WO2015197996A1 - Systeme robotise pour arteriographie, robot et piece d'entrainement en rotation pour un tel systeme robotise - Google Patents

Systeme robotise pour arteriographie, robot et piece d'entrainement en rotation pour un tel systeme robotise Download PDF

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WO2015197996A1
WO2015197996A1 PCT/FR2015/051743 FR2015051743W WO2015197996A1 WO 2015197996 A1 WO2015197996 A1 WO 2015197996A1 FR 2015051743 W FR2015051743 W FR 2015051743W WO 2015197996 A1 WO2015197996 A1 WO 2015197996A1
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WO
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drive
flexible member
drive module
receptacle
gear
Prior art date
Application number
PCT/FR2015/051743
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English (en)
Inventor
Sébastien Deboeuf
Jacques Marignier
Julien MAUREL
Bruno Fournier
Philippe Bencteux
Original Assignee
Robocath
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Publication date
Application filed by Robocath filed Critical Robocath
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    • A61B2034/301—Surgical robots for introducing or steering flexible instruments inserted into the body, e.g. catheters or endoscopes

Definitions

  • the present invention relates to robotic systems for arteriography, robots and rotating drive parts for such robotic systems.
  • a typical example of an elongated flexible medical organ is, for example, a catheter.
  • a catheter must be introduced into an anatomical conduit of a patient, and must therefore be relatively flexible.
  • the end of the catheter must also reach an internal organ of the patient, the catheter must be relatively elongated.
  • Other examples of elongated flexible medical devices are for example a guide, which is of smaller diameter, and generally disposed inside the catheter, at least inside the body of the patient, and on which the latter slides, or an interventional catheter, also disposed within the catheter, and the end of which provides a certain medical function such as a medical tool (forceps, balloon, etc.).
  • EP 1 792 368 discloses a system in which a dedicated drive module manages both translation and rotation of the guide. Another dedicated training module manages both the translation and the rotation of the catheter.
  • WO 2014/096, 731 and EP 2,567,670 show improvements in this architecture.
  • electrophysiology catheters are used in another sector of activity.
  • US 2011 / 130,718 and US 2013 / 172,713 are two examples of such achievements.
  • These electrophysiology catheters are complex systems requiring remote actuation (operation of a tool at the end of the electrophysiology catheter or bending of the electrophysiology catheter head).
  • the control mechanism is very complex in that it must manage the displacement of the electrophysiology catheter, as well as its actuation independently of its position.
  • the problems to be solved are different.
  • the present invention is intended to simplify the design of a robotic catheterization system managing the movement of the catheter.
  • a robotic catheterization system comprising an elongate flexible member to be introduced inside the patient and a catheterization robot,
  • the elongated flexible member comprising a flexible tube and being integral with a rotating drive member
  • the rotating drive part comprising a gear integral with the flexible tube, having a light and a first rotating driving surface, and a hollow connection secured to the driving part, downstream thereof, and allowing the passage of a guide through the connector and into the light of the gear
  • the catheterization robot comprising:
  • a receptacle mounted to move relative to the fixed base in at least one degree of freedom
  • the receptacle being adapted to receive said elongated flexible member to be inserted inside a patient
  • a drive system adapted to drive the receptacle relative to the base according to the degree of freedom
  • the receptacle further comprising a drive module, the drive module having a longitudinal axis of passage of the elongate flexible member, the drive module being integral with the flexible member elongated in translation along the longitudinal axis of transition to the operative configuration of the robot, the drive module comprising a rotational driving member comprising a directly or indirectly motorized pinion, and comprising a second rotating drive surface, the pinion meshing with the gear of the workpiece.
  • integral rotational drive of the elongated flexible member the drive module being operable to generate a rotational movement of the elongated flexible member about the longitudinal axis of passage, the first and second rotational drive surfaces. cooperating to transmit a rotation command from the rotary drive member in a rotational movement of the flexible member lying around the longitudinal axis of passage.
  • An advantage of this embodiment is to allow easier decontamination of the robot.
  • said rotational driving member comprises a first axial retention portion
  • the drive module comprises a second axial retention portion, the first and second axial retention portions cooperating to axially retain the elongated flexible member relative to the drive module along the longitudinal axis of passage;
  • the first axial retention portion of the rotational driving part comprises a first front stop facing towards the front and a first rear stop facing towards the rear,
  • the second axial retention portion of the drive module comprises a second front stop, oriented towards the rear, and a second rear stop facing towards the front,
  • the first and second front stops cooperate to prevent forward movement of the elongate flexible member relative to the drive module
  • the first and second back stops cooperate to prevent backward movement of the elongated flexible member relative to the drive module
  • the driving part is made as an assemblable / disassemblable consumable of the drive module
  • the flexible tube is hollow
  • the drive part comprises an upstream mechanical assembly for assembly to the elongate flexible medical member, a gear, a ring, a downstream mechanical assembly for assembly to a guide insertion fitting, and the upstream mechanical assembly, the gear, the ring or the downstream mechanical assembly, or a component made up of at least two of these elements is embodied as or part of an assemblable / disassemblable consumable of the module training;
  • the drive module comprises a body and a cover mounted removably with respect to the body, the cover being able to take alternately with respect to the body an assembled configuration in which the drive module is integral with the flexible member elongated in translation according to the longitudinal axis of passage, and an open configuration in which the elongated flexible member can be assembled to or disassembled from the drive module;
  • the base defines a channel comprising a guide wall of the elongated flexible member, the guide wall cooperating with the elongate flexible member to guide a translational movement of the elongated flexible member relative to the base during the movement of the receptacle in relation to the base according to the degree of freedom;
  • the receptacle comprises a container adapted to receive said elongate flexible member, the drive module being attached to the container;
  • the elongate flexible member is a first elongate flexible member
  • the drive module is a first drive module
  • the robotic system further comprising a second elongated flexible member to be introduced inside the patient, the receptacle being adapted to receive said second elongated flexible member to be inserted inside a patient
  • the receptacle further comprising a second drive module, the second drive module being operable to generate two distinct movements of translation and rotation of the second elongated flexible member relative to the second container;
  • the first elongate flexible member comprises an access opening through which the second elongated flexible member extends;
  • the receptacle comprises a container, the second drive module is attached to the container, and the second drive module is operable to generate the movements of the second elongate flexible member relative to the container;
  • the drive module is made as part of a consumable / disassemblable consumable container.
  • the invention relates to a catheterization robot comprising the characteristics of the catheterization robot as defined above.
  • the invention in another aspect, relates to a rotational workpiece comprising:
  • a solidarization portion adapted to secure the rotating drive part to a flexible tube of an elongated hollow flexible medical device upstream, a gear secured to the solidarization portion, having a central lumen intended to be in communication with the hollow interior of the flexible tube, and a first rotary drive surface,
  • a securing portion adapted to secure the rotating drive part to a hollow connection downstream, and allowing the passage of a guide wire through the connector and into the light of the gear.
  • the gear has an axis
  • the rotating drive member further comprising a continuous closed cylindrical ring comprising a central lumen in communication with the gear lumen, and adapted to guide the driving part in rotation about said gear; axis;
  • the ring is downstream of the gear; the ring is upstream of the solidarity portion;
  • the ring comprises a cylindrical outer peripheral surface of guide revolution
  • the ring comprises a front abutment surface oriented towards the front of the ring and a rear abutment surface facing the rear of the ring;
  • the securing portion is adapted to secure the rotating drive part to the coupling by allowing rotation of the drive member relative to the coupling about a longitudinal axis, while maintaining the seal for fluid communication ;
  • the solidarity portions are complementary to one another.
  • the invention relates to a system comprising such a rotating drive part and a connection secured to the rotating drive part, allowing the passage of a guide wire through the coupling and up to in the light of the gear,
  • the connector comprising a securing portion adapted to cooperate with the solidarisâtion portion of the rotating drive part for securing the rotating drive part to the connection.
  • the fitting comprises a bypass inlet enabling the inside of the hollow elongated flexible medical device to be placed in fluid communication with an external circuit for the injection of contrast fluid into the inside of the flexible tube;
  • this system or a system comprising such a rotational driving part further comprises a hollow elongated flexible medical device with a flexible tube and a solidarization portion, adapted to cooperate with the solidarization portion of the rotating drive part for securing the rotating drive part to the flexible tube.
  • FIG. 1 is a partial schematic view from above of a robot for arteriography
  • FIG. 2 is a sectional view along line II - II in FIG. 1, in exploded perspective, of the robot of FIG. 1;
  • FIG. 3 is a perspective view of a drive module for the robot of FIGS. 1 and 2,
  • FIG. 4 is a partial perspective view of the drive module of Figure 3 associated with a catheter.
  • FIG. 1 schematically represents a catheterization robot 1 that can be used for arteriography.
  • the robot 1 comprises a fixed base 2 and a receptacle 3 movable relative to the base.
  • the base 2 is said to be fixed to serve as a reference to the movement of the receptacle, which moves relative to the base.
  • Base 2 itself can move under certain conditions.
  • the base 2 is fixed relative to the patient during medical intervention (arteriography).
