WO2017098138A1

WO2017098138A1 - Module robotise d'entrainment d'organe medical souple allonge

Info

Publication number: WO2017098138A1
Application number: PCT/FR2016/053231
Authority: WO
Inventors: Bruno Fournier; Julien MAUREL; Sébastien Deboeuf; Philippe Bencteux
Original assignee: Robocath
Priority date: 2015-12-07
Filing date: 2016-12-06
Publication date: 2017-06-15
Also published as: US20180353250A1; US11298198B2; FR3044541B1; FR3044541A1

Abstract

L'invention concerne un module robotisé d'entraînement d'organe médical souple allongé (15, 15',15'') comprenant : une paire d'organes (24, 24', 24'', 24''') d'entraînement mobile et plaçable alternativement, dans une configuration 5 d'entraînement dans laquelle les organes (24, 24', 24'', 24''') d'entraînement sont suffisamment rapprochés l'un de l'autre pour pouvoir entraîner l'organe médical souple allongé (15, 15',15''), et dans une configuration libre dans laquelle les organes (24, 24', 24'', 24''') d'entraînement sont suffisamment éloignés l'un de l'autre pour ne plus pouvoir entraîner l'organe médical souple allongé (15, 15',15''), un organe de 10 commande adapté pour commander, de manière répétée cyclique, un déplacement, de la paire d'organes (24, 24', 24'', 24''') d'entraînement mobile en configuration d'entraînement de l'organe médical souple allongé (15, 15',15''), et un déplacement inverse, de la paire d'organes (24, 24', 24'', 24''') d'entraînement mobile en configuration libre sans entraîner l'organe médical souple allongé (15, 15',15''), un 15 détecteur (104, 109, 110, 111, 112, 118) de contrainte structuré et disposé de manière à mesurer la contrainte exercée par l'organe médical souple allongé (15, 15',15'') sur au moins l'un des organes (24, 24', 24'', 24''') d'entraînement, une interface homme machine reliée au détecteur (104, 109, 110, 111, 112, 118) de contrainte de manière à recevoir, de la part du détecteur de contrainte, la contrainte mesurée, et adapté pour 20 fournir un signal, vers l'utilisateur du module robotisé, représentatif de cette contrainte mesurée.

Description

MODULE ROBOTISE D'ENTRAINEMENT D'ORGANE MEDICAL SOUPLE

ALLONGE.

La présente invention est relative aux modules robotisés d'entraînement d'organes médicaux souples allongés, par exemple un cathéter et/ou un guide de ce cathéter. Dans la suite, l'exemple d'un guide de ce cathéter ou d'un organe médical souple allongé sera utilisé indifféremment, mais pourra être appliqué également soit à un guide de cathéter, soit à un autre type d'organe médical souple allongé.

L'insertion manuelle d'un cathéter ou d'un guide dans un patient est un acte chirurgical relativement classique. Toutefois, cet acte étant monitoré sous rayons X, le chirurgien en charge de cet acte est soumis à une irradiation conséquente s'il réalise une telle opération sur de nombreux patients.

Afin de réduire les risques pour le chirurgien, on tente de robotiser une telle insertion. Cette robotisation est complexe, car la préhension du cathéter est difficile. Celui-ci baigne en effet dans du liquide de conservation et doit rester stérile. Par ailleurs, on veut pouvoir commander des mouvements de translation et de rotation alternatifs et/ou simultanés du cathéter. La fiabilité de ces systèmes robotisés est un critère déterminant.

Or, lors de la progression de l'organe médical souple allongé à l'intérieur du corps du patient, cet organe médical souple allongé va, soit progresser librement et rencontrer une résistance normale ne nécessitant pas d'intervention particulière de l'utilisateur du module d'entraînement d'organe médical souple allongé, soit être gêné ou bloqué dans sa progression après avoir rencontré un obstacle offrant une résistance anormalement élevée requérant, pour un déroulement optimal de la progression de l'organe médical souple allongé, une intervention ou à tout le moins une réaction appropriée de l'utilisateur de ce module d'entraînement de l'organe médical souple allongé.

Aujourd'hui, rien n'est vraiment fait pour aider l'utilisateur du module d'entraînement d'organe médical souple allongé qui doit se débrouiller seul à l'aide de son expérience, pour sentir, deviner, vérifier les différents endroits de progression susceptibles d'offrir une résistance anormalement élevée à la progression de l'organe médical souple allongé, et notamment aller vérifier près du patient en quittant son poste de télécommande à divers endroits que la progression se déroule sans problème, quitte à manipuler directement avec ses doigts l'organe médical souple allongé, auprès du patient, sans l'aide du module d'entraînement de l'organe médical souple allongé, pour permettre à l'organe médical souple allongé de passer en douceur un obstacle gênant.

Dans le cas d'une progression normale de l'organe médical souple allongé dans l'artère ou dans la veine dans laquelle il se déplace, l'organe médical souple allongé n'exerce qu'une contrainte normale et habituelle sur les organes d'entraînement de l'organe médical souple allongé, cette valeur de contrainte normale étant soit connue soit déterminable par habitude.

Dans le cas d'une progression anormale de l'organe médical souple allongé dans l'artère ou dans la veine dans laquelle il se déplace, l'organe médical souple allongé va exercer une contrainte anormale, en particulier anormalement élevée, et inhabituelle sur les organes d'entraînement de l'organe médical souple allongé, cette valeur de contrainte anormale n'étant en soi ni connue ni déterminable par habitude, puisque par définition l'obstacle rencontré est inhabituel. Dans ce cas, le passage de l'obstacle rencontré par l'organe médical souple allongé est plus délicat pour l'utilisateur du module d'entraînement de l'organe médical souple allongé et peut lui demander de quitter son poste de télécommande pour aller toucher avec ses doigts l'organe médical souple allongé, se rendre manuellement compte de la nature de l'obstacle à franchir par cet organe médical souple allongé, et faire passer manuellement cet obstacle à l'organe médical souple allongé. Au pire, l'utilisateur ne se rend compte de rien et l'organe médical souple allongé peut endommager l'artère ou la veine en forçant le passage de l'obstacle qui n'a pas été identifié ou dont la nature n'a pas été évaluée correctement. Le but de la présente invention est de fournir un module d'entraînement de l'organe médical souple allongé palliant au moins partiellement les inconvénients précités.

Plus particulièrement, l'invention vise à fournir module d'entraînement de l'organe médical souple allongé automatisant le passage d'obstacle par l'organe médical souple allongé en fournissant à l'utilisateur un retour d'information représentatif du niveau de contrainte anormale exercée par l'organe médical souple allongé sur les organes d'entraînement de l'organe médical souple allongé par ricochet en raison de la gêne ou du blocage rencontré par cet organe médical souple allongé lors du passage d'un obstacle.

Pour cela, l'invention propose de fournir un signal représentatif de la contrainte exercée par l'organe médical souple allongé sur tout ou partie des organes d'entraînement de l'organe médical souple allongé. Plus ce signal représentatif de la contrainte exercée par l'organe médical souple allongé sur tout ou partie des organes d'entraînement de l'organe médical souple allongé sera précis et bien rendu pour l'utilisateur, plus celui-ci pourra gérer facilement et à distance, c'est-à-dire en restant plus souvent dans son poste de télécommande, voire tout le temps, le passage d'obstacle par l'organe médical souple allongé lors de sa progression, et tous cas en réduisant drastiquement, voire en supprimant complètement, le risque d'endommagement d'artère ou de veine par l'organe médical souple allongé lors de sa progression.

A cette fin, la présente invention propose un module robotisé d'entraînement d'organe médical souple allongé comprenant : une paire d'organes d'entraînement mobile et plaçable alternativement, dans une configuration d'entraînement dans laquelle les organes d'entraînement sont suffisamment rapprochés l'un de l'autre pour pouvoir entraîner l'organe médical souple allongé, et dans une configuration libre dans laquelle les organes d'entraînement sont suffisamment éloignés l'un de l'autre pour ne plus pouvoir entraîner l'organe médical souple allongé, un organe de commande adapté pour commander, de manière répétée cyclique, un déplacement, de la paire d'organes d'entraînement mobile en configuration d'entraînement de l'organe médical souple allongé, et un déplacement inverse, de la paire d'organes d'entraînement mobile en configuration libre sans entraîner l'organe médical souple allongé, un détecteur de contrainte structuré et disposé de manière à mesurer la contrainte exercée par l'organe médical souple allongé sur au moins l'un des organes d'entraînement, une interface homme machine reliée au détecteur de contrainte de manière à recevoir, de la part du détecteur de contrainte, la contrainte mesurée, et adapté pour fournir un signal, vers l'utilisateur du module robotisé, représentatif de cette contrainte mesurée.

Suivant des modes de réalisation préférés, l'invention comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes qui peuvent être utilisées séparément ou en combinaison partielle entre elles ou en combinaison totale entre elles. De préférence, ledit signal comprend une indication d'un dépassement de seuil par cette contrainte mesurée.

Ainsi, lorsque l'obstacle devient très gênant, l'utilisateur en est averti et peut agir immédiatement de manière adéquate, ce qui représente un module d'entraînement aidant l'utilisateur au moins pour les cas les plus difficiles, c'est-à-dire le cas d'obstacles sérieux à traverser par l'organe médical souple allongé.

De préférence, ledit signal comprend une indication d'une valeur proportionnelle à la valeur de cette contrainte mesurée.

Ainsi, lorsque l'obstacle devient gênant, l'utilisateur en est averti très tôt et de manière très précise, ce qui lui permet non seulement d'agir immédiatement de manière tout à fait adéquate, mais aussi éventuellement d'anticiper un blocage ou une gêne importante avant ou juste avant qu'il n'arrive, ce qui représente un module d'entraînement aidant l'utilisateur au moins pour tous les cas et pratiquement en temps réel, lui permettant ainsi une réaction optimale et souvent anticipée.

De préférence, ledit signal prend la forme au moins d'une alarme visuelle et/ou sonore.

Ainsi, cela constitue une aide à l'utilisateur pour lui permettre de se rendre compte d'une difficulté particulière lors de la progression de l'organe médical souple allongé et de réagir de manière appropriée. L'alarme visuelle peut être binaire, de type lampe rouge qui clignote, ou progressive de type barre graphe qui se remplit au fur et à mesure que la contrainte exercée par l'organe médical souple allongé sur les organes d'entraînement de cet organe médical souple allongé augmente. L'alarme sonore peut être binaire, de type sirène qui se déclenche, ou progressive de type son de plus en plus fort et/ou de plus en plus aigu, au fur et à mesure que la contrainte exercée par l'organe médical souple allongé sur les organes d'entraînement de cet l'organe médical souple allongé augmente.

De préférence, ledit signal prend la forme au moins d'un retour haptique, vers l'utilisateur du module robotisé, représentatif de cette contrainte mesurée, de préférence correspondant à cette contrainte mesurée, encore plus de préférence proportionnel à cette contrainte mesurée. Un retour haptique, correspondant à cette contrainte mesurée, est un retour haptique, par exemple par résistance de l'interface homme machine à la manipulation par l'utilisateur, qui sans être proportionnel à la contrainte mesurée, n'est pas non plus binaire, mais offre une certaine progression du niveau de retour correspondant à l'augmentation du niveau de contrainte, sans être proportionnelle. Ce retour haptique peut être une fonction croissante de la contrainte mesurée, avec éventuellement des paliers offrant un système de seuils multiples, ou bien une fonction strictement croissante variant comme le carré ou comme la racine carrée de la contrainte mesurée, ou de l'augmentation de contrainte mesurée par rapport à une contrainte normale.

