WO2018189473A1 - Module d'entraînement d'organes médicaux souples allongés - Google Patents

Module d'entraînement d'organes médicaux souples allongés Download PDF

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WO2018189473A1
WO2018189473A1 PCT/FR2018/050894 FR2018050894W WO2018189473A1 WO 2018189473 A1 WO2018189473 A1 WO 2018189473A1 FR 2018050894 W FR2018050894 W FR 2018050894W WO 2018189473 A1 WO2018189473 A1 WO 2018189473A1
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WO
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actuator
actuators
base
flexible medical
stacks
Prior art date
Application number
PCT/FR2018/050894
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English (en)
Inventor
Bruno Fournier
Philippe Bencteux
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Robocath
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Publication date
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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/30—Surgical robots
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/30—Surgical robots
    • A61B2034/301—Surgical robots for introducing or steering flexible instruments inserted into the body, e.g. catheters or endoscopes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M25/00—Catheters; Hollow probes
    • A61M25/01—Introducing, guiding, advancing, emplacing or holding catheters
    • A61M25/0105—Steering means as part of the catheter or advancing means; Markers for positioning
    • A61M25/0113—Mechanical advancing means, e.g. catheter dispensers

Definitions

  • the invention relates to the field of elongated flexible medical organ training modules.
  • the present invention improves the situation.
  • the invention relates to an elongate flexible medical training module comprising:
  • At least one actuator comprising a driving surface, said actuator being positionable in a driving configuration in which said driving surface of said actuator is engaged with the elongate flexible medical member to be driven,
  • said actuator further comprising a surface secured to the base and serving as a fixed reference, and the driving surface of said actuator being movable relative to the base,
  • control member adapted to control a displacement relative to the base of the drive surface of said actuator in drive configuration, thereby causing the flexible medical organ elongated with respect to the base
  • the actuator is formed by at least one stack of elements, said elements being able to deform under the application of an electric field.
  • the actuator is furthermore placeable in a free configuration in which the drive surface of said actuator is not in contact with the elongated flexible medical device,
  • a material forming said elements is able to deform under the application of an electric field
  • the displacement relative to the base of the drive surface (of the actuator comprises a combination of:
  • one or two members of the combination are zero,
  • the translation of the driving surface of the actuator relative to the base in a direction Y transverse to the longitudinal direction X local of the elongated flexible medical device is adapted to allow a rotation of the flexible medical organ elongated on the driving surface of the actuator around the longitudinal longitudinal direction X of the elongate flexible medical organ,
  • the driving surface maintains a constant orientation in the space
  • the actuator comprises at least eight identical stacks of elements
  • an actuator has at least six faces, at least four longitudinal faces in a longitudinal direction, and at least two transverse faces in a transverse direction,
  • the displacement of the driving surface of the actuator relative to the base in the longitudinal direction X local of the elongate flexible medical member or in a direction Y transverse to said direction X is by applying a same voltage to the elements of at least a first and a second adjacent stack of the first block and to the elements of at least a third and a fourth adjacent stack of the second block, said third and fourth stacks being diagonally opposed to said first and second stacks, [019]
  • the elements of the other four stacks may be subjected to the same voltage, other than that applied to said elements of said first, second, third and fourth stacks,
  • the stacks whose elements are energized are contiguous in said direction Y,
  • the stacks whose elements are energized are contiguous in said direction X
  • the displacement of the driving surface of the actuator relative to the base in a longitudinal direction Z local of the elongated flexible medical member is by the application of the same voltage on the elements of all the stacks of the first block and the same voltage on the elements of all the stacks of the second block, the voltage applied to the elements of all the stacks of the first block being able to be different from the voltage applied to the elements of all the stacks of the second block,
  • the stacks of elements are amplified by means of a mechanical amplification system
  • an actuator is formed of at least three amplified stacks characterized in that a first amplified stack of elements comprises, secured to one of its transverse faces, a driving surface,
  • a second amplified stack of elements is secured to the first amplified stack; so that the transverse surface not secured to the driving surface of said first amplified stack is in alignment with the longitudinal face of the second amplified stack of elements, and
  • a third amplified stack of elements provided with a fixed reference in intimate contact with the base is secured to the second amplified stack of elements so that the transverse face not connected to the first amplified stack is in alignment with one face; longitudinal of said third amplified stack of elements,
  • the displacement of the driving surface of the actuator relative to the base in the longitudinal direction X local of the elongated flexible medical organ is done by applying the same voltage on the elements of the amplified stack parallel to the longitudinal direction X of the elongated flexible medical organ,
  • the displacement of the drive surface of the actuator relative to the base in the Y direction is done by applying a same voltage on the elements of the amplified stack parallel to the Y direction, [027] In one embodiment, the displacement of the driving surface of the actuator relative to the base in the Z direction is done by the application of the same voltage on the elements of the amplified stack parallel to the Z direction, [028] In one embodiment, the actuator comprises at least six identical stacks of elements, [029] In one embodiment, the actuator comprises:
  • each ball receiving a first end of a stack
  • each ball receiving a second end of a stack
  • the pairs of balls arranged on the same circle are spaced apart from each other by an angle of 120 °, and the pairs of ball joints are arranged so that a pair of ball joints located at the level of fixed reference is shifted by an arc of 60 ° with respect to a pair of ball joints located at the level of the key,
  • the actuator is a first actuator, the module further comprising:
  • a second actuator comprising a driving surface, said actuator being positionable in a driving configuration in which the driving surface of the actuator is engaged with the elongate flexible medical member to be driven,
  • said actuator further comprising a surface secured to said base and serving as a fixed reference for the second actuator, and
  • control member adapted to control a displacement relative to the base of the drive surface of said actuator in drive configuration, thereby causing the flexible medical organ elongated with respect to the base
  • the first and second actuators together form a pair of actuators, the actuators of the pair of actuators being disposed on either side of the elongate flexible medical organ, said second actuator having in particular besides all the characteristics described for the first actuator,
  • control member is adapted to control the movements of the driving surfaces of the pair of actuators in a synchronized manner
  • control member is adapted to place the surfaces of the pair of actuators simultaneously in drive configuration
  • the base is a first base
  • the pair of actuators is a first pair of actuators
  • the module further comprising:
  • a second pair of actuators each comprising a driving surface
  • the driving surfaces of the second pair of actuators being alternately displaceable in a driving configuration in which the drive surfaces of the actuators of the second pair of actuators actuators are engaged with the elongated flexible medical member to be driven and disposed on either side thereof, and in a configuration in which the driving surfaces of the actuators of the second pair of actuators are not in contact with the elongate flexible medical device
  • control member being adapted to repeatedly control a displacement relative to the second base of the driving surfaces of the actuators in drive configuration, thereby causing the elongate flexible medical organ relative to the second base, and a moving relative to the second base of the driving surfaces of the actuators of the second pair of actuators in configuration without driving the flexible medical organ elongated relative to the second base,
  • the first base and the second base are integral or common
  • control member is adapted to control the movements of the drive surfaces of the actuators of the first pair and the second pair in a synchronized manner
  • control member is adapted to place the driving surfaces of the actuators of the first pair and of the second pair simultaneously in drive configuration.
  • the actuator control is adapted to place the driving surfaces of the actuators of the first pair and the second pair (simultaneously in free configuration,
  • control member is adapted to simultaneously place the driving surfaces of the actuators of the first pair and the second pair for some training configuration and for others in free configuration
  • the actuators of the second pair of actuators have the characteristics described for an actuator
  • the actuators of the first pair are connected to the actuators of the second pair so that the reference fixed actuators of the first pair is in contact with the fixed reference of the actuators of the second pair, and that the first stacks and second stacks of the actuators of the first and second pairs are respectively parallel to each other
  • the module further comprises a housing receiving the actuators and comprising a consumable disposable sterile barrier comprising an attachment portion for each actuator and flexible portions between two adjacent attachment portions, each actuator being attached to a portion. attachment of the sterile barrier, the training surfaces being e with the flexible medical organ elongated through said sterile barrier.
  • Figure 1 is a schematic side view of an arteriography system according to one embodiment of the invention.
  • FIG. 2 is a view from above of part of FIG. 1
  • FIGS. 3a to 3c are illustrative diagrams of the modes of displacement of a flexible medical organ to be driven
  • FIGS. 4a to 4c are a schematic view of the deformation of a piezoelectric crystal subjected to an electric field ,
  • FIGS. 5a and 5b model a stack of piezoelectric crystals used in the present invention
  • Figure 6 is a schematic view of an actuator used in a first embodiment
  • Figures 7a to 7d illustrate a movement of the actuators key in a direction (Z) according to a first embodiment
  • Figures 8a-8c illustrate movement in one direction for a pair of stacks
  • FIGS. 9a-9d illustrate a movement of the actuators key in a direction (X) according to a first embodiment
  • Figures 10a-1 Od illustrate a movement of the actuators key in a direction (Y) according to a first embodiment
  • Figure 1 1 illustrates a pair of actuators according to a first embodiment and in free configuration
  • FIGS. 12a to 12c illustrate the translation of an elongate flexible medical organ along its longitudinal direction (X) by a pair of actuators according to a first embodiment of the invention
  • Figures 13a to 13c illustrate the rotation of an elongate flexible medical organ about its longitudinal direction (X) by a pair of actuators according to a first embodiment of the invention
  • FIGS. 14a to 14e illustrate the translation of an elongated flexible medical device along its longitudinal direction (X) by a drive module according to a first embodiment of the invention, FIG. translation of the flexible medical organ elongate in a direction Z,
  • Figures 16a to 16c illustrate the rotation of a flexible medical organ elongated about its longitudinal direction (X) by a drive module according to a first embodiment of the invention
  • Figures 17a to 17e schematically illustrate a stack of piezoelectric crystals amplified according to a second embodiment of the invention
  • FIG. 18 schematically illustrates a drive module according to a second embodiment of the invention
  • Figures 19a to 19g illustrate the translation of an elongated flexible medical device along its longitudinal direction (X) by a drive module according to a second embodiment of the invention
  • Figures 20a to 20i illustrate the rotation of a flexible medical organ elongated about its longitudinal direction (X) by a drive module according to a second embodiment of the invention
  • Figures 21a and 21b illustrate a robotized module comprising a housing containing a drive module according to the first or second embodiment
  • FIG. 22 illustrates an actuator according to a third embodiment
  • Figures 23a to 23c respectively illustrate a movement of the key of an actuator along an axis (X), (Z) and (Y),
  • FIG. 24 illustrates a drive module comprising a pair of actuators according to a third embodiment
  • FIGS. 25a to 25c illustrate the translation of an elongated flexible medical device along its longitudinal direction (X) by a drive module comprising a pair of actuators according to a third embodiment
  • FIGS. 26a to 26c illustrate the rotation of a flexible medical organ elongated about its longitudinal direction (X) by a drive module comprising a pair of actuators according to a third embodiment
  • FIGS. 27a to 27c illustrate the translation of an elongated flexible medical device along its longitudinal direction (X) by a drive module comprising two pairs of actuators according to a third embodiment
  • Figures 28a to 28c illustrate the rotation of a flexible medical organ elongated about its longitudinal direction (X) by a drive module comprising two pairs of actuators according to a third embodiment.