  • the fixed base 2 comprises an outer peripheral ring 4 centered on a Z axis, for example vertical.
  • the receptacle 3 is rotatable relative to the base 2 about the Z axis.
  • the base 2 has an exit port 5 whose position is fixed relative to the patient during the procedure. Port 5 is for example provided in a channel 6 which protrudes radially outwardly from crown 4.
  • the receptacle 3 is adapted to contain an elongated flexible medical organ.
  • elongated flexible medical device reference is made for example to a catheter, which comprises a hollow tube intended to be introduced into a channel (including an artery) of a patient.
  • a catheter which comprises a hollow tube intended to be introduced into a channel (including an artery) of a patient.
  • an elongated flexible medical organ is an interventional catheter which adds to a conventional catheter a medicalized function, such as an inflatable balloon, a cutting tool, etc.
  • Another example of an elongated flexible medical organ is for example a guide wire, or guide, in the form of a wire of diameter less than that of the catheter, solid, and around which the catheter is intended to move coaxially inside the body of the patient.
  • the receptacle 3 will for example be made sterile and may contain a preservation liquid such as physiological fluid in which the elongated flexible medical organ will bathe.
  • a guide channel is provided in the receptacle 3.
  • the receptacle 3 is adapted to contain both elongated flexible medical organs intended to be coaxial inside the body of the patient.
  • the radially inwardly elongated flexible medical organ will be referred to as the "guide” and the elongated radially outer flexible medical organ the "catheter”, although other configurations are possible.
  • the receptacle 3 thus comprises a first channel 7 opening on a first drive module 8.
  • the first channel 7 may comprise a rear portion 9 and a front portion 10 in continuity with the rear portion, and opening onto the first drive module 8.
  • the rear portion 9 extends for example in the form of a spiral comprising one or more turns.
  • other container shapes could be provided than a channel, if appropriate.
  • the implementation of a container as comprising a receptacle is only an exemplary embodiment.
  • the receptacle 3 receives the elongated flexible medical organ in any suitable manner.
  • the first drive module 8 is of any suitable form. This may be for example a drive module as described in the above referenced EP application 1 792 638. The description of the training module in this document is incorporated by reference in the present application. Such a drive module is capable of generating alternately:
  • the longitudinal axis in question is that of the guide at the drive module 8, but such movements generated at the drive module 8 cause equivalent movements from the end of the guide to the drive. inside the patient.
  • the receptacle 3 also includes a container 11 for the catheter.
  • the receptacle 3 comprises a second drive module 12 adapted to drive the catheter in rotation about its longitudinal axis.
  • the container 11 comprises a first supply channel 13 which extends from the second drive module 12 to a peripheral channel 14.
  • the container 11 also comprises the peripheral channel 14.
  • the peripheral channel 14 can expand on the near entire periphery of the receptacle 3.
  • the base 2 comprises a base 15 and a cover 16 secured to one another.
  • the cover 16 extends above the peripheral channel 14.
  • a deflector 17 is integral with the base 2. In the assembled configuration of the robot, the deflector 17 extends in the peripheral channel 14.
  • the deflector 17 is for example projecting downwardly from the underside of the cover 16.
  • the deflector includes a guide surface adapted to guide the catheter out of the peripheral channel 14 towards the port 5.
  • the base 2 includes a through opening extending from the deflector 17 to the port 5.
  • the through opening in question, forming a channel 6, may be partially formed in the base 15 and partially in the cover 16.
  • the deflector 17 is located in the peripheral channel 14, adjacent to the supply channel 13.
  • the base 2 and the receptacle 3 also cooperate for the rotational guidance of the base 2 and the receptacle 3.
  • the receptacle 3 comprises an outer peripheral wall 18 comprising an outer cylindrical peripheral surface 18a of revolution and an inner peripheral surface 18b cylindrical of revolution.
  • the base 2 forms a guide groove 19 comprising an inner peripheral wall 20 of which a first guide surface 21 is turned radially outwards, and a second guide surface 22 is rotated radially inwards and radially offset towards the outside relative to the first guide surface 21 at least the thickness of the outer peripheral wall 18.
  • the outer peripheral wall 18 is therefore guided in rotation about the Z axis relative to the base 2: By cooperating the first guide surface 21 with the inner peripheral surface 18b, and
  • the peripheral wall 18 is further slidably supported in the bottom of the groove 19.
  • the base 2 and the receptacle 3 cooperate to guide the base 2 and the receptacle 3 according to any appropriate degree of freedom.
  • the drive for example in relative rotation, of the receptacle 3 and the base 2 can be motorized.
  • a drive system comprising a shaft 53 Z axis integral with the receptacle 3, and rotated by a motor 54 integral with the base.
  • the shaft 53 is for example force-fitted into a lower sleeve 55 of the receptacle 3.
  • the drive module 12 will now be presented in more detail in connection with FIGS. 3 and 4.
  • the drive module 12 is fixed to the container 11 and is for example installed in the container 11 as shown.
  • the container 11 ( Figure 2) comprises a housing 59 comprising a bore 60 of the motor shaft passage.
  • the drive module 12 is fixed to the container 11 over this bore 60.
  • the drive module is for example removably fixed.
  • a locking system makes it possible to fix the drive module 12 to the receptacle 11.
  • a control lever 61 makes it possible to pass the locking system from the locked state in which the drive module 12 is fixed to the receptacle 11 to the receptacle 11. unlocked state in which the drive module 12 is detachable from the container 11.
  • bridges 63 secured to the container 11 and accommodating rods 64 of the drive module. The rods are movable relative to the housing 38 between an active position in which they extend into the bridge (locked configuration), and a free position in which they extend into the bridge (unlocked configuration).
  • An elastic member biases the rods to their active position.
  • the rods are integral with the lever 61, which can be actuated by a user to move the rods to the free position against the biasing of the spring.
  • the lever 61 has a gripping surface 65 for a hand of a user.
  • the catheter 23 comprises on the one hand an elongated flexible body 24 and an end cap 25 integral with this elongated flexible body.
  • the end cap 25 is integral with a drive part 27 adapted to cooperate with the drive module 12.
  • the drive part 27 comprises a gear 28 of axis U1 comprising a central lumen. communicating with the hollow interior of the catheter 23, and through which the guide 56 passes.
  • the gear 28 also includes an external drive surface 72.
  • the drive module 12 is adapted to guide the rotation of the catheter 23 about the axis U1 with respect thereto, while securing the catheter in translation with it along this axis U1. For this purpose, purely illustrative means will be described below.
  • connection 58 Downstream of the drive part 27, there can be provided a connection 58 integral with the latter.
  • the connection 58 hollow, allows the passage of the guide 56 through it and into the light of the gear 28. It may comprise a bypass input 26 for placing the inside of the catheter 23 in fluid communication with an external circuit, for example for the injection of contrast fluid inside the body 24.
  • the rotation guidance of the catheter 23 relative to the drive module 12 about the axis U1 can be provided by a step 30.
  • the step 30 may comprise a stirrup 31 having a partially cylindrical guiding surface 32 of revolution, as well as a passage opening 33.
  • the pallier 30 may also comprise a ring
  • the ring 34 cylindrical closed continuous.
  • the ring 34 is part of the driving part 27.
  • the ring 34 is disposed downstream of the gear 28.
  • the ring 34 is of axis U1 and comprises a central lumen in communication with the light
  • the ring 34 comprises an outer cylindrical peripheral surface 35 of revolution capable of cooperating with the guide surface 32 to guide the ring 34 in rotation with respect to the stirrup 31 about the axis U1.
  • the ring 34 is of reduced diameter so as to pass through the passage opening 33.
  • the stirrup 31 includes a forward abutment surface 36 forming a forward stop for the ring 34.
  • the forward abutment surface 36 is rearward facing and faces a forward abutment surface 37 facing before the ring 34.
  • Front here refers to the direction Ul in the direction indicated by the arrow in Figure 4, which corresponds to a forward movement inside the patient.
  • Back refers to a withdrawal movement from inside the patient.
  • the driving part 27 is secured to the catheter 23 by any appropriate means.
  • it is secured to the end piece 25 by a mechanical assembly 66, as shown in FIG. 4.
  • the mechanical assembly 66 is hollow, comprising a light in communication with the
  • the mechanical assembly 66 comprises a first solidarity portion 68, integral with the gear 28, and a second solidarity portion 69, secured to the endpiece 25.
  • the first portion of solidarisâtion is upstream of the gear 28.
  • the drive part 27 is integral with the endpiece 25.
  • the gear 28 is integral with the catheter 23.
  • the drive part 27 is secured to the connector 58 by any appropriate means.
  • it is secured to the connector 58 by a mechanical assembly 67, as shown in Figure 4.
  • the mechanical assembly 67 is hollow, comprising a light in communication with the slot 58 of the light and that of the gear 28.
  • L mechanical assembly 67 comprises a first solidarity portion 70, integral with the gear 28, and a second solidarity portion 71, integral with the connector 58.
  • the first solidarity portion 70 is downstream of the gear 28, and in particular
  • the drive piece 27 is integral with the coupling 58.
