WO1991000058A1 - Porte-sonde pour l'echographie de la hanche du nourisson - Google Patents

Porte-sonde pour l'echographie de la hanche du nourisson Download PDF

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    • G10K11/352Sound-focusing or directing, e.g. scanning using mechanical steering of transducers or their beams by moving the transducer

Definitions

  • the invention relates to a device for the acquisition of three-dimensional information notably applied to ultrasound of the infant's hip. More specifically, the invention relates to a probe holder adapted for the practice of such an examination.
  • CHL Congenital dislocation of the hip (CHL) in infants is a public health problem. It consists of abnormal relationships between the head of the femur and the acetabulum of the pelvis normally congruent and here poorly placed either permanently or during clinical maneuvers. This untreated anomaly results in lameness in the child and affects 1.5 to 2% of newborns.
  • a probe holder which comprises a chassis, a first assembly mounted movable in vertical translation and associated with motor means for move vertically said first set, means for controlling said motor means, a second set mounted movable in horizontal translation on said first set, support means mounted on said second set, for supporting an ultrasound probe, and control means connected to said control means and to the probe for controlling the execution of an ultrasound examination program.
  • the second set is itself motorized to precisely position the probe it carries, the latter being enclosed in a complex support suitable for breast examination.
  • a probe holder in particular for the ultrasound of the hip of the infant, characterized by elastic means of recall towards the patient, associated with the probe upstream and / or downstream of it, for maintain the continuity of the ultrasound path between the patient and the probe.
  • these means are elastic return means associated with stop means for returning the second set to a distal stop position.
  • the probe of the invention installed in the probe holder can be of any usual type of high frequency probe (7.5 MHz) available on the market (for example, a commercialized strip probe by CGR, or TOSHIBA, etc.).
  • the probe placed in the probe holder has at least two degrees of freedom in translation along orthogonal axes: the vertical translation is controlled by the motor while the horizontal translation is free but resiliently biased outwards so as to maintain contact with the infant's skin and sufficient pressure to avoid the interposition of air between the probe and the skin (covered with an appropriate gel).
  • This pad of material can advantageously have a smooth smooth face on the side of the probe and an elastic face on the side of the infant to permanently match the shape of the buttock.
  • the probe support means are arranged to allow rotation of the probe around a vertical axis; the flat contact surface of the ultrasound probe can thus better fit the rounded outline of the infant's buttock.
  • a turntable intended to receive the baby, at least in part.
  • the column supporting the crews which carry the probe is secured to the turntable.
  • the probe holder comprises means for coding the position of the various mobile assemblies, and the information delivered by the means is transmitted to the general control means to be taken into account in the three-dimensional reconstruction process.
  • the probe holder is associated with means for measuring the vertical force exerted by the examiner on the infant.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the relative position of the infant, the probe and the probe holder according to the invention during the examination;
  • FIG. 2 is a schematic side view of an embodiment of probe holder according to the invention;
  • FIG. 3 is a partial top view of the probe holder of FIG. 2.
  • the probe holder 1 is intended to place an ultrasound probe 2 in contact with the buttock of an infant 3.
  • the probe holder 1 comprises a chassis 4, possibly secured to a base 5 or independent of this base. In the latter case, means for fixing the probe holder 1 to the base 5 can be provided.
  • the chassis 4 comprises a base plate 6 possibly coincident with the base 5 and an upper plate 7 connected by vertical uprights, and, where appropriate, spacers.
  • Two vertical slides 8 are mounted between the plates 6 and 7, and allow the sliding guidance of a first movable assembly 9 consisting of a rectangular block pierced with two parallel guide bores ' .
  • the upper plate 7 supports a motor 10, the output shaft of which is coupled to a vertical screw 11.
  • the latter enters a bore provided in the parallelepipedal block or in an integral part. This bore is provided with a tapped section or with a nut cooperating with the screw 11 to drive the block 9 in vertical translation when the screw 11 rotates.
  • the vertically movable assembly 9 comprises three rollers 12 for horizontal guidance of a second movable assembly 13, this time horizontally.
  • the crew 13 consists of a vertical plate whose horizontal edges include grooves or slides 14 cooperating with the rollers 12 for the horizontal guidance of the crew 13.
  • a stop 15 provided on the plate 13 cooperates with the crew 9 to fix an extreme remote position of the sliding plate, while a spring 16 hooked between a projection 17 of the plate and a stud 18 of the crew 9 recalls the plate 13 permanently towards its position distant from the stop.
  • a probe support 19 is mounted integral with the plate 13 and includes a yoke whose lower horizontal branch 20 includes a bearing 21 for mounting a turntable 22, intended to receive the ultrasound probe 2.
  • the turntable 22 comprises a device (not shown) for returning to the middle position.
  • the upper branch 23 has a thread receiving a needle screw 24 making it possible to maintain the probe 2 associated with the locking nut 25 of the screw needle.
  • the needle screw can be replaced by a screw carrying at its end a disc mounted on a ball joint.
  • the angular position of the turntable 22 is identified by an encoder system known per se 26.
  • the linear position of the horizontal movable member 13 is identified by an encoder consisting of a linear track 27 linked to the member 9 and associated with an optical detector 28 linked to the crew 13.
  • encoders are connected by connections not shown to a general control device 29, also controlling the control of the motor 10 by a link 30.
  • the motor 10 itself comprises an angular position encoder controlled by the device 29.
  • control of probe 2 is also connected to the control device 29 (by connections not shown).
  • the device 29 controls the whole process by controlling the vertical movement of the probe 2 (thanks to the motor 10), its operation, and by recovering the ultrasound data as well as the position information provided by the different coders, necessary for the reconstruction three-dimensional.
  • the entire chassis and the vertically movable assembly is hidden under a protective casing of which only the assembly 13 and the probe support protrude.
  • the probe holder of the invention is advantageously associated with a support comprising a tray 31 intended to receive the infant and connected to a pressure sensor whose output information can be sent in the general control device 29 and / or on a display allowing the examiner to follow exactly the thrust he exerts on the infant's femur during dynamic maneuvers, and the exact reproducibility of which is a condition for the success of the diagnostic method.
  • the plate 31 can be rotatably mounted. It can also be more extended and made integral with the base 6 of the probe support members so that the assembly of the probe-carrying arm rotates at the same time as the plate.