  • Figure 1 shows schematically an arteriography facility 1.
  • the arteriography facility 1 is divided into two separate locations, an operating station 2 and a control station 3.
  • the control station 3 may be remote, or close to the operating station 2, separated therefrom by a single wall 4, for example a screen, mobile and / or removable, X-ray opaque.
  • the equipment of the operating station 2 and the control station 3 are connected to each other in a functional manner, by wire, wirelessly or network, ....
  • the operating station 2 comprises an operating table 5 receiving a patient 6.
  • the operating station 2 may also comprise a medical imager 7, in particular an X-ray imager, comprising a source 8 and a detector 9 arranged on either side of the patient, possibly movable relative to the patient.
  • the arteriography facility 1 comprises a robot 10 disposed in the operating station 2.
  • the arteriography installation 1 comprises a control station 1 1 disposed in the control room 3.
  • the control station 1 1 is adapted to remotely control the robot 10.
  • the arteriography installation 1 can also comprising, arranged in the control room 3, one or more remote controls 12 of the imager 7, communicating with the imager 7 to remotely control it.
  • the arteriography facility 1 may also comprise, arranged in the control room 3, a screen 13, communicating with the imager 7, to visualize in real time in the control room 3 the images acquired by the imager 7.
  • the robot 10 can effect the introduction of an elongated flexible medical organ into the body of a patient.
  • an elongated flexible medical device 15 it may for example be an organ to be inserted into a patient's canal, and to move in this channel, in particular an artery of a patient, through a device providing an access opening in the patient.
  • the elongated flexible medical device may be in particular a catheter.
  • the elongated flexible medical organ 15 may be a catheter guide.
  • a guide is generally of smaller transverse diameter than that of the catheter, which is generally hollow on a portion close to the patient, or even on the whole of its length, so that the guide can move inside it, in particular inside the patient's body.
  • the guide may also include a bent end, as will be described in more detail below.
  • the robot 10 may comprise a drive module 16 of the elongated flexible medical device 15.
  • the drive module 16 is controllable from the control station 1 1, in particular from a control box 18 to drive the elongated flexible medical organ 15 relative to the patient in at least one degree of freedom, as will be described in detail later.
  • the drive module may comprise a communication box 17 serving to interface with the control station January 1.
  • the robot 10 may comprise a control box 18 locally, intended to control the robot from the operating station 2 if necessary.
  • all the commands and returns available in the control room 3 may also be available in the operating station 2 for a local operation, such as an order 19 of the imager and a screen 20 for displaying the images acquired by the imager 7.
  • the hollow elongate flexible medical organ may be connected to a connector 56 for injecting an imaging enhancer within the elongated flexible medical organ 15.
  • the Arteriography may comprise a contrast medium injector 57 connected to the connector 56, controllable by a control 58 arranged in the control room 3.
  • a control 59 of the contrast agent injector may also be present locally in the control station. operation 2.
  • the elongated flexible medical organ 15 is for example a catheter 15 'or a guide 15 ", simply placed on the patient, waiting to be introduced into the
  • the training unit 16 may be adapted for driving the catheter 15 'or the guide 15 ".
  • the catheter and guide drive modules may be the same or different. They may be according to one of the embodiments presented below, if appropriate.
  • the reference 15 will be used alternately to designate the guide 15 ", the catheter 15 ', or generally an elongated flexible medical organ 15 to be introduced into the body of a patient.
  • This interventional catheter may be smaller than the catheter, so as to be guided inside thereof, coaxially inside the patient, and be hollow so as to be guided on the guide inside the patient.
  • Figure 3a shows the various degrees of freedom possible with the present system.
  • the guide 15 "is seen with its front end 15" slightly curved with respect to the main longitudinal direction of the guide, and opening through the front end 15'a of the catheter 15 '.
  • the catheter 15 ' can be subjected to two distinct movements:
  • the catheter 15' is itself provided with a curved end, either to allow navigation on the same principle as a guide 15 ", or to facilitate positioning in an anatomical area having a particular curvature.
  • FIG. 3b there is shown an artery 21 of a patient comprising a main trunk 22 and two branches 23a, 23b opening on the main trunk.
  • 3b illustrates the displacement of an elongated flexible medical organ 15 (here a guide 15 ") in a translation between a retracted position represented in dashed lines and an advanced position shown in solid lines, in FIG.
  • a rotation of the elongated flexible medical organ 15 between a first position, shown in dotted lines, where the elongated flexible medical organ is ready to be translated in the direction of the branch 23a, and a second position, shown in solid lines, where the elongated flexible medical organ 15 is ready to be translated in the direction of the branch 23b
  • the elongated flexible medical organ 15 can be driven according to the movement or displacements described above by actuators 26 34.
  • the actuators 26, 34 may be arranged in pairs.
  • the actuators 26, 34 used in the drive module comprise actuators. More specifically, an actuator 26, 34 comprises for example a plurality of elements 30.
  • the element 30 is deformable under the application of an electrical voltage, for example by a generator 32. As shown in FIGS. 4a to 4c, the application of a positive voltage to the element 30 may make it possible to increase the length of this element, whereas a negative voltage may make it possible to reduce the length of the element 30.
  • the applied voltage is continuous and may be positive, negative or no choice. The value of the voltage delivered by the generator 32 depends on a command sent by the control member 11.
  • Element 30 is a piezoelectric crystal.
  • the elongations obtained can be quite weak; they can be of the order of a few microns to a few tens of microns.
  • a stack of elements As shown in Figure 5a.
  • a stack of elements By ellipse, a stack of elements is sometimes called "stacking", A stack has general reference "e”.
  • e By applying a voltage to each element 30 of this stack e1 - e8, the elongations obtained can reach several tenths of a millimeter, depending on the number of stacked elements.
  • each element 30 has its two faces covered with a conductive layer 31, connected to a generator, for example a voltage generator 32, which applies a voltage to the element 30.
  • a generator for example a voltage generator 32
  • Each element 30 is for example subjected to the same voltage to allow the deformation of the stack.
  • the elements 30 may be separated from each other by an insulating layer 33.
  • stacks e1 - e8 of elements 30 as described above are shown in a simplified form in the figures, for example in the form of a rectangle or a block according to the angle of view ( Figure 5b).
  • the actuators 26 may comprise at least eight stacks e1 - e8 of elements 30, for example a first block 29 of two pairs of stacks e1 - e8 of elements 30 contiguous to each other. two by one of their face of greater length, and a second block 29 of two other pairs of stacks e1 - e8 of elements 30 contiguous in the same way, the first and second blocks 29 being stacked the one on the other by one of their shorter face.
  • references “e1" to "e8" were given to each stack forming an actuator, as shown in FIG.
  • a first block 29 comprises a first pair of stacks e1-e2 joined by one of their faces of greater length in a direction X, and a second pair of stacks e5-e6 contiguous in the same way.
  • the two pairs of stacks e1-e2 and e5-e6 are joined two by two by one of their face of greater length in a direction Y, so that the pair of stacks e1-e2 is in the foreground, and that e1 and e5 and e2 and e6 are respectively joined two by two.
  • a second block 29 then comprises a first pair of stacks e3-e4 joined by one of their faces of greater length in a direction X, and a second pair of stacks e7-e8 contiguous in the same way .
  • the two pairs of stacks e3-e4 and e7-e8 are joined two by two by one of their longer face in a direction Y, so that the pair of stacks e3-e4 is in the foreground, and that e3 and e7 and e4 and e8 are respectively joined two by two.
  • the first and second blocks 9 are contiguous along an axis Z, so that the first block 29 is above the second block 29, and the stack e1 and e3, e2 and e4, e5 and e7 , e6 and e8 are respectively side by side. [099] The operation of the actuators is described in more detail below.
  • the actuators 26 may have six faces, a first and a second faces of square surfaces, called for example "transverse faces 38" and four faces of greater length, called “longitudinal faces 39".
  • a first transverse face 38 may be the face of reference, that is to say that it is a fixed reference 27 of the actuator.
  • the second transverse face may be secured to a key 24, substantially flat, generally square shape. The free surface of the key 24 forms a driving surface of the actuator 25.
  • FIGS. 7a to 7c there is described an actuator 26 whose key 24 is set in motion in a single direction Z.
  • a positive voltage is applied or negative at each stack e1 to e8, these sets being respectively illustrated in Figures 7a and 7b.
  • FIGS. 7c and 7d it is possible to choose to apply only a positive voltage on all the stacks of elements forming one of the two blocks 29 of the actuator 26.
  • the application of a negative voltage on one of the piezoelectric stacks causes a shortening of said stack in its Z direction, while the application of a positive voltage on the same stack results in an elongation of the stack according to the direction Z.
  • FIGS. 8a to 8d To obtain a movement of the key in one of the two directions X or Y, it is necessary to play on the elongation or shortening of the stack subjected to tension. Thus, if one takes for example two stacks contiguous to one of their faces of greater length, and that one applies a tension, positive or negative, to one of the two stacks, the set is bent. For example, if a positive voltage is applied to a stack, the assembly curves on the non-voltage stacked side.
  • the assembly curves from side of the stack subjected to the lowest voltage in algebraic value.
  • the movement induced by the tensioning of a stack of a pair of stacks can serve as a "finger" that can advance an element in translation, by a combination of voltages applied to one of the two elements.
  • the direction in which the stacks are contiguous determines the direction of movement of the key.
  • FIG. 9a to 9d illustrate a movement of the key in a direction X.
  • four stacks are joined by one of their faces of greater length, of so that each stack is attached to two stacks. We then have a block 29, as described above.
  • the setting in motion of the key in the X direction is not the application of the same tension on the two stacks contiguous along the X axis
  • the setting in movement of the key in the direction Y is not the application of the same voltage on two stacks contiguous along the Y axis
  • the setting in motion of the key in the Z direction is not the application of the same tension on all the stacks
  • the key does not maintain a constant orientation in space.
  • two blocks are assembled one above the other.
  • the diagonal symmetry between the upper block and the lower block allows to move the key and maintain its horizontality.
  • An actuator 26 set in motion in a direction X is more precisely described.
  • the same voltage is for example applied to four of the stacks, as illustrated in the figures. 9a to 9d. More specifically, a positive or negative voltage is applied to a first pair of stacks e1 - e8, the pairs being contiguous in a direction Y. The same voltage is applied to a second pair of stacks e1 - e8, the pairs being contiguous following the same direction Y, and the two pairs of stacks being diagonally opposite. The two pairs of stacks on which a voltage is applied are selected in the direction of the desired direction.