  • the mechanical assembly 67 allows the rotation of the driving part 27 with respect to the coupling 58 around of the axis Ul, while maintaining the tightness for the purpose of fluid communication.
  • the two solidarisâtion portions of the drive part 27 are complementary to one another. That is to say, it is possible to assemble one of the solidarization portions of the drive part 27 with the other of the solidarization portions of another drive part 27.
  • the portion of solidarization 70 is identical to the solidarization portion 69.
  • the solidarization portion 68 is identical to the solidarization portion 71.
  • the drive module 12 also comprises a rear stop system for the catheter 23, and a closing system of the passage opening 33.
  • these two systems use a single piece, but this embodiment is illustrative, and other ways to implement these two functions are possible alternatively.
  • the drive module 12 comprises a casing 38 in two parts, a lower portion 39, and an upper portion 40 secured to one another by a closure system.
  • the lower part 39 comprises at least the stirrup 31.
  • the catheter 23 secured to the ring 34 and to the gear 28 can be placed in position in the drive module 12 through the passage opening 33, or removed from this position.
  • the closed configuration, or assembly, shown in FIG. 3 (without the catheter or the assembly 66), the lower 39 and upper 40 parts are assembled to each other to close the passage opening 34, and to prohibit at catheter 23 to exit the training module.
  • This closed configuration can therefore be used during the medical intervention.
  • the system represented in FIG. 3, comprising the drive module 12 and the drive part 27, is made as a disposable consumable that can be assembled / dismounted from the receptacle 3.
  • the upper portion 40 comprises a cover 41 which extend two lateral arms 42 spaced apart from each other forming a slot 43 between them.
  • the drive piece 27 integral with the catheter 23 extends into the slot 43.
  • the arms 42 comprise a rear abutment surface 44 oriented towards the front and forming an abutment surface for a rear abutment surface 45, oriented towards the rear of the ring 34.
  • the closure system may include any suitable means. For example, there is provided a pin (not shown) extending into holes 46, 47 mapped to each other of the lower portion 39 and the upper portion 40, respectively.
  • the lower portion 39 may also include a cover guiding system 41 between the open and closed configurations.
  • the guiding system may for example comprise two grooves 48 extending in a direction transverse to the axis U1, for example along the axis Z, and each cooperating with a respective arm 42.
  • the housing 38 also receives a rotational drive system of the catheter 23, allowing a remotely imparted rotation control to generate a rotation of the catheter about the axis U1.
  • the rotation control of the catheter 23 comes from a shaft 49 extending through the through bore 60 along an axis different from the axis U1, for example a vertical axis.
  • a transfer system 50 is provided transferring the rotational movement of the shaft 49 to the gear 28.
  • This transfer system may include a bevel gear 51 for turning a Z-axis rotational movement into a motion. rotation of axis parallel to the axis Ul, and intermediate gears 52 to transmit rotational movements of axes parallel to the axis Ul.
  • the last intermediate gear 52 of the kinematic chain comprises an external drive surface 73 complementary to the driving surface 72 of the gear 28.
  • the guide 56 is introduced co-axially to the catheter 23 at the rear end thereof, through the rear end 57 of the connector 58 integral therewith.
  • a catheter 23 provided with a tip 25 is provided.
  • the drive piece 27 is assembled (comprising the solidary portion 68, the gear 28, the ring 34 and the solidarity portion 70). This assembly is made by assembling the solidarity portion 68 to the solidarity portion 69 secured to the endpiece 25.
  • the drive piece 27 is assembled to the connector 58. This assembly is made by assembling the solidarity portion 70 to the solidarity portion 71 secured to the connector 58.
  • the catheter 23 is provided with the original gear 28, the ring 34, or 58 connection incorporated.
  • the catheter 23 is placed in the receptacle 3, for example in the receptacle 11, with a front end protruding out of the port 5.
  • the catheter 23 is fixed in translation to the training module 12 by placing the housing 38 in closed configuration.
  • solidaire unless this is clearly not the case on reading the detailed description, reference is generally made to the fact that two pieces are assembled to one another so that a movement of 'a piece with any degree of freedom is transmitted to the other room.
  • the catheter is secured to the drive module in translation, namely that the movement of the catheter along the axis Ul is linked to that of the drive module 12.
  • these two parts are not integral in rotation about the axis Ul.
  • the guide 56 is also installed and passed through the interior of the catheter 23 through an access opening 57 of the connector 58.
  • the guide alone can be displaced (translation and / or rotation) by means of the drive module 8.
  • the rotation of the shaft 49 is controlled by a dedicated motor on the underside of the receptacle, which generates the rotation of the gear 28 via the control system. transfer 50 and, therefore, the rotation of the catheter 23 integral with the gear 28.
  • the motor 54 causes the displacement (for example the rotation) of the receptacle 3 relative to the base 2.
  • the receptacle 3 is rotated relative to the base 2 in the counterclockwise direction in FIG. 2.
  • the drive module 12 moves and the catheter 23, secured thereto during this movement, is pushed forward.
  • the deflector 17, which remains fixed because it belongs to the base 2 causes the catheter 23 to come out of the robot.
  • Channel 6 guides the movement of the catheter out of the robot towards the patient.
  • the guide is secured to the drive module 8, in which case the guide also moves in a forward movement.
  • the guide is free of the module. 8 during the movement (rotation) of the receptacle 3, in which case the drive module 8 slides on the guide without driving during this movement.
  • a displacement of the catheter 23 in the opposite direction is obtained by rotating the shaft 53 in the opposite direction.
  • the guide 56 could be introduced into the catheter 23 coaxially to the catheter 23 through an access opening disposed between the base 2 and the patient at the beginning of intervention.
  • the drive part 27 could be integral with the catheter 23, and this integrated component (catheter + drive part) could be provided as a consumable.
  • the drive part 27 is held in the housing 38, and a catheter 23 is assembled therein for intervention through the assembly 66. At the end of the intervention, the catheter 23 is disassembled from the driving part 27.
  • the assembly comprising the assembly 66, the gear 28, the ring 34, the assembly 67 and the coupling 58 can be made in one consumable component.
  • each of these parts, or subsets of several of these pieces taken together, can be made as consumables assembled in situ.
  • the invention therefore also relates to an elongated flexible medical device comprising a flexible tube and a drive member secured to the flexible tube, and comprising a rotational drive portion drivable in rotation by a drive module to generate a rotation the flexible medical organ elongated about its longitudinal axis, and fixed in translation along the longitudinal axis of the drive module.
  • this drive member comprises a gear and a ring integral with the gear and capable of guiding the rotational movement by cooperation with a guide bar of the drive module.
  • an invention could relate to an assembly comprising an elongate flexible medical device 23 comprising a flexible tube 24, the assembly further comprising a drive piece 27 integral with the flexible tube 24, and comprising a portion of rotation drive 28 drivable in rotation by a drive module 12 to generate a rotation of the elongate flexible medical organ 23 about its longitudinal axis U1, and to be translatable in translation along the longitudinal axis to the drive module 12.
  • the drive part 27 comprises a gear 28 and a ring 34 integral with the gear 28 and capable of guiding the rotational movement by cooperation with a guide bracket 33 of the drive module 12.
  • the assembly comprises an end piece 25 and / or a connection 58 integral with the driving piece 27.

Abstract

Le robot (1) pour artériographie comprend une base (2) fixe et un réceptacle (3) mobile. Le réceptacle (3) comprend un récipient (11) recevant un organe souple allongé (23). Un système d'entraînement (53, 54) entraîne le réceptacle (3) par rapport à la base (2). Le réceptacle (3) comprend un module d'entraînement (12) solidaire de l'organe souple allongé (23) en translation en configuration opératoire du robot. Le module d'entraînement (12) est actionné pour générer un mouvement de rotation de l'organe souple allongé (23).

Description

SYSTEME ROBOTISE POUR ARTERIOGRAPHIE , ROBOT ET PIECE D ' ENTRAINEMENT EN ROTATION POUR UN TEL SYSTEME ROBOTISE .
La présente invention est relative aux systèmes robotisés pour artériographie, aux robots et aux pièces d'entraînement en rotation pour de tels systèmes robotisés.
De tels robots entraînent des organes médicaux souples allongés. Un exemple typique d'organe médical souple allongé est par exemple un cathéter. Un tel cathéter doit être introduit dans un conduit anatomique d'un patient, et doit donc être relativement souple. L'extrémité du cathéter doit aussi parvenir jusqu'à un organe interne du patient, le cathéter doit donc être relativement allongé. D'autres exemples d'organes médicaux souples allongés sont par exemple un guide, qui est de diamètre inférieur, et généralement disposé à l'intérieur du cathéter, du moins à l'intérieur du corps du patient, et sur lequel ce dernier glisse, ou un cathéter interventionnel , également disposé à l'intérieur du cathéter, et dont l'extrémité fournit une certaine fonction médicale telle qu'un outil médical (pince, ballon, etc..) .
L'insertion de tels cathéters est généralement monitorée sous rayons X. Il en découle une irradiation certaine du médecin pratiquant de manière répétée de telles insertions .