Ainsi, cela constitue l'aide la plus efficace, car cela rend à l'utilisateur les sensations les plus proches de celles qu'il aurait s'il insérait effectivement manuellement l'organe médical souple allongé dans le patient en restant près de lui. Ce retour haptique, du type résistance dans le joystick par exemple, permet une ergonomie bien améliorée, dans la mesure où la main de l'utilisateur va pouvoir s'adapter automatiquement, sans nécessiter une analyse préalable du type de celle liée à la perception d'une alarme visuelle ou sonore. Un maximum de sécurité est bien sûr offert lorsque le retour haptique est combiné avec une alarme visuelle et/ou avec une alarme sonore simultanément.

De préférence, le retour haptique correspondant à la contrainte mesurée est adapté pour reproduire une variation de contrainte mesurée aussi faible que 0.1 Newton.

Ainsi, toute résistance, même légère, de l'organe médical souple allongé, est transmise de manière immédiate et précise, permettant à l'utilisateur d'adapter de manière plus rapide et plus précise, sa propre réaction, voire d'anticiper la difficulté qui se profile à l'horizon.

De préférence, le module robotisé d'entraînement d'organe médical souple allongé comprend aussi : un estimateur de niveau anormal de contrainte, adapté à faire la différence entre d'une part ladite contrainte mesurée et d'autre part une contrainte nominale correspondant à un entraînement normal de l'organe médical souple allongé par les organes d'entraînement, un dépassement de seuil par ladite différence correspondant à un niveau anormal de contrainte, un dispositif d'alerte émettant une alerte, visuelle et/ou sonore, en cas de dépassement dudit seuil.

Préférentiellement, ledit estimateur de niveau anormal de contrainte est adapté à faire la différence entre d'une part ladite contrainte mesurée et d'autre part une contrainte nominale correspondant à un entraînement normal de l'organe médical souple allongé par les organes d'entraînement, une valeur de ladite différence supérieure à un seuil donné correspondant à une résistance anormale de l'organe médical souple allongé à la force exercée sur lui par les organes d'entraînement causant un déplacement insuffisant de l'organe médical souple allongé.

La présence d'une alarme, visuelle ou sonore, lors d'un dépassement de seuil, lequel correspondra en pratique à la détection d'un obstacle déjà important, va « obliger » l'utilisateur à s'en rendre compte et va donc l'inciter à réagir vivement. C'est donc une aide à l'utilisateur pour mieux piloter son module d'entraînement de l'organe médical souple allongé. Ce module d'entraînement de l'organe médical souple allongé amélioré est donc un appareil plus efficace et plus sécurisé, pour l'utilisateur lequel sera donc plus efficace lui-même dans la façon de faire progresser l'organe médical souple allongé dans le patient.

De préférence, ledit détecteur de contrainte mesure indirectement la contrainte exercée par l'organe médical souple allongé sur au moins l'un des organes d'entraînement.

Dans ce premier type indirect de détection de contrainte, la détection déportée permet de ne pas amener près du système d'entraînement de l'organe médical souple allongé, et donc près du patient, les différents éléments requis pour réaliser cette détection de contrainte. La perturbation entraînée au voisinage du patient est donc faible, voire inexistante.

De préférence, ledit détecteur de contrainte mesure le courant consommé par ledit organe d'entraînement. Avantageusement, de courant consommé sera retiré la portion nécessaire à la compensation de l'effort parasite généré par la mécanique de transmission.

Le courant électrique consommé étant un paramètre préexistant à la détection de contrainte, peu d'éléments sont à rajouter, et en tous cas pas d'éléments au niveau du système d'entraînement de l'organe médical souple allongé lui-même, ce qui simplifie la chaîne de détection de contrainte.

De préférence, le module robotisé d'entraînement d'organe médical souple allongé comprend aussi plusieurs actionneurs disposés de manière à transmettre respectivement des mouvements dans plusieurs directions de l'espace, avantageusement dans trois directions perpendiculaires entre elles, directement vers un même organe d'entraînement. Par conséquent, le fait d'éviter que tout ou partie des actionneurs ne transmettre leur mouvement à l'organe d'entraînement indirectement, c'est-à-dire par l'intermédiaire d'un autre actionneur ou par l'intermédiaire de la plateforme d'un autre actionneur, réduit le poids, l'inertie, les frottements et le nombre de pièces intermédiaires, permettant ainsi d'améliorer notablement la précision de ce type de détection indirecte sinon intrinsèquement moins précise que les détections de type détections directes.

De préférence, ledit détecteur de contrainte mesure directement la contrainte exercée par l'organe médical souple allongé sur au moins l'un des organes d'entraînement.

Dans ce deuxième type direct de détection de contrainte, la détection « rapprochée » requiert d'amener près du système d'entraînement de l'organe médical souple allongé, et donc près du patient, les différents éléments requis pour réaliser cette détection de contrainte. Mais l'avantage associé à cette détection au plus près réside dans une précision de détection qui est améliorée par rapport au premier type indirect de détection de contrainte.

De préférence, ledit détecteur de contrainte est une jauge de contrainte disposée de manière mesurer directement la contrainte exercée par l'organe médical souple allongé sur au moins l'un des organes d'entraînement.

La précision de ce type de mesure directe, au plus près de l'organe d'entraînement de l'organe médical souple allongé subissant la contrainte exercée par cet organe médical souple allongé en retour de l'obstacle rencontré par cet organe médical souple allongé, permet d'améliorer la précision, tout en conservant une bonne simplicité pour l'ensemble de la chaîne de détection de contrainte.

De préférence, ladite jauge de contrainte est disposée entre ledit organe d'entraînement et l'armature du module robotisé et se trouve en contact à la fois avec ledit organe d'entraînement et ladite armature du module robotisé.

La disposition des éléments de la jauge de contrainte est plus simple et plus robuste.

De préférence, ladite jauge de contrainte est disposée entre deux parties dudit organe d'entraînement et se trouve en contact simultané avec les deux parties dudit organe d'entraînement.

La disposition des éléments de la jauge de contrainte est plus délicate, mais la précision est encore améliorée.

De préférence, ledit organe d'entraînement comprend une touche destinée à entrer en contact avec l'organe médical souple allongé et un porte-touche transmettant le mouvement à la touche, ladite jauge de contrainte est disposée entre ladite touche et ledit porte-touche.

Cette réalisation disposant la jauge de contrainte au plus près de la partie de l'organe d'entraînement de l'organe médical souple allongé se trouvant au contact direct de l'organe médical souple allongé lui-même, tout en requérant de petits éléments à insérer dans des espaces réduits, offre encore une amélioration de la précision obtenue dans la mesure de la contrainte exercée par l'organe médical souple allongé sur l'organe d'entraînement de cet l'organe médical souple allongé.

De préférence, ladite jauge de contrainte est disposée entre la périphérie de ladite touche et la périphérie dudit porte-touche.

De préférence, ladite jauge de contrainte est disposée entre le fond de ladite touche et le fond dudit porte-touche.

De préférence, ledit détecteur de contrainte est un capteur à effet Hall disposé de manière à mesurer le déplacement d'un aimant disposé sur l'un des organes d'entraînement.

L'utilisation d'un aimant requiert une disposition précise des éléments de détection et de leur position relative mais présente l'avantage d'autoriser une détection de contrainte sans contact.

De préférence, le module robotisé d'entraînement comprend une base, lesdits d'organes d'entraînement présentent chacun une surface d'entraînement, dans ladite configuration d'entraînement les surfaces d'entraînement des organes d'entraînement de la paire d'organes d'entraînement sont en prise avec l'organe médical souple allongé à entraîner et disposés de part et d'autre de celui-ci, dans une configuration libre la surface d'entraînement des organes d'entraînement de la paire d'organes d'entraînement n'est pas en prise avec l'organe médical souple allongé, la paire d'organes d'entraînement étant montée mobile par rapport à la base selon un degré de liberté entre une première et une deuxième positions, ledit organe de commande est adapté pour commander de manière répétée cyclique un déplacement par rapport à la base des organes d'entraînement de la paire d'organes d'entraînement en configuration d'entraînement de la première à la deuxième position, entraînant ainsi l'organe médical souple allongé par rapport à la base, et un déplacement inverse par rapport à la base des organes d'entraînement de la paire d'organes d'entraînement en configuration libre de la deuxième à la première position sans entraîner l'organe médical souple allongé par rapport à la base.

De préférence, la base est une première base, la paire d'organes d'entraînement est une première paire d'organes d'entraînement, le module robotisé comprenant en outre : une deuxième paire d'organes d'entraînement présentant chacun une surface d'entraînement, la deuxième paire d'organes d'entraînement étant plaçable alternativement dans une configuration d'entraînement dans laquelle les surfaces d'entraînement des organes d'entraînement de la deuxième paire d'organes d'entraînement sont en prise avec l'organe médical souple allongé à entraîner et disposés de part et d'autre de celui-ci, et dans une configuration libre dans laquelle la surface d'entraînement des organes d'entraînement de la deuxième paire d'organes d'entraînement n'est pas en prise avec l'organe médical souple allongé, la deuxième paire d'organes d'entraînement étant montée mobile par rapport à la base selon un degré de liberté entre une première et une deuxième positions, ledit organe de commande étant adapté en outre pour commander de manière répétée cyclique un déplacement par rapport à la base des organes d'entraînement de la deuxième paire d'organes d'entraînement en configuration d'entraînement de la première à la deuxième position, entraînant ainsi l'organe médical souple allongé par rapport à la base, et un déplacement par rapport à la base des organes d'entraînement de la deuxième paire d'organes d'entraînement en configuration libre de la deuxième à la première position sans entraîner l'organe médical souple par rapport à la base, ledit organe de commande étant adapté pour commander les déplacements des organes d'entraînement de la première paire et de la deuxième paire de manière synchronisée.

De préférence, la translation des organes d'entraînement selon une direction transverse à la direction longitudinale locale de l'organe médical souple allongé et en des sens opposés est adaptée pour permettre un roulement de l'organe médical souple allongé sur les surfaces d'entraînement autour de la direction longitudinale locale de l'organe médical souple allongé.

De préférence, la contrainte mesurée correspond à la contrainte exercée par l'organe médical souple allongé sur au moins l'un des organes d'entraînement uniquement selon l'axe de déplacement de l'organe médical souple allongé.

Ainsi, le dispositif de détection de contrainte peut être relativement simple dans sa structure comme dans sa disposition, et l'essentiel de l'information est tout de même obtenue, puisque la résistance rencontrée par un organe médical souple allongé filiforme également dans sa direction de progression se traduira essentiellement par une contrainte exercée selon l'axe de déplacement de l'organe médical souple allongé.

De préférence, le module robotisé d'entraînement d'organe médical souple allongé selon l'invention comprend un ou plusieurs actionneurs disposés de manière à transmettre respectivement des mouvements dans plusieurs directions de l'espace vers un même organe d'entraînement selon un ou plusieurs mécanismes de transmission réversibles.