  • a voltage is for example applied to four of the stacks e1 - e8, as illustrated on FIG. Figures 10a to 10b. More specifically, a voltage is applied to a first pair of stacks e1 - e8, the pairs being contiguous in a direction X, the same voltage being applied to a second pair of stacks, the pairs being contiguous in the same direction X, the two pairs being diagonally opposite.
  • the two pairs of stacks p on which a voltage is applied are chosen in the direction of the desired direction.
  • the drive module 16 includes first and second actuators 26, together forming a pair of actuators 40 that cooperate together to generate a movement of the elongated flexible medical member 15 relative to the base 13.
  • the second actuator 26 comprises also a key 24, which can be movable relative to the fixed reference 27 of the actuator 26.
  • This drive module 16 is adapted to drive an elongated flexible medical member 15 extending in a direction X, called "longitudinal direction X ".
  • the drive module 16 comprises a base 13 and at least one actuator 26 comprising a key 24, the key 24 is movable relative to the fixed reference 27 of the actuator 26.
  • the fixed reference 27 of the For example, the actuator 26 is secured to the base 13, which thus forms the fixed reference of the drive module 16.
  • the first and second actuators 26 are paired for simultaneous movements.
  • the first and second actuators 26 can be controlled individually from each other, but according to respective commands synchronized.
  • Each actuator 26 thus comprises a key 24 respectively.
  • the elongated flexible medical organ 15 is disposed between the keys 24 of the same pair of actuators 40.
  • the keys 24 are spaced apart from each other in the direction Z.
  • the pair of actuators 40 may be placed in a free configuration, represented in FIG. 11, in which the driving surfaces 25 of the keys 24 of the actuators 26 of the pair of actuators 40 are not in contact with the elongated flexible medical organ 15.
  • the pair of actuators 26 is locatable in a driving configuration of the actuators 26 of the pair of actuators 40 in which the drive surfaces 25 of the keys 24 of the actuators 26 are engaged with the flexible medical device elongated 15 to train.
  • moving keys of the drive members will be described with respect to the fixed base, the keys describing a movement relative to this base because of the elongation or shortening of the actuators 26, depending on the voltage applied to the stacks e1-e8 of elements 30.
  • drive configuration will be understood to mean a configuration of the pair of actuators 40 in which the driving surfaces 25 of the keys 24 of the pair of actuators 40 are in contact with the elongated flexible medical member 15, and by "free configuration” a configuration of the pair of actuators 40 in which the driving surfaces 25 of the keys 24 of the pair of actuators 4 are not in contact with the elongate flexible medical organ 15.
  • FIGS. 12a to 12c An example is described in more detail below in relation to FIGS. 12a to 12c.
  • This example describes the generation of a translational movement of the elongate flexible medical organ 15 in its longitudinal direction X.
  • the starting position, represented in FIG. 12a corresponds to that of FIG. 10 described above.
  • the free configuration shown in FIG. 12a is changed to a driving configuration shown in FIG. 12b.
  • this passage is made by the application of a voltage allowing a movement of the keys 24 of the pair of actuators 40 in two directions X and Z, the movement being in the same direction for the direction X and in an opposite direction in the direction Z.
  • a voltage is applied which allows the translation in two directions X and Z.
  • the above steps can be repeated in a cyclically controlled manner to generate a translation of the elongated flexible medical organ 15 along a long stroke (for example of the order of several meters) in the longitudinal direction X in the first meaning.
  • the displacement of the elongated flexible medical organ 15 along a long stroke in the longitudinal direction X in the second direction can be done by a series of operations opposite to that just described.
  • FIGS. 13a to 13c An example describing the generation of a rotational movement of the elongate flexible medical organ 15 about its longitudinal direction X is described with reference to FIGS. 13a to 13c.
  • the starting position, shown in Figure 13a corresponds to that of Figure 10 or 12a described above.
  • the free configuration shown in FIG. 13a is changed to a training configuration shown in FIG. 13b.
  • this passage is done by the application of a voltage allowing a movement of the keys of the pair of actuators in two directions Y and Z, the movement being in the same direction for the direction Y and in a
  • a voltage is applied allowing translation in two directions Y and Z, as described above and illustrated in FIGS. 9a to 9d.
  • a simultaneous displacement in the opposite direction of the keys 24 is generated in a direction Y transverse to the longitudinal direction X, different from the direction Z, which generates a rotational movement of the medical organ.
  • Elongated flexible 15 (Figure 13c) around the longitudinal direction X.
  • the elongated flexible medical member 15 rolls, preferably without sliding, on the drive surfaces 25 of the keys 24.
  • the above steps can be repeated in a cyclically controlled manner to generate a rotation of the elongate flexible medical organ 15 along a long stroke (for example several times 360 °) around the longitudinal direction X in a first direction of rotation.
  • the displacement of the elongated flexible medical organ 15 along a long stroke around the longitudinal direction X in the second direction of rotation opposite to the first can be done by a series of operations opposite to that just described. .
  • the second actuators 26 of the second pair 40 ' can be similar to those of the first pair 26, and in particular comprise keys 24 comprising driving surfaces 25, and can be actuated from the remote control station 11, or even the local control unit 18 according to implementations similar to those of the first pair of actuators 40.
  • the first pair 40 and the second pair of actuators 40 ' may be offset relative to each other in the direction According to a first example, the two pairs may be provided coplanar in their free configuration. That is to say, they can be provided vis-à-vis a base 13 common to the two pairs 40, 40 '.
  • the bases 13 of each pair 40, 40 'can be independent or even non-coplanar.
  • the operations of the two pairs 40, 40 'can be synchronized.
  • the actuations of the two pairs 40, 40 'can generate identical simultaneous movements of the two pairs 40, 40'.
  • the two pairs 40, 40 'can be operated synchronously to generate phase shifted motions. That is, a first pair 40, 40 'may be in drive configuration while another pair 40, 40' is in free configuration, and vice versa.
  • Such a configuration makes it possible to improve the maintenance of the elongate flexible medical organ 15.
  • the elongated flexible medical organ 15 is displaced by rubbing against an area anatomical patient must be able to ensure sufficient maintenance of it to overcome the local resistance to displacement. This is made all the more difficult when the elongated flexible medical member 15 is slippery, for example because of its retention in a solution.
  • FIGS. 14a to 14e An example is given by way of illustration in FIGS. 14a to 14e for a drive mode of the flexible medical device elongate in translation in the direction of the longitudinal direction X.
  • the movement of the first pair 40, shown in FIG. FIGS. 14a to 14d have already been described above in relation with FIGS. 12a to 12c.
  • Figures 14d to 14f represent the displacements of the second pair during a cycle. These displacements are, in this example, out of phase with those of the first pair 40, the position illustrated in FIG. 14d for the second pair 40 'corresponding to that of FIG. 14b for the first pair, and so on.
  • FIG. 14a may represent an initial state in which the keys of the two pairs 40, 40 'are at a distance from the elongated flexible medical organ 15.
  • the first pair 40 will be controlled then, out of phase, the second pair 40 '.
  • This implementation applies for other movements than translation.
  • This implementation applies for more than two pairs.
  • the pairs are, if necessary, all out of phase with each other, or some pairs may be in phase with each other.
  • the phase shift of the pairs makes it possible to constantly ensure contact of one of the two pairs 40, 40 'with the elongate flexible medical device 15, in order to block an uncontrolled advance of said elongated flexible medical device 15.
  • FIG. 15 illustrates another possible setting in motion of the elongated flexible medical device.
  • the elongate flexible medical organ 15 is translated in its Z direction by an actuator 26 of the pair of actuators 40, 40 '.
  • FIGS. 16a to 16c illustrate a rotation of the elongated flexible medical organ 15 around the longitudinal direction X. This rotation is in fact carried out by a translation of the actuators in directions Z and Y.
  • a pair of actuators 40, 40 ' is in the foreground, the pair of actuators 40, 40' in the background is shown in phantom.
  • the first pair 40 will be controlled and, out of phase, the second pair 40 '.
  • This implementation applies for other movements than translation.
  • This implementation applies for more than two pairs.
  • the pairs are, if appropriate, all out of phase with each other, or some pairs may be in phase with each other.
  • the phase shift of the pairs makes it possible to constantly ensure contact of one of the two pairs with the elongated flexible medical device 15, in order to block an uncontrolled rotation of said elongate flexible medical device 15.
  • each stack as described above, is coupled to a mechanical system 41.
  • This is called amplified stacking e21 - e25.
  • This system makes it possible to achieve greater elongations with an unamplified stack of elements, for example of the order of several tenths of a millimeter.
  • the mechanical system 41 for amplifying the amplified element stack e21 - e25 used is for example a system of generally elliptical shape, flanking a stack e21 - e25 of elements.
  • the mechanical system 41 is secured to both ends of the stack e21 - e25.
  • the amplification is for example based on a principle of flexion and elastic extension of the mechanical system 41.
  • the mechanical system 41 furthermore makes it possible to reverse the elongation phenomenon. As illustrated in FIGS. 17b to 17e, the mechanical system 41 reverses the deformation phenomenon.
  • the amplified stack e21 - e25 is subjected to a positive voltage and extends in a longitudinal direction, the transverse length of the amplified stack e21 - e25 decreases. And vice versa, when the amplified stack e21 - e25 is subjected to a negative pressure, and it shortens in its longitudinal direction, its transverse length is extended. This characteristic is used in this second embodiment of the invention.
  • stacks of amplified elements e21-e25 as described above are represented in a simplified form in the figures, for example in the form of a rectangle or a block according to FIG. angle of view.
  • a first amplified stack e21 comprises, secured to one of its two transverse faces, more precisely at a contact surface 59 of the amplified stack, a key 36, as already described.
  • the key has a drive surface 35 in contact with the elongated flexible medical member to be driven.
  • the key is for example secured to the mechanical system 41.
  • amplified actuator 34 In the following description, we will use the term "amplified actuator 34" in the following description.
  • This embodiment is not limiting.
  • a second amplified stack e22 is secured, by one of its longitudinal ends, to the first amplified stack e21, at one of its longitudinal faces. More precisely, the face free transverse of the first amplified stack e21 is in alignment with one of the longitudinal faces of the second amplified stack e22. Then, we reproduce the same combination with two other amplified stacks e23 and e24.
  • a fifth amplified stack e25 is secured to the first four amplified stacks, at one of the longitudinal faces of the amplified stacks e22 and e24. More precisely, the free transverse faces of the amplified stacks e22 and e24 are in alignment with one of the longitudinal faces of the fifth amplified stack e25.
  • an amplified actuator 34 is obtained according to a second embodiment of the invention.
  • the amplified actuator 34 further comprises a fixed reference 27, for example at the level of the fifth amplified stack e25.
  • the keys 36 of the amplified stacks e21 - e25 are considered as moving relative to this fixed reference 27.
  • Mobile means a relative movement of the keys 24 of the amplified actuator 34, induced by a shortening or elongation of one or more of the amplified stacks e21 - e25 forming said amplified actuator 34.
  • a drive module 16 of an elongated flexible medical device 15 is shown in FIG. 18.