Des efforts ont été faits pour robotiser cette insertion. EP 1 792 638 décrit un exemple de tels efforts. Ainsi, la manipulation du cathéter est assurée par le robot, qui est commandé à distance par le médecin, toujours sous guidage aux rayons X, mais dans une pièce non irradiée .
EP 1 792 368 décrit un système dans lequel un module d'entraînement dédié gère à la fois la translation et la rotation du guide. Un autre module d'entraînement dédié gère à la fois la translation et la rotation du cathéter. WO 2014/096, 731 et EP 2 567 670 présentent des perfectionnements de cette architecture.
Bien que le robot présenté ci-dessus fournisse toute satisfaction, on continue de chercher à simplifier la conception. En effet, on veut limiter au maximum les mécanismes entrant en jeu dans la robotisation, principalement pour des raisons de sécurité pour le patient (minimisâtion du risque de panne) .
Dans un autre secteur d'activité, on met en œuvre des cathéters dits d ' électrophysiologie . US 2011/130,718 et US 2013/172,713 sont deux exemples de telles réalisations. Ces cathéters d ' électrophysiologie sont des systèmes complexes nécessitant d'être actionnés à distance (opération d'un outil à l'extrémité du cathéter d 'électrophysiologie ou flexion de la tête du cathéter d'électrophysiologie) . Il en résulte que le mécanisme de commande est très complexe, dans la mesure où il doit gérer le déplacement du cathéter d'électrophysiologie, ainsi que son actionnement indépendamment de sa position. Ainsi, les problématiques à résoudre sont différentes.
La présente invention a notamment pour but de simplifier la conception d'un système robotisé de cathétérisme gérant le déplacement du cathéter.
A cet effet, selon l'invention, on prévoit un système robotisé de cathétérisme comprenant un organe souple allongé à introduire à l'intérieur du patient et un robot de cathétérisme,
l'organe souple allongé comprenant un tube flexible et étant solidaire d'une pièce d'entraînement en rotation, la pièce d'entraînement en rotation comprenant un engrenage solidaire du tube flexible, présentant une lumière et une première surface d'entraînement en rotation, et un raccord creux solidaire de la pièce d'entraînement, en aval de celle-ci, et permettant le passage d'un guide à travers le raccord et jusque dans la lumière de l'engrenage, le robot de cathétérisme comprenant :
- une base fixe,
un réceptacle monté mobile par rapport à la base fixe selon au moins un degré de liberté,
le réceptacle étant adapté pour recevoir ledit organe souple allongé à introduire à l'intérieur d'un patient ,
un système d'entraînement adapté pour entraîner le réceptacle par rapport à la base selon le degré de liberté,
le réceptacle comprenant en outre un module d'entraînement, le module d'entraînement présentant un axe longitudinal de passage de l'organe souple allongé, le module d'entraînement étant solidaire de l'organe souple allongé en translation selon l'axe longitudinal de passage en configuration opératoire du robot, le module d'entraînement comprenant un organe d'entraînement en rotation comprenant un pignon directement ou indirectement motorisé, et comprenant une deuxième surface d'entraînement en rotation, le pignon engrenant avec l'engrenage de la pièce d'entraînement en rotation solidaire de l'organe souple allongé, le module d'entraînement étant actionnable pour générer un mouvement de rotation de l'organe souple allongé autour de l'axe longitudinal de passage, les première et deuxième surfaces d'entraînement en rotation coopérant pour transmettre une commande de rotation depuis l'organe d'entraînement en rotation en un mouvement de rotation de l'organe souple allongé autour de l'axe longitudinal de passage.
Grâce à ces dispositions, on fournit un système robotisé qui, tout en permettant les mêmes fonctions que le système connu, comporte moins de mécanismes.
Un avantage de cette réalisation est de permettre une plus facile décontamination du robot.
Dans des modes de réalisation préférés de l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes :
ladite pièce d'entraînement en rotation comprend une première portion de rétention axiale, et dans lequel le module d'entraînement comprend une deuxième portion de rétention axiale, les première et deuxième portions de rétention axiale coopérant pour retenir axialement l'organe souple allongé par rapport au module d'entraînement selon l'axe longitudinal de passage ;
- la première portion de rétention axiale de la pièce d'entraînement en rotation comprend une première butée avant orientée vers l'avant et une première butée arrière orientée vers l'arrière,
la deuxième portion de rétention axiale du module d'entraînement comprend une deuxième butée avant, orientée vers l'arrière, et une deuxième butée arrière orientée vers 1 ' avant ,
les première et deuxième butées avant coopèrent pour empêcher un déplacement vers l'avant de l'organe souple allongé par rapport au module d'entraînement,
les première et deuxième butées arrière coopèrent pour empêcher un déplacement vers l'arrière de l'organe souple allongé par rapport au module d'entraînement ;
la pièce d'entraînement est réalisée comme un consommable assemblable/désassemblable du module d'entraînement ;
le tube flexible est creux ;
la pièce d'entraînement comprend un assemblage mécanique amont pour assemblage à l'organe médical souple allongé, un engrenage, un anneau, un assemblage mécanique aval pour assemblage à un raccord d'introduction de guide, et l'assemblage mécanique amont, l'engrenage, l'anneau ou l'assemblage mécanique aval, ou un composant constitué d'au moins deux de ces éléments est réalisé comme ou fait partie d'un consommable assemblable/désassemblable du module d'entraînement ;
le module d ' entraînement comprend un corps et un couvercle monté amovible par rapport au corps, le couvercle pouvant prendre alternativement par rapport au corps une configuration assemblée dans laquelle le module d'entraînement est solidaire de l'organe souple allongé en translation selon l'axe longitudinal de passage, et une configuration ouverte dans laquelle l'organe souple allongé peut être assemblé au ou désassemblé du module d'entraînement ;
la base définit un canal comprenant une paroi de guidage de l'organe souple allongé, la paroi de guidage coopérant avec l'organe souple allongé pour guider un mouvement de translation de l'organe souple allongé par rapport à la base lors du mouvement du réceptacle par rapport à la base selon le degré de liberté ;
le réceptacle comprend un récipient adapté pour recevoir ledit organe souple allongé, le module d'entraînement étant fixé au récipient ;
- l'organe souple allongé est un premier organe souple allongé, le module d'entraînement est un premier module d'entraînement, le système robotisé comprenant en outre un deuxième organe souple allongé à introduire à l'intérieur du patient, le réceptacle étant adapté pour recevoir ledit deuxième organe souple allongé à introduire à l'intérieur d'un patient,
le réceptacle comprenant en outre un deuxième module d'entraînement, le deuxième module d'entraînement étant actionnable pour générer deux mouvements distincts de translation et de rotation du deuxième organe souple allongé par rapport au deuxième récipient ;
- le premier organe souple allongé comprend une ouverture d'accès à travers laquelle s'étend le deuxième organe souple allongé ;
- le réceptacle comprend un récipient, le deuxième module d'entraînement est fixé au récipient, et le deuxième module d'entraînement est actionnable pour générer les mouvements du deuxième organe souple allongé par rapport au récipient ;
- le module d'entraînement est réalisé comme ou fait partie d'un consommable assemblable/désassemblable du récipient .
Selon un autre aspect, l'invention se rapporte à un robot de cathétérisme comprenant les caractéristiques du robot de cathétérisme telles que définies ci-dessus.
Selon un autre aspect, l'invention se rapporte à une pièce d'entraînement en rotation comprenant :
une portion de solidarisâtion adaptée pour solidariser la pièce d'entraînement en rotation à un tube flexible d'un organe médical souple allongé creux en amont, un engrenage solidaire de la portion de solidarisâtion, présentant une lumière centrale destinée à être en communication avec l'intérieur creux du tube flexible, et une première surface d'entraînement en rotation,
une portion de solidarisâtion adaptée pour solidariser la pièce d'entraînement en rotation à un raccord creux en aval, et permettant le passage d'un fil- guide à travers le raccord et jusque dans la lumière de l'engrenage.
Dans des modes de réalisation préférés de l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes :
- l'engrenage présente un axe, la pièce d'entraînement en rotation comprenant en outre un anneau cylindrique fermé continu comprenant une lumière centrale en communication avec la lumière de l'engrenage, et adapté pour guider la pièce d'entraînement en rotation autour dudit axe ;
- l'anneau est en aval de l'engrenage ; l'anneau est en amont de la portion de solidarisâtion ;
- l'anneau comprend une surface périphérique externe cylindrique de révolution de guidage ;
- l'anneau comprend une surface de butée avant orientée vers l'avant de l'anneau et une surface de butée arrière, orientée vers l'arrière de l'anneau ;
la portion de solidarisâtion est adaptée pour solidariser la pièce d'entraînement en rotation au raccord en autorisant la rotation de la pièce d'entraînement par rapport au raccord autour d'un axe longitudinal, tout en maintenant l'étanchéité en vue de la communication fluidique ;
les portions de solidarisâtion sont complémentaires l'une de l'autre.