Ainsi, si actionneur effectue un premier déplacement pour transmettre un effort à l'organe d'entraînement lequel effectue alors un deuxième déplacement, et si inversement, c'est cet organe d'entraînement qui effectue ce deuxième déplacement, sous une autre impulsion que celle de actionneur, il entraînera alors automatiquement cet actionneur à effectuer ce premier déplacement.

Dans le fonctionnement normal, c'est l'actionneur qui entraîne l'organe d'entraînement (entraînant à son tour le cathéter), mais cet entraînement est réversible, un mouvement (provoqué par autre chose que l'actionneur) de l'organe d'entraînement entraînant à son tour l'actionneur.

Le caractère réversible d'un mécanisme de transmission peut également se définir en l'absence de mouvement. Ainsi, si l'actionneur exerce une force sur la mécanique de transmission, celle-ci est transmise à l'organe d'entraînement. La réversibilité de la mécanique de transmission a alors pour conséquence qu'une force exercée par un élément externe autre que l'actionneur sur l'organe d'entraînement, et retransmise à la mécanique de transmission, a pour conséquence d'exercer la même force sur l'actionneur. Le caractère réversible de la transmission de mouvement entre l'actionneur et l'organe d'entraînement a pour conséquence une meilleure précision et une meilleure représentativité du signal qui est représentatif de la contrainte mesurée par le détecteur de contrainte et qui est fourni par l'interface homme machine vers l'utilisateur du module robotisé, en particulier lorsque ce signal prend la forme d'un retour hap tique.

En pratique, un système de transmission de mouvement ne peut jamais être parfaitement réversible, en raison par exemple : des frottements, des jeux de fonctionnement, des inerties.

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 de côté d'une installation d'artériographie robotisée.

- les figures 2a-2c sont des schémas illustratifs des modes de déplacement des organes à entraîner,

la figure 3 est une vue schématique en perspective d'une portion d'un module d'entraînement en configuration libre,

les figures 4a à 4e sont des schémas simplifiés illustrant un cycle d'entraînement en translation du cathéter selon un mode de réalisation,

les figures 5a à 5e sont des schémas simplifiés illustrant un cycle d'entraînement en rotation du cathéter selon un mode de réalisation,

les figures 6a à 6f sont des schémas simplifiés illustrant un cycle d'entraînement en translation du cathéter selon un mode de réalisation,

- la figure 7a est une vue en perspective d'un exemple de réalisation de système d'actionnement,

la figure 7b est une vue de détail de la figure 15a,

la figure 8 est un schéma cinématique d'un exemple d'entraînement en translation selon un exemple de réalisation,

- la figure 9 représente schématiquement la mise en évidence de la contrainte exercée par l'organe médical souple allongé sur les organes d'entraînement de cet organe médical souple allongé,

la figure 10 représente schématiquement une première méthode indirecte de détection de contrainte par un module robotisé d'entraînement d'organe souple allongé selon l'invention,

- la figure 11 représente schématiquement des détails de mise en œuvre de la première méthode indirecte de détection de contrainte par un module robotisé d'entraînement d'organe souple allongé selon l'invention correspondant à la figure 10, la figure 12 représente schématiquement la première phase d'une deuxième méthode directe de détection de contrainte par un module robotisé d'entraînement d'organe souple allongé selon l'invention,

la figure 13 représente schématiquement la deuxième phase d'une deuxième méthode directe de détection de contrainte par un module robotisé d'entraînement d'organe souple allongé selon l'invention,

la figure 14 représente schématiquement une troisième méthode directe de détection de contrainte par un module robotisé d'entraînement d'organe souple allongé selon l'invention,

- la figure 15 représente schématiquement une vue de face mettant en évidence une quatrième méthode directe de détection de contrainte par un module robotisé d'entraînement d'organe souple allongé selon l'invention,

la figure 16 représente schématiquement une vue de côté mettant en évidence une quatrième méthode directe de détection de contrainte par un module robotisé d'entraînement d'organe souple allongé selon l'invention.

La figure 1 représente schématiquement une installation d'artériographie 1. L'installation d'artériographie 1 est divisée en deux endroits distincts, une salle d'opérations 2 et une salle de commande 3. La salle de commande 3 peut être proche de la salle d'opération 2, séparée de celle-ci par une simple paroi 4, opaque aux rayons X, ou distante. Les matériels de la salle d'opération 2 et de la salle de commande 3 sont reliés entre eux de manière fonctionnelle, par voie filaire, sans fil ou réseau, ... .

La salle d'opérations 2 comprend une table d'opérations 5 recevant un patient 6. La salle d'opérations 2 peut également comprendre un imageur médical 7, notamment un imageur par rayons X, comprenant une source 8 et un détecteur 9 disposés de part et d'autre du patient, éventuellement mobiles par rapport au patient.

L'installation d'artériographie 1 comprend un robot 10 disposé dans la salle d'opérations 2.

L'installation d'artériographie 1 comprend un poste de commande 11 disposé dans la salle de commande 3. Le poste de commande 11 est adapté pour commander à distance le robot 10. L'installation d'artériographie 1 peut également comprendre, disposée dans la salle de commande 3, une ou plusieurs commandes distantes 12 de l'imageur 7, communiquant avec l'imageur 7 pour commander celui-ci à distance. L'installation d'artériographie 1 peut également comprendre, disposé dans la salle de commande 3, un écran 13, communiquant avec l'imageur 7, pour visualiser en temps réel dans la salle de commande 3 les images acquises par l'imageur 7.

Le robot 10 peut comprendre un récipient 14 adapté pour contenir un organe médical souple allongé 15 à introduire dans le corps d'un patient. A titre d'organe médical souple allongé 15, il peut par exemple s'agir d'un organe à introduire dans un canal d'un patient, et à déplacer dans ce canal, notamment une artère ou une veine d'un patient, à travers un désilet ménageant une ouverture d'accès dans le patient. L'organe médical souple allongé peut être notamment un cathéter. En variante, l'organe médical souple allongé peut être un guide pour cathéter. Un guide est généralement de diamètre transversal inférieur à celui du cathéter, qui est généralement creux sur une portion proche du patient, voire sur la totalité de sa longueur, de sorte que le guide puisse se déplacer à l'intérieur de celui-ci, notamment à l'intérieur du corps du patient. Le guide peut également comporter une extrémité recourbée, comme il sera décrit plus en détail ci-après.

Le robot 10 peut comprendre un module d'entraînement 16 de l'organe médical souple allongé 15. Le module d'entraînement 16 est commandable à partir du poste de commande 11 pour entraîner l'organe médical souple allongé par rapport au patient selon au moins un degré de liberté, comme ce sera décrit en détails par la suite. Le module d'entraînement peut comprendre un boîtier de communication 17 servant à l'interfaçage avec le poste de commande 11. Au besoin, le robot 10 peut comprendre un boîtier de commande 18 en local, destiné à commander le robot depuis la salle d'opérations 2 si nécessaire.

On notera d'ailleurs que toutes les commandes et les retours disponibles dans la salle de commande 3 peuvent être également disponibles dans la salle d'opérations 2 en vue d'une opération en local, comme par exemple une commande 19 de l'imageur et un écran 20 permettant de visualiser les images acquises par l'imageur 7.

L'organe médical souple allongé 15 creux peut être raccordé à un raccord 56 permettant l'injection d'un produit de contraste facilitant l'imagerie à l'intérieur de l'organe médical souple allongé. L'installation d'artériographie peut comprendre un injecteur 57 de produit de contraste raccordé au raccord 56, commandable par une commande 58 disposée dans la salle de commande 3. Une commande 59 de l'injecteur de produit de contraste peut également être présente en local dans la salle d'opérations 2.

Dans ce qui suit, on utilisera la référence 15 pour désigner alternativement le guide 15" , le cathéter 15' , ou de manière générale un organe médical souple allongé à introduire dans le corps d'un patient. Il peut par exemple s'agir d'un cathéter interventionnel. Un tel cathéter interventionnel peut être de diamètre inférieur au cathéter, de manière à être guidé à l'intérieur de celui-ci, coaxialement à l'intérieur du patient, et être creux de manière à être guidé sur le guide à l'intérieur du patient.

La figure 2a représente les divers degrés de liberté envisageables avec le présent système. On visualise le guide 15" avec son extrémité avant 15"a légèrement courbée par rapport à l'axe longitudinal principal du guide, et débouchant par l'extrémité avant 15'a du cathéter 15' . Le cathéter 15' peut être soumis à deux mouvements distincts :

- Une translation selon son axe longitudinal,

- Une rotation autour de son axe longitudinal.

Ces mouvements peuvent être générés dans un sens ou dans l'autre.

Le cas échéant, le cathéter 15' peut être soumis à un mouvement combiné des deux mouvements simples décrits ci-dessus.

Le cas échéant, le cathéter 15' peut être soumis à deux mouvements combinés des deux mouvements simples décrits ci-dessus, selon des combinaisons différentes.

Ce qui a été décrit ci-dessus concernant le cathéter s'applique également au guide.

Dans certains cas, le cathéter est lui-même pourvu d'une extrémité courbe, soit pour permettre la navigation sur le même principe qu'un guide, soit pour faciliter le positionnement dans une zone anatomique présentant une courbure particulière.

Sur la figure 2b, on a représenté une artère 21 d'un patient comprenant un tronc principal 22 et deux branches 23a, 23b débouchant sur le tronc principal. La figure 2b illustre le déplacement d'un organe médical souple allongé 15 (ici un guide 15") selon une translation entre une position reculée représentée en pointillés et une position avancée représentée en traits pleins. Sur la figure 2c, dans la même artère, on a représenté une rotation de l'organe médical souple allongé 15 entre une première position, représenté en pointillés, où l'organe médical souple allongé est prêt à être soumis à une translation en direction de la branche 23a, et une deuxième position, représentée en traits pleins, où l'organe médical souple allongé est prêt à être soumis à une translation en direction de la branche 23b.

L'organe médical souple allongé peut être entraîné selon le ou les déplacements décrits ci-dessus par des organes d'entraînement. Les organes d'entraînement peuvent être agencés par paires.

Maintenant en liaison avec les figures 2d à 2f, va être présenté le troisième mode de fonctionnement.

Le guide 15" de cathéter et son bout recourbé 15"a progressent en translation T le long du guide 15", tandis que, simultanément, le guide 15" de cathéter et son bout recourbé 15" a subissent une rotation R alternée autour de l'axe du guide 15" de cathéter.

Les trois figures 2d, 2e et 2f, représentent le bout recourbé 15" a dans différentes positions de d'orientation angulaire lors de la rotation alternée R.

La vitesse de translation T est relativement lente, tandis que la fréquence de rotation alternée R est relativement élevée. Ce troisième mode de fonctionnement, de type translation lente avec rotation alternée rapide simultanée, permet au guide 15"a de cathéter de passer aisément les zones sensibles ou difficiles dans la circulation sanguine de corps humain. C'est le caractère rotation rapide sur une faible course de translation qui permet le passage de la zone délicate sans encombre et sans risque d'accrochage dans la paroi d'un vaisseau sanguin du patient.