  • the drive module 16 according to the second embodiment comprises a first and a second amplified actuator 34, which cooperate together to generating a movement of the flexible medical organ elongate with respect to the base 13.
  • the second actuator 34 also comprises two keys 36, comprising two drive surfaces 35, which can be movable relative to the fixed reference 27 of the second actuator as already described.
  • the two actuators 34 may have a common base 13, then serving as a fixed reference for the pair of actuators 40. It is also noted that the reference used to describe the setting in motion of the drive module according to a first embodiment is retained to describe the setting in motion of the drive module according to the second embodiment.
  • a drive module 16 comprising two actuators 34, adapted to drive an elongate flexible medical member 15 extending in a direction X, called “longitudinal direction X".
  • the drive module 16 is adapted to generate a translational movement of the elongate flexible medical member 15 in a direction X, as well as a rotational movement of the elongate flexible medical member 15 about the X direction.
  • 36 of the pair 40 "of amplified actuators 34 are spaced in a direction Z.
  • the elongated flexible medical organ 15 is disposed between the two pairs of keys 36 of the amplified actuators 34, the two pairs facing each other.
  • the drive module 16 it is possible to define a free configuration of the keys 36 of the pair of amplified actuators 40 "and a training configuration. free configuration, the keys 36 of the pair of amplified actuators 40 "are not in contact with the elongate flexible medical organ 15. Each amplified stack is then subjected to a zero pressure In training configuration, at least one surface The driver 35 of a key 36 of an amplified actuator 34 is in contact with the elongated flexible medical device 15, and for example two keys 36 facing each other are in contact with the elongated flexible medical device 15.
  • one or more amplified stacks e21 - e25 are subjected to a negative or positive voltage
  • a negative voltage will induce an elongation of the amplified stack e21 - e25, whereas the application of a positive voltage will cause a shortening of the amplified stack e21 - e25.
  • FIGS. 19a to 19g An example describing the generation of a translational movement of the elongated flexible medical organ 15 along its longitudinal direction X is detailed with reference to FIGS. 19a to 19g.
  • Figures 19a to 19g illustrate the pair 40 "of actuators 34 in perspective, and view from above.
  • the two keys 36 of the same amplified actuator 34 are not always out of phase, while two keys 36 facing each other are moved symmetrically.
  • the table above shows the type of voltage applied to each of the amplified stacks in order to set in motion the elongated flexible medical device 15 in translation in the X direction.
  • This setting in motion requires going through several steps represented, not exhaustively, in Figures 19a to 19g.
  • the amplified stacks e22 and e24 can be subjected to any voltage of zero, negative or positive value. The value of this voltage, so as not to disturb the relative movement of the key, must remain constant throughout the movement of the actuator in a direction for which the stacks are not used.
  • the second and fourth amplified stacks e22, e24 of each amplified actuator 34 are not used.
  • the amplified stack e25 can be subjected to any voltage value during the setting in motion, as long as this value remains constant.
  • the fifth amplified e25 stacks of each amplified actuator 34 are not used. It is also noted that the second and fourth amplified stacks e22, e24 of each amplified actuator 34 receive an opposite voltage during their respective use for the rotation of the elongate flexible medical organ 15. This makes it possible to amplify the rotational movement by increasing the difference in length between said second stacks on the one hand, and between said fourth stacks on the other hand. During the rotation, the different steps are performed much more slowly, because of the small diameter of the elongated flexible medical organ 15.
  • FIG. 22 represents an alternative embodiment.
  • the actuator 60 may comprise six stacks e31 - e36 each as described above.
  • the stacks e31 - e36 may be as illustrated in FIGS. 9a to 16e, or else amplified stacks of type as illustrated in FIGS. 17a to 20i.
  • it can be provided to use simple elements such as those stacked to form the stacks.
  • stacks e31 - e36 forming the actuator are shown in the form of a rectangle or a bar according to the viewing angle illustrated in Figures 22 to 28c.
  • the stacks e31 - e36 are, for example, secured to a fixed reference 27 at one of their ends, and to a key 62 at their other end by means of a ball joint 61.
  • the hinges 61 are for example arranged in pairs 63, the hinges 61 forming a pair being adjacent to one another, or even assembled to one another.
  • Each pair 63 is for example spaced from an angle of 120 ° on a circle 64 with each other pair 63.
  • the ball joints 61 can also be arranged in pairs 63, the two ball joints forming each pair 63 being able to be adjacent to each other or else assembled to each other.
  • the pairs 63 of ball joints 61 may be spaced at an angle of 120 ° on a circle 64 'with each other pair 63.
  • the actuator 60 In order to improve the stability of the actuator 60, it is also possible to shift the pairs 63 of the ball joints 61 of the fixed reference 27 and the key 62 by an angle of 60 ° in rotation.
  • the circles 64, 64 ' are shown in dashed lines in FIGS. 22 to 23c although their representation is optional.
  • the fixed reference 27 is represented in the form of a disc, however it can take any other form, in particular a rectangle, a square etc.
  • the actuator 60 generally has the shape of a hexapod. As in the embodiments described above, the key 62 of the actuator 60 is movable relative to the fixed reference 27 of the actuator 60. "Movable" means a relative movement of the key 62 of the actuator, induced by a shortening or elongation of one or more of the stacks e31 - e36. The arrangement of stacks e31 - e36 can move the key 62 in the three directions X, Y and Z while maintaining its constant orientation in space.
  • FIGS. 23a to 23c respectively represent displacements of the key 62 in the X, Y and Z directions.
  • FIG. 23a shows a movement of the key 62 of the actuator 60 in a direction X.
  • a displacement of the key 62 in the X direction in a first direction can be obtained by applying for example certain positive and / or negative voltages to the stacks e31 - e35.
  • the voltage applied to each stack e31-e35 is for example different, so that a movement of the key in a direction X is possible and so that the key 62 keeps a constant orientation in the space during its movement.
  • FIG. Figure 23b shows a movement of the key 62 of the actuator 60 in the direction Y in a first direction.
  • some positive and / or negative voltages are applied to the stacks e31 - e35.
  • the voltage applied to each stack e31-e35 is for example different, so that a movement of the key in a Y direction is possible and so that the key 62 keeps a constant orientation in the space during its movement.
  • a drive module 16 of an elongate flexible medical device 15 is shown in FIG. 24.
  • the drive module 16 according to the third embodiment comprises at least a first and a second actuator 60 forming together a first The first and second actuators cooperate together to generate a movement of the elongated flexible medical organ 15 relative to the base 13.
  • the elongated flexible medical organ 15 is disposed between the first and second keys 62. actuators 60, the keys 62 facing each other and being separated from each other in the direction Z.
  • the second actuator 60 also comprises a drive surface 66 movable relative to its fixed reference 27.
  • the two actuators 60 may have a common base 13, then serving as a fixed reference for the pair of actuators 65. It is also noted that the reference used to describe the movement of the drive module is retained to describe the setting in motion of the drive module according to the third embodiment.
  • a drive module 16 comprising two actuators 60, adapted to drive an elongated flexible medical member 15 extending in a direction X, called “longitudinal direction X".
  • the drive module 16 is adapted to generate a translational movement of the elongate flexible medical member 15 in a direction X, as well as a rotational movement of the elongate flexible medical member 15 about the X direction.
  • 62 of the pair 65 of actuators 60 are spaced in a direction Z.
  • the drive module it is possible to define a free configuration of the keys 62 of the pair of actuators 65 and a drive configuration.
  • the keys 62 of the pair of actuators 65 are not in contact with the elongate flexible medical member 15.
  • Each amplified stack is for example subjected to a zero pressure.
  • at least one drive surface 66 of a key 62 of an actuator 60 is in contact with the elongated flexible medical device 15, and for example two keys 62 facing each other are in contact with the Elongated flexible medical device 15.
  • one or more stacks e31 - e36 are subjected to a negative or positive voltage.
  • the drive module 16 described according to the third embodiment is capable of generating a translation of the flexible medical organ elongated in the X direction or to rotate the elongated flexible medical organ 15 around. the X axis.
  • 25a to 25c represent the setting in motion of the elongate flexible medical member 15 in the direction X by the pair of actuators 65.
  • a first step we go from the free configuration shown in Fig. 24 to a driving configuration shown in Fig. 25a.
  • this passage is done by applying a voltage allowing a movement of the keys of the pair of actuators in two directions X and Z, the movement being in the same direction for the direction X and in a
  • a voltage is applied allowing translation in two directions X and Z, as described above and illustrated in FIGS. 23a and 23b.
  • a translation of the elongated flexible medical organ 15 in the direction X in an opposite direction can be done by a series of operations opposite to that which has just been described.
  • a drive configuration shown in FIG. 26a is switched to.
  • this passage is done by the application of a voltage allowing a movement of the keys of the pair of actuators in two directions Y and Z, the movement being in the same direction for the direction Y and in a
  • a voltage is applied allowing translation in two directions Y and Z, as described above and illustrated in FIGS. 23b and 23c.
  • the above steps can be repeated in a cyclically controlled manner to generate a rotation of the elongated flexible medical organ 15 along a long stroke (for example several times 360 °) around the longitudinal direction X in a first direction of rotation. rotation.
  • the displacement of the elongate flexible medical organ 15 along a long stroke about the longitudinal direction X in the second direction of rotation opposite to the first can be done by a series of operations opposite to that which has just been described. .
  • a drive module 16 may be provided comprising more than one pair 65.
  • a first pair 65 of actuators cooperating with a second pair 65 'of actuators 60.
  • the actuators 60 of the second pair 65 ' have all the characteristics of the actuators 60 as described above.
  • the first pair 65 and the second pair of actuators 65 ' may be offset relative to each other in the longitudinal direction X of the elongate flexible medical organ 15.
  • the two pairs may be provided coplanar in their free configuration. They can be foreseen vis-à-vis a base 13 common to both pairs 65, 65 '.
  • the bases 13 of each pair may be independent or even non-coplanar.
  • the operations of the two pairs 65, 65 'can be synchronized.
  • the actuations of the two pairs 65, 65 'can generate identical simultaneous movements of the two pairs 65, 65'.
  • the two pairs 65, 65 'can be operated synchronously to generate phase shifted motions. That is, a first pair 65, 65 'may be in drive configuration while another pair 65, 65 is in free configuration, and vice versa.
  • Such a configuration makes it possible to improve the maintenance of the elongate flexible medical organ 15.
  • FIGS. 27a to 27c An example is given by way of illustration in FIGS. 27a to 27c for a drive mode of the flexible medical organ elongated 15 in translation in the direction of the longitudinal direction X.
  • the movement of the first pair 65 has already described above in relation to FIGS. 25a to 25c.
  • the displacement of the second pair 65 'during the cycle is illustrated in FIG. 27c.
  • the first pair 65 is in free configuration, the second pair 65 'goes into drive configuration.
  • the displacements of the second pair 65 ' are, in this example, out of phase with those of the first pair 40.