Selon un autre aspect, l'invention se rapporte à un système comprenant une telle pièce d'entraînement en rotation et un raccord solidaire de la pièce d'entraînement en rotation, permettant le passage d'un fil-guide à travers le raccord et jusque dans la lumière de l'engrenage,
le raccord comprenant une portion de solidarisâtion adaptée pour coopérer avec la portion de solidarisâtion de la pièce d'entraînement en rotation pour solidariser la pièce d'entraînement en rotation au raccord.
Dans des modes de réalisation préférés de l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes :
- le raccord comporte une entrée en dérivation permettant de placer l'intérieur de l'organe médical souple allongé creux en communication fluidique avec un circuit externe pour l'injection de fluide de contraste à l'intérieur du tube flexible ;
ce système, ou un système comprenant une telle pièce d'entraînement en rotation comprend en outre un organe médical souple allongé creux doté d'un tube flexible et d'une portion de solidarisâtion, adaptée pour coopérer avec la portion de solidarisâtion de la pièce d'entraînement en rotation pour solidariser la pièce d'entraînement en rotation au tube flexible.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante d'une de ses formes de réalisation, donnée à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins joints.
Sur les dessins :
- la figure 1 est une vue schématique partielle de dessus d'un robot pour artériographie,
- la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne II-II sur la figure 1, en perspective, en éclaté, du robot de la figure 1,
- la figure 3 est une vue en perspective d'un module d'entraînement pour le robot des figures 1 et 2,
- la figure 4 est une vue partielle en perspective du module d'entraînement de la figure 3 associé à un cathéter .
Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires.
La figure 1 représente schématiquement un robot 1 de cathétérisme pouvant être utilisé pour une artériographie. Le robot 1 comprend une base 2 fixe et un réceptacle 3 mobile par rapport à la base. La base 2 est dite fixe pour servir de référence au mouvement du réceptacle, qui bouge par rapport à la base. Toutefois, on ne peut exclure que la base 2 elle-même puisse se déplacer dans certaines conditions. Dans le présent exemple, la base 2 est fixe par rapport au patient en cours d'intervention médicale (artériographie) . Dans le cas présent, la base 2 fixe comporte une couronne 4 périphérique externe centrée sur un axe Z, par exemple vertical. Le réceptacle 3 est mobile en rotation par rapport à la base 2 autour de l'axe Z . La base 2 comporte un port 5 de sortie dont la position est fixe par rapport au patient en cours d'intervention. Le port 5 est par exemple fourni dans un canal 6 qui fait saillie radialement vers l'extérieur depuis la couronne 4.
Le réceptacle 3 est adapté pour contenir un organe médical souple allongé. Par organe médical souple allongé, on fait par exemple référence à un cathéter, qui comprend un tube creux destiné à être introduit dans un canal (notamment une artère) d'un patient. Un autre exemple d'organe médical souple allongé est un cathéter interventionnel qui rajoute à un cathéter classique une fonction médicalisée, telle qu'un ballon gonflable, un outil de découpe, etc.... Encore un autre exemple d'organe médical souple allongé est par exemple un fil-guide, ou guide, sous la forme d'un fil de diamètre inférieur à celui du cathéter, plein, et autour duquel le cathéter est destiné à se déplacer de manière co-axiale à l'intérieur du corps du patient.
Pour contenir un tel organe médical souple allongé, le réceptacle 3 va par exemple être réalisé stérile et peut contenir un liquide de conservation tel que du fluide physiologique dans lequel l'organe médical souple allongé va baigner. On prévoit par exemple un canal de guidage dans le réceptacle 3.
Plus précisément, l'exemple présenté prévoit que le réceptacle 3 est adapté pour contenir à la fois deux organes médicaux souples allongés destinés à être co-axiaux à l'intérieur du corps du patient. Pour fixer les idées, on appellera l'organe médical souple allongé radialement intérieur le « guide » et l'organe médical souple allongé radialement extérieur le « cathéter », même si d'autres configurations sont possibles.
Le réceptacle 3 comprend donc un premier canal 7 débouchant sur un premier module d'entraînement 8. Le premier canal 7 peut comprendre une portion arrière 9 et une portion avant 10 en continuité avec la portion arrière, et débouchant sur le premier module d'entraînement 8. La portion arrière 9 s'étend par exemple en forme de spirale comprenant un ou plusieurs tours. En variante, on pourrait prévoir d'autres formes de récipient qu'un canal, si approprié. Comme il découle de la description ci-dessus, la mise en œuvre d'un récipient comme comprenant un réceptacle n'est qu'un exemple de réalisation. En variante, le réceptacle 3 reçoit l'organe médical souple allongé de toute manière appropriée.
Le premier module d'entraînement 8 est de toute forme adaptée. Il peut s'agir par exemple d'un module d'entraînement tel que décrit dans la demande EP 1 792 638 ci-dessus référencée. La description du module d'entraînement dans ce document est intégrée par référence dans la présente demande. Un tel module d'entraînement est susceptible de générer alternativement :
Une translation du guide selon un axe longitudinal ,
- Une rotation du guide autour de son axe longitudinal.
Bien entendu, l'axe longitudinal dont il est question est celui du guide au niveau du module d'entraînement 8, mais de tels mouvements générés au niveau du module d'entraînement 8 causent des mouvements équivalents de l'extrémité du guide à l'intérieur du patient .
Le réceptacle 3 comprend également un récipient 11 pour le cathéter. Le réceptacle 3 comprend un second module d'entraînement 12 adapté pour entraîner le cathéter en rotation autour de son axe longitudinal.
Dans l'exemple présenté, le récipient 11 comprend un premier canal d'amenée 13 qui s'étend depuis le second module d'entraînement 12 vers un canal périphérique 14. Le récipient 11 comprend également le canal périphérique 14. Le canal périphérique 14 peut s'étendre sur la quasi- totalité de la périphérie du réceptacle 3.
Comme visible sur la figure 2, la base 2 comprend un socle 15 et un couvercle 16 solidarisés l'un à l'autre. Le couvercle 16 s'étend au-dessus du canal périphérique 14. Un déflecteur 17 est solidaire de la base 2. Dans la configuration assemblée du robot, le déflecteur 17 s'étend dans le canal périphérique 14. Le déflecteur 17 fait par exemple saillie vers le bas depuis la face inférieure du couvercle 16. Le déflecteur comprend une surface de guidage adaptée pour guider le cathéter hors du canal périphérique 14 en direction du port 5. Ainsi, la base 2 comprend une ouverture traversante s 'étendant depuis le déflecteur 17 jusqu'au port 5. L'ouverture traversante en question, formant un canal 6, peut être formée partiellement dans le socle 15 et partiellement dans le couvercle 16.
Dans la configuration représentée, qui correspond à la configuration en début d'intervention, le déflecteur 17 se situe, dans le canal périphérique 14, adjacent au canal d ' amenée 13.
La base 2 et le réceptacle 3 coopèrent également pour le guidage en rotation de la base 2 et du réceptacle 3. Par exemple, le réceptacle 3 comprend une paroi périphérique externe 18 comprenant une surface périphérique externe 18a cylindrique de révolution et une surface périphérique interne 18b cylindrique de révolution. La base 2 forme une rainure de guidage 19 comprenant une paroi périphérique interne 20 dont une première surface de guidage 21 est tournée radialement vers l'extérieur, et dont une deuxième surface de guidage 22 est tournée radialement vers l'intérieur en étant décalée radialement vers l'extérieur par rapport à la première surface de guidage 21 d'au moins l'épaisseur de la paroi périphérique externe 18. La paroi périphérique externe 18 est par conséquent guidée en rotation autour de l'axe Z par rapport à la base 2 : Par coopération de la première surface de guidage 21 avec la surface périphérique interne 18b, et
Par coopération de la deuxième surface de guidage 22 avec la surface périphérique externe 18a.
Ces deux coopérations peuvent de plus être décalées l'une de l'autre selon l'axe Z.
La paroi périphérique 18 est de plus supportée de manière glissante dans le fond de la rainure 19.
En variante, la base 2 et le réceptacle 3 coopèrent pour le guidage de la base 2 et du réceptacle 3 selon tout degré de liberté approprié.
L'entraînement, par exemple en rotation relative, du réceptacle 3 et de la base 2 peut être motorisé. Par exemple, on prévoit un système d'entraînement comprenant un arbre 53 d'axe Z solidaire du réceptacle 3, et entraîné en rotation par un moteur 54 solidaire de la base. L'arbre 53 est par exemple emmanché en force dans un manchon 55 inférieur du réceptacle 3.
Le module d'entraînement 12 va maintenant être présenté plus en détail en relation avec les figures 3 et 4.
Le module d'entraînement 12 est fixé au récipient 11 et est par exemple installé dans le récipient 11 comme représenté .
Le récipient 11 (figure 2) comprend un logement 59 comprenant un alésage 60 de passage d'axe moteur. Le module d'entraînement 12 est fixé au récipient 11 par-dessus cet alésage 60. Le module d'entraînement est par exemple fixé de manière démontable. Un système de verrouillage permet de fixer le module d'entraînement 12 au récipient 11. Un levier de commande 61 permet de faire passer le système de verrouillage de l'état verrouillé dans lequel le module d'entraînement 12 est fixé au récipient 11 à l'état déverrouillé dans lequel le module d'entraînement 12 est désolidarisable du récipient 11. On a par exemple recours à des pontets 63 solidaires du récipient 11 et accueillant des tiges 64 du module d'entraînement. Les tiges sont mobiles par rapport au carter 38 entre une position active dans laquelle elles s'étendent dans le pontet (configuration verrouillée), et une position libre dans laquelle elles ne s'étendent dans le pontet (configuration déverrouillée) .
