une endoscopie, du positionnement d’une sonde dans l’urètre ou dans le vagin, le positionnement du ou des dispositifs médicaux est rarement effectué de manière optimale, le bon positionnement étant très aléatoire en fonction de l’expérience du praticien.

Aucun des systèmes actuels ne permet de répondre simultanément à tous les besoins requis, à savoir de proposer une technique de guidage et de positionnement d’un dispositif médical dans un canal, qui permette à un praticien, quel que soit son niveau d’expérience, de bien positionner le dispositif médical dans le canal visé, en un minimum de temps, sans iatrogénie ni traumatisme pour l’individu avec une certitude suffisante du positionnement d’une sonde du dispositif médical.

La présente invention vise à remédier à tout ou partie des inconvénients de l’état de la technique cités ci-dessus.

À cet effet, l’invention vise, un dispositif de guidage d’au moins un dispositif médical dans un canal d’un individu, le dispositif de guidage comportant au moins un capteur fournissant une pluralité de données.

L’invention s’applique dans de nombreux domaines de la médecine, tels qu’en anesthésie-réanimation, en urologie, en gynécologie, en otorhinolaryngologie (ORL), dentisterie, endoscopie digestive, bronchoscopie,etc .

Il convient de souligner que le dispositif médical couvre les différents types d’instruments médicaux et sondes médicales susceptibles d’être introduits à l’intérieur du canal de l’individu, le guidage s’effectuant indépendamment sur un instrument médical ou sur une sonde médicale, ou sur une combinaison de plusieurs dispositifs médicaux.

On entend ainsi par dispositif médical, tout type d’objet à vocation médicale susceptible d’être introduits dans le canal de l’individu. Il peut s’agir d’une sonde médicale, par exemple une sonde d’intubation, d’un instrument médical utilisé pour guider une sonde médicale, par exemple un laryngoscope ou un bronchoscope, voire d’un instrument médical comportant une sonde médicale.

Le canal visé peut être par exemple une trachée, un canal auditif, un urètre, une trompe, une bronche, une voie nasale ou anale, ou l’un des canaux exposés ultérieurement.

Les données des capteurs peuvent être de tout type tel qu’un pixel, une image, une carte de profondeur, une mesure d’accélération, une mesure de direction, une mesure de position, une mesure de distance, une densité, une mesure de contact ou une mesure de champ électrique ou magnétique.

Dans le cas d’une intubation trachéale, normale ou sélective (c’est-à-dire vers un des deux poumons), d’un individu, un opérateur, tel qu’un praticien, manipule une sonde d’intubation, appelée également sonde d’intubation endotrachéale qu’il doit positionner correctement dans la trachée en s’aidant d’un instrument médical appelé laryngoscope, muni ou non d’une caméra et de divers capteurs, ou éventuellement d’un endoscope, d’une caméra endoscopique et/ou d’un mandrin de Eschmann, qui sont également des types d’instruments médicaux. Une intubation trachéale est dite sélective lorsque l’intubation est introduite plus avant dans une des deux bronches de l’individu.

Dans le cas d’une bronchoscopie, un bronchoscope peut être utilisé à la place d’un laryngoscope pour positionner la sonde médicale ou effectuer des prélèvements.

Selon l’invention, le dispositif de guidage comprend également un processeur et une mémoire informatique stockant des instructions d’un procédé de guidage configurant le processeur pour :

acquérir un flux de données issues d’au moins un capteur du dispositif de guidage ;
détecter dans le flux de données, à un premier instant du flux de données, au moins une partie caractéristique d’au moins un dispositif médical et au moins un élément caractéristique d’un environnement du canal de l’individu ;

le processeur étant également configuré à partir du premier instant pour :

évaluer en temps réel au moins une caractéristique dynamique entre au moins un dispositif médical et au moins un élément caractéristique préalablement détecté, une caractéristique dynamique étant une position, une vitesse, une accélération, une orientation, un contact ou une pression exercée ;
générer ou mettre à jour une représentation tridimensionnelle comprenant chaque dispositif médical préalablement détecté et chaque élément caractéristique préalablement détecté ;
calculer une trajectoire prévisionnelle d’au moins un dispositif médical dans l’environnement à partir de la représentation tridimensionnelle à au moins deux instants distincts ;
évaluer la trajectoire prévisionnelle d’au moins un dispositif médical en comparaison avec une trajectoire idéale préalablement calculée et/ou au regard d’au moins une contrainte préalablement déterminée par rapport à au moins un élément caractéristique de l’environnement ;
déterminer au moins une indication de guidage pour au moins un dispositif médical en fonction de l’analyse de la trajectoire prévisionnelle d’au moins un dispositif médical en fonction de l’évaluation précédente.