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Abstract

Ce porte-sonde d'échographie pour l'échographie de la hanche du nourisson comprend un châssis (4), un premier ensemble (9) monté mobile en translation verticale et associé à des moyens moteurs (10) pour déplacer verticalement ledit premier ensemble (9), des moyens de commande desdits moyens moteurs, un second ensemble (13) monté mobile en translation horizontale sur ledit premier ensemble (9), des moyens de rappel élastique (16) associés à des moyens de butée (15) pour rappeler ledit second ensemble (13) vers une position distale de butée, des moyens de support (19) montés sur ledit second ensemble (13), pour supporter une sonde d'échographie (2), et des moyens de contrôle (29) reliés auxdits moyens de commande et à la sonde (2) pour contrôler l'exécution d'un programme d'examen échographique de la hanche du nourisson.

Description

POgEE-SOS-DE P00R L'ECHOGRAffllB DE LA. HAHCHB 1XT MX3RRISS0N
L'invention concerne un dispositif pour l'acquisition d'informations tridimensionnelles notaπment appliquées à l'échographie de la hanche du nourrisson. Plus précisément, l'invention concerne un porte-sonde adapté pour la pratique d'un tel examen.
La luxation congénitale de la hanche (LCH) du nourrisson est un problème de santé publique. Elle consiste en des rapports anormaux entre la tête du fémur et le cotyle du bassin normalement congruents et ici mal-posés soit de façon permanente, soit lors des manoeuvres cliniques. Cette anomalie non traitée aboutit à une boiterie de l'enfant et concerne de 1,5 à 2 % des nouveaux-nés.
Historiquement, la LCH a été très anciennement reconnue puisqu'Hippocrate la mentionne déjà parmi les "luxations de naissance". Il faudra tout de même attendre le milieu du 19e siècle, pour qu'elle sorte du cadre de pathologie incurable dans lequel
Galien l'avait placée.
Les progrès diagnostique et thérapeutique restent toutefois modestes puisqu'en 1962 date à laquelle Barlow publie son premier article sur l'importance du dépistage (Early diagnosis and treatment of congénital dislocation of the hip). Trois luxations sur quatre sont diagnostiquées sous forme d'une boiterie de l'enfant, c'εst-à-dire relevant d'un traitement chirurgical lourd.
Les progrès sont alors plus rapides avec une volonté de diagnostic précoce : ainsi en 1977 on en vient à s'intéresser aux luxations de l'enfant de moins de 1 an (COURTOIS : la malformation luxante de la hanche décelée avant l'âge de 1 an) et en 1984 les critères de dépistage radiologique à l'âge de A mois (SE INGE et al : la radiographie du bassin au quatrième mois; sa place dans le dépistage de la luxation congénitale de la hanche) apparaissent clairement définis. L'année précédente GRAF avait publié son article princeps (New possibilities for the diagnosis of congénital hip joint dislocation by ultrasonography) jetant les bases de l'échographie de hanche qui pourrait devenir une méthode fiable de diagnostic à la naissance.
En résumé, plus le diagnostic est précoce, plus le traitement est simple et efficace. L'usage de l'échographie dans le dépistage de la LCH a permis d'affiner le diagnostic à la naissance alors que le diagnostic radiographique ne devient efficace qu'à l'âge de 3 mois 1/2 - 4 mois.
La diffusion de cette technique échographique est toutefois restée confidentielle car elle demeure de réalisation et d'interprétation délicates. Les publications médicales les plus récentes sur ce sujet aboutissent à la nécessité de réaliser un examen dit "dynamique", pour que cette procédure de diagnostic soit efficace. L'examen "dynamique" consiste à mobiliser sous contrôle échographique, la hanche du nourrisson pour en apprécier la stabilité. En l'état actuel du matériel échographique, cet examen est virtuellement impossible :
- l'examen de la hanche de l'enfant occupe les deux mains qui devraient par ailleurs maintenir stable la sonde échographique au contact de la hanche. C'est par exemple le cas avec l'appareil décrit dans le document EP-A-0 295 521 de GRAF; l'appareil, qui comporte une sonde d'echographie montée en rotation dans un support, doit être tenu des deux mains.
- la mobilisation de la hanche entraîne un déplacement du bassin qui interdit une réalisation fiable et reproductible des coupes échographiques.