Un élément élastique sollicite les tiges vers leur position active.
Les tiges sont solidaires du levier 61, qui peut être actionné par un utilisateur pour déplacer les tiges vers la position libre à l 'encontre de la sollicitation du ressort. Le levier 61 présente une surface de préhension 65 pour une main d'un utilisateur.
Le cathéter 23 comprend d'une part un corps flexible allongé 24 et un embout d'extrémité 25 solidaire de ce corps flexible allongé.
L'embout d'extrémité 25 est solidaire d'une pièce d'entraînement 27 adaptée pour coopérer avec le module d'entraînement 12. Par exemple, la pièce d'entraînement 27 comprend un engrenage 28 d'axe Ul comprenant une lumière centrale en communication avec l'intérieur creux du cathéter 23, et à travers laquelle passe le guide 56. L'engrenage 28 comprend également une surface d'entraînement 72 externe. Le module d'entraînement 12 est adapté pour guider la rotation du cathéter 23 autour de l'axe Ul par rapport à lui, tout en solidarisant le cathéter en translation avec lui selon cet axe Ul . A cet effet, des moyens purement illustratifs vont être décrits ci-dessous.
En aval de la pièce d'entraînement 27, on peut prévoir un raccord 58 solidaire de ce dernier. Le raccord 58, creux, permet le passage du guide 56 à travers lui et jusque dans la lumière de l'engrenage 28. Il peut comporter une entrée 26 en dérivation permettant de placer l'intérieur du cathéter 23 en communication fluidique avec un circuit externe, par exemple pour l'injection de fluide de contraste à l'intérieur du corps 24.
Le guidage en rotation du cathéter 23 par rapport au module d'entraînement 12 autour de l'axe Ul peut être assuré par un pallier 30. Le pallier 30 peut comprendre un étrier 31 présentant une surface de guidage 32 partiellement cylindrique de révolution, ainsi qu'une ouverture de passage 33.
Le pallier 30 peut également comprendre un anneau
34 cylindrique fermé continu. L'anneau 34 fait partie de la pièce d'entraînement 27. Par exemple, l'anneau 34 est disposé en aval de l'engrenage 28. L'anneau 34 est d'axe Ul et comprend une lumière centrale en communication avec la lumière de l'engrenage 28. L'anneau 34 comprend une surface périphérique externe 35 cylindrique de révolution susceptible de coopérer avec la surface de guidage 32 pour guider en rotation l'anneau 34 par rapport à 1 'étrier 31 autour de l'axe Ul . L'anneau 34 est de diamètre réduit de manière à pouvoir passer par l'ouverture de passage 33.
L 'étrier 31 comprend une surface de butée avant 36 formant une butée avant pour l'anneau 34. En particulier, la surface de butée avant 36 est orientée vers l'arrière et fait face à une surface de butée avant 37 orientée vers l'avant de l'anneau 34.
« Avant » fait ici référence à la direction Ul dans le sens indiqué par la flèche sur la figure 4, ce qui correspond à un mouvement d'avancée à l'intérieur du patient. « Arrière » fait référence à un mouvement de retrait de l'intérieur du patient.
La pièce d'entraînement 27 est solidaire du cathéter 23 par tout moyen approprié. Par exemple, elle est solidaire de l'embout 25 par un assemblage mécanique 66, comme représenté sur la figure 4. L'assemblage mécanique 66 est creux, comprenant une lumière en communication avec la lumière du cathéter et celle de l'engrenage 28. L'assemblage mécanique 66 comprend une première portion de solidarisâtion 68, solidaire de l'engrenage 28, et une deuxième portion de solidarisâtion 69, solidaire de l'embout 25. La première portion de solidarisâtion est en amont de l'engrenage 28. En variante, la pièce d'entraînement 27 est venue de matière avec l'embout 25. L'engrenage 28 est solidaire du cathéter 23.
La pièce d'entraînement 27 est solidaire du raccord 58 par tout moyen approprié. Par exemple, elle est solidaire du raccord 58 par un assemblage mécanique 67, comme représenté sur la figure 4. L'assemblage mécanique 67 est creux, comprenant une lumière en communication avec la lumière du raccord 58 et celle de l'engrenage 28. L'assemblage mécanique 67 comprend une première portion de solidarisâtion 70, solidaire de l'engrenage 28, et une deuxième portion de solidarisâtion 71, solidaire du raccord 58. La première portion de solidarisâtion 70 est en aval de l'engrenage 28, et notamment en aval de l'anneau 34. En variante, la pièce d'entraînement 27 est venue de matière avec le raccord 58. Le cas échéant, l'assemblage mécanique 67 autorise la rotation de la pièce d'entraînement 27 par rapport au raccord 58 autour de l'axe Ul, tout en maintenant l'étanchéité en vue de la communication fluidique.
Le cas échéant, les deux portions de solidarisâtion de la pièce d'entraînement 27 sont complémentaires l'une de l'autre. C'est-à-dire qu'on peut assembler l'une des portions de solidarisâtion de la pièce d'entraînement 27 avec l'autre des portions de solidarisâtion d'une autre pièce d'entraînement 27. Par exemple, la portion de solidarisâtion 70 est identique à la portion de solidarisâtion 69. Par exemple, la portion de solidarisâtion 68 est identique à la portion de solidarisâtion 71. Ainsi, à partir d'un cathéter et d'un raccord standards, qui peuvent être assemblés ensemble par coopération de la portion de solidarisâtion 69 et de la portion de solidarisâtion 71, on peut utiliser la pièce d'entraînement 27 comme un dispositif médical consommable rajouté interposé entre le cathéter et le raccord.
Le module d'entraînement 12 comprend également un système de butée arrière pour le cathéter 23, et un système de fermeture de l'ouverture de passage 33. Dans l'exemple présenté, ces deux systèmes utilisent une seule et même pièce, mais cette réalisation est illustrative, et d'autres moyens de mettre en œuvre ces deux fonctions sont envisageables de manière alternative.
Dans l'exemple présenté, le module d'entraînement 12 comprend un carter 38 en deux parties, une partie inférieure 39, et une partie supérieure 40 solidarisables l'une à l'autre par un système de fermeture. La partie inférieure 39 comprend au moins l'étrier 31. Dans la configuration ouverte, représentée sur la figure 4, le cathéter 23 solidaire de l'anneau 34 et de l'engrenage 28 peut être placé en position dans le module d'entraînement 12 à travers l'ouverture de passage 33, ou retiré de cette position. En configuration fermée, ou assemblée, représentée sur la figure 3 (sans le cathéter ni l'assemblage 66), les parties inférieure 39 et supérieure 40 sont assemblées l'une à l'autre pour fermer l'ouverture de passage 34, et interdire au cathéter 23 de sortir du module d'entraînement. Cette configuration fermée peut donc être utilisée lors de l'intervention médicale. Le cas échéant, le système représenté à la figure 3, comprenant le module d'entraînement 12 et la pièce d'entraînement 27 est réalisé comme un consommable à usage unique montable/démontable du réceptacle 3.
Par exemple, la partie supérieure 40 comprend un couvercle 41 dont s'étendent deux bras latéraux 42 espacés l'un de l'autre en formant une fente 43 entre eux. En configuration fermée, la pièce d'entraînement 27 solidaire du cathéter 23 s'étend dans la fente 43. Les bras 42 comportent une surface de butée arrière 44 orientée vers l'avant et formant une surface de butée pour une surface de butée arrière 45, orientée vers l'arrière de l'anneau 34.
Le système de fermeture peut comprendre tout moyen approprié. Par exemple, on prévoit une goupille (non représentée) s 'étendant dans des trous 46, 47 mis en correspondance les uns avec les autres de la partie inférieure 39 et de la partie supérieure 40, respectivement .
La partie inférieure 39 peut également comprendre un système de guidage du couvercle 41 entre les configurations ouverte et fermée. Le système de guidage peut par exemple comprendre deux rainures 48 s 'étendant selon une direction transversale à l'axe Ul, par exemple selon l'axe Z, et coopérant chacune avec un bras 42 respectif .
Le carter 38 reçoit également un système d'entraînement en rotation du cathéter 23, permettant qu'une commande de rotation impartie à distance génère une rotation du cathéter autour de l'axe Ul .
Dans l'exemple purement illustratif représenté, la commande de rotation du cathéter 23 provient d'un arbre 49 s 'étendant à travers l'alésage de passage 60 selon un axe différent de l'axe Ul, par exemple un axe vertical. On prévoit un système de transfert 50 transférant le mouvement de rotation de l'arbre 49 à l'engrenage 28. Ce système de transfert peut inclure un engrenage à renvoi d'angle 51 pour transformer un mouvement de rotation d'axe Z à un mouvement de rotation d'axe parallèle à l'axe Ul, et des pignons intermédiaires 52 pour transmettre des mouvements de rotation d'axes parallèles à l'axe Ul . Le dernier pignon intermédiaire 52 de la chaîne cinématique comprend une surface d'entraînement 73 externe complémentaire de la surface d'entraînement 72 de l'engrenage 28.