Ainsi, un opérateur du ou des dispositif(s) médical(aux) peut être avantageusement guidé lors de sa manipulation du dispositif médical dont la position relative par rapport à un ou plusieurs organes et des autres dispositifs médicaux est évaluée en temps réel, permettant ainsi de réduire les risques de traumatismes pour l’individu.

Il convient de souligner que les indications de guidage ne sont pas contraignantes pour l’opérateur qui reste libre dans son geste et dans son appréciation.

Dans un mode de réalisation particulier de l’invention, la trajectoire prévisionnelle comprend au moins une position estimée à un instant ultérieur, au moins une vitesse estimée à un instant ultérieur et/ou au moins une accélération estimée à un instant ultérieur.

Dans un mode de réalisation particulier de l’invention, la représentation tridimensionnelle comprend également les dispositifs médicaux non détectés et/ou les éléments caractéristiques non détectés.

Dans un mode de réalisation particulier de l’invention, l’historique des données acquises et/ou de la représentation tridimensionnelle est stockée dans une mémoire informatique.

Dans un mode de réalisation particulier de l’invention, une contrainte est choisie parmi :

une distance minimale par rapport à un élément caractéristique ;
une vitesse maximale ;
une accélération maximale ;
une pression maximale ;
une interpénétration maximale à l’intérieur d’un élément caractéristique.

Dans un mode de réalisation particulier de l’invention, le processeur est également configuré pour au cours de l’évaluation de la trajectoire prévisionnelle, analyser si une contrainte est atteinte et pour générer une alerte si la contrainte est dépassée.

On entend par alerte aussi bien une alerte visuelle ou sonore, qu’une modification d’un état d’une valeur informatique.

Dans un mode de réalisation particulier de l’invention, le processeur est également configuré pour au cours de l’évaluation de la trajectoire prévisionnelle, évaluer un temps prévisionnel d’atteinte d’une contrainte à partir de la trajectoire prévisionnelle et pour générer une alerte si le temps prévisionnel est inférieur à un seuil prédéterminé.

Dans un mode de réalisation particulier de l’invention, le processeur est également configuré pour afficher et/ou mettre à jour au moins une indication de guidage sur un dispositif d’affichage du dispositif de guidage.

Dans un mode de réalisation particulier de l’invention, le processeur est également configuré pour générer une instruction de commande d’un effecteur à partir d’au moins une indication de guidage d’au moins un dispositif médical.

Dans un mode de réalisation particulier de l’invention, tout ou partie de la représentation tridimensionnelle est projetée sur un écran.

Préférentiellement, au moins un capteur est choisi parmi :

capteur d’imagerie dans le domaine du visible ;
capteur d’imagerie dans le domaine de l’infrarouge ;
capteur de profondeur ;
capteur d’accélération ;
capteur d’ultrasons et imagerie ultrasonore;
gyroscope;
Capteur de force (par exemple en USI Newton) ;
Capteur de Pression (par exemple en USI Newton par m2)
Capteur de résistivité ;
Capteur de conductivité ;
LiDAR ;

Le capteur d’imagerie peut être par exemple du type CMOS (acronyme de l’anglais «Complementary metal oxide semi- conductor») ou CCD (acronyme de l’anglais «Charge- coupled device»).

Il convient de souligner que la sonde à ultrasons est généralement de type émettrice et réceptrice, les ultrasons pouvant se propager dans l’air ambiant, voire traverser les tissus environnants, jusqu’à atténuation de leur puissance.

Dans des modes de réalisation particuliers de l’invention, au moins un capteur est porté par un support globalement longiligne.

Le support est configuré pour s’introduire dans le canal de l’individu.

Il convient de souligner qu’un capteur peut être porté au support de manière solidaire ou non, en coulissant par exemple le long d’un guide présenté par le support.

Des repères peuvent être prévus le long du support afin de pouvoir déterminer la position d’un capteur par rapport à un point de référence du support comme une extrémité ou une poignée présentée par le support.

Le support peut également porter une sonde médicale ou être une sonde médicale, de tout type connu par l’homme du métier.