Sur la figure 3, on a représenté un module d'entraînement 131 selon un premier mode de réalisation. Ce module d'entraînement 131 est adapté pour entraîner un organe médical souple allongé 15 s'étendant selon une direction longitudinale X. On notera que la direction longitudinale X au niveau du module d'entraînement 131 n'est pas forcément la même que celle de l'organe médical souple allongé 15 au niveau de son extrémité mais qu'une translation et/ou une rotation de l'organe médical souple allongé 15 selon/autour de la direction longitudinale X au niveau du module d'entraînement 131 entraînera une translation et/ou une rotation de l'organe médical souple allongé 15, respectivement, selon/autour sa direction longitudinale au niveau de son extrémité.

Le module d'entraînement 131 comprend une base 132 et au moins un organe d'entraînement 24 monté mobile par rapport à la base 132. L'organe d'entraînement 24 est par exemple monté mobile par rapport à la base 132.

Dans l'exemple présenté, le module d'entraînement 131 comprend en outre un deuxième organe d'entraînement 24' . L'organe d'entraînement 24, aussi appelé par la suite premier organe d'entraînement, et le deuxième organe d'entraînement 24' forment ensemble une paire d'organes d'entraînement 33. Une paire d'organes d'entraînement 33 comprend deux organes d'entraînement qui coopèrent ensemble pour générer un mouvement de l'organe médical souple allongé 15 par rapport à la base 132. Dans l'exemple présenté, le deuxième organe d'entraînement 24' est monté mobile par rapport à la base 132. Le deuxième organe d'entraînement 24' est par exemple monté mobile par rapport à la base 132.

Le premier organe d'entraînement 24 et le deuxième organe d'entraînement 24' sont appariés pour des mouvements simultanés. Par exemple, les premier et deuxième organes d'entraînement 24, 24' peuvent être commandés individuellement indépendamment l'un de l'autre, mais selon des commandes respectives synchronisées. En variante, on peut prévoir une commande commune qui va être distribuée à l'un et à l'autre des premier et deuxième organes d'entraînement 24, 24' par une liaison mécanique ou électronique entre leurs systèmes de commande.

Chaque organe d'entraînement 24, 24' comporte une surface d'entraînement 34, 34' respectivement. L'organe médical souple allongé 15 est disposé entre les surfaces d'entraînement 34, 34' des organes d'entraînement 24, 24' d'une même paire. Pour fixer les idées, les surfaces d'entraînement 34, 34' sont espacées l'une de l'autre selon la direction Y.

La paire d'organes d'entraînement 24, 24' peut être placée dans une configuration libre, représentée sur la figure 5, dans laquelle la surface d'entraînement 34, 34' des organes d'entraînement 24, 24' de la paire d'organes d'entraînement 33 n'est pas en prise avec l'organe médical souple allongé 15.

La paire d'organes d'entraînement 33 est plaçable dans une configuration d'entraînement dans laquelle les surfaces d'entraînement 34, 34' des organes d'entraînement de la paire d'organes d'entraînement sont en prise avec l'organe médical souple allongé 15 à entraîner. La force appliquée par un organe d'entraînement sur l'organe médical souple allongé dans cette configuration est par exemple de l'ordre de quelques Newtons (5-30 N par exemple). Les moyens de rappel, décrits plus haut, sont par exemple agencés pour ramener la paire d'organes d'entraînement en configuration libre, ce qui permet de fournir une fonction sécuritaire, par exemple en cas de rupture d'alimentation électrique.

Pour placer la paire d'organes d'entraînement 33 alternativement dans les configurations libre et d'entraînement, on peut commander un déplacement relatif l'un vers l'autre des deux organes d'entraînement 24, 24' . Ce déplacement peut par exemple être le déplacement d'un organe d'entraînement 24 par rapport à la base, l'autre restant fixe. En variante, les deux organes d'entraînement 24, 24' peuvent tous deux se déplacer l'un vers l'autre par rapport à la base.

Dans l'exemple, on prévoit un déplacement selon la direction Y. Dans le mode de réalisation présenté, les deux organes d'entraînement 24,

24' sont mobiles par rapport à la base selon un degré de liberté. Ce degré de liberté diffère de celui permettant le placement alternatif des organes d'entraînement entre les positions libre et d'entraînement. On prévoit notamment que les organes d'entraînement 24, 24' sont mobiles par rapport à la base selon un degré de liberté dans leur configuration d'entraînement. Ainsi, le déplacement des organes d'entraînement selon un degré de liberté dans leur configuration d'entraînement génère un déplacement de l'organe médical souple allongé par rapport à la base 132.

Un exemple sera décrit plus en détail ci-après en relation avec les figures 4a à 4e. Cet exemple décrit la génération d'un mouvement de translation de l'organe médical souple allongé selon sa direction longitudinale X.

La position de départ, représentée à la figure 4a, correspond à celle de la figure 3 décrite ci-dessus. Dans un premier temps, on passe de la configuration libre représentée à la figure 4a à la configuration d'entraînement (figure 4b). Selon l'exemple, ce passage se fait par un mouvement en sens opposé des deux organes d'entraînement selon la direction Y. L'amplitude de ce mouvement peut dépendre de l'organe médical souple allongé 15 à entraîner. Un guide, de diamètre inférieur au cathéter, pouvant nécessiter un mouvement de plus grande amplitude que le cathéter à partir d'une même position de départ.

En configuration d'entraînement, on génère un déplacement simultané dans le même sens des organes d'entraînement selon la direction longitudinale X selon un premier sens, ce qui génère un mouvement identique de l'organe médical souple allongé 15 (figure 4c).

On passe de la configuration d'entraînement représentée à la figure 4c à la configuration libre (figure 4d). Selon l'exemple, ce passage se fait par un mouvement en sens opposé des deux organes d'entraînement selon la direction Y, dans le sens opposé au sens pour faire passer les organes d'entraînement de la configuration d'entraînement à la configuration libre.

En configuration libre, on génère un déplacement simultané (ou non) dans le même sens des organes d'entraînement selon la direction longitudinale X selon un deuxième sens opposé au premier sens, ce qui ne génère pas de mouvement de l'organe médical souple allongé 15 (figure 4e). On est alors revenu à la configuration de départ.

On peut répéter les étapes ci-dessus de manière commandée cyclique pour générer une translation de l'organe médical souple allongé selon une course longue (par exemple de l'ordre de plusieurs mètres) selon la direction longitudinale X dans le premier sens.

Le déplacement de l'organe médical souple allongé selon une course longue selon la direction longitudinale X dans le deuxième sens peut se faire par une suite d'opérations opposées de celle qui vient d'être décrite.

La fréquence du cycle peut être réglable et commandable. En particulier, on peut prévoir une fréquence faible pour l'introduction de l'organe médical souple allongé dans le patient, voire plusieurs niveaux de fréquence faible, pour permettre en particulier une navigation lente dans les environnements difficiles. On peut prévoir une fréquence rapide, par exemple pour un retrait, voire un retrait d'urgence. Les amplitudes de déplacement pour chaque cycle peuvent également être réglables.

Pour la translation, des vitesses comprises entre 0, 1 et 200 millimètres par secondes sont envisageables.

Un exemple sera décrit plus en détail ci-après en relation avec les figures 5a à 5e. Cet exemple décrit la génération d'un mouvement de rotation de l'organe médical souple allongé atour de sa direction longitudinale X.

La position de départ, représentée à la figure 5a, correspond à celle de la figure 3 décrite ci-dessus. Dans un premier temps, on passe de la configuration libre représentée à la figure 5a à la configuration d'entraînement (figure 5b). Selon l'exemple, ce passage se fait par un mouvement en sens opposé des deux organes d'entraînement selon la direction Y. Ce passage est le même que déjà décrit en relation avec les figures 4a, 4b ci-dessus.

En configuration d'entraînement, on génère un déplacement simultané en sens opposé des organes d'entraînement selon une direction Z transversale à la direction longitudinale X, différente de la direction Y, ce qui génère un mouvement de rotation de l'organe médical souple allongé 15 (figure 5c) autour de la direction longitudinale X. En particulier, l'organe médical souple allongé roule, de préférence sans glissement, sur les surfaces d'entraînement 34, 34' des organes d'entraînement 24, 24' . En variante, on pourrait déplacer un seul des deux organes d'entraînement, l'autre restant fixe.

On passe de la configuration d'entraînement représentée à la figure 5c à la configuration libre (figure 5d). Selon l'exemple, ce passage se fait par un mouvement en sens opposé des deux organes d'entraînement selon la direction Y, dans le sens opposé au sens pour faire passer les organes d'entraînement de la configuration d'entraînement à la configuration libre.

En configuration libre, on génère un déplacement simultané (ou non) des organes d'entraînement selon la direction Z, opposé au déplacement décrit ci-dessus en relation avec la figure 5c, ce qui ne génère pas de mouvement de l'organe médical souple allongé 15 (figure 5e). On est alors revenu à la configuration de départ.

On peut répéter les étapes ci-dessus de manière commandée cyclique pour générer une rotation de l'organe médical souple allongé selon une course longue (par exemple de plusieurs fois 360°) autour de la direction longitudinale X dans un premier sens de rotation.

Le déplacement de l'organe médical souple allongé selon une course longue autour de la direction longitudinale X dans le deuxième sens de rotation opposé au premier peut se faire par une suite d'opérations opposées de celle qui vient d'être décrite.

Dans la description ci-dessus, le degré de rotation de l'extrémité libre de l'organe médical souple à l'intérieur du corps du patient peut être surveillé par imagerie. Toutefois, on peut également, en variante ou en complément, chercher à contrôler en amont l'amplitude de la rotation appliquée à l'organe médical souple au niveau du module d'entraînement. Ceci passe par une connaissance du diamètre de l'organe médical souple allongé au niveau des organes d'entraînement 24, 24' . En effet, l'angle de rotation de l'organe médical souple allongé pour un déplacement donné des organes d'actionnement dépend du rapport entre le diamètre de l'organe médical souple allongé et la course des organes d'entraînement. Ce diamètre peut être prédéfini et stocké dans le poste de commande 11. Il suffit d'informer au préalable le poste de commande 11 du type de cathéter utilisé, le type en question comprenant le diamètre. On peut également, en variante, détecter in situ le diamètre de l'organe médical souple allongé. Si la configuration libre de chaque organe d'entraînement constitue une position de référence, on peut connaître la position de l'organe d'entraînement en configuration d'entraînement par exemple en utilisant un système de codage sur l'actionneur associé à chaque organe d'entraînement et permettant de déplacer l'organe d'entraînement de sa configuration libre à sa configuration d'entraînement.

En connaissant la position des deux organes d'entraînement en configuration d'entraînement, et en connaissant l'écart entre les surfaces d'entraînement 34, 34' des deux organes d'entraînement dans leur configuration libre, on peut déterminer l'écart entre les deux surfaces d'entraînement en configuration d'entraînement et, partant, le diamètre de l'organe médical souple allongé.

Cette connaissance peut également être utilisée pour détecter la fin d'un mouvement de retrait de l'organe médical souple allongé. En effet, si le poste de commande 11 détecte une variation soudaine du diamètre détecté au cours du temps lors d'une commande de retrait de l'organe médical souple allongé, cela signifie vraisemblablement que l'organe médical souple allongé a été intégralement retiré du patient, et même du module. Le diamètre détecté alors peut être soit nul, soit par exemple le diamètre du guide si celui-ci s'étend alors entre les deux organes d'entraînement.