Dans l'exemple présenté, le guide 56 est introduit co-axialement au cathéter 23 à l'extrémité arrière de celui-ci, par l'intermédiaire de l'extrémité arrière 57 du raccord 58 solidaire de celui-ci.
Le mode de réalisation qui vient d'être présenté peut fonctionner comme suit :
On commence par un procédé d'installation du système .
On fournit un cathéter 23 muni d'un embout 25. On lui assemble la pièce d'entraînement 27 (comprenant la portion de solidarisâtion 68, l'engrenage 28, l'anneau 34 et la portion de solidarisâtion 70) . Cet assemblage est fait en assemblant la portion de solidarisâtion 68 à la portion de solidarisâtion 69 solidaire de l'embout 25. On assemble à la pièce d'entraînement 27 le raccord 58. Cet assemblage est fait en assemblant la portion de solidarisâtion 70 à la portion de solidarisâtion 71 solidaire du raccord 58. Le cas échéant, le cathéter 23 est fourni d'origine avec l'engrenage 28, l'anneau 34, voire le raccord 58 incorporés.
Le carter étant en configuration ouverte, on place l'assemblage formé par le cathéter 23, la pièce d'entraînement 27 et le raccord 58 dans le module d'entraînement 12, avec l'anneau 34 dans l'étrier 31, et l'engrenage 28 en coopération avec le système de transfert 50. On dispose le cathéter 23 dans le réceptacle 3, par exemple dans le récipient 11, avec une extrémité avant dépassant hors du port 5. On solidarise en translation le cathéter 23 au module d'entraînement 12 en plaçant le carter 38 en configuration fermée. Ainsi, par « solidaire », à moins que ce ne soit clairement pas le cas à la lecture de la description détaillée, on fait généralement référence au fait que deux pièces sont assemblées l'une à l'autre de sorte qu'un mouvement d'une pièce selon un quelconque degré de liberté se transmette à l'autre pièce. Dans le cas présent, par exception, le cathéter n'est solidaire du module d'entraînement qu'en translation, à savoir que le déplacement du cathéter selon l'axe Ul est lié à celui du module d'entraînement 12. Par contre, ces deux pièces ne sont pas solidaires en rotation autour de l'axe Ul .
On installe également le guide 56 et on le fait passer par l'intérieur du cathéter 23 à travers une ouverture d'accès 57 du raccord 58.
Le robot 1, et l'ensemble formé du cathéter 23 et de la pièce d'entraînement 27, voire du raccord 58, ensemble, forment ce qui est appelé un système robotisé dans le présent texte.
Une fois le guide et le cathéter introduits à l'intérieur du conduit du patient, on est en configuration opératoire, et on peut procéder de la manière suivante.
On peut générer un déplacement du guide seul (translation et/ou rotation) au moyen du module d'entraînement 8.
Pour générer un déplacement en rotation du cathéter seul autour de son axe longitudinal, on commande la rotation de l'arbre 49 par un moteur dédié embarqué sous le réceptacle, ce qui génère la rotation de l'engrenage 28 par l'intermédiaire du système de transfert 50 et, par conséquent, la rotation du cathéter 23 solidaire de l'engrenage 28.
Pour générer un déplacement en translation du cathéter 23, le moteur 54 cause le déplacement (par exemple la rotation) du réceptacle 3 par rapport à la base 2. Pour générer un mouvement dans le sens de l'avancée du cathéter 23 dans le conduit du patient, on fait tourner le réceptacle 3 par rapport à la base 2 dans le sens contraire au sens des aiguilles d'une montre sur la figure 2. Au cours de ce mouvement, le module d'entraînement 12 se déplace et le cathéter 23, solidaire de celui-ci au cours de ce mouvement, est poussé vers l'avant. Le déflecteur 17, qui reste fixe car appartient à la base 2, fait sortir le cathéter 23 du robot. Le canal 6 guide le mouvement du cathéter hors du robot en direction du patient. Au cours de ce mouvement, soit le guide est solidaire du module d'entraînement 8, auquel cas le guide se déplace également en un mouvement d'avancée. Si on veut évider ce phénomène, on peut asservir la commande de translation du guide à la commande de déplacement (rotation) du réceptacle 3 pour générer un mouvement opposé du guide par rapport au réceptacle 3. En variante, le guide est libre du module d'entraînement 8 au cours du déplacement (de la rotation) du réceptacle 3, auquel cas le module d'entraînement 8 glisse sur le guide sans l'entraîner au cours de ce déplacement .
Un déplacement du cathéter 23 dans le sens opposé est obtenu en faisant tourner l'arbre 53 dans le sens opposé .
En variante, le guide 56 pourrait être introduit dans le cathéter 23 co-axialement au cathéter 23 par une ouverture d'accès disposée entre la base 2 et le patient en début d'intervention.
En cas d'urgence, et quelle que soit la position du cathéter à l'intérieur du patient, il suffit de placer le couvercle 41 en configuration ouverte pour avoir accès au cathéter 23 et le retirer (avec la pièce d'entraînement 27) du robot 1.
Comme expliqué ci-dessus, la pièce d'entraînement 27 pourrait être solidaire du cathéter 23, et ce composant intégré (cathéter + pièce d'entraînement) pourrait être fourni comme un consommable. En variante, la pièce d'entraînement 27 est maintenue dans le carter 38, et un cathéter 23 y est assemblé pour une intervention par l'intermédiaire de l'assemblage 66. A la fin de l'intervention, le cathéter 23 est désassemblé de la pièce d'entraînement 27.
Ainsi, selon les cas, on peut réaliser en un composant consommable l'ensemble comprenant l'assemblage 66, l'engrenage 28, l'anneau 34, l'assemblage 67 et le raccord 58. En variante, chacune de ces pièces, ou des sous-ensemble de plusieurs de ces pièces prises ensemble, peut être réalisée comme des consommables assemblés in situ .
L'invention se rapporte donc également à un organe médical souple allongé comprenant un tube flexible et un organe d'entraînement solidaire du tube flexible, et comprenant une portion d'entraînement en rotation entraînable en rotation par un module d'entraînement pour générer une rotation de l'organe médical souple allongé autour de son axe longitudinal, et solidarisable en translation selon l'axe longitudinal au module d ' entraînement .
Le cas échéant, cet organe d'entraînement comprend un engrenage et un anneau solidaire de l'engrenage et susceptible de guider le mouvement de rotation par coopération avec un étrier de guidage du module d 'entraînement .
Selon un aspect indépendant, une invention pourrait se rapporter à un ensemble comprenant un organe médical souple allongé 23 comprenant un tube flexible 24, l'ensemble comprenant en outre une pièce d'entraînement 27 solidaire du tube flexible 24, et comprenant une portion d'entraînement en rotation 28 entraînable en rotation par un module d'entraînement 12 pour générer une rotation de l'organe médical souple allongé 23 autour de son axe longitudinal Ul, et solidarisable en translation selon l'axe longitudinal au module d'entraînement 12.
Selon un aspect particulier, la pièce d'entraînement 27 comprend un engrenage 28 et un anneau 34 solidaire de l'engrenage 28 et susceptible de guider le mouvement de rotation par coopération avec un étrier de guidage 33 du module d'entraînement 12.
Selon un aspect particulier, l'ensemble comprend un embout d'extrémité 25 et/ou un raccord 58 solidaire de la pièce d'entraînement 27.

Claims

REVENDICATIONS
1. Système robotisé de cathétérisme comprenant un organe souple allongé (23) à introduire à l'intérieur du patient et un robot (1) de cathétérisme,
l'organe souple allongé (23) comprenant un tube flexible (24) et étant solidaire d'une pièce d'entraînement en rotation (27), la pièce d'entraînement en rotation (27) comprenant un engrenage (28) solidaire du tube flexible (24), présentant une lumière et une première surface d'entraînement en rotation (72), et un raccord (58) creux solidaire de la pièce d'entraînement (27), en aval de celle-ci, et permettant le passage d'un guide à travers le raccord (58) et jusque dans la lumière de l'engrenage (28), le robot (1) de cathétérisme comprenant :
une base (2) fixe,
un réceptacle (3) monté mobile par rapport à la base (2) fixe selon au moins un degré de liberté,
le réceptacle (3) étant adapté pour recevoir ledit organe souple allongé (23) à introduire à l'intérieur d'un patient ,
un système d'entraînement (53, 54) adapté pour entraîner le réceptacle (3) par rapport à la base (2) selon le degré de liberté,
le réceptacle (3) comprenant en outre un module d'entraînement (12), le module d'entraînement (12) présentant un axe longitudinal de passage (Ul) de l'organe souple allongé (23), le module d'entraînement (12) étant solidaire de l'organe souple allongé (23) en translation selon l'axe longitudinal de passage (Ul) en configuration opératoire du robot, le module d'entraînement (12) comprenant un organe d'entraînement en rotation (49) comprenant un pignon (51, 52) directement ou indirectement motorisé, et comprenant une deuxième surface d'entraînement en rotation (73), le pignon (51, 52) engrenant avec l'engrenage (28) de la pièce d'entraînement en rotation (27) solidaire de l'organe souple allongé (23), le module d'entraînement (12) étant actionnable pour générer un mouvement de rotation de l'organe souple allongé (23) autour de l'axe longitudinal de passage (Ul), les première et deuxième surfaces d'entraînement en rotation (72, 73) coopérant pour transmettre une commande de rotation depuis l'organe d'entraînement en rotation (49) en un mouvement de rotation de l'organe souple allongé (23) autour de l'axe longitudinal de passage (Ul) .