  • the position of the second pair 65' illustrated in FIG. 27c corresponds in fact to the movement of the first pair 65 illustrated Figure 27a, and so on.
  • the two pairs 65, 65 ' are spaced so as to avoid any collision.
  • the first pair 65 When starting up the system, the first pair 65 will be controlled then, out of phase, the second pair 65 '.
  • This implementation applies for other movements than translation.
  • This implementation applies for more than two pairs. In this case, the pairs are, if necessary, all out of phase with each other, or some pairs may be in phase with each other.
  • FIGS. 26a to 26c illustrate a rotation of the elongated flexible medical organ 15 about the longitudinal direction X. This rotation is in fact effected by a translation of the actuators in the Z and Y directions.
  • a pair of actuators 65, 65 ' is in the foreground, the pair of actuators 60, 65' in the background is shown in phantom.
  • the implementation of the rotational movement of the elongated flexible medical organ around the X direction of each of the pairs of actuators 65, 65 ' has been described with reference to FIGS. 26a to 26c.
  • the first pair 65 will be controlled and, out of phase, the second pair 65 '.
  • This implementation applies for other movements than translation.
  • This implementation applies for more than two pairs.
  • the pairs are, if appropriate, all out of phase with each other, or some pairs may be in phase with each other.
  • the phase shift of the pairs makes it possible to constantly ensure contact of one of the two pairs with the elongated flexible medical organ 15, in order to block an uncontrolled rotation of said elongated flexible medical organ 15.
  • a control system (not shown), for example microcontroller type, is able to calculate the voltages to be applied to each of the stacks to obtain the displacements and the combinations of movements of the key of the actuators 26, 34, 60 according to one and / or the other of the directions X, Y and Z.
  • Figures 21a and 21b show a housing 42 housing the actuators.
  • the housing 42 may have lights 43 allowing passage of the elongate flexible medical organ 15.
  • the housing 42 also includes a sterile barrier 48.
  • the sterile barrier 48 may be integral with the housing 42.
  • the sterile barrier 48 separates the space into two subspaces, a sterile subspace 44 and a sub-space. 45.
  • the pair of actuators 40, 40 ', 40 is arranged in the not necessarily sterile subspace 45.
  • the actuators 26, 34 therefore cooperate with the elongated flexible medical organ 15 to through the sterile barrier 48.
  • the sterile barrier 48 comprises a continuous film comprising an attachment portion 46 for each actuator 26, 34, and flexible portions 47 between two adjacent attachment portions 46.
  • Each actuator 26, 34 is attached to an attachment portion of the continuous film, the drive surfaces 25, keys 24, 36 of the actuators 26, 34 engaging with the elongate flexible medical member via the film
  • the por Attachments 46 are secured to the actuators at the beginning of the intervention, and disconnected from the actuators at the end of use in order to discard the sterile barrier which is for single use.
  • Figures 21a and 21b illustrate a housing containing two pairs of actuators 40,40 'according to the first embodiment described. However, the housing 42 is also compatible with the pair 40 "of actuators 34 according to the second embodiment described.
  • Control unit 18 45 Crosswise 38 Pair of actuators 65, 65 'Control of the imager 19 Longitudinal surface 39 Drive surface 66 Display 20 Pair of actuators 40, 40', 40 "

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Abstract

Un module d'entraînement (16) d'organe médical souple allongé (15, 15', 15'') comprend une base (13) et au moins un actionneur (26, 34, 60) comprenant une surface d'entraînement (25, 35, 66). L'actionneur (26, 34, 60) est plaçable dans une configuration d'entraînement dans laquelle ladite surface d'entraînement (25, 35, 66) dudit actionneur (26, 34, 60) est en prise avec l'organe médical souple allongé (15, 15', 15'') à entraîner. L'actionneur comprend en outre une surface solidarisée à la base (13) et servant de référence fixe (27). La surface d'entraînement (25, 35, 60) dudit actionneur (26, 34, 60) est mobile par rapport à la base (13). Le module d'entraînement comprend en outre un organe de commande (11) adapté pour commander un déplacement par rapport à la base (13) de la surface d'entraînement (25, 35, 60) dudit actionneur (26, 34, 60) en configuration d'entraînement, entraînant ainsi l'organe médical souple allongé (15, 15', 15'') par rapport à la base (13). L'actionneur (26, 34, 60) est formé par au moins un empilement (e) d'éléments (30), lesdits éléments (30) étant aptes à se déformer sous l'application d'un champ électrique.

Description

Module d'entraînement d'organes médicaux souples allongés
[001 ] L'invention concerne le domaine des modules d'entraînement d'organes médicaux souples allongés.
[002] L'insertion manuelle d'un organe médical souple allongé 15, par exemple l'insertion 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.
[003] Afin de réduire les risques pour le chirurgien, on a tenté de robotiser une telle insertion. Cette robotisation est complexe, car la préhension de l'organe médical souple allongé 15 est difficile. Celui-ci doit en effet rester stérile. Par ailleurs, on veut pouvoir commander des mouvements de translation et de rotation alternatifs et/ou simultanés de l'organe médical souple allongé 15 (cathéter ou guide). La fiabilité de ces systèmes robotisés est un critère déterminant.
[004] Récemment, il a été proposé dans FR3022147 un module robotisé d'entraînement gérant à la fois la translation et la rotation d'un cathéter, ou d'un guide utilisable par exemple avec un cathéter de type à échange rapide (c'est-à-dire comprenant une ouverture latérale dans sa portion d'extrémité proximale au patient pour le passage du guide). Des actionneurs assurent la transmission d'un mouvement suivant trois directions X, Y et Z à des touches synchronisées permettant de transmettre un mouvement de translation, de rotation ou une combinaison des deux à l'organe médical souple allongé 15. Afin d'assurer la transmission de mouvements des actionneurs aux touches, on fait appel à des éléments mécaniques de transmission. [005] Bien que cette configuration apporte toute satisfaction, on cherche toujours à miniaturiser et à simplifier un tel système robotisé. En effet, la miniaturisation d'un système robotisé permet, entre autres choses, d'offrir de plus en plus de fonctionnalités, et ainsi permettre la prise en charge de plus d'instruments différents.
[006] La présente invention vient améliorer la situation.
Selon un premier aspect, l'invention a pour objet module d'entraînement d'organe médical souple allongé comprenant :
-une base,
-au moins un actionneur comprenant une surface d'entraînement, ledit actionneur étant plaçable dans une configuration d'entraînement dans laquelle ladite surface d'entraînement dudit actionneur est en prise avec l'organe médical souple allongé à entraîner,
ledit actionneur comprenant en outre une surface solidarisée à la base et servant de référence fixe, et la surface d'entraînement dudit actionneur étant mobile par rapport à la base,
-un organe de commande adapté pour commander un déplacement par rapport à la base de la surface d'entraînement dudit actionneur en configuration d'entraînement, entraînant ainsi l'organe médical souple allongé par rapport à la base,
caractérisé en ce que l'actionneur est formé par au moins un empilement d'éléments, lesdits éléments étant aptes à se déformer sous l'application d'un champ électrique. [007] Grâce à ces dispositions, la présente invention est susceptible de réduire le besoin en éléments mécaniques assurant la transmission du mouvement aux touches. Cela conduit à une simplification et une miniaturisation du système. [008] D'autre part, un tel module est apte à prendre en charge les cathéters de type à échange rapide, aussi bien que les cathéters de type coaxiaux,
[009] Selon une réalisation, l'actionneur est en outre plaçable dans une configuration libre dans laquelle la surface d'entraînement dudit actionneur n'est pas en prise avec l'organe médical souple allongé,
[010] Selon une réalisation, un matériau formant lesdits éléments est apte à se déformer sous l'application d'un champ électrique,
[01 1 ] Selon une réalisation, le déplacement par rapport à la base de la surface d'entraînement (de l'actionneur comprend une combinaison de :
-une translation de la surface d'entraînement de l'actionneur par rapport à la base selon une direction parallèle à la direction longitudinale X locale de l'organe médical souple allongé,
-une translation de la surface d'entraînement de l'actionneur par rapport à la base selon une direction Z transverse à la direction longitudinale X locale de l'organe médical souple allongé
-une translation de la surface d'entraînement de l'actionneur par rapport à la base selon une direction Y transverse à la direction longitudinale X locale de l'organe médical souple allongé,
[012] Selon une réalisation, un ou deux membres de la combinaison sont nuls,
[013] Selon une réalisation, la translation de la surface d'entraînement de l'actionneur par rapport à la base selon une direction Y transverse à la direction longitudinale X locale de l'organe médical souple allongé est adaptée pour permettre un roulement de l'organe médical souple allongé sur la surface d'entraînement de l'actionneur autour de la direction longitudinale X locale de l'organe médical souple allongé,
[014] Selon une réalisation, durant la translation de la surface d'entraînement de l'actionneur selon l'une quelconque des directions X, Y et/ou Z, la surface d'entraînement conserve une orientation constante dans l'espace,
[015] Selon une réalisation, l'actionneur comprend au moins huit empilements identiques d'éléments,
[016] Selon une réalisation, un actionneur présente au moins six faces, dont au moins quatre faces longitudinales selon une direction longitudinale, et au moins deux faces transversales selon une direction transversale,
[017] Selon une réalisation, au moins quatre empilements d'éléments accolés par l'une de leurs faces de plus grande longueur et selon une même polarité, chaque empilement d'éléments étant en contact avec au moins deux autres empilements d'éléments, forment un bloc, au moins deux blocs étant superposés par l'une de leurs faces de plus petite longueur pour former ledit actionneur,
[018] Selon une réalisation, le déplacement de la surface d'entraînement de l'actionneur par rapport à la base selon la direction longitudinale X locale de l'organe médical souple allongé ou selon une direction Y transverse à ladite direction X se fait par l'application d'une même tension sur les éléments d'au moins un premier et un deuxième empilements accolés du premier bloc et sur les éléments d'au moins un troisième et un quatrième empilements accolés du deuxième bloc, lesdits troisième et quatrième empilements étant opposés diagonalement auxdits premier et deuxième empilements, [019] Selon une réalisation, les éléments des quatre autres empilements peuvent être soumis à une même tension, autre que celle appliquée auxdits éléments desdits premier, deuxième, troisième et quatrième empilements,
[020] Selon une réalisation, pour un déplacement de la surface d'entraînement de l'actionneur par rapport à la base selon une direction longitudinale X locale de l'organe médical souple allongé, les empilements dont les éléments sont mis sous tension sont accolés selon ladite direction Y,
[021 ] Selon une réalisation, pour un déplacement de la surface d'entraînement de l'actionneur par rapport à la base selon une direction Y transverse à ladite direction longitudinale X locale de l'organe médical souple allongé, les empilements dont les éléments sont mis sous tension sont accolés selon ladite direction X, [022] Selon une réalisation, le déplacement de la surface d'entraînement de l'actionneur par rapport à la base selon une direction longitudinale Z locale de l'organe médical souple allongé se fait par l'application d'une même tension sur les éléments de tous les empilements du premier bloc et d'une même tension sur les éléments de tous les empilements du deuxième bloc, la tension appliquée sur les éléments de tous les empilements du premier bloc pouvant être différente de la tension appliquée sur les éléments de tous les empilements du deuxième bloc,