On peut également maîtriser le serrage de l'organe médical souple allongé en configuration d'entraînement.

En effet, en configuration d'entraînement, le courant appliqué aux actionneurs est proportionnel à la force de serrage appliquée sur l'organe médical souple allongé. La connaissance de ce courant permet donc de déterminer le serrage appliqué au cathéter. En pratique, on pourra prévoir au niveau du poste de commande 11 différentes consignes en courant pour les actionneurs, disposés dans une plage de serrage acceptable en dehors de laquelle on risquerait soit de voir glisser l'organe médical souple allongé hors de prise, soit de détériorer l'organe médical souple allongé par une trop importante sollicitation mécanique par les organes d'entraînement.

La maîtrise du serrage de l'organe médical souple allongé peut être faite pour n'importe quel mouvement appliqué au cathéter, pas seulement pour le mouvement de rotation décrit ci-dessus.

La détermination du diamètre de l'organe médical souple allongé pourrait être faite pour d'autres mises en œuvre de déplacement de cathéter que les commandes répétées cycliques décrites ici.

Ainsi, indépendamment des commandes répétées cycliques décrites ici, il semble qu'une autre invention se rapporte à un module robotisé d'entraînement d'organe médical souple allongé comprenant :

une base 132,

une paire 33 d'organes d'entraînement 24, 24' présentant chacun une surface d'entraînement 34, 34', la paire 33 d'organes d'entraînement 24, 24' étant plaçable par au moins un actionneur 26 dans une configuration d'entraînement dans laquelle les surfaces d'entraînement 34, 34' des organes d'entraînement 24, 24' de la paire 33 d'organes d'entraînement 24, 24' sont en prise avec l'organe médical souple allongé à entraîner et disposés de part et d'autre de celui-ci,

la paire 33 d'organes d'entraînement 24, 24' étant montée mobile par rapport à la base 132 selon un degré de liberté entre une première et une deuxième positions,

un organe de commande 18, 11 adapté pour commander à partir d'un signal représentatif relatif à actionneur 26 (par exemple de manière répétée cyclique) un déplacement par rapport à la base 132 des organes d'entraînement 24, 24' de la paire 33 d'organes d'entraînement 24, 24' en configuration d'entraînement de la première à la deuxième position, entraînant ainsi l'organe médical souple allongé par rapport à la base 132.

En particulier, le signal représentatif relatif à actionneur permet de déterminer un écartement entre les surfaces d'entraînement 34, 34' , l'organe de commande 18, 11 commandant un déplacement déterminé à partir de l'écartement par rapport à la base 132 des organes d'entraînement 24, 24' de la paire 33 d'organes d'entraînement 24, 24' entraînant ainsi une rotation d'amplitude contrôlée l'organe médical souple allongé par rapport à la base 132.

En particulier, le signal représentatif relatif à Γ actionneur permet de maîtriser une force de serrage appliquée à l'organe médical souple allongé dans une gamme admissible de forces de serrage.

Dans les deux exemples de réalisation ci-dessus, on a décrit un déplacement séquencé au cours duquel on attend d'avoir terminé le déplacement d'un organe d'entraînement selon une direction pour entamer un autre déplacement.

Toutefois, étant donné que les actionnements des organes d'entraînement selon divers degrés de liberté peuvent être rendus indépendants en utilisant de manière indépendante les trois systèmes d'actionnement 55, 55', 55" décrits plus haut, on pourrait mettre en œuvre de manière simultanée le déplacement d'un organe d'entraînement selon deux degrés de liberté. Par exemple, le déplacement des organes d'entraînement de la position de la figure 5c à celle de la figure 5e pourrait inclure une phase intermédiaire entre une première phase de pur écartement et une deuxième phase de pur retour à la position initiale, où ces deux mouvements sont combinés. Une phase intermédiaire similaire est également envisageable entre la position de la figure 5d et la position de la figure 5b entre la phase de pur retour à la position initiale et une phase de pur rapprochement. En tirant le trait, on pourrait n'avoir plus de phases de pur retour à la position initiale, pur écartement et pur rapprochement, dans la mesure où on ne risque pas de générer de mouvements parasites de l'organe médical souple allongé.

Par ailleurs, alors qu'on a présenté de manière indépendante aux figures 4a-

4e un mouvement de translation pure de l'organe médical souple allongé, et aux figures 5a-5e un mouvement de rotation pure, ces deux mouvements pourraient alternativement être combinés. Il suffirait, en configuration en prise, de combiner les mouvements adaptés des organes d'entraînement pour générer simultanément translation et rotation.

L'exemple précédent comprend une unique paire d'organes d'entraînement.

En variante, on pourrait prévoir plusieurs paires d'organes d'entraînement. Par exemple, à titre descriptif, on pourrait prévoir deux paires d'organes d'entraînement. Les organes d'entraînement 24" , 24" ' de la deuxième paire 33' peuvent être similaires à ceux de la première paire, et en particulier comporter des surfaces d'entraînement 34", 34' " , et être actionnés depuis le poste de commande 11 distant, voire le boîtier de commande 18 local selon des mises en œuvre similaires à celles de la première paire. La première paire 33 et la deuxième paire 33' d'organes d'entraînement peuvent être décalées l'une par rapport à l'autre selon l'axe longitudinal X de l'organe médial souple allongé. Selon un premier exemple, les deux paires 33, 33' peuvent être prévues coplanaires dans leur configuration libre. C'est-à-dire qu'elles peuvent être prévues vis- à-vis d'une base 132 commune aux deux paires. En variante, les bases 132, 132' de chaque paire pourraient être indépendantes, voire non coplanaires.

Les actionnements des deux paires peuvent être synchronisés. Par exemple, les actionnement des deux paires peuvent générer des mouvements identiques simultanés des deux paires.

En variante, les deux paires peuvent être actionnés de manière synchronisées pour générer des mouvements décalés en phase. C'est-à-dire qu'une première paire 33 peut être en configuration d'entraînement pendant qu'une autre paire est en configuration libre, et vice-versa. Par exemple, il y a toujours au moins une paire en configuration d'entraînement. A chaque moment donné, il peut s'agir de la première, de la deuxième, voire des deux en même temps. Une telle configuration permet d'améliorer le maintien de l'organe médical souple allongé. Notamment quand l'organe médical souple allongé est déplacé en frottant contre une zone anatomique du patient, il faut pouvoir assurer un maintien suffisant de celui-ci pour vaincre la résistance locale au déplacement. Ceci est rendu d'autant plus difficile quand l'organe médical souple allongé est glissant, par exemple du fait de son maintien dans une solution.

Un exemple est donné à titre illustratif sur les figures 6a à 6f pour un mode d'entraînement en translation. Sur ces figures, une référence fixe au cours du temps est désignée par le signe « + ». Le mouvement de la première paire, représenté aux figures 6a à 6e a déjà été décrit ci-dessus en relation avec les figures 4a à 4e. La figure 6f représente la même position que la figure 6b, le déplacement étant cyclique.

Les figures 6b à 6f représentent les déplacements de la deuxième paire 33' au cours d'un cycle. Ces déplacements sont déphasés par rapport à ceux de la première paire, la position illustrée sur la figure 6d pour la deuxième paire correspondant à celle de la figure 6b pour la première paire, et ainsi de suite.

Les deux paires sont espacées de manière à éviter toute collision, notamment tel que représenté à la figure 6e, où la deuxième paire est soumise à un déplacement dans le sens de l'avancement de l'organe médical souple allongé et où la première paire est soumise à un déplacement en sens opposé.

A titre illustratif, la figure 6a peut représenter un état initial dans lequel les deux paires se situent à distance de l'organe médical souple allongé. Lors de la mise en route du système, la première paire sera commandée puis, de manière déphasée, la deuxième paire.

Cette mise en œuvre s'applique pour d'autres mouvements que la translation. Cette mise en œuvre s'applique pour plus de deux paires. Dans ce cas, les paires sont, le cas échéants, toutes déphasées les unes par rapport aux autres, ou certaines paires peuvent être en phase les unes avec les autres.

La figure 8 décrit un exemple concret de synchronisation des deux paires

33, 33' . Le cycle ci-dessous est décrit par référence à la première paire 33, sachant que la paire 33' est en opposition de phase par rapport à celle-ci.

• Etape 0 : accélération pour atteindre la vitesse cible • Etape 1 : la vitesse étant atteinte, on la maintient à un niveau constant et on lance l'ordre de serrage, avec l'objectif d'atteindre le serrage effectif au début de l'étape 2 ; pendant ce temps, la deuxième paire 33' est encore à pleine vitesse, avec serrage activé

· Etape 2 : on passe en serrage et reste à vitesse constante

• Etape 3 : on reste en serrage et reste à vitesse constante ; à ce moment, la deuxième paire 33' reçoit l'ordre de desserrage, qui sera effectif au début de l'étape 4 après un certain délai (lié au temps de réponse mécanique et électronique de l'ensemble du système) ; au total, on peut considérer que l'on aura eu une période d'entraînement simultané par les deux paires commençant au début de l'étape 2 et se terminant au début de l'étape 4.

• Etape 3 : on reste en serrage et vitesse constante ;

• Etape 4 : on reste en serrage et vitesse constante ; pendant ce temps, la deuxième paire 33' retourne à sa position d'origine et attend, immobile, à sa position d'origine ; ce temps d'attente est variable en fonction de la vitesse de consigne de translation et de rotation, et également du temps total de cycle.

• Etape 5 : on reste en serrage et vitesse constante ; la deuxième paire 33' arrive au début de son cycle, c'est-à-dire l'équivalent de l'étape 0 pour la première paire 33.

· Etape 6 : on reste en serrage et vitesse constante ; la deuxième paire 33' termine son accélération et arrive en début d'étape à vitesse constante (équivalent de l'étape 1 pour la première paire 33)

• Etape 7 : on reste en serrage et vitesse constante ; pour la deuxième paire 33', le serrage devient effectif

· Etape 8 : on envoie l'ordre de desserrage, tout en maintenant la vitesse constante ; en effet, l'ordre de desserrage va nécessairement mettre un certain délai à être effectif, et il est donc nécessaire de continuer à vitesse constante pendant ce délai ;

• Etape 9 : on considère que le desserrage est maintenant effectif, et on envoie l'ordre de retour à la position initiale, en vue du cycle suivant, puis le retour étant effectif, on attend à la position initiale jusqu'au début du cycle suivant.

Dans le cas où on détecte le diamètre de l'organe médical souple allongé avec au moins deux paires d'organes d'entraînement, on peut détecter qu'on atteint la fin d'une étape de retrait de l'organe médical souple allongé si deux paires d'organes d'entraînement permettent de déterminer des diamètres différents. Cela surviendra quand une paire amont détecte encore la présence de l'organe médical souple allongé entre ses organes d'entraînement et qu'une paire aval ne la détecte plus (ne détecte plus que soit un guide, soit rien). Une telle détection permet d'arrêter de commander les organes d'entraînement aval s'il n'est pas prévu que ceux-ci entraînent le guide. Par ailleurs, indépendamment, une telle détection permet d'arrêter, au besoin, un retrait complet de l'organe médical souple allongé, ce qui permet le cas échéant de procéder à une nouvelle insertion de l'organe médical souple allongé dans le patient sans intervention manuelle pour réengager l'organe médical souple allongé dans le module d'entraînement.