2. Système robotisé selon la revendication 1, dans lequel ladite pièce d'entraînement en rotation (27) comprend une première portion de rétention axiale (37, 45), et dans lequel le module d'entraînement (12) comprend une deuxième portion de rétention axiale (36, 44), les première et deuxième portions de rétention axiale (37, 45, 36, 44) coopérant pour retenir axialement l'organe souple allongé (23) par rapport au module d'entraînement (12) selon l'axe longitudinal de passage (Ul) .
3. Système robotisé selon la revendication 2, dans lequel la première portion de rétention axiale (37, 45) de la pièce d'entraînement en rotation (27) comprend une première butée avant (37) orientée vers l'avant et une première butée arrière (45) orientée vers l'arrière,
Dans lequel la deuxième portion de rétention axiale
(36, 44) du module d'entraînement (12) comprend une deuxième butée avant (36), orientée vers l'arrière, et une deuxième butée arrière (44) orientée vers l'avant,
Dans lequel les première et deuxième butées avant (37, 36) coopèrent pour empêcher un déplacement vers l'avant de l'organe souple allongé (23) par rapport au module d'entraînement (12),
dans lequel les première et deuxième butées arrière (44, 45) coopèrent pour empêcher un déplacement vers l'arrière de l'organe souple allongé (23) par rapport au module d ' entraînement (12).
4. Système robotisé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la pièce d'entraînement
(27) est réalisée comme un consommable assemblable/désassemblable du module d'entraînement (12).
5. Système robotisé selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel le tube flexible (24) est creux.
6. Système robotisé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel la pièce d'entraînement (27) comprend un assemblage mécanique amont (66) pour assemblage à l'organe médical souple allongé, un engrenage
(28) , un anneau (34), un assemblage mécanique aval (67) pour assemblage à un raccord (58) d'introduction de guide, et dans lequel l'assemblage mécanique amont (66), l'engrenage (28), l'anneau (34) ou l'assemblage mécanique aval (67), ou un composant constitué d'au moins deux de ces éléments est réalisé comme ou fait partie d'un consommable assemblable/désassemblable du module d'entraînement.
7. Système robotisé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel le module d'entraînement
(12) comprend un corps (39) et un couvercle (40) monté amovible par rapport au corps (39), le couvercle (40) pouvant prendre alternativement par rapport au corps (39) une configuration assemblée dans laquelle le module d'entraînement (12) est solidaire de l'organe souple allongé (23) en translation selon l'axe longitudinal de passage (Ul), et une configuration ouverte dans laquelle l'organe souple allongé (23) peut être assemblé au ou désassemblé du module d'entraînement (12).
8. Système robotisé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel la base (2) définit un canal (6) comprenant une paroi de guidage de l'organe souple allongé, la paroi de guidage coopérant avec l'organe souple allongé (23) pour guider un mouvement de translation de l'organe souple allongé (23) par rapport à la base (2) lors du mouvement du réceptacle (3) par rapport à la base
(2) selon le degré de liberté.
9. Système robotisé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel le réceptacle (3) comprend un récipient (11) adapté pour recevoir ledit organe souple allongé (23), le module d'entraînement (12) étant fixé au récipient (11) .
10. Système robotisé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel l'organe souple allongé (23) est un premier organe souple allongé, le module d'entraînement (12) est un premier module d'entraînement, le système robotisé comprenant en outre un deuxième organe souple allongé (56) à introduire à l'intérieur du patient, le réceptacle étant adapté pour recevoir ledit deuxième organe souple allongé (56) à introduire à l'intérieur d'un patient ,
le réceptacle (3) comprenant en outre un deuxième module d'entraînement (8), le deuxième module d'entraînement (8) étant actionnable pour générer deux mouvements distincts de translation et de rotation du deuxième organe souple allongé (56) par rapport au réceptacle ( 3 ) .
11. Système robotisé selon la revendication 10, dans lequel le premier organe souple allongé (23) comprend une ouverture d'accès à travers laquelle s'étend le deuxième organe souple allongé (56).
12. Système robotisé selon la revendication 10 ou 11, dans lequel le réceptacle comprend un récipient (7), dans lequel le deuxième module d'entraînement (8) est fixé au récipient (7), et dans lequel le deuxième module d'entraînement (8) est actionnable pour générer les mouvements du deuxième organe souple allongé (56) par rapport au récipient (7) .
13. Système robotisé selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, dans lequel le module d'entraînement (12) est réalisé comme ou fait partie d'un consommable assemblable/désassemblable du récipient (11).
14. Robot (1) de cathétérisme comprenant les caractéristiques du robot de cathétérisme telles que définies dans l'une quelconque des revendications 1 à 13.
15. Pièce d'entraînement en rotation (27) comprenant :
une portion de solidarisâtion (68) adaptée pour solidariser la pièce d'entraînement en rotation à un tube flexible d'un organe médical souple allongé creux en amont, un engrenage (28) solidaire de la portion de solidarisâtion (68), présentant une lumière centrale destinée à être en communication avec l'intérieur creux du tube flexible, et une première surface d'entraînement en rotation ( 72 ) ,
une portion de solidarisâtion (70) adaptée pour solidariser la pièce d'entraînement en rotation à un raccord (58) creux en aval, et permettant le passage d'un fil-guide à travers le raccord et jusque dans la lumière de l'engrenage (28) .
16. Pièce d'entraînement en rotation (27) selon la revendication 15, dans laquelle l'engrenage (28) présente un axe (Ul), la pièce d'entraînement en rotation comprenant en outre un anneau (34) cylindrique fermé continu comprenant une lumière centrale en communication avec la lumière de l'engrenage (28), et adapté pour guider la pièce d'entraînement en rotation autour dudit axe (Ul) .
17. Pièce d'entraînement en rotation (27) selon la revendication 16, dans laquelle l'anneau (34) est en aval de l'engrenage (28).
18. Pièce d'entraînement en rotation (27) selon la revendication 16 ou 17, dans laquelle l'anneau (34) est en amont de la portion de solidarisâtion (70) .
19. Pièce d'entraînement en rotation (27) selon l'une des revendications 16 à 18, dans laquelle l'anneau (34) comprend une surface périphérique externe (35) cylindrique de révolution de guidage.
20. Pièce d'entraînement en rotation (27) selon l'une des revendications 16 à 19, dans laquelle l'anneau (34) comprend une surface de butée avant (37) orientée vers l'avant de l'anneau (34) et une surface de butée arrière (45), orientée vers l'arrière de l'anneau (34).
21. Pièce d'entraînement en rotation (27) selon l'une des revendications 15 à 20, dans laquelle la portion de solidarisâtion (70) est adaptée pour solidariser la pièce d'entraînement en rotation (27) au raccord (58) en autorisant la rotation de la pièce d'entraînement (27) par rapport au raccord (58) autour d'un axe longitudinal (Ul), tout en maintenant l'étanchéité en vue de la communication fluidique.
22. Pièce d'entraînement en rotation (27) selon l'une des revendications 15 à 21, dans laquelle les portions de solidarisâtion (68, 70) sont complémentaires l'une de l'autre.
23. Système comprenant une pièce d'entraînement en rotation (27) selon l'une des revendications 15 à 22 et un raccord (58) solidaire de la pièce d'entraînement en rotation (27), permettant le passage d'un fil-guide à travers le raccord et jusque dans la lumière de l'engrenage (28)
Le raccord comprenant une portion de solidarisâtion (71) adaptée pour coopérer avec la portion de solidarisâtion (70) de la pièce d'entraînement en rotation (27) pour solidariser la pièce d'entraînement en rotation au raccord (58) .
24. Système selon la revendication 23 dans lequel le raccord comporte une entrée (26) en dérivation permettant de placer l'intérieur de l'organe médical souple allongé creux (23) en communication fluidique avec un circuit externe pour l'injection de fluide de contraste à l'intérieur du tube flexible (24) .
25. Système selon la revendication 23 ou 24, ou système comprenant une pièce d'entraînement en rotation (27) selon l'une des revendications 15 à 22, le système comprenant en outre un organe médical souple allongé creux (23) doté d'un tube flexible (24) et d'une portion de solidarisâtion (69), adaptée pour coopérer avec la portion de solidarisâtion (68) de la pièce d'entraînement en rotation (27) pour solidariser la pièce d'entraînement en rotation au tube flexible (24) .
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