Dans des modes de réalisation particuliers de l’invention, au moins un élément caractéristique est choisi parmi :

un organe ou un élément morphologique de l’individu ;
un objet d’une salle d’opération ;
un autre dispositif médical, tel qu’un instrument médical ou une sonde médicale.

Dans des modes de réalisation particuliers de l’invention, la mémoire informatique stocke également au moins une contrainte utilisée par le procédé de guidage pour évaluer la trajectoire prévisionnelle en fonction de la contrainte.

Une contrainte peut être par exemple une distance minimale ou maximale à respecter par rapport à un élément caractéristique. Une contrainte peut être de type orientation, position, vitesse, accélération, direction, trajectoire prévisionnelle de l’instrument médical, ou de tout autre élément, par rapport à un élément caractéristique ou dans la représentation tridimensionnelle de l’espace de travail.

Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, le processeur est également configuré par le procédé de guidage pour identifier l’instrument médical, la sonde médicale, un organe, une caractéristique morphologique par l’intermédiaire d’une méthode d’apprentissage automatique.

Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, le processeur est également configuré par le procédé de guidage pour évaluer la position de l’instrument médical dans l’espace de travail tridimensionnel et sa position relative aux autres éléments de l’espace de travail (instruments médicaux, sondes, organes, éléments morphologiques) par l’intermédiaire d’une méthode d’apprentissage automatique.

Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, le processeur est également configuré par le procédé de guidage pour détecter un contact, mesurer une surface de contact, une distance, une topologie (forme) des éléments de l’espace de travail (instruments médicaux, sondes, organes, éléments morphologiques) par l’intermédiaire d’une méthode d’apprentissage automatique.

Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, le processeur est également configuré par le procédé de guidage pour évaluer une caractéristique dynamique entre au moins un dispositif médical et au moins un élément caractéristique par l’intermédiaire d’une méthode d’apprentissage automatique.

Une caractéristique dynamique peut être par exemple une position, une vitesse, une accélération, une force, un contact,etc.

La méthode d’apprentissage automatique, communément appelée intelligence artificielle, peut être du type supervisé ou non supervisé. La méthode d’apprentissage automatique peut être par exemple du type réseaux de neurones ou réseaux de neurones convolutifs. La méthode d’apprentissage permet de réaliser et d’utiliser des modèles préformés ainsi que des inférences nouvelles ou dérivées issues de l’apprentissage temps réel pendant l’opération médicale.

Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, la mémoire informatique stocke également des paramètres de configuration de la méthode d’apprentissage automatique préalablement entraînée pour la détection d’éléments caractéristiques et/ou de dispositifs médicaux à partir d’une base de données dites d’entrainement, la majorité des données d’entrainement ayant été générée et annotée en la présence d’au moins un élément caractéristique similaire et/ou d’au moins un dispositif médical similaire.

Les données peuvent être de tout type, tel que pixel, image, carte de profondeur, mesure de densité, mesure de pression, mesure de force, mesure de vitesse, mesure de direction, mesure d’accélération,etc.

Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, au moins un élément caractéristique annoté est un organe situé à l’intérieur ou à proximité immédiate d’un canal similaire au canal de l’individu.

Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, au moins un élément caractéristique annoté est une tumeur, une déformation ou tout autre type d’élément non systématiquement présent dans un individu.

Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, au moins un élément caractéristique annoté est l’absence d’un élément morphologique ou organe normalement présent chez un patient.

Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, notamment dans le cadre d’une intubation trachéale, au moins un élément caractéristique annoté est compris parmi :

Naso pharynx ;
Cavité buccale ;
Oro pharynx ;
Laryngo-pharynx ;
Larynx ;
Œsophage ;
Trachée ;
Glande thyroïde ;
Cartilage cricoïdien ;
Luettes ;
Palais ;
Fosse nasale ;
Fosse hypophysaire ;
Langue ;
Epiglotte ;
Glotte ;
Os Hyoide ;
Menbrane thyro-Hyoidienne ;
Cartilage thyroïde ;
Premier anneau de la trachée ;
Cartilage cricoïde ;
Membrane crici-thyroïdienne ;
Cartilage aryténoïde ;
Vestibule ;
Pli vestibulaire ;
Fente vestibulaire ;
Ventricule laryngé ;
Pli vocal ;
Fente glottique ;
Cavité infraglottique ;
Lumière trachéale ;
Embranchement des deux bronches.

Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, notamment dans le cadre d’une intervention en dentisterie, au moins un élément caractéristique annoté est compris parmi :

Dents ;
Ouverture buccale ;
Lèvres ;
Narines ;
Cavité nasale ;
Cornet Nasal supérieur ;
Cornet nasal inférieur ;
Cornet nasal moyen ;
Sinus sphénoïdal ;
Rhinopharynx ;
Orifice de la trompe d’Eustache ;

Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, notamment dans le cadre d’une bronchoscopie, au moins un élément caractéristique annoté est compris parmi :

orifice piriforme ;
orifice choane ;
sinus paranasaux ;
nasopharynx ;
palais ;
bronche segmentaire laterale ;
bronche segmentaire mediale ;
bronche segmentaire apicale ;
bronche segmentaire paracardiaque ;
bronche segmentaire ventro basale ;
bronche segmentaire dorso basale ;
bronche segmentaire latero basale ;
bronche segmentaire sub posterieur ;
sac alvéolaire ;
bronche culminale ;
cavité Nasale ;
Pharynx ;
cartilage thyroïde ;
cartilage cricoide ;
cartilage epiglottique ;
Hile ;
ligament vocal ;
vestibulaire ;
muscles crico-thyroidiens ;
muscles thyro-arytenoïdien ;
muscles arytenoïdien ;
muscles crico-arytenoïdien ;
lumière de la trachée ;
muscle Tracheal ;
repli aryepiglottique ;
tubercule de l’épiglotte ;
anneaux de la trachée ;
Cils ;
mucus ;
bronche lombaire supérieur gauche ;
bronche lombaire supérieur droite ;
bronche lombaire inférieur gauche ;
bronche lombaire inférieur droite ;
bronches souches ou principales ;
bronche lobaire moyenne ;
bronches segmentaires ;
conduit alvéolaire ;
alveole pulmonaire ;
incisure cardiaque ;
bronchioles ;
bronche tertiaire (segmentaire) ;
lingala ;
carene trachéale ;
membrane alveocapilaire ;
pores alveolaires ;
pneumocyte type II ;
macrophage ;
Veine pulmonaire.

Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, notamment dans le cadre d’une application en urologie ou gynécologie, au moins un élément caractéristique annoté est compris parmi :

Urêtre ;
Vessie ;
Vagin ;
Uterus ;
Col de l’Uterus (cervix)
Cul de sac Vaginal (fornix);
Ovaire;
Trompe de Fallope;
Fimbria;
Os Pubien;
Glandes de Skene;
Point G;
Clitoris;
Bulbe de vestibule,
Petite lèvres;
Grandes lèvres;
Glande de Bartholin;
Meat urêtral
Gland;
Prépuce;
Corps caverneux;
Pénis;
Sphincter ureteral externe;
Membrane périnéale;
Ligament pubo-prostatique;
Ligament suspenseur du Penis;
Pubis;
Canal éjaculateur;
Glande de Cowper;
Prostate;
Scrotum
Testicule
Epididyme;
Canal Déférent;
Vesicule Séminale ;

Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, notamment dans le cadre d’une endoscopie anale, au moins un élément caractéristique annoté est compris parmi :

Anus ;
Rectum,
Colon sigmoide;
Colon descendant ;
Colon transverse ;
Colon ascendant ;
Secum ;

Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, notamment dans le cadre d’une intervention en ORL, au moins un élément caractéristique annoté est compris parmi :

Conduit auditif ;
Tympan ;
Trompe d’Eustache ;
Osselets ;
Vestibule ;
Canaux semi-circulaire ;
Cochlée ;

Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, la base de données comprend des données d’entrainement générées en combinant au moins un élément caractéristique et au moins un dispositif médical dit d’entrainement.

Ainsi, le processeur peut mieux évaluer la position relative du dispositif médical en cours de guidage par rapport à l’élément caractéristique, notamment si une valeur de distance peut être extraite des données de capteurs ayant acquis les données d’entrainement.

Il convient de souligner qu’un dispositif médical d’entrainement peut être similaire ou distinct par rapport au dispositif médical en cours de guidage. Il peut s’agir d’un deuxième dispositif médical préalablement inséré dans le canal de l’individu, pouvant servir de référence pour le guidage de du premier dispositif médical par le présent dispositif de guidage.

Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, la base de données comprend des données d’entrainement générées en combinant des données de nature différents issues de plusieurs capteurs identiques ou différents.

Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, la base de données comprend des données annotées avec une indication de positionnement d‘un élément caractéristique par rapport à un capteur ayant acquis lesdites données.

Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, au moins un capteur est positionné et orienté par rapport au support de telle sorte qu’il comprend dans son champ de vision une partie du support.

Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, le processeur est également configuré par le procédé de guidage pour déterminer la position relative d’un capteur et/ou d’un élément caractéristique par rapport au support.

Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, un capteur comprend dans son champ de vision l’environnement du support sans voir ledit support, la position relative dudit capteur par rapport au support étant connue.

Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, la mémoire informatique stocke également une représentation tridimensionnelle d’au moins une partie de l’instrument médical.

Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, le dispositif de guidage comprend un capteur d’imagerie et un capteur de profondeur fournissant une carte de profondeur concomitamment à une image acquise par ledit capteur d’imagerie.

Ainsi, la distance d’un élément dans le champ du capteur d’imagerie peut être déterminée par rapport au capteur d’imagerie, et par conséquent par rapport à n’importe quel point de l’instrument médical.

Il convient de souligner que le capteur de profondeur est généralement à proximité immédiate du capteur d’imagerie et orienté dans la même direction, afin d’avoir une concordance entre l’image acquise par le capteur d’imagerie et la carte de profondeur fournie par le capteur de profondeur.

Le capteur de profondeur peut être par exemple de type LiDAR ou comprendre une caméra infrarouge et un projecteur d’un motif en infrarouge.

Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, le processeur est également configuré par le procédé de guidage pour déterminer une distance entre un point de référence de l’instrument médical et un élément caractéristique compris dans l’image affichée à l’écran.

La distance peut être déterminée soit à partir d’une carte de profondeur soit à partir d’au moins une image similaire stockée dans la base de données avec des valeurs de distances associées à chaque organe présent dans la ou les image(s) similaire(s).

Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, le point de référence associé à l’individu correspond à un point de l’environnement de l’individu ou à un point prédéterminé de l’individu.

Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, l’indication pour le guidage correspond à une indication de translation d’au moins un dispositif médical selon un axe ou de rotation autour d’un axe.

En d’autres termes, le guidage peut être effectué selon les six degrés de liberté mécanique d’un objet, soit trois en rotation et trois en translation.

Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, l’indication pour le guidage est une consigne de vitesse ou d’accélération dans une direction.

Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, les indications de guidages peuvent être retranscrite visuellement ou de manière sonore vers le praticien avec par exemple :

« translater le dispositif médical vers l’avant » ou « pousser le dispositif médical ».
« translater le dispositif médical vers l’arrière », ou « tirer le dispositif médical »;
« translater le dispositif médical vers le haut » ou « …vers la droite ou « …vers la gauche » ou « …vers le bas ;
« Opérer une rotation du dispositif médical » ou « tourner le dispositif médical vers la gauche » ou « …vers la droite » ; ou « béquiller le dispositif médical ».

Il convient de souligner que les exemples d’indications ci-dessus peuvent être personnalisées pour un dispositif médical en particulier, notamment lorsque plusieurs dispositifs médicaux sont insérés dans le canal de l’individu.

Par exemple, dans le cas de l’introduction d’un instrument médical et d’une sonde médicale coulissante par rapport à l’instrument médical, les indications peuvent être spécifiques soit pour l’instrument médical, soit pour la sonde médicale, soit pour les deux.

Il convient également de souligner que la formulation des indications de guidage est donnée ici à titre d’exemples, les formulations pouvant être adaptées.

Le guidage pouvant s’effectuer de manière équivalente avec d’autres indicateurs, comme par exemple des flèches. Le guidage est préférentiellement effectué de manière visuelle, soit sur un écran ou par des indicateurs lumineux comprenant par exemples des flèches, mais pourrait également être de type sonore avec variation d’intensité ou de fréquence ou sonore avec paroles ou vibratoire.

Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, l’indication pour le guidage se traduit par une consigne opératoire particulière, telle que :

introduire l’instrument médical dans le patient ;
retirer l’instrument médical du patient.
courber l’instrument médical ;

Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, le processeur est également configuré par le procédé de guidage pour détecter les cordes vocales de l’individu et/ou la carène, et pour indiquer un dépassement des cordes vocales par un point de référence du dispositif médical.

Un point de référence du dispositif médical peut par exemple correspondre à la position d’une sonde portée par le dispositif médical.

Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, le processeur est également configuré par le procédé de guidage pour détecter une des deux branches conduisant à l’une des bronches et pour indiquer une bonne introduction d’un point de référence de l’instrument médical dans ladite branche.

Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, le dispositif de guidage comprend comprenant également un écran affichant en temps réel le flux de données en cours d’acquisition et/ou des informations associées à au moins un dispositif médical préalablement détecté et/ou des informations d’identification d’au moins un élément caractéristique présent dans l’image affiché.

Une information associée à un dispositif médical peut être une identification du dispositif médical, une position, une vitesse ou une accélération du dispositif médical, voire une force appliquée par le dispositif médical.

Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, le dispositif de guidage comprend également au moins un effecteur mécanique de manipulation d’au moins un instrument médical, dont au moins une consigne est liée à une instruction de guidage.

L’effecteur peut être par exemple une poignée solidarisée à l’instrument médical ou, plus précisément au support longiligne portant le ou les capteur(s), ainsi que l’éventuelle sonde médicale.

Dans des modes de réalisation particuliers de l’invention, le dispositif de guidage est configuré pour guider au moins deux dispositifs médicaux, un dispositif médical étant une sonde médicale et l’autre dispositif médical étant un laryngoscope, un bronchoscope ou un endoscope.

L’invention vise également un système de guidage comprenant un laryngoscope et un dispositif de guidage selon l’un quelconque des modes de réalisation précédents, au moins un dispositif médical étant une sonde médicale portée par ledit laryngoscope.

L’invention vise également un système de guidage comprenant un bronchoscope et un dispositif de guidage selon l’un quelconque des modes de réalisation précédents, au moins un dispositif médical étant une sonde médicale portée par ledit bronchoscope.

Enfin, l’invention vise un procédé de guidage d’au moins un dispositif médical par un dispositif de guidage selon l’une quelconque des modes de réalisations précédents.

Grâce à l’invention, le dispositif de guidage peut permettre le guidage d’au moins un dispositif médical guidé isolément ou relativement par rapport à un autre dispositif médical.

Une liste non exhaustive des dispositifs médicaux susceptibles d’être guidés par le dispositif de guidage est :

Laryngoscope, vidéo laryngoscope, sonde d’intubation, sonde d’intubation sélective, typiquement mais non exhaustivement pour les procédures médicales d’intubation trachéales et sélectives ;
Bronchoscope, sonde d’intubation, sonde d’intubation sélective, cathéter et aiguille de prélèvement, typiquement mais non exhaustivement pour les procédures médicales en bronchoscopie ;
vidéo endoscope, cystoscope, laparoscopie, typiquement mais non exhaustivement pour les procédures médicales en urologie ;
hystéromètre, hpeculum, vidéo colposcope, Sonde Gynécologique, Sonde de rééducation périnéale, typiquement mais non exhaustivement pour les procédures médicales en gynécologie;
sonde dentaire de diagnostic d’implantologie, sonde parodontale, sonde endodontique, sonde orthodontique, typiquement mais non exhaustivement pour les procédures médicales en dentaire;
otoscope, vidéotoscope, anse de Billeau, crochet à serimen de moulongue, typiquement mais non exhaustivement pour les procédures médicales en Otorhinolaryngologie;
endoscope, duodenoscope pour les procédures médicales d’endoscopie digestive.

BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES

D’autres avantages, buts et caractéristiques particulières de la présente invention ressortiront de la description non limitative qui suit d’au moins un mode de réalisation particulier des dispositifs et procédés objets de la présente invention, en regard des dessins annexés, dans lesquels :

est une vue schématique d’un exemple de mode de réalisation d’un dispositif de guidage selon l’invention, introduit dans la trachée d’un individu ;
est une vue schématique d’un exemple d’image affichée par un écran du dispositif de guidage de la , au cours d’une intubation trachéale ;
est une vue synoptique d’un exemple d’un mode de mise en œuvre d’un procédé de guidage par le dispositif de guidage de la ;
est une vue schématique d’un autre exemple d’image affichée par un écran du dispositif de guidage de la , au cours d’une intubation trachéale ;
est une vue schématique d’une variation du dispositif de guidage de la .