Dans les modes de réalisation décrits ci-dessus, les organes d'entraînement sont disposés de manière symétrique par rapport à un plan général médian de l'organe médical souple allongé.

La mise en œuvre qui vient d'être décrite représente schématiquement un exemple non limitatif de mise en œuvre combinée de déplacements de deux organes d'entraînement d'une même paire selon deux degrés de liberté combinés, de mise en œuvre successive de déplacements de deux organes d'entraînement d'une même paire selon deux degrés de liberté différents, de combinaison de la mise en œuvre de deux paires indépendantes d'organes d'entraînement.

Un exemple de mise en œuvre pratique d'un tel système est présenté ci- après en relation avec les figures 7a et 7b. Cet exemple de réalisation est fourni de manière illustrative uniquement d'un exemple de réalisation concret d'un système d'actionnement.

La figure 7a comprend une base 132 fixe commune à quatre systèmes d'actionnement. Chaque système d'actionnement commande le déplacement d'un organe d'entraînement respectif, non représenté, mais solidaire d'un cube respectif 60, 60' , 60" , 60' " . Les cubes 60, 60' , 60" , 60" ' correspondent respectivement aux organes d'entraînement 24, 24' , 24" , 24" ' sur la figure 6a, sensiblement selon la même orientation.

Par la suite, seule l'opération d'un cube sera décrite. On fait par exemple référence au cube 60" . Le cube 60" est associé à trois actionneurs 26x, 26y, 26z (ce dernier non visible, similaire en tout point aux actionneurs 26x et 26y, et situé sous la base 132. L'actionneur 26y est utilisé pour déplacer le cube 60" selon la direction Y, tout en autorisant un déplacement du cube 60" à la fois selon les directions X et Z par rapport à l'actionneur 26y dans une certaine plage de déplacement.

Comme visible sur la figure 7b, l'actionneur 26y présente une extrémité solidaire d'un disque 61 de large diamètre. Ce disque 61 est placé dans une fente 62 ménagée entre le cube 60" et une plaque 63 solidaire de celui-ci. En particulier, l'épaisseur de la fente 62 et du disque 61 se correspondent, de manière à ce qu'une surface 61a du disque soit en contact du cube 60" et qu'une surface opposée 61b soit en contact de la plaque 63.

Le bras 64 passe à travers une fenêtre 65 ménagée dans la plaque 63. La fenêtre 65 est de forme telle que le disque 61 ne peut pas sortir de la fente 62 à travers la fenêtre 65. La fenêtre 65 définit la plage de déplacement autorisée du cube par rapport à l'actionneur 26y selon les directions Y et Z.

Les autres actionneurs présentent une configuration similaire selon leurs orientations respectives.

Par conséquent, lors de l'extension de l'actionneur 26y, le disque 61 pousse sur le cube 60" selon la direction Y, et génère un déplacement de celui-ci selon cette direction. Lors de la rétraction de l'actionneur 26y, le disque 61 tire sur la plaque 63 selon la direction Y, et génère un déplacement du cube 60" solidaire de celle-ci selon cette direction. Ces déplacements sont autorisés dans la plage de déplacement autorisé par les fenêtres des plaques associées aux actionneurs 26x et 26z.

Lorsqu'un autre actionneur, par exemple l'actionneur 26x, génère un déplacement du cube 60" selon la direction X de la même manière, ce déplacement est possible dans la limite autorisée par la dimension de la fenêtre 65 selon la direction X (et idem pour la plaque associée à l'actionneur 26z dans cet exemple).

La figure 9 représente schématiquement la mise en évidence de la contrainte exercée par l'organe médical souple allongé sur les organes d'entraînement de cet organe médical souple allongé.

Un organe médical souple allongé, par exemple un guide de cathéter 15" terminé par un bout recourbé 15"a progresse dans le tronc commun 22 d'une artère, ou bien dans une branche de l'artère, entraîné par des organes d'entraînement 24, 24' , 24" , 24" ', comme expliqué ci-dessus plus en détail en liaison avec les figures précédentes. Tant que cet organe médical souple allongé 15 progresse normalement dans l'artère 22, il n'exerce qu'une contrainte normale sur les organes d'entraînement 24, 24', 24", 24" ' . Dès lors que cet organe médical souple allongé 15 va rencontrer un obstacle 100, comme un caillot de sang ou un rétrécissement d'artère par exemple, il ne progresse plus normalement dans l'artère 22, et il se met à exercer une contrainte anormalement élevée sur les organes d'entraînement 24, 24', 24" , 24' " par retour d'effort. Cette contrainte anormalement élevée qui est exercée sur les organes d'entraînement 24, 24' , 24", 24" ' va pouvoir être mesurée. Cette contrainte mesurée va pouvoir être transmise d'une manière ou d'une autre à l'utilisateur du module d'entraînement de l'organe médical souple allongé 15, c'est-à-dire du cathéter 15' et de son guide 15" . L'utilisateur du module d'entraînement de l'organe médical souple allongé 15 va alors, en réaction à cette contrainte qui lui est restituée, adapter son action, sur l'interface homme machine du module d'entraînement de l'organe médical souple allongé 15, pour modifier la progression de l'organe médical souple allongé 15. La mesure du retour d'effort sur organe médical souple allongé 15 déplacé par le module d'entraînement l'organe médical souple allongé 15, qui est en réalité surtout le retour d'effort sur le mouvement en translation le long de l'axe de l'organe médical souple allongé 15, permet à l'utilisateur du module d'entraînement d'adapter sa commande de ce module d'entraînement.

La figure 10 représente schématiquement une première méthode indirecte de détection de contrainte par un module robotisé d'entraînement d'organe souple allongé selon l'invention.

A cause de l'obstacle rencontré, un retour d'effort se produit sur l'organe médical souple allongé 15, lequel retour d'effort se transforme en une contrainte exercée sur les organes d'entraînement 24 et 24' . Cette contrainte se transmet à son tour sur la mécanique 101 de transmission du mouvement en translation qui entraîne les organes d'entraînement 24 et 24' . Cette contrainte continue à se transmettre à son tour sur l'actionneur 102 qui pilote la mécanique 101 de transmission du mouvement en translation. Une source électronique 103 alimente en courant électrique cet actionneur 102. Un ampèremètre 104, placé sur la boucle d'alimentation de cet actionneur 102, mesure le courant électrique consommé par cet actionneur 102. Ce courant électrique consommé par l'actionneur 102 est représentatif de la contrainte exercée par l'organe médical souple allongé 15 sur les organes d'entraînement 24 et 24' . Le supplément de courant électrique consommé par l'actionneur 102 est représentatif de l'excès de contrainte exercée par l'organe médical souple allongé 15 sur les organes d'entraînement 24 et 24', à cause de l'obstacle rencontré par l'organe médical souple allongé 15. L'utilisateur du module d'entraînement de l'organe médical souple allongé 15 va être informé, ou mieux va ressentir, cet excès de contrainte exercée par l'organe médical souple allongé 15 sur les organes d'entraînement 24 et 24', et pouvoir ainsi adapter sa commande du module d'entraînement de l'organe médical souple allongé 15.

La figure 11 représente schématiquement des détails de mise en œuvre de la première méthode indirecte de détection de contrainte par un module robotisé d'entraînement d'organe souple allongé selon l'invention correspondant à la figure 10.

Un système électronique 103 pilote un actionneur 102. Ce circuit est constitué d'un microcontrôleur 103', d'un circuit de délivrance d'une tension variable 103" et d'un circuit 104 de mesure du courant circulant sur le circuit de délivrance de tension 103". L' actionneur 102 est muni en outre d'un capteur de mesure de position 102' relié à un circuit de lecture 103" ' placé sur la carte électronique. Le circuit de délivrance de tension variable 103", le circuit de mesure de courant 104 et le circuit de lecture de capteur de position 103' " sont tous reliés au microcontrôleur 103', ce qui permet au microcontrôleur 103' de piloter actionneur 102. Plus précisément, le microcontrôleur 103' peut contrôler à tout instant la position et la vitesse de l'actionneur 102, tout en mesurant en temps réel sa consommation de courant. Or la consommation de courant est une fonction croissante - suivant une loi linéaire ou non - de la force de poussée de l'actionneur 102.

La force de poussée F_A générée par l'actionneur 102 est transmise à une mécanique de transmission 101. A titre d'exemple, dans le mode de réalisation particulier correspondant à la figure 7b, cette mécanique de transmission 101 est constituée du disque 61 et du cube 60". La mécanique de transmission 101 exerce une force F_M qui s'oppose à la poussée de l'actionneur 102 sous l'effet de son inertie et de ses frottements internes. La mécanique de transmission est reliée à des modules d'entraînement 24 et 24', plus précisément à des touches 107 et 108, qui elles-mêmes assurent l'entraînement de l'organe médical souple allongé 15 suivant la direction associée à l'actionneur 102. L'organe médical souple allongé 15 exerce lui-même une force de résistance F_R s'opposant au mouvement, qui constitue le retour d'effort à mesurer.

L'équilibre des forces en jeu conduit à ce que la force de poussée de l'actionneur 102 soit égale à la somme des forces qui s'y oppose, soit :

FA = FM + FR

D'où :

^~F_R = F_A - F^On voit donc que le retour d'effort peut être connu à partir de la mesure de la force de poussée F_A de l'actionneur 102 et de la force de contre-réaction F_M de la mécanique de transmission 101.

Si cette dernière n'est pas directement mesurable, elle peut être modélisée. La modélisation des frottements d'un système mécanique en mouvement est une problématique connue de l'homme du métier. Un exemple possible de modèle est d'utiliser la somme d'un frottement sec cinétique constant Fc et d'un frottement visqueux Fy proportionnel à la vitesse :

Où : F_c = constante

Et : Fy = μ.ν, où v est la vitesse et μ le coefficient de proportionnalité.

D'autres modèles plus élaborés peuvent être utilisés. Par exemple, on peut distinguer les frottements secs statiques (à vitesse nulle), dont la valeur est plus importante que les frottements secs dynamiques (à vitesse non nulle), et dont la valeur est proportionnelle à la force de la poussée. On peut également prendre en compte des phénomènes d'hystérésis générés par les jeux mécaniques. On peut aussi utiliser des modèles où la relation entre la force de frottement visqueux et la vitesse est non linéaire.

Ces exemples ne sont pas limitatifs, et une autre méthode de modélisation connue pourra être utilisée. Dans tous les cas, ces modèles sont basés sur la relation qui existe entre la force et, la position de l'actionneur 102 mesurée par le capteur 102', d'une part, et la vitesse de l'actionneur 102, déduite par dérivation de sa position en fonction du temps, d'autre part. Dans tous les cas, le modèle sera basé sur l'hypothèse que les forces ë#- frottements F_M d'une mécanique de transmission, s' opposant à la poussée d'un ou plusieurs actionneurs 102 avec lesquels elle est en interface, est fonction de :

• La position de chaque actionneur 102, mesurée par un capteur 102'.

• La vitesse de chaque actionneur 102, déduit de la position en dérivant la position par rapport au temps

• La force de poussée F_A de chaque actionneur sur la mécanique d'entraînement.