Dans un domaine différent et spécifique, celui des examens mammaires, on a proposé selon le document DE-A-3 227 624 un porte- sonde, qui comprend un châssis, un premier ensemble monté mobile en translation verticale et associé à des moyens moteurs pour déplacer verticalement ledit premier ensemble, des moyens de commande desdits moyens moteurs, un second ensemble monté mobile en translation horizontale sur ledit premier ensemble, des moyens de support montés sur ledit second ensemble, pour supporter une sonde d'echographie, et des moyens de contrôle reliés auxdits moyens de commande et à la sonde pour contrôler l'exécution d'un programme d'examen échogra¬ phique.
Le second ensemble est lui-même motorisé pour positionner avec précision la sonde qu'il porte, celle-ci étant enfermée dans un support complexe adapté à l'examen mammaire.
Cet appareil ne répond en rien aux exigences de l'examen dynamique mentionnées plus haut que l'invention a précisément pour but de permettre.
Ce but est atteint grâce à un porte-sonde, notaπment pour l'échographie de la hanche du nourrisson, caractérisé par des moyens élastiques de rappel vers le patient, associés à la sonde en amont et/ou en aval de celle-ci, pour maintenir la continuité du trajet des ultrasons entre le patient et la sonde.
Avantageusement, ces moyens sont des moyens de rappel élastique associés à des moyens de butée pour rappeler le second ensemble vers une position distale de butée.
La sonde de l'invention installée dans le support de sonde, avantageusement réalisé sous forme de mâchoire, peut être de tout type usuel de sonde à haute fréquence (7,5 MHz) disponible sur le marché (par exemple, une sonde-barrette conmercialisée par CGR, ou TOSHIBA, etc).
La sonde placée dans le porte-sonde possède au moins deux degrés de liberté en translation selon des axes orthogonaux : la translation verticale est commandée par le moteur tandis que la translation horizontale est libre mais rappelée élastiquement vers l'extérieur de manière à maintenir le contact avec la peau du nourrisson et une pression suffisante pour éviter l'interposition d'air entre la sonde et la peau (couverte d'un gel approprié).
En plus ou à la place des moyens de rappel du second ensemble vers sa position de butée, on peut prévoir d'interposer entre la sonde (ou le capteur) d'echographie et la peau du nourrisson un matériau élastique laissant passer les ultrasons. Ce tampon de matériau peut avantageusement présenter une face lisse pleine du côté de la sonde et une face élastique du côté du nourrisson pour épouser en permanence la forme de la fesse.
Avantageusement, les moyens de support de sonde sont agencés pour permettre une rotation de la sonde autour d'un axe vertical; la surface plane de contact de la sonde d'echographie peut ainsi mieux épouser le contour arrondi de la fesse du nourrisson. En alternative ou en complément de la disposition ci- dessus, il est possible de prévoir sur le socle du châssis du porte- sonde, un plateau tournant destiné à recevoir le bébé, au moins en partie. Selon un mode de réalisation, la colonne -supportant les équipages qui portent la sonde est solidaire du plateau tournant. Avantageusement encore, le porte-sonde comprend des moyens de codage de la position des différents ensembles mobiles, et les informations délivrées par les moyens sont transmises aux moyens de contrôle général pour être prises en compte dans le processus de reconstitution tridimensionnelle. Avantageusement encore, le porte-sonde est associé à des moyens de mesure de l'effort vertical exercé par l'examinateur sur le nourrisson.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d'un mode préféré de réalisation. Il sera fait référence aux dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 est une vue en perspective montrant la position relative du nourrisson, de la sonde et du porte-sonde conforme à l'invention pendant l'examen; - la figure 2 est une vue de côté schématique d'un mode de réalisation de porte-sonde conforme à l'invention;
- la figure 3 est une vue de dessus partielle du porte- sonde de la figure 2.
Le porté-sonde 1 est destiné à placer une sonde échographique 2 au contact de la fesse d'un nourrisson 3. A cet effet, le porte-sonde 1 comporte un châssis 4, éventuellement solidaire d'un socle 5 ou indépendant de ce socle. Dans ce dernier cas, des moyens de fixation du porte-sonde 1 sur le socle 5 peuvent être prévus. Le châssis 4 comporte une plaque de base 6 éventuellement confondue avec le socle 5 et une plaque supérieure 7 reliées par des montants verticaux, et, le cas échéant, des entretoises.