[023] Selon une réalisation, les empilements d'éléments sont amplifiés au moyen d'un système mécanique d'amplification, [024] Selon une réalisation, un actionneur est formé d'au moins trois empilements amplifiés caractérisé en ce que -un premier empilement amplifié d'éléments comprend, solidarisée à l'une de ses faces transversales, une surface d'entraînement,
-un deuxième empilement amplifié d'éléments est solidarisé au premier empilement amplifié; de sorte que la face transversale non solidarisée à la surface d'entraînement dudit premier empilement amplifié est dans l'alignement de la face longitudinale du deuxième empilement amplifié d'éléments, et
-un troisième empilement amplifié d'éléments muni d'une référence fixe en contact intime avec la base est solidarisé au deuxième empilement amplifié d'éléments de sorte que la face transversale non reliée au premier empilement amplifié est dans l'alignement d'une face longitudinale dudit troisième empilement amplifié d'éléments,
[025] Selon une réalisation, le déplacement de la surface d'entraînement de l'actionneur par rapport à la base selon la direction longitudinale X locale de l'organe médical souple allongé se fait par l'application d'une même tension sur les éléments de l'empilement amplifié parallèle à la direction longitudinale X de l'organe médical souple allongé,
[026] Selon une réalisation, le déplacement de la surface d'entraînement de l'actionneur par rapport à la base selon la direction Y se fait par l'application d'une même tension sur les éléments de l'empilement amplifié parallèle à la direction Y, [027] Selon une réalisation, le déplacement de la surface d'entraînement de l'actionneur par rapport à la base selon la direction Z se fait par l'application d'une même tension sur les éléments de l'empilement amplifié parallèle à la direction Z, [028] Selon une réalisation, l'actionneur comprend au moins six empilements identiques d'éléments, [029] Selon une réalisation, l'actionneur comprend :
-au moins six rotules agencées par paires disposées sur un cercle au niveau de la référence fixe, chaque rotule recevant une première extrémité d'un empilement, et
-au moins six autre rotules agencées par paires disposées sur un cercle au niveau de la touche, chaque rotule recevant une deuxième extrémité d'un empilement,
[030] Selon une réalisation, les paires de rotules disposées sur un même cercle sont espacées les unes des autres d'un angle de 120 °, et les paires de rotules sont agencées de sorte qu'une paire de rotules située au niveau de la référence fixe est décalée d'un arc de cercle de 60 ° par rapport à une paire de rotules située au niveau de la touche,
[031 ] Selon une réalisation, l'actionneur est un premier actionneur, le module comprenant en outre :
-un deuxième actionneur comprenant une surface d'entraînement, ledit actionneur étant plaçable dans une configuration d'entraînement dans laquelle la surface d'entraînement de l'actionneur est en prise avec l'organe médical souple allongé à entraîner,
ledit actionneur comprenant en outre une surface solidarisée à ladite base et servant de référence fixe pour le deuxième actionneur, et
la surface d'entraînement dudit au moins un actionneur étant mobile par rapport à la base,
-un organe de commande adapté pour commander un déplacement par rapport à la base de la surface d'entraînement dudit actionneur en configuration d'entraînement, entraînant ainsi l'organe médical souple allongé par rapport à la base,
[032] Selon une réalisation, le premier et le deuxième actionneurs forment ensemble une paire d'actionneurs, les actionneurs de la paire d'actionneurs étant disposés de part et d'autre de l'organe médical souple allongé, ledit deuxième actionneur présentant en outre toutes les caractéristiques décrites pour le premier actionneur,
[033] Selon une réalisation, l'organe de commande est adapté pour commander les déplacements des surfaces d'entraînement de la paire d'actionneurs de manière synchronisée,
[034] Selon une réalisation, l'organe de commande est adapté pour placer les surfaces de la paire d'actionneurs simultanément en configuration d'entraînement,
[035] Selon une réalisation, lequel l'organe de commande est adapté pour placer les surfaces d'entraînement de la paire d'actionneurs simultanément en configuration libre, [036] Selon une réalisation, la base est une première base, la paire d'actionneurs est une première paire d'actionneurs, le module comprenant en outre :
-une deuxième base,
-une deuxième paire d'actionneurs comprenant chacun une surface d'entraînement, les surfaces d'entraînement de la deuxième paire d'actionneurs étant plaçables alternativement dans une configuration d'entraînement dans laquelle les surfaces d'entraînement des actionneurs de la deuxième paire d'actionneurs sont en prise avec l'organe médical souple allongé à entraîner et disposées de part et d'autre de celui-ci, et dans une configuration libre dans laquelle les surfaces d'entraînement des actionneurs de la deuxième paire d'actionneurs ne sont pas en prise avec l'organe médical souple allongé,
les surfaces d'entraînement des actionneurs de la deuxième paire d'actionneurs étant mobiles par rapport à la deuxième base,
l'organe de commande étant adapté pour commander de manière répétée un déplacement par rapport à la deuxième base des surfaces d'entraînement des actionneurs en configuration d'entraînement, entraînant ainsi l'organe médical souple allongé par rapport à la deuxième base, et un déplacement par rapport à la deuxième base des surfaces d'entraînement des actionneurs de la deuxième paire d'actionneurs en configuration sans entraîner l'organe médical souple allongé par rapport à la deuxième base,
[037] Selon une réalisation, la première base et la deuxième base sont solidaires ou communes,
[038] Selon une réalisation, l'organe de commande est adapté pour commander les déplacements des surfaces d'entraînement des actionneurs de la première paire et de la deuxième paire de manière synchronisée,
[039] Selon une réalisation, l'organe de commande est adapté pour placer les surfaces d'entraînement des actionneurs de la première paire et de la deuxième paire simultanément en configuration d'entraînement, [040] Selon une réalisation, l'organe de commande est adapté pour placer les surfaces d'entraînement des actionneurs de la première paire et de la deuxième paire (simultanément en configuration libre,
[041 ] Selon une réalisation, l'organe de commande est adapté pour placer simultanément les surfaces d'entraînement des actionneurs de la première paire et de la deuxième paire pour les unes en configuration d'entraînement et pour les autres en configuration libre,
[042] Selon une réalisation, les actionneurs de la deuxième paire d'actionneurs présentent les caractéristiques décrites pour un actionneur, [043] Selon une réalisation, les actionneurs de la première paire sont reliés aux actionneurs de la deuxième paire de sorte que la référence fixe des actionneurs de la première paire soit en contact avec la référence fixe des actionneurs de la deuxième paire, et que les premiers empilements et les deuxième empilements des actionneurs de la première et de la deuxième paires soient respectivement parallèles entre eux, [044] Selon une réalisation, le module comprend en outre un boîtier recevant les actionneurs et comprenant une barrière stérile consommable à usage unique comprenant une portion d'attachement pour chaque actionneur et des portions souples entre deux portions d'attachement voisines, chaque actionneur étant attaché à une portion d'attachement de la barrière stérile, les surfaces d'entraînement étant en prise avec l'organe médical souple allongé par l'intermédiaire de ladite barrière stérile.
[045] On décrit maintenant brièvement les figures des dessins.
[046] La figure 1 est une vue schématique de côté d'une installation d'artériographie selon un mode de réalisation de l'invention,
[047] La figure 2 est une vue du dessus d'une partie de la figure 1 , [048] Les figures 3a à 3c sont des schémas illustratifs des modes de déplacement d'un organe médical souple à entraîner, [049] Les figures 4a à 4c sont une vue schématique de la déformation d'un cristal piézoélectrique soumis à un champ électrique,
[050] Les figures 5a et 5b modélisent un empilement de cristaux piézoélectriques utilisé dans la présente invention,
[051 ] La figure 6 est une vue schématique d'un actionneur utilisé dans un premier mode de réalisation,
[052] Les figures 7a à 7d illustrent un déplacement de la touche des actionneurs selon une direction (Z) selon un premier mode de réalisation,
[053] Les figures 8a-8c illustrent une mise en mouvement dans une direction pour une paire d'empilements,
[054] Les figures 9a-9d illustrent un déplacement de la touche des actionneurs selon une direction (X) selon un premier mode de réalisation,
[055] Les figures 10a-1 Od illustrent un déplacement de la touche des actionneurs selon une direction (Y) selon un premier mode de réalisation,
[056] La figure 1 1 illustre une paire d'actionneurs selon un premier mode de réalisation et en configuration libre,
[057] Les figures 12a à 12c illustrent la translation d'un organe médical souple allongé selon sa direction longitudinale (X) par une paire d'actionneurs selon un premier mode de réalisation de l'invention,
[058] Les figures 13a à 13c illustrent la rotation d'un organe médical souple allongé autour de sa direction longitudinale (X) par une paire d'actionneurs selon un premier mode de réalisation de l'invention,
[059] Les figures 14a à 14e illustrent la translation d'un organe médical souple allongé selon sa direction longitudinale (X) par un module d'entraînement selon un premier mode de réalisation de l'invention, [060] La figure 15 illustre une translation de l'organe médical souple allongé selon une direction Z,
[061 ] Les figures 16a à 16c illustrent la rotation d'un organe médical souple allongé autour de sa direction longitudinale (X) par un module d'entraînement selon un premier mode de réalisation de l'invention, [062] Les figures 17a à 17e illustrent schématiquement un empilement de cristaux piézoélectriques amplifié selon un deuxième mode de réalisation de l'invention,
[063] La figure 18 illustre schématiquement un module d'entraînement selon un deuxième mode de réalisation de l'invention,
[064] Les figures 19a à 19g illustrent la translation d'un organe médical souple allongé selon sa direction longitudinale (X) par un module d'entraînement selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, [065] Les figures 20a à 20i illustrent la rotation d'un organe médical souple allongé autour de sa direction longitudinale (X) par un module d'entraînement selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, et
[066] Les figures 21 a et 21 b illustrent un module robotisé comprenant un boîtier contenant un module d'entraînement selon le premier ou le deuxième mode de réalisation,
[067] La figure 22 illustre un actionneur selon un troisième mode de réalisation,
[068] Les figures 23a à 23c illustrent respectivement un déplacement de la touche d'un actionneur selon un axe (X), (Z) et (Y),
[069] La figure 24 illustre un module d'entraînement comprenant une paire d'actionneurs selon un troisième mode de réalisation,
[070] Les figures 25a à 25c illustrent la translation d'un organe médical souple allongé selon sa direction longitudinale (X) par un module d'entraînement comprenant une paire d'actionneurs selon un troisième mode de réalisation,
[071 ] Les figures 26a à 26c illustrent la rotation d'un organe médical souple allongé autour de sa direction longitudinale (X) par un module d'entraînement comprenant une paire d'actionneurs selon un troisième mode de réalisation, [072] Les figures 27a à 27c illustrent la translation d'un organe médical souple allongé selon sa direction longitudinale (X) par un module d'entraînement comprenant deux paires d'actionneurs selon un troisième mode de réalisation,
[073] Les figures 28a à 28c illustrent la rotation d'un organe médical souple allongé autour de sa direction longitudinale (X) par un module d'entraînement comprenant deux paires d'actionneurs selon un troisième mode de réalisation.