On notera en outre que, dans le cas de l'utilisation de plusieurs actionneurs, ladite force de frottement peut être différente pour chacun des actionneurs, ce qui impliquera alors de disposer d'un modèle par actionneur, ou, au moins, d'un jeu de paramètres particuliers pour chaque actionneur, pour obtenir plus de précision.

Une fois le modèle choisi, ses paramètres peuvent être déterminés expérimentalement par la mesure de la force F_M pour différentes configurations et en identifiant les paramètres par une méthode connue de l'homme du métier. Un exemple d'une telle méthode, non limitatif, est la méthode des moindres carrés.

On notera en outre que si la valeur de position utilisée est celle de actionneur 102, les frottements modélisés sont bien ceux de la mécanique de transmission 101 et non ceux de l'actionneur 102. En effet, la position des éléments internes de la mécanique de transmission 101 est directement liée à la position de l'axe d'entraînement de l'actionneur 102, tel que mesuré par le capteur 102', de sorte qu'il suffit d'utiliser la mesure de position du capteur 102' pour le modèle.

Ainsi, le microcontrôleur ayant accès aux mesures suivantes :

1) Le courant I_A consommé par l'actionneur 102

2) La position X_A de l'actionneur 102

Puis ayant calculé, à partir de ces deux mesures :

1) La force de poussée F_A exercée par l'actionneur 102, en fonction de IA

2) La vitesse V_A de l'actionneur 102 en fonction de X_A

3) La force de contre-réaction de la mécanique d'entraînement F_M en fonction de V_A et x_A,

Ce microcontrôleur est capable de calculer la force F_R du retour d'effort, et de transmettre cette information à une Interface Homme-Machine 130.

On notera que la formule^"- F_R =^~F_A ^_M montre que l'estimation précise ^"de F_R suppose que les erreurs de mesure et de calcul conduisant à l'estimation de F_M et F_A restent faible par rapport à F_R. Notamment, si F_A et F_M sont du même ordre de grandeur en module, leur différence sera entachée d'une erreur potentiellement plus importante. Notons que ce raisonnement est exactement valable dans la mesure où les vecteurs F_A et F_M sont colinéaires, les calculs étant ramenés à la manipulation de valeurs algébriques. En revanche,^~ fî F_M est de module faible par rapportlt F_A, alors l'erreur d'estimation aura une importance relative plus faible, et au final la précision du résultat sera plutôt dépendante de la précision de Fjt Ce dernier terme étant directement issu de la mesure de courant et non d'une modélisation, il est plus facile d'obtenir une valeur très précise. Or, une valeur faible de F_M est le résultat d'une mécanique de transmission avec peu d'inertie et peu de frottements.

Précisément, une telle mécanique est obtenue par la mise en œuvre combinée de déplacements de deux organes d'entraînement d'une même paire selon deux ou trois degrés de liberté combinés, dont un exemple de mise en œuvre pratique a été décrit précédemment, et illustré par les figures 7a et 7b. En effet, l'un des effets particulièrement intéressants est de permettre la transmission d'un mouvement par plusieurs actionneurs, orientés dans plusieurs directions de l'espace (par exemple trois axes perpendiculaires X, Y et Z) vers un unique organe d'entraînement avec de faibles frottements et une inertie limitée.

Cela n'est au contraire pas le cas dans les solutions classiques, où il est habituel d'utiliser un premier actionneur (par exemple X), relié à un organe d'entraînement, d'une part, et monté sur une plateforme, d'autre part, ladite plateforme étant entraînée par un actionneur Y, l'ensemble étant monté sur une deuxième plateforme, ladite deuxième plateforme étant entraînée par un actionneur Z. Ainsi, pour entraîner l'organe d'entraînement suivant l'axe Z, actionneur Z doit entraîner au total deux plateformes et deux actionneurs : il doit donc entraîner un poids important, ce qui génère des inerties importantes, d'une part, et il doit entraîner de multiples éléments mécaniques reliés entre eux, ce qui génère beaucoup de frottements d'autre part. Cette configuration ne permet donc pas d'obtenir une mesure du retour d'effort avec une précision comparable au système précédemment décrit.

La figure 12 représente schématiquement la première phase d'une deuxième méthode directe de détection de contrainte par un module robotisé d'entraînement d'organe souple allongé selon l'invention. Dans le plan de la figure 12 sont situés les axes X et Y, respectivement parallèle et perpendiculaire à l'axe de l'organe médical souple allongé 15.

L'organe médical souple allongé 15 sont entraînés, le long de la direction X, ici par les organes d'entraînement 24 et 24' qui vont venir les saisir en se rapprochant l'un de l'autre le long de la direction Y.

L'organe d'entraînement 24 comprend un porte touche 105 en forme de réceptacle dans lequel est fixée une touche 107 présentant des rebords 119. Dans les espaces vides disponibles entre la périphérie du porte touche 105, la périphérie de la touche 107 et les rebords 119 de la touche 107, sont disposés des pièces élastiques 109 en partie avant (en partie haute sur la figure 12) de l'organe d'entraînement 24 et 111 en partie arrière (en partie basse sur la figure 12) de l'organe d'entraînement 24.

L'organe d'entraînement 24' comprend un porte touche 106 en forme de réceptacle dans lequel est fixée une touche 108 présentant des rebords 120. Dans les espaces vides disponibles entre la périphérie du porte touche 106, la périphérie de la touche 108 et les rebords 120 de la touche 108, sont disposés des pièces élastiques 110 en partie avant (en partie haute sur la figure 12) de l'organe d'entraînement 24' et 112 en partie arrière (en partie basse sur la figure 12) de l'organe d'entraînement 24' .

Lorsque les touches 107 et 108 sont rapprochées l'une de l'autre jusqu'à serrer entre elles l'organe médical souple allongé 15, et que l'ensemble des organes d'entraînement 24 et 24' se déplace parallèlement à la direction X, vers l'avant (vers le haut sur la figure 12), l'organe médical souple allongé 15 avancent eux aussi (en montant vers le haut de la figure 12), et les pièces élastiques 109, 110, 111 et 112 restent sans contrainte ou sans contrainte notable.

La figure 13 représente schématiquement la deuxième phase d'une deuxième méthode directe de détection de contrainte par un module robotisé d'entraînement d'organe souple allongé selon l'invention.

Lorsque les touches 107 et 108 sont rapprochées l'une de l'autre jusqu'à serrer entre elles l'organe médical souple allongé 15, et que l'ensemble des organes d'entraînement 24 et 24' se déplace parallèlement à la direction X, vers l'avant (vers le haut sur la figure 12), l'organe médical souple allongé 15 avance lui aussi (en montant vers le haut de la figure 12), sauf s'il rencontre un obstacle auquel cas l'organe médical souple allongé 15 est freiné ou bloqué, tendant à retenir les touches 107 et 108, tandis que leurs porte touches 105 et 106 continuent à avoir tendance à avancer, ce qui entraîne la compression des pièces élastiques arrières 111 et 112, seule la compression de la pièce 112 étant montrée, respectivement d'une part entre la périphérie de la touche 107 et la périphérie du porte touche 105 et d'autre part entre la périphérie de la touche 108 et la périphérie du porte touche 106.

Cette compression des pièces élastiques arrières 1 11 et 112 est mesurable et mesurée, et elle est représentative de la contrainte exercée par elles l'organe médical souple allongé 15 sur les organes d'entraînement 24 et 24' . Les pièces élastiques, notamment 111 et 112, mais aussi éventuellement 109 et 110, peuvent être par exemple des jauges de contrainte ou bien des capteurs piézo-électriques. La figure 14 représente schématiquement une troisième méthode directe de détection de contrainte par un module robotisé d'entraînement d'organe souple allongé selon l'invention.

Le fonctionnement de la détection de contrainte par un module robotisé d'entraînement d'organe souple allongé est similaire à celle décrite pour la deuxième méthode en liaison avec les figures 11 et 12. La différence réside essentiellement dans la structure du capteur 1 10 qui est ici un capteur de pression. La pièce élastique 110 est creuse et contient de l'air ou un autre gaz. Lorsque la touche 108 vient appuyer contre le porte touche 106 par un déplacement relatif parallèle à l'axe X, cette pièce élastique creuse 110 est compressée, donc l'air contenu dans la pièce élastique creuse 110 compressée est chassé dans le conduit 113 qui relie cette pièce élastique 110 à un capteur de pression 114. Cet air, d'abord contenu dans la pièce élastique creuse 110 compressée puis chassé dans le conduit 113, arrive au niveau du capteur 114 de pression en surpression, surpression mesurée par le capteur de pression 114. Cette surpression mesurée par le capteur de pression 114 est représentative de la contrainte exercée par l'organe médical souple allongé 15 sur les organes d'entraînement 24 et 24', elle va donc être utilisée pour constituer le signal fourni vers l'utilisateur afin d'aider cet utilisateur dans son pilotage du module d'entraînement de l'organe médical souple allongé 15. Ce capteur de pression 114 présente, par rapport aux jauges de contrainte et aux capteurs piézoélectriques des figures 11 et 12, d'une part l'avantage de ne pas nécessiter de connectiques électriques à proximité de l'organe médical souple allongé 15, mais d'autre part l'inconvénient d'une structure un peu plus compliquée, par la nécessité de prévoir un conduit 113 d'air dans la structure du porte touche 106.

La figure 15 représente schématiquement une vue de face mettant en évidence une quatrième méthode directe de détection de contrainte par un module robotisé d'entraînement d'organe souple allongé selon l'invention.

Une touche 107 est portée par un porte touche 105. Le porte touche 105 comprend une armature rigide 117 et une pièce souple 115, par exemple en élastomère, la pièce souple 115 étant centré dans l'armature rigide 117 par des barres de soutien 116 disposées le long de l'axe Y.

Lorsque l'organe médical souple allongé 15 produit un retour d'effort sur les touches, dont la touche 107, cette touche 107 répercute la contrainte subie sur la pièce souple 115 laquelle a tendance alors à effectuer un déplacement relatif, selon l'axe X, par rapport à l'armature rigide 117.

Or, une jauge de contrainte 118 est disposée entre l'armature rigide 117 et la pièce souple 115. Cette jauge de contrainte 118 est fixée aussi bien à l'armature rigide 117 qu'à la pièce souple 115. Lorsque la pièce souple 115 a tendance à effectuer un déplacement relatif, selon l'axe X, par rapport à l'armature rigide 117, suite à la répercussion par la touche 107 du retour d'effort subi par l'organe médical souple allongé 15, la jauge de contrainte 118 subit la déformation provoquée par le déplacement relatif de la pièce souple 115 par rapport à l'armature rigide 117. Par suite, la jauge de contrainte 118, fixée entre l'armature rigide 117 et la pièce souple 115, peut donc mesurer une contrainte représentative du retour d'effort, et également représentative de la contrainte exercée par l'organe médical souple allongé 15 sur les touches 107 et 108 en particulier et sur les organes d'entraînement 24 et 24' en général.

La pièce souple 115 a été décrite comme appartenant au porte touche 105 tout comme l'armature rigide 117. Or, si le porte touche 105 est un élément conservé à demeure, en revanche la touche 107 est un élément consommable, généralement changé à chaque manipulation. Une solution alternative pourrait être d'intégrer la pièce souple et/ou les barres de soutien 116 à la touche 107, les rendant consommables, et ne conservant que l'armature rigide 117 et/ou les barres de soutien 116 comme éléments conservés à demeure car intégrés au porte touche 105.