Deux glissières verticales 8 sont montées entre les plaques 6 et 7, et permettent le guidage coulissant d'un premier équipage mobile 9 constitué d'un bloc parallélépipédique percé de deux alésages parallèles de guidage'.
La plaque supérieure 7 supporte un moteur 10 dont l'arbre de sortie est accouplé à une vis verticale 11. Celle-ci pénètre dans un alésage prévu dans le bloc parallélépipédique ou dans une partie solidaire. Cet alésage est pourvu d'une section taraudée ou d'un écrou coopérant avec la vis 11 pour entraîner le bloc 9 en translation verticale quand la vis 11 tourne.
L'équipage mobile verticalement 9 comporte trois galets 12 de guidage horizontal d'un second équipage 13 mobile, cette fois-ci horizontalement. L'équipage 13 est constitué d'une plaque verticale dont les chants horizontaux comportent des gorges ou glissières 14 coopérant avec les galets 12 pour le guidage horizontal de l'équipage 13. une butée 15 prévue sur la plaque 13 coopère avec l'équipage 9 pour fixer une position éloignée extrême de la plaque coulissante, tandis qu'un ressort 16 accroché entre une saillie 17 de la plaque et un téton 18 de l'équipage 9 rappelle la plaque 13 en permanence vers sa position éloignée de butée.
Un support de sonde 19 est monté solidaire de la plaque 13 et comporte une chape dont la branche horizontale inférieure 20 intègre un palier 21 de montage d'un plateau tournant 22, destiné à recevoir la sonde échographique 2. Avantageusement, le plateau tournant 22 comporte un dispositif (non représenté) de rappel en position moyenne. Dans l'axe du palier 22, la branche supérieure 23 comporte un filetage recevant une vis-pointeau 24 permettant de maintenir la sonde 2 associée à l'écrou de blocage 25 de la vis- pointeau. Dans une variante, la vis-pointeau peut être remplacée par une vis portant à son extrémité un disque monté sur rotule.
La position angulaire du plateau tournant 22 est repérée grâce à un système codeur connu en soi 26. De même, la position linéaire de l'équipage 13 mobile horizontal est repéré par un codeur constitué d'une piste linéaire 27 liée à l'équipage 9 et associée à un détecteur optique 28 lié à l'équipage 13.
Ces codeurs sont reliés par des connexions non représentées à un dispositif de contrôle général 29, contrôlant également la commande du moteur 10 par une liaison 30. Le moteur 10 comporte lui-même un codeur de position angulaire contrôlé par le dispositif 29.
Enfin la commande de la sonde 2 est aussi reliée au dispositif de contrôle 29 (par des connexions non représentées). Le dispositif 29 contrôle l'ensemble du processus en commandant le déplacement vertical de la sonde 2 (grâce au moteur 10), son fonctionnement, et en récupérant les données échographiques ainsi que les informations de position fournies par les différents codeurs, nécessaires pour la reconstitution tridimensionnelle. L'ensemble du châssis et de l'équipage mobile verticalement est dissimulé sous un carter de protection dont dépassent seulement l'équipage 13 et le support de sonde.
Le porte-sonde de l'invention est avantageusement associé à un support comportant un plateau 31 destiné à recevoir le nourrisson et relié à un capteur de pression dont l'information de sortie peut être envoyée dans le dispositif du contrôle général 29 et/ou sur un afficheur permettant à l'examinateur de suivre exactement la poussée qu'il exerce sur le fémur du nourrisson lors des manoeuvres dynamiques, et dont l'exacte reproductibilité est une condition du succès de la méthode de diagnostic. Le plateau 31 peut être monté rotatif. Il peut aussi être plus étendu et rendu solidaire de la base 6 des organes de support de la sonde de manière que l'ensemble du bras porte-sonde tourne en même temps que le plateau. Au prix d'une modification du dispositif d'entraînement du premier ensemble, il est possible de remplacer la translation purement verticale décrite par un mouvement selon une trajectoire courbe épousant mieux la forme de la fesse du nourrisson. II est également possible de regrouper le porte-sonde conforme à l'invention sous une forme compacte et autonome, indépendante du socle 5.
Quoiqu'on ait décrit l'invention dans le cadre préféré de l'examen de la hanche du nourrisson, d'autres examens sont possibles, tels que l'examen de la thyroïde, de la prostate, d'ovaire, etc.