[074] Ci-après un exposé détaillé de plusieurs modes de réalisation de l'invention assorti d'exemples et de référence aux dessins. Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires.
[075] La figure 1 représente schématiquement une installation d'artériographie 1 . L'installation d'artériographie 1 est divisée en deux endroits distincts, un poste d'opération 2 et un poste de commande 3. Le poste de commande 3 peut être distant, ou proche du poste d'opération 2, séparé de celle-ci par une simple paroi 4, par exemple un écran, mobile et/ou amovible, opaque aux rayons X. Les matériels du poste d'opération 2 et du poste de commande 3 sont reliés entre eux de manière fonctionnelle, par voie filaire, sans fil ou réseau, ... .
[076] Le poste d'opération 2 comprend une table d'opérations 5 recevant un patient 6. Le poste d'opération 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.
[077] L'installation d'artériographie 1 comprend un robot 10 disposé dans le poste d'opération 2. [078] L'installation d'artériographie 1 comprend un poste de commande 1 1 disposé dans la salle de commande 3. Le poste de commande 1 1 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. [079] Le robot 10 peut effectuer l'introduction d'un organe médical souple allongé 15 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 d'un patient, à travers un désilet ménageant une ouverture d'accès dans le patient. L'organe médical souple allongé 15 peut être notamment un cathéter. En variante, l'organe médical souple allongé 15 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 comprendre une extrémité recourbée, comme il sera décrit plus en détail ci-après. [080] 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 1 1 , notamment à partir d'un boîtier de commande 18, pour entraîner l'organe médical souple allongé 15 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'interface avec le poste de commande 1 1 . Au besoin, le robot 10 peut comprendre un boîtier de commande 18 en local, destiné à commander le robot depuis le poste d'opération 2 si nécessaire.
[081 ] On notera d'ailleurs que toutes les commandes et les retours disponibles dans la salle de commande 3 peuvent être également disponibles dans le poste d'opération 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.
[082] 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 15. 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 poste d'opération 2.
[083] Comme visible sur la figure 2, de manière purement illustrative, l'organe médical souple allongé 15, est par exemple un cathéter 15' ou un guide 15", simplement posé sur le patient, en attendant d'être introduit dans le corps du patient. Le module d'entraînement 16 peut être adapté pour l'entraînement du cathéter 15' ou du guide 15". Selon les applications, les modules d'entraînement du cathéter et du guide, peuvent être identiques ou différents. Ils peuvent être selon l'un des modes de réalisation présentés ci-dessous, si approprié. [084] 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 15 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. [085] La figure 3a 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 la direction longitudinale principale 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 sa direction longitudinale,
- Une rotation autour de sa direction longitudinale.
[086] 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.
[087] Ce qui a été décrit ci-dessus concernant le cathéter 15' s'applique également au guide 15". Dans certains cas, le cathéter 15' est lui-même pourvu d'une extrémité courbe, soit pour permettre la navigation sur le même principe qu'un guide 15", soit pour faciliter le positionnement dans une zone anatomique présentant une courbure particulière.
[088] Sur la figure 3b, 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 3b 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 3c, 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 15 est prêt à être soumis à une translation en direction de la branche 23b. L'organe médical souple allongé 15 peut être entraîné selon le ou les déplacements décrits ci-dessus par des actionneurs 26, 34. Les actionneurs 26, 34 peuvent être agencés par paires.
[089] Les actionneurs 26, 34 utilisés dans le module d'entraînement comprennent des actionneurs. Plus précisément, un actionneur 26, 34 comprend par exemple une pluralité d'éléments 30. L'élément 30 est déformable sous l'application d'une tension électrique, par exemple par un générateur 32. Comme représenté sur les figures 4a à 4c, l'application d'une tension positive à l'élément 30 peut permettre d'augmenter la longueur de cet élément, tandis qu'une tension négative peut permettre de réduire la longueur de l'élément 30. La tension appliquée est continue et peut être au choix positive, négative ou nulle. La valeur de la tension délivrée par le générateur 32 dépend d'une commande envoyée par l'organe de commande 1 1 .
[090] La déformation de l'élément est obtenue selon une direction qui correspond à sa direction dans l'espace. L'élément 30 est un cristal piézoélectrique.
[091 ] Toutefois, les élongations obtenues peuvent être assez faibles ; elles peuvent être de l'ordre de quelques microns à quelques dizaines de microns. Afin d'augmenter ce chiffre, on utilise un empilement d'éléments, comme illustré figure 5a. [092] Par ellipse, un empilement d'éléments est parfois appelé « empilement », Un empilement a pour référence générale « e ». [093] En appliquant une tension à chaque élément 30 de cet empilement e1 - e8, les élongations obtenues peuvent atteindre plusieurs dixièmes de millimètres, selon le nombre d'éléments empilés. Afin d'obtenir l'élongation, ou le raccourcissement, d'un empilement e1 - e8, chaque élément 30 a ses deux faces recouvertes d'une couche conductrice 31 , reliée à un générateur, par exemple un générateur de tension 32, qui applique une tension à l'élément 30. Chaque élément 30 est par exemple soumis à une même tension pour permettre la déformation de l'empilement. Les éléments 30 peuvent être séparés les uns des autres par une couche isolante 33.
[094] Par souci de clarté, les empilements e1 - e8 d'éléments 30 tels que décrits ci-dessus sont représentés sous une forme simplifiée sur les figures, par exemple sous la forme d'un rectangle ou d'un pavé selon l'angle de vue (figure 5b).
[095] En référence à la figure 6, les actionneurs 26 peuvent comprendre au moins huit empilements e1 - e8 d'éléments 30, par exemple d'un premier bloc 29 de deux paires d'empilements e1 - e8 d'éléments 30 accolées deux à deux par une de leur face de plus grande longueur, et d'un deuxième bloc 29 de deux autres paires d'empilements e1 - e8 d'éléments 30 accolées de la même manière, le premier et le deuxième blocs 29 étant empilés l'un sur l'autre par l'une de leur face de plus petite longueur. Par souci de clarté, des références « e1 » à « e8 » ont été données à chaque empilement formant un actionneur, comme illustré sur la figure 6.
[096] Un premier bloc 29 comprend une première paire d'empilements e1 -e2 accolés par l'une de leurs faces de plus grande longueur selon une direction X, et une deuxième paire d'empilements e5-e6 accolés de la même manière. Les deux paires d'empilements e1 -e2 et e5-e6 sont accolées deux à deux par une de leur face de plus grande longueur selon une direction Y, de sorte que la paire d'empilements e1 -e2 soit au premier plan, et que e1 et e5 et e2 et e6 soient respectivement accolés deux à deux. [097] Un deuxième bloc 29 comprend ensuite une première paire d'empilements e3-e4 accolés par l'une de leurs faces de plus grande longueur selon une direction X, et une deuxième paire d'empilements e7-e8 accolés de la même manière. Les deux paires d'empilements e3-e4 et e7-e8 sont accolées deux à deux par une de leur face de plus grande longueur selon une direction Y, de sorte que la paire d'empilements e3-e4 soit au premier plan, et que e3 et e7 et e4 et e8 soient respectivement accolés deux à deux.
[098] Puis, le premier et le deuxième blocs 9 sont accolés selon un axe Z, de sorte que le premier bloc 29 soit au- dessus du deuxième bloc 29, et que les empilement e1 et e3, e2 et e4, e5 et e7, e6 et e8 soient respectivement côte à côte. [099] Le fonctionnement des actionneurs est décrit plus en détails ci-après.
[0100] On peut définir une direction longitudinale, propre à chaque actionneur 26, parallèle aux faces de plus grande longueur de l'actionneur. [0101 ] Selon un exemple de réalisation, les actionneurs 26 peuvent présenter six faces, une première et une deuxième faces de surfaces carrées, appelées par exemple « faces transversales 38» et quatre faces de plus grande longueur, appelées « faces longitudinales 39». Une première face transversale 38 peut être la face de référence, c'est-à-dire qu'elle est une référence fixe 27 de l'actionneur. La deuxième face transversale peut être solidarisée à une touche 24, sensiblement plane, de forme générale carrée. La surface libre de la touche 24 forme une surface d'entraînement de l'actionneur 25.
[0102] Dans la suite de la description et des figures, dans un but de simplifier et sans limitation aucune, on considérera que la tension est directement appliquée sur un empilement d'éléments, et non sur chaque élément d'un empilement.
[0103] En référence aux figures 7a à 7c, on décrit un actionneur 26 dont la touche 24 est mise en mouvement selon une unique direction Z. Pour une mise en mouvement de la touche 24 selon une direction Z, on applique une tension positive ou négative à chaque empilement e1 à e8, ces mises en mouvement étant respectivement illustrées sur les figures 7a et 7b. Il existe une pluralité de combinaisons possibles pour mettre en mouvements la touche dans une direction Z. Par exemple, comme illustré sur les figures 7c et 7d, on peut choisir de n'appliquer qu'une tension positive sur l'ensemble des empilements d'éléments formant un des deux blocs 29 de l'actionneur 26. L'application d'une tension positive ou négative sur un empilement e1 - e8 est représentée par un signe « + » pour tension positive et un signe « - » pour une tension négative sur l'empilement en question. Une absence de signe « + » ou « - » signifie que l'empilement n'est soumis à aucune tension électrique. La configuration où aucun empilement e1 - e8 n'est soumis à une tension est représentée figure 7d.
[0104] L'application d'une tension négative sur l'un des empilements piézoélectriques entraîne un raccourcissement dudit empilement selon sa direction Z, tandis que l'application d'une tension positive sur le même empilement entraine une élongation de l'empilement selon la direction Z.