Claims

Dispositif (100) de guidage d’au moins un dispositif médical dans un canal (120) d’un individu (130), le dispositif de guidage comportant au moins un capteur fournissant une pluralité de données, caractérisé en ce que le dispositif de guidage comprend également un processeur (190) et une mémoire (180) informatique stockant des instructions d’un procédé (300) de guidage configurant le processeur pour :
acquérir un flux de données issues d’au moins un capteur du dispositif de guidage ;

détecter dans le flux de données, à un premier instant du flux de données, au moins une partie caractéristique d’au moins un dispositif médical et au moins un élément caractéristique d’un environnement du canal de l’individu ;
le processeur étant également configuré à partir du premier instant pour :
évaluer en temps réel au moins une caractéristique dynamique entre au moins un dispositif médical et au moins un élément caractéristique préalablement détecté, une caractéristique dynamique étant une position, une vitesse, une accélération, une orientation, un contact ou une pression exercée ;

générer ou mettre à jour une représentation tridimensionnelle comprenant chaque dispositif médical préalablement détecté et chaque élément caractéristique préalablement détecté ;

calculer une trajectoire prévisionnelle d’au moins un dispositif médical dans l’environnement à partir de la représentation tridimensionnelle à au moins deux instants distincts ;

évaluer la trajectoire prévisionnelle d’au moins un dispositif médical en comparaison avec une trajectoire idéale préalablement calculée et/ou au regard d’au moins une contrainte préalablement déterminée par rapport à au moins un élément caractéristique de l’environnement ;

déterminer au moins une indication de guidage pour au moins un dispositif médical en fonction de l’analyse de la trajectoire prévisionnelle d’au moins un dispositif médical en fonction de l’évaluation précédente.
Dispositif de guidage selon la revendication précédente, dans lequel la trajectoire prévisionnelle comprend au moins une position estimée à un instant ultérieur, au moins une vitesse estimée à un instant ultérieur et/ou au moins une accélération estimée à un instant ultérieur.
Dispositif de guidage selon l’une quelconque des revendications 1 à 2, dans lequel la représentation tridimensionnelle comprend également les dispositifs médicaux non détectés et/ou les éléments caractéristiques non détectés.
Dispositif de guidage selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l’historique des données acquises et/ou de la représentation tridimensionnelle est stockée dans une mémoire informatique.
Dispositif de guidage selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel une contrainte est choisie parmi :
une distance minimale par rapport à un élément caractéristique ;

une vitesse maximale ;

une accélération maximale ;

une pression maximale ;

une interpénétration maximale à l’intérieur d’un élément caractéristique.
Dispositif de guidage selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le processeur est également configuré pour au cours de l’évaluation de la trajectoire prévisionnelle, analyser si une contrainte est atteinte et pour générer une alerte si la contrainte est dépassée.
Dispositif de guidage selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel le processeur est également configuré pour au cours de l’évaluation de la trajectoire prévisionnelle, évaluer un temps prévisionnel d’atteinte d’une contrainte à partir de la trajectoire prévisionnelle et pour générer une alerte si le temps prévisionnel est inférieur à un seuil prédéterminé.
Dispositif de guidage selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le processeur est également configuré pour afficher et/ou mettre à jour au moins une indication de guidage sur un dispositif d’affichage du dispositif de guidage.
Dispositif de guidage selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel le processeur est également configuré pour générer une instruction de commande d’un effecteur à partir d’au moins une indication de guidage d’au moins un dispositif médical.
Dispositif de guidage selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel au moins un capteur est choisi parmi :
capteur d’imagerie dans le domaine du visible ;

capteur d’imagerie dans le domaine de l’infrarouge ;

capteur de profondeur ;

capteur d’accélération ;

capteur d’ultrasons et imagerie ultrasonore;

gyroscope;

capteur de force ;

capteur de Pression ;

capteur de résistivité ;

capteur de conductivité ;

LiDAR.
Dispositif de guidage selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel au moins un capteur est porté par un support globalement longiligne, configuré pour s’introduire dans le canal de l’individu.
Dispositif de guidage selon l’une quelconque des revendications 1 à 11, dans lequel au moins un élément caractéristique est choisi parmi:
un organe de l’individu ;

un élément morphologique de l’individu ;

un objet d’une salle d’opération ;

un autre dispositif médical.
Dispositif de guidage selon l’une quelconque des revendications 1 à 12, dans lequel le processeur est également configuré par le procédé de guidage pour évaluer une caractéristique dynamique entre au moins un dispositif médical et au moins un élément caractéristique par l’intermédiaire d’une méthode d’apprentissage automatique.
Dispositif de guidage selon la revendication 13, dans lequel la mémoire informatique est configurée pour stocker également des paramètres de configuration de la méthode d’apprentissage automatique préalablement entraînée pour la détection d’éléments caractéristiques et/ou de dispositifs médicaux à partir d’une base de données dites d’entrainement, la majorité des données d’entrainement ayant été générée et annotée en la présence d’au moins un élément caractéristique similaire et/ou d’au moins un dispositif médical similaire.
Dispositif de guidage selon la revendication 14, dans lequel au moins un élément caractéristique annoté est un organe situé à l’intérieur ou à proximité immédiate d’un canal similaire au canal de l’individu.
Dispositif de guidage selon l’une quelconque des revendications 14 à 15, dans lequel la base de données comprend des données d’entrainement générées en combinant au moins un élément caractéristique et au moins un dispositif médical dit d’entrainement.
Dispositif de guidage selon l’une quelconque des revendications 14 à 16, dans lequel la base de données comprend des données annotées avec une indication de positionnement d‘un élément caractéristique par rapport à un capteur ayant acquis lesdites données.
Dispositif de guidage selon l’une quelconque des revendications 1 à 17, configuré selon la revendication 11, dans lequel au moins un capteur est positionné et orienté par rapport au support de telle sorte qu’il comprend dans son champ de vision une partie du support.
Dispositif de guidage selon l’une quelconque des revendications 1 à 18, dans lequel le processeur est également configuré par le procédé de guidage pour déterminer la position relative d’un capteur et/ou d’un élément caractéristique par rapport au support.
Dispositif de guidage selon l’une quelconque des revendications 1 à 19, dans lequel un capteur comprend dans son champ de vision l’environnement du support sans voir ledit support, la position relative dudit capteur par rapport au support étant connue.
Dispositif de guidage selon l’une quelconque des revendications 1 à 20, dans lequel la mémoire informatique est configurée pour stocker également une représentation tridimensionnelle d’au moins une partie de l’instrument médical.
Dispositif de guidage selon l’une quelconque des revendications 1 à 21, comprenant un capteur d’imagerie et un capteur de profondeur fournissant une carte de profondeur concomitamment à une image acquise par ledit capteur d’imagerie.
Dispositif de guidage selon l’une quelconque des revendications 1 à 22, dans lequel le processeur est également configuré par le procédé de guidage pour déterminer une distance entre un point de référence de l’instrument médical et un élément caractéristique compris dans l’image affichée à l’écran.
Dispositif de guidage selon la revendication 23, dans lequel le point de référence associé à l’individu correspond à un point de l’environnement de l’individu ou à un point prédéterminé de l’individu.
Dispositif de guidage selon l’une quelconque des revendications 1 à 24, dans lequel le processeur est également configuré par le procédé de guidage pour détecter les cordes vocales de l’individu et/ou la carène, et pour indiquer un dépassement des cordes vocales par un point de référence du dispositif médical.
Dispositif de guidage selon l’une quelconque des revendications 1 à 25, dans lequel le processeur est également configuré par le procédé de guidage pour détecter une des deux branches conduisant à l’une des bronches et pour indiquer une bonne introduction d’un point de référence de l’instrument médical dans ladite branche.
Dispositif de guidage selon l’une quelconque des revendications 1 à 26, comprenant également un écran affichant en temps réel le flux de données en cours d’acquisition et/ou des informations associées à au moins un dispositif médical préalablement détecté et/ou des informations d’identification d’au moins un élément caractéristique présent dans l’image affiché.
Dispositif de guidage selon l’une quelconque des revendications 1 à 27, comprenant également au moins un effecteur mécanique de manipulation d’au moins un instrument médical, dont au moins une consigne est liée à une instruction de guidage.
Dispositif de guidage d’au moins deux dispositifs médicaux selon l’une quelconque des revendications 1 à 28, dans lequel un dispositif médical est choisi parmi :
laryngoscope,

vidéo laryngoscope,

sonde d’intubation,

sonde d’intubation sélective,

bronchoscope,

sonde d’intubation,

sonde d’intubation sélective,

cathéter,

aiguille de prélèvement,

vidéo endoscope,

cystoscope,

laparoscopie,

hystéromètre,

hpeculum,

vidéo colposcope,

sonde Gynécologique,

sonde de rééducation périnéale,

sonde dentaire de diagnostic d’implantologie,

sonde parodontale,

sonde endodontique,

sonde orthodontique,

otoscope,

vidéotoscope,

anse de Billeau,

crochet à serimen de moulongue,

endoscope,

duodenoscope