Claims

REVENDICâlIONS
1. Porte-sonde d'echographie pour l'échographie d'un patient, notamment de la hanche du nourrisson, comprenant un châssis (4), un premier ensemble (9) τ_onté mobile en translation verticale et associé à des moyens moteurs (10) pour déplacer verticalement ledit premier ensemble (9), des moyens de commande desdits moyens moteurs, un second ensemble (13) s'étendant horizontalement et monté sur le premier ensemble (9), des moyens de support (19) montés sur ledit second enseπtole (13), pour supportei. une sonde d'echographie (2), et des moyens de contrôle (29) reliés auxdits moyens de coπroande et à la sonde (2) pour contrôler l'exécution d'un prograπme d'examen échographique du patient, caractérisé par des moyens (16) élastiques de rappel vers le patient, associés à la sonde (2) en amont et/ou en aval de celle-ci, pour maintenir la continuité du trajet des ultrasons entre le patient et la sonde (2).
2. Porte-sonde selon la revendication 1, caractérisé en ce que le second ensemble (13) est monté mobile en translation horizontale sur ledit premier ensemble (9), et en ce que lesdits moyens élastiques comprennent des moyens de rappel élastique (16) associés à des moyens de butée (15) pour rappeler ledit second ensemble (13) vers une position distaie de butée.
3. Porte-sonde selon l'une quelconque des revendications 1 ou
2, caractérisé en ce que lesdits moyens élastiques comprennent un tampon élastique interposé entre la sonde (2) et le patient.
4. Porte-sonde selon l'une quelconque des revendications 1 à
3, caractérisé en ce que les moyens de support (19) de sonde sont agencés pour permettre une rotation de la sonde autour d'un axe vertical.
5. Porte-sonde selon l'une quelconque des revendications 1 ou
4, caractérisé par un plateau tournant pour supporter au moins partiellement le patient.
6. Porte-sonde selon l'une quelconque des revendications 1 à
5, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de codage (26-28) de la position des différents ensembles mobiles (9,13,22).
7. Porte-sonde selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il est associé à des moyens de mesure (31,32) de l'effort vertical exercé par l'examinateur sur le nourrisson.
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