[0105] On fait maintenant référence aux figures 8a à 8d. Pour obtenir une mise en mouvement de la touche selon une des deux directions X ou Y, il est nécessaire de jouer sur l'élongation ou le raccourcissement de l'empilement soumis à une tension. Ainsi, si l'on prend par exemple deux empilements accolés par l'une de leurs faces de plus grande longueur, et qu'on applique une tension, positive ou négative, à l'un des deux empilements, l'ensemble se courbe. Par exemple, si on applique une tension positive à un empilement, l'ensemble se courbe du côté de l'empilement non soumis à une tension. D'une manière générale si on applique deux tensions différentes sur les deux empilements, ces tensions pouvant être indépendamment positives ou négatives ou nulles (deux tensions positives ou deux tensions négatives ou une tension positive et une tension négative), l'ensemble se courbe du côté de l'empilement soumis à la tension la plus faible en valeur algébrique. [0106] Ainsi, le mouvement induit par la mise en tension d'un empilement d'une paire d'empilements peut servir de « doigt » pouvant faire avancer un élément en translation, par une combinaison de tensions appliquées sur un des deux éléments. La direction selon laquelle les empilements sont accolés détermine la direction de la mise en mouvement de la touche. [0107] Par exemple, deux empilements accolés selon une direction X engendrent un mouvement de la touche selon une direction X, tandis que deux empilements accolés selon une direction Y engendrent un mouvement de la touche selon une direction Y. Les figures 9a à 9d illustrent une mise en mouvement de la touche selon une direction X. [0108] Afin de pouvoir mettre en mouvement la touche dans les trois directions X, Y et Z, on accole quatre empilements par l'une de leurs faces de plus grande longueur, de sorte que chaque empilement soit accolé à deux empilements. On a alors un bloc 29, tel que décrit plus haut. La mise en mouvement de la touche selon la direction X se fait pas l'application d'une même tension sur les deux empilements accolés selon l'axe X, la mise en mouvement de la touche selon la direction Y se fait pas l'application d'une même tension sur deux empilements accolés selon l'axe Y, et la mise en mouvement de la touche selon la direction Z se fait pas l'application d'une même tension sur tous les empilements
[0109] Toutefois, avec l'agencement qui vient d'être décrit, la touche ne conserve pas une orientation constante dans l'espace. Afin d'obtenir cette orientation constante, on assemble deux blocs l'un au-dessus de l'autre. La symétrie diagonale entre le bloc supérieur et le bloc inférieur permet de mettre en mouvement la touche et de conserver son horizontalité.
[01 10] On décrit plus précisément un actionneur 26 mis en mouvement selon une direction X. Pour une mise en mouvement de la touche 24 selon une direction X, une même tension est par exemple appliquée à quatre des empilements, comme illustré sur les figures 9a à 9d. Plus précisément, une tension positive ou négative est appliquée à une première paire d'empilements e1 - e8, les paires étant accolées suivant une direction Y. La même tension est appliquée à une deuxième paire d'empilements e1 - e8, les paires étant accolées suivant une même direction Y, et les deux paires d'empilements étant diagonalement opposées. Les deux paires d'empilements sur lesquelles une tension est appliquée sont choisies selon le sens de la direction voulue. En suivant les exemples non limitatifs illustrés figures 9a et 9b, en appliquant une tension positive (ou négative) aux paires e2-e6 et e3-e7 on obtient un déplacement de la touche par rapport à la face de référence de l'actionneur dans un sens d'une direction X. De même, suivant les exemples non limitatifs des figures 9c et 9d, en appliquant une tension positive (ou négative) aux paires e1 -e5 et e4-e8, on obtient un déplacement de la touche par rapport à la face de référence de l'actionneur dans un autre sens d'une direction X.
[01 1 1 ] On décrit maintenant un actionneur 26 mis en mouvement selon une direction Y. Pour une mise en mouvement de la touche 24 selon une direction Y, une tension est par exemple appliquée à quatre des empilements e1 - e8, comme illustrés sur les figures 10a à 10b. Plus précisément, une tension est appliquée à une première paire d'empilements e1 - e8, les paires étant accolées suivant une direction X, la même tension étant appliquée à une deuxième paire d'empilements, les paires étant accolées suivant une même direction X, les deux paires étant diagonalement opposées. Les deux paires d'empilements p sur lesquelles une tension est appliquée sont choisies selon le sens de la direction voulue. En suivant les exemples non limitatifs illustrés figures 10a et 10b, en appliquant une tension positive (ou négative) aux paires e1 -e2 et e5-e6 on obtient un déplacement de la touche par rapport à la face de référence de l'actionneur dans un sens d'une direction Y. De même, suivant les exemples non limitatifs illustrés sur les figures 10c et 10d, en appliquant une tension positive (ou négative) aux paires e3-e4 et e7-e8, on obtient un déplacement de la touche par rapport à la face de référence de l'actionneur dans un autre sens d'une direction Y.
[01 12] On a ainsi présenté une touche 24 pouvant être mise en mouvement selon trois directions indépendantes de l'espace, X, Y et Z. Par ailleurs, les touches 24 des actionneurs 26 conservent une orientation constante dans l'espace.
[01 13] Le tableau représenté ci-dessous présente les valeurs de tensions appliquées pour certaines mises en mouvement selon une direction X, Y ou Z.
Direction du e1 e2 e3 e4 e5 e6 e7 e8 Figure mouvement
X 0 + + 0 0 + + 0 8A
Y + + 0 0 0 0 + + 9A
Z - - - - - - - - 7B [01 14] Il va de soi que les valeurs reproduites dans le tableau ci-avant ne sont aucunement limitatives, d'autres valeurs de tension peuvent être appliquées sur les empilements e1 - e8. Par exemple, des tensions négatives peuvent être appliquées là où des tensions positives sont appliquées, engendrant ainsi un mouvement selon la même direction, dans une direction opposée.
[01 15] D'une manière plus générale, il est possible d'appliquer une tension V+ aux cases du tableau marquées « + », V0 dans les cases marquées « 0 » et V. dans les cases marquées « - », les trois tensions pouvant être de signe quelconque mais vérifiant V. < V0 < V+. Cette caractéristique s'applique dans la suite de la description.
[01 16] D'autre part, par combinaison linéaire des tensions appliquées, il est possible d'obtenir des mouvements combinés simultanément sur les trois directions X, Y et Z. [01 17] Sur la figure 1 1 , on a représenté un module d'entraînement 16 selon un mode de réalisation. Le module d'entraînement 16 comprend un premier et un deuxième actionneurs 26, formant ensemble une paire d'actionneurs 40 qui coopèrent ensemble pour générer un mouvement de l'organe médical souple allongé 15 par rapport à la base 13. Le deuxième actionneur 26 comprend aussi une touche 24, qui peut être mobile par rapport à la référence fixe 27 de l'actionneur 26. Ce module d'entraînement 16 est adapté pour entraîner un organe médical souple allongé 15 s'étendant selon une direction X, appelée « direction longitudinale X».
[01 18] On peut également définir une direction Z, perpendiculaire à la direction X, et correspondant à la direction longitudinale locale des actionneurs 26. On définit également une direction Y, perpendiculaire aux directions X et Z. Ce système de directions est utilisé dans tout le reste de la description.
[01 19] Le module d'entraînement 16 comprend une base 13 et au moins un actionneur 26 comprenant une touche 24, dont la touche 24 est mobile par rapport à la référence fixe 27 de l'actionneur 26. La référence fixe 27 de l'actionneur 26 est par exemple solidarisée à la base 13 qui forme ainsi la référence fixe du module d'entraînement 16.
[0120] Les premier et deuxième actionneurs 26 sont appariés pour des mouvements simultanés. Par exemple, les premier et deuxième actionneurs 26 peuvent être commandés individuellement l'un de l'autre, mais selon des commandes respectives synchronisées. Chaque actionneur 26 comprend donc une touche 24 respectivement. L'organe médical souple allongé 15 est disposé entre les touches 24 d'une même paire d'actionneurs 40. Pour fixer les idées, les touches 24 sont espacées l'une de l'autre selon la direction Z.
[0121 ] La paire d'actionneurs 40 peut être placée dans une configuration libre, représentée figure 1 1 , dans laquelle les surfaces d'entraînement 25 des touches 24 des actionneurs 26 de la paire d'actionneurs 40 ne sont pas en prise avec l'organe médical souple allongé 15.
[0122] On peut par exemple imaginer qu'en configuration libre, la tension appliquée est nulle. Etant donné que la configuration libre correspond à l'état d'attente de chargement, l'actionneur peut rester en configuration libre un certain temps et il est donc préférable que cela corresponde à une tension nulle pour des raisons de consommation électrique et de surchauffe des actionneurs. Toutefois, la tension appliquée sur les actionneurs en configuration libre peut prendre n'importe quelle autre valeur. [0123] La paire d'actionneurs 26 est plaçable dans une configuration d'entraînement des actionneurs 26 de la paire d'actionneurs 40 dans laquelle les surfaces d'entraînement 25 des touches 24 des actionneurs 26 sont en prise avec l'organe médical souple allongé 15 à entraîner.
[0124] Pour placer la paire d'actionneurs 40 alternativement en configuration libre ou en configuration d'entraînement, on peut commander un déplacement relatif des touches 24 des actionneurs 26 de la paire d'actionneurs 40 l'une vers l'autre. Ce déplacement peut par exemple être le déplacement de la touche 24 d'un actionneur par rapport à la base 13, l'autre restant fixe. En variante, les touches 24 des deux actionneurs 26 de la paire d'actionneurs peuvent se déplacer l'une vers l'autre par rapport à la base 13.
[0125] Dans la suite de la description, on décrira des « touches mobiles des organes d'entraînement » par rapport à la base fixe, 13 les touches décrivant un mouvement par rapport à cette base du fait de l'élongation ou du raccourcissement des actionneurs 26, selon la tension appliquée aux empilements e1 -e8 d'éléments 30. En outre, on entendra par « configuration d'entraînement » une configuration de la paire d'actionneurs 40 dans laquelle les surfaces d'entraînement 25 des touches 24 de la paire d'actionneurs 40 sont en contact avec l'organe médical souple allongé 15, et par « configuration libre » une configuration de la paire d'actionneurs 40 dans laquelle les surfaces d'entraînement 25 des touches 24 de la paire d'actionneurs 4 ne sont pas en contact avec l'organe médical souple allongé 15.
[0126] Un exemple est décrit plus en détail ci-après en relation avec les figures 12a à 12c. Cet exemple décrit la génération d'un mouvement de translation de l'organe médical souple allongé 15 selon sa direction longitudinale X. [0127] La position de départ, représentée à la figure 12a, correspond à celle de la figure 10 décrite ci-dessus. Dans un premier temps, on passe de la configuration libre représentée sur la figure 12a à une configuration d'entraînement représentée sur la figure 12b. Selon l'exemple, ce passage se fait par l'application d'une tension permettant un mouvement des touches 24 de la paire d'actionneurs 40 selon deux directions X et Z, le mouvement se faisant dans un même sens pour la direction X et dans un sens opposé dans la direction Z. Afin de permettre ce passage, on applique une tension permettant la translation selon deux directions X et Z. Puis, on génère un déplacement simultané des touches selon la direction longitudinale X selon un deuxième sens, ce qui génère un mouvement identique de l'organe médical souple allongé 15 (figure 12c). La combinaison de ces mouvements est telle que décrite plus haut, notamment en regard des figures 8a à 8d. [0128] On passe enfin de la configuration illustré figure 12c, à la configuration représentée figure 12a, par l'application de tensions correspondant aux tensions de la position de départ.
[0129] On peut répéter les