Claims

REVENDICATIONS

1. Module robotisé d'entraînement d'organe médical souple allongé (15, 15', 15") comprenant :

une paire d'organes (24, 24', 24" , 24' ") d'entraînement mobile et plaçable alternativement, dans une configuration d'entraînement dans laquelle les organes (24, 24', 24" , 24" ') d'entraînement sont suffisamment rapprochés l'un de l'autre pour pouvoir entraîner l'organe médical souple allongé (15, 15' , 15"), et dans une configuration libre dans laquelle les organes (24, 24', 24" , 24" ') d'entraînement sont suffisamment éloignés l'un de l'autre pour ne plus pouvoir entraîner l'organe médical souple allongé (15, 15' , 15"),

un organe de commande adapté pour commander, de manière répétée cyclique, un déplacement, de la paire d'organes (24, 24', 24" , 24" ') d'entraînement mobile en configuration d'entraînement de l'organe médical souple allongé (15, 15' , 15"), et un déplacement inverse, de la paire d'organes (24, 24' , 24", 24" ') d'entraînement mobile en configuration libre sans entraîner l'organe médical souple allongé (15, 15' , 15"),

- un détecteur (104, 109, 110, 111, 112, 118) de contrainte structuré et disposé de manière à mesurer la contrainte exercée par l'organe médical souple allongé (15, 15', 15") sur au moins l'un des organes (24, 24', 24", 24" ') d'entraînement,

une interface homme machine reliée au détecteur (104, 109, 110, 111, 112, 118) de contrainte de manière à recevoir, de la part du détecteur de contrainte, la contrainte mesurée, et adapté pour fournir un signal, vers l'utilisateur du module robotisé, représentatif de cette contrainte mesurée.

2. Module robotisé d'entraînement d'organe médical souple allongé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit signal comprend une indication d'un dépassement de seuil par cette contrainte mesurée.

3. Module robotisé d'entraînement d'organe médical souple allongé selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que ledit signal comprend une indication d'une valeur proportionnelle à la valeur de cette contrainte mesurée.

4. Module robotisé d'entraînement d'organe médical souple allongé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit signal prend la forme au moins d'une alarme visuelle et/ou sonore.

5. Module robotisé d'entraînement d'organe médical souple allongé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit signal prend la forme au moins d'un retour haptique, vers l'utilisateur du module robotisé, représentatif de cette contrainte mesurée, de préférence correspondant à cette contrainte mesurée, encore plus de préférence proportionnel à cette contrainte mesurée.

6. Module robotisé d'entraînement selon la revendication 5, caractérisé en ce que le retour haptique correspondant à la contrainte mesurée est adapté pour reproduire une variation de contrainte mesurée aussi faible que 0.1 Newton.

7. Module robotisé d'entraînement d'organe médical souple allongé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend aussi :

un estimateur de niveau anormal de contrainte, adapté à faire la différence entre d'une part ladite contrainte mesurée et d'autre part une contrainte nominale correspondant à un entraînement normal de l'organe médical souple allongé (15, 15', 15") par les organes (24, 24' , 24", 24" ') d'entraînement, un dépassement de seuil par ladite différence correspondant à un niveau anormal de contrainte,

un dispositif d'alerte émettant une alerte, visuelle et/ou sonore, en cas de dépassement dudit seuil.

8. Module robotisé d'entraînement d'organe médical souple allongé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit détecteur (104) de contrainte mesure indirectement la contrainte exercée par l'organe médical souple allongé (15, 15' , 15") sur au moins l'un des organes (24, 24', 24" , 24" ') d'entraînement.

9. Module robotisé d'entraînement d'organe médical souple allongé selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit détecteur (104) de contrainte mesure le courant consommé par ledit organe (24, 24' , 24", 24" ') d'entraînement.

10. Module robotisé d'entraînement d'organe médical souple allongé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend :

- plusieurs actionneurs disposés de manière à transmettre respectivement des mouvements dans plusieurs directions de l'espace, avantageusement dans trois directions perpendiculaires entre elles, directement vers un même organe d'entraînement (24,24' , 24", 24" ').

11. Module robotisé d'entraînement d'organe médical souple allongé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ledit détecteur (109, 110, 111, 112, 118) de contrainte mesure directement la contrainte exercée par l'organe médical souple allongé (15, 15', 15") sur au moins l'un des organes (24, 24' , 24" , 24" ' ) d' entraînement.

12. Module robotisé d'entraînement d'organe médical souple allongé selon la revendication 11, caractérisé en ce que ledit détecteur (109, 110, 111, 112, 118) de contrainte est une jauge de contrainte disposée de manière mesurer directement la contrainte exercée par l'organe médical souple allongé (15, 15', 15") sur au moins l'un des organes (24, 24', 24" , 24" ') d'entraînement.

13. Module robotisé d'entraînement d'organe médical souple allongé selon la revendication 12, caractérisé en ce que ladite jauge de contrainte est disposée entre ledit organe (24, 24', 24", 24" ') d'entraînement et l'armature du module robotisé et se trouve en contact à la fois avec ledit organe (24, 24', 24", 24" ') d'entraînement et ladite armature du module robotisé.

14. Module robotisé d'entraînement d'organe médical souple allongé selon la revendication 12, caractérisé en ce que ladite jauge de contrainte est disposée entre deux parties dudit organe (24, 24', 24" , 24' ") d'entraînement et se trouve en contact simultané avec les deux parties dudit organe (24, 24' , 24", 24" ') d'entraînement.

15. Module robotisé d'entraînement d'organe médical souple allongé selon la revendication 14, caractérisé en ce que :

- ledit organe (24, 24', 24" , 24" ') d'entraînement comprend une touche (107, 108) destinée à entrer en contact avec l'organe médical souple allongé (15, 15', 15") et un porte-touche (105, 106) transmettant le mouvement à la touche (107, 108),

- ladite jauge de contrainte est disposée entre ladite touche (107, 108) et ledit porte-touche (105, 106) ou bien entre deux parties du porte-touche (105, 106).

16. Module robotisé d'entraînement d'organe médical souple allongé selon la revendication 15, caractérisé en ce que ladite jauge de contrainte est disposée entre la périphérie de ladite touche (107, 108) et la périphérie dudit porte-touche (105, 106).

17. Module robotisé d'entraînement d'organe médical souple allongé selon la revendication 15 ou 16, caractérisé en ce que ladite jauge de contrainte est disposée entre le fond de ladite touche (107, 108) et le fond dudit porte-touche (105, 106).

18. Module robotisé d'entraînement d'organe médical souple allongé selon la revendication 11, caractérisé en ce que ledit détecteur de contrainte est un capteur à effet Hall disposé de manière à mesurer le déplacement d'un aimant disposé sur l'un des organes (24, 24', 24", 24" ') d'entraînement.

19. Module robotisé d'entraînement d'organe médical souple allongé selon l'une quelconque des revendications précédentes,

- caractérisé en ce qu'il comprend une base (132),

en ce que lesdits organes d'entraînement (24, 24') présentent chacun une surface d'entraînement (34, 34'), dans ladite configuration d'entraînement les surfaces d'entraînement (34, 34') de la paire (33) d'organes d'entraînement (24, 24') sont en prise avec l'organe médical souple allongé à entraîner et disposés de part et d'autre de celui-ci, et dans ladite configuration libre la surface d'entraînement (34, 34') de la paire (33) d'organes d'entraînement (24, 24') n'est pas en prise avec l'organe médical souple allongé, la paire d'organes d'entraînement (24, 24') étant montée mobile par rapport à la base (132) selon un degré de liberté entre une première et une deuxième positions,

et en ce que ledit organe de commande (18, 11) adapté pour commander de manière répétée cyclique un déplacement par rapport à la base (132) des organes d'entraînement (24, 24') de la paire (33) d'organes d'entraînement (24, 24') en configuration d'entraînement de la première à la deuxième position, entraînant ainsi l'organe médical souple allongé par rapport à la base (132), et un déplacement inverse par rapport à la base (132) des organes d'entraînement (24, 24') de la paire (33) d'organes d'entraînement (24, 24') en configuration libre de la deuxième à la première position sans entraîner l'organe médical souple allongé par rapport à la base.

20. Module robotisé d'entraînement selon la revendication 19, dans lequel la base (132) est une première base, la paire (33) d'organes d'entraînement (24, 24') est une première paire d'organes d'entraînement, le module robotisé comprenant en outre :

une deuxième paire (33') d'organes d'entraînement (24", 24" ') présentant chacun une surface d'entraînement (34", 34" '), la deuxième paire (33') d'organes d'entraînement (24" , 24" ') étant plaçable alternativement dans une configuration d'entraînement dans laquelle les surfaces d'entraînement (34", 34" ') des organes d'entraînement (24" , 24' ") de la deuxième paire (33') d'organes d'entraînement (24", 24' ") sont en prise avec l'organe médical souple allongé à entraîner et disposés de part et d'autre de celui-ci, et dans une configuration libre dans laquelle la surface d'entraînement (34", 34" ') des organes d'entraînement (24" , 24" ') de la deuxième paire (33') d'organes d'entraînement (24", 24" ') n'est pas en prise avec l'organe médical souple allongé, la deuxième paire (33') d'organes d'entraînement (24" , 24' ") étant montée mobile par rapport à la deuxième base (132') selon un degré de liberté entre une première et une deuxième positions,

l'organe de commande (18, 11) étant adapté en outre pour commander de manière répétée cyclique un déplacement par rapport à la base (132') des organes d'entraînement (24", 24' ") de la deuxième paire (33') d'organes d'entraînement (24" , 24" ') en configuration d'entraînement de la première à la deuxième position, entraînant ainsi l'organe médical souple allongé par rapport à la base (132), et un déplacement par rapport à la base (132) des organes d'entraînement (24", 24" ') de la deuxième paire (33') d'organes d'entraînement (24" , 24' ") en configuration libre de la deuxième à la première position sans entraîner l'organe médical souple par rapport à la base (132), ledit organe de commande étant adapté pour commander les déplacements des organes (24, 24', 24", 24" ') d'entraînement de la première et de la deuxième paire de manière synchronisée.

21. Module robotisé d'entraînement selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la translation des organes d'entraînement (24, 24') selon une direction (Z) transverse à la direction longitudinale (X) locale de l'organe médical souple allongé et en des sens opposés est adaptée pour permettre un roulement de l'organe médical souple allongé sur les surfaces d'entraînement (34, 34') autour de la direction longitudinale (X) locale de l'organe médical souple allongé.

22. Module robotisé d'entraînement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la contrainte mesurée correspond à la contrainte exercée par l'organe médical souple allongé (15, 15', 15") sur au moins l'un des organes (24, 24', 24", 24" ') d'entraînement uniquement selon l'axe (X) de déplacement de l'organe médical souple allongé (15, 15', 15").

23. Module robotisé d'entraînement d'organe médical souple allongé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend :

- un ou plusieurs actionneurs disposés de manière à transmettre respectivement des mouvements dans plusieurs directions de l'espace vers un même organe d'entraînement (24,24', 24", 24" ') selon un ou plusieurs mécanismes de transmission réversibles.