ITBO20090074U1 - Interfaccia per l'azionamento da posizione remota, di un manipolatore robotico per la manovra di cateteri steerable nel sistema cardiovascolare umano. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE del modello industriale di utilità, dal titolo:

“Interfaccia per Tazionamento da posizione remota, di un manipolatore robotico per la manovra di cateteri steerable nel sistema cardiovascolare umano”

TESTO DELLA DESCRIZIONE

Il trovato tratta una interfaccia per Tazionamento da posizione remota di un manipolatore robotico adibito alla manovra nel sistema cardiovascolare umano di cateteri temporanei per procedure di elettrofisiologia, dotati di un comando di deflessione dell’estremità distale e per questo definiti anche di tipo “steerable”. I manipolatori robotici di cui trattasi, possono essere ad esempio del tipo descritti nella domanda di brevetto italiana n. B02009U-4 a nome della stessa richiedente ed illustrati in parte nella figura 1, che prevedono l’uso di un dispositivo introduttore-adattatore-posizionatore A di tipo protetto dal brevetto italiano n. 1.363.313 e dalla domanda di brevetto italiana n. B02009U-5 sempre a nome della stessa richiedente e che comprendono un apparato robotico B da collocare in corrispondenza del paziente P, in una posizione relativamente fissa e preordinata tramite apposito supporto registrabile H e che sostiene e governa il catetere stesso C per la sua impugnatura D e che comprende dei mezzi telescopici di guida e di irrigidimento E per effetto dei quali il tratto del medesimo catetere che è esterno al corpo del paziente, che è compreso tra T impugnatura ed il detto dispositivo adattatoreintroduttore A e che è investito dai detti mezzi di guida, rimane fondamentalmente rigido e quindi nell’impossibilità di compiere movimenti di flessione dovuti al carico di punta quando il catetere viene manovrato attraverso l’impugnatura D dal manipolatore robotico B. Il manipolatore robotico è predisposto per sostenere l’impugnatura D ed il cursore F od altri adatti mezzi di deflessione dell’estremità distale del catetere ed attraverso la stessa impugnatura è in grado di sottoporre il catetere a movimenti assiali di avanzamento-arretramento come indicato dalla doppia freccia X, a movimenti di rotazione nei due sensi come indicato dalla doppia freccia Y e, con lo spostamento assiale nel senso della doppia freccia Z impartito al cursore F o ad altro comando associato alla medesima impugnatura, a movimenti opposti di steering, affinché la punta del catetere abbia a sterzare nelle sinuosita del circuito cardiovascolare del paziente ed abbia a giungere nel punto prefissato di tale circuito, in modo controllato, documentabile ed in sicurezza.

Attraverso il collegamento elettrico multifilare indicato con B1 e/od altri adatti mezzi, il manipolatore robotico B può essere collegato ad una interfaccia posta in una posizione remota e schermata, attraverso la quale un operatore può governare a distanza il funzionamento dei mezzi di moto del manipolatore B, rimanendo in una posizione protetta dalle radiazioni ionizzanti emesse dal sistema che visualizza la navigazione dello stesso catetere all’interno del sistema cardiovascolare umano. Il trovato tratta una tale interfaccia I per il governo a distanza del detto manipolatore robotico, in quanto le interfacce ad oggi ipotizzate, che si avvalevano di pulsanti o di comandi a cloche o cosiddetti joystick, si sono rilevate di difficile impiego da parte dei tecnici abilitati alla manovra manuale dei detti cateteri. Il trovato intende ovviare ai limiti della tecnica nota con una interfaccia come dalla rivendicazione 1) e successive rivendicazioni dipendenti, basata essenzialmente sull’impiego di un comando a manopola che può essere impugnato da una mano dell’operatore come se questi stesse afferrando l’impugnatura del catetere e tale comando a manopola può essere portato in piccoli spostamenti assiali nei due sensi, oppure in un piccolo movimento di rotazione nei due sensi ed allo stesso comando a manopola può essere associato un comando a pulsante basculante o di tipo equivalente, essendo previsti dei sensori per rilevare i detti spostamenti e per azionare i corrispondenti attuai ori del manipolatore robotico che rispettivamente provvedono allo spostamento assiale nei due sensi, alla rotazione nei due sensi ed al movimento di steering nei sensi opposti del catetere. Attraverso il comando a manopola della nuova interfaccia, l’operatore si trova a governare il catetere come se lo stesse afferrando direttamente per Γ impugnatura d’estremità, con gli intuibili vantaggi di comodità, di praticità, di ergonomia e di facilità d’impiego che ne conseguono.

Maggiori caratteristiche del trovato, ed i vantaggi che ne derivano, appariranno meglio evidenti dalla seguente descrizione fatta con riferimento alle figure delle due tavole allegate di disegno, in cui:

La fig. 1 illustra in prospettiva l’interfaccia secondo il trovato collegata ad un manipolatore robotico del tipo detto in precedenza;

Le figg. 2 e 3 illustrano in prospettiva i componenti dell’interfaccia, visti rispettivamente all’alto e dalla parte opposta a quella collegata al comando a manopola.

Dalle figure si rileva che l’interfaccia I comprende un box 1 di qualsiasi adatta forma, sulla cui parete anteriore inclinata a leggio possono essere montati degli eventuali pulsanti, comandi, sensori, indicatori e strumenti necessari per l’uso al quale è destinata la stessa interfaccia, non illustrati in figura 1, essendo lo stesso box 1 posto in una posizione stabile, ad esempio con fissaggio amovibile per mezzo di attacchi magnetici e/o d’altro tipo, ad una ampia base G che appoggia sul piano con interposto un tappeto antiscivolo, ad esempio in gomma. Resta inteso che altri adatti mezzi possono essere previsti per il supporto stabile del box 1 nella posizione d’impiego. Su un fianco del box 1 è montata a sbalzo ed orizzontalmente, una manopola 2, rivestita con materiale antiscivolo e di dimensioni tali da poter essere comodamente impugnata da una mano dell’operatore. La manopola 2 è montata su un albero 102 cavo, sostenuto girevole da un supporto 3 ad esempio di adatta materia plastica, fisso su una finestra laterale del box 1 dove lo stesso albero entra con un tratto di giusta lunghezza, per il sostenimento girevole da un ulteriore supporto 103 anch’esso vincolato in modo opportuno allo stesso box 1. Sul tratto d’albero 102 che è compreso tra i supporti 3, 103 è calettata ed è fissata assialmente una boccola 4 ad esempio di materia plastica od altro adatto materiale, che porta in solido sul fronte rivolto verso il supporto 103, di pezzo o di riporto, un settore di flangia 104 contro le cui facce opposte appoggiano le estremità arrotondate di perni 105, 105’ paralleli all’albero 102 e scorrevoli assialmente in rispettivi corpi di guida e di fine corsa 5, 5’ fissi al box 1 e nei quali sono alloggiati dei mezzi elastici che spingono i detti perni verso l’esterno sostanzialmente con una forza uguale, così che l’albero 102 con la manopola 2 sono stabilmente in una posizione assiale prefissata e possono essere spostati assialmente nei due sensi con corse di entità prefissata e stabilita dalla distanza reciproca dei detti corpi 5, 5’, come indicato nella figura 2 dalla doppia freccia X. Questi spostamenti assiali vengono rilevati da sensori o micro 6, 6’ fissi all’intemo del box, preferibilmente doppi per formare un circuito ridondante e sicuro, che col loro equipaggio mobile cooperano con le facce opposte d’una flangia 204 della detta boccola 4.

La flangia 204 è dotata perimetralmente di una feritoia 7 di giusta ampiezza angolare, attraversata perpendicolarmente da un perno 8 fisso al vicino supporto 3 il tutto in modo che, per la presenza di questi mezzi, la manopola 2 con l’albero 102 possono essere fatti ruotare dall’operatore in direzioni contrarie e con uno spostamento angolare prefissato, come indicato nella figura 2 dalla doppia freccia Y. Questo spostamento rotatorio della manopola 2 viene rilevato da coppie di sensori 0 micro 9, 9’ fissi col loro corpo nel box 1 e che col loro equipaggio mobile e molleggiato cooperano coi lati opposti di una camma 10 fissata all’ estremità dell’albero 102 che è interna al box 1, in modo anche da stabilizzare il complesso della camma, dell’albero e della manopola 2 in una posizione angolare prefissata. Dalla figura 2 si rileva infine che sulla manopola 2 è montato in un alloggiamento che interessa sia la stessa manopola che una corrispondente porzione inferiore dell’albero 102, in posizione prossima al supporto 3, un pulsante 11 di tipo basculante, a doppio effetto, che in modo agevole può essere fatto oscillare nei due sensi indicati dalle frecce Z dalla stessa mano dell’operatore che impugna la manopola 2 ed al quale sono collegati dei fili elettrici 111 che attraversano l’albero cavo 102, la camma 10 anch’essa cava e che escono dall’estremità libera di quest’ultima come ben evidenziato nella figura 3.

1 fili elettrici collegati ai micro 6, 6’, 9, 9’ e quelli 111 del pulsante 11, attraverso il collegamento elettrico multifilare B1 di figura 1 e/od altri adatti mezzi, vengono attestati al manipolatore robotico B che provvede allo spostamento dell’impugnatura D e del cursore F del catetere nei modi già detti ed indicati con le corrispondenti frecce X, Y e Z.

Il pulsante 11 ha una larghezza relativamente ampia, in modo da risultare sempre correttamente orientato con una parte di se verso l’operatore, per poter essere agevolmente azionato. Resta comunque inteso che al posto del pulsante 11 di tipo oscillante, può essere impiegato un altro pulsante a doppio effetto, ad esempio del tipo a slitta, con la parte mobile a forma di settore anulare, che simula in tutto e per tutto il cursore F del catetere. Appare evidente da quanto detto, la grande ergonomia e la semplicità d’uso dell’interfaccia di cui trattasi da parte del personale normalmente specializzato ed abilitato all’inserimento dei cateteri steering C nel sistema cardiovascolare umano, in quanto il comando a manopola 2 dell’ interfaccia I, simula in tutto e per tutto quello dell’impugnatura D degli stessi cateteri.

Il manipolatore robotico B del tipo al quale si è fatto riferimento, è dotato di mezzi per rilevare il carico di punta del catetere e di comandare un segnale di allarme quando questo carico supera dei valori prefissati. L’interfaccia I può essere dotata di qualsiasi adatti mezzi, non illustrati, per emettere un detto segnale d’allarme, ad esempio sotto forma di suoni, di vibrazioni e/o di segnali luminosi e/o può essere dotata di mezzi per modificare automaticamente il carico dei mezzi elastici che contrastano gli spostamenti della manopola 2, in modo da trasmettere all’operatore delle sensazioni di resistenza variabile che lo aiutino ad eseguire correttamente e con sicurezza lo spostamento del catetere nel paziente attraverso il manipolatore robotico B. Al posto dei sensori o micro e del pulsante descritti, possono essere usati dei mezzi in grado di generare un comando progressivo e proporzionale allo spostamento ad essi impartito e tali da poter comandare i motori del manipolatore robotico B con una velocità variabile e proporzionale ai detti spostamenti.

Secondo una forma preferita di realizzazione del trovato, l’interfaccia prevede montato in una qualsiasi adatta posizione del box 1 o su parti a questo associate, un pulsante od altro comando di sicurezza 13, tale da poter essere azionato dalla mano dell’operatore che non impugna la manopola 2 e che è in grado di abilitare o disabilitare qualsiasi comando venga impartito al manipolatore robotico B attraverso la stessa manopola 2 o tramite altri mezzi di comando. Per la stabilizzazione in uso dell’interfaccia e/o per altre necessità, il box 1 può essere infine dotato in una qualsiasi adata posizione, di una maniglia od impugnatura ausiliaria 12, ad esempio contrapposta alla manopola 2 come dall’esempio di figura 1, che può essere impugnata dall’operatore con la mano opposta a quella che impugna la stessa manopola 2. Su tale maniglia o impugnatura ausiliaria 12 può vantaggiosamente essere collocato il detto pulsante o comando di sicurezza 13.

Resta inteso che all’interfaccia operatore-manipolatore robotico I come descrita, possono essere apportate tute quelle piccole varianti ed equivalenze che sono intuibili dai tecnici del ramo e che non esulano dall’ambito del trovato, come descritto, illustrato e come a seguito rivendicato. Nelle rivendicazioni i riferimenti riportati tra parentesi sono puramente indicativi e non limitativi dell’ambito di protezione delle stesse rivendicazioni.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Interfaccia per l’azionamento da posizione remota, di un manipolatore robotico (B) per la manovra di cateteri (C) nel sistema cardiovascolare umano, che comprende un box (1) coi comandi sui quali interviene un operatore per governare a distanza il detto manipolatore, caratterizzata dal fatto che tali comandi comprendono un albero (102) con manopola (2) che può essere impugnata da una mano dell’operatore come se questi stesse impugnando l’impugnatura (D) del detto catetere e tale manopola essendo predisposta per poter essere portata in piccoli spostamenti assiali nei due sensi (X), e/o in un piccolo movimento di rotazione nei due sensi (Y) e sono previsti dei sensori per rilevare i detti spostamenti e per azionare i corrispondenti attuatoli del manipolatore robotico che rispettivamente provvedono allo spostamento assiale nei due sensi e/od alla rotazione nei due sensi del catetere, il tutto in modo che attraverso la detta manopola (2) l’operatore si trovi a governare il catetere come se lo stesse afferrando direttamente per l’impugnatura d’estremità (D), coi vantaggi di comodità, di ergonomicità e di facilitazione d’impiego che ne conseguono.
2. 2. Interfaccia secondo la rivendicazione 1), in cui alla detta manopola (2) è associato un comando a pulsante basculante (11) o di altro tipo a doppio effetto, che può essere azionato dalla stessa mano dell’operatore che impugna la stessa manopola e che è collegato elettricamente all’attuatore del manipolatore robotico (B) che provvede al movimento di steering nei sensi opposti (Z) del catetere allorché di tipo steerable
3. 3. Interfaccia secondo la rivendicazione 1), in cui nel detto box (1) sono previsti dei mezzi elastici e di fine corsa (5, 105, 5’, 105’) per stabilizzare la manopola (2) in una posizione assiale prefissata di riposo e per consentire a questa sposta menti assiali nei due sensi di una piccola entità prefissata, sufficiente all’ azionamento di corrispondenti micro o sensori (6, 6’) e caratterizzata altresì dal comprendere dei mezzi (7, 8) per consentire alla manopola una rotazione angolare nei due sensi e di piccola ampiezza, sufficiente all’azionamento di corrispondenti micro o sensori (9, 9’), essendo previsti dei mezzi elastici per mantenere la manopola in una posizione angolare e prefissata di riposo.
4. 4. Interfaccia secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui la detta manopola (2) è posta orizzontalmente ed a sbalzo dal box (1) che contiene i vari comandi per il governo a distanza del manipolatore robotico, è rivestita lateralmente da una superficie gommata antiscivolo e se sulla stessa è previsto il detto pulsante o comando a doppio effetto (11) per attivare il movimento di steering del catetere, tale pulsante o comando è collocato nelle vicinanze dell’estremità della manopola che è prossima al box (1) ed ha una larghezza sufficientemente ampia, in modo da poter risultare in posizione utile e comoda per l’azionamento, durante tutto lo spostamento angolare nel quale può essere portata la detta manopola.
5. 5. Interfaccia secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui almeno i detti micro o sensori (6, 6’, 9, 9’) sono doppi per formare un circuito di comando ridondante e sicuro.
6. 6. Interfaccia secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui i detti micro o sensori (6, 6’, 9, 9’) ed il detto pulsante a doppio effetto (11) sono predisposti per generare un comando di tipo ON-OFF oppure un comando proporzionale allo spostamento ad essi impartito, che da altri adatti mezzi viene trasformato in un comando di attivazione a velocità variabile degli attuatoli interni del manipolatore robotico.
7. 7. Interfaccia secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal comprendere dei mezzi per indicare all’operatore delle eventuali variazioni del carico di punta del catetere durante rinserimento nel sistema cardiovascolare umano, essendo tale segnalazione indicata sotto forma di suono, di luce od essendo tradotta da appositi mezzi in una proporzionale variazione della resistenza che l’operatore incontra neH’azionare la detta manopola (2) ed i comandi a questa associati.
8. 8. Interfaccia secondo una qualsiasi o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che sul box (1) o su parti a questo associate, può essere collocato in qualsiasi adatta posizione tale da poter essere azionato dalla mano dell’operatore che non impugna la manopola (2), un pulsante o comando di sicurezza (13) in grado di abilitare o disabilitare qualsiasi comando venga impartito al manipolatore robotico (B) attraverso la stessa manopola (2) od altri mezzi.
9. 9. Interfaccia secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui il box (1) può essere provvisto ad esempio in posizione contrapposta alla manopola (2), di una maniglia ausiliaria (12) atta ad essere impugnata dalla mano dell’operatore che non impugna la detta manopola (2) e su od a tale maniglia (12) potendo essere vantaggiosamente collocato o collegato il detto comando o pulsante di sicurezza (13).
10. 10. Interfaccia per l’azionamento da posizione remota di un manipolatore robotico (B) per la manovra di cateteri steerable (C) nel sistema cardiovascolare umano, realizzata in particolare, in tutto o sostanzialmente, come descritto, come illustrato nelle figure delle due tavole allegate di disegno e per gli scopi sopra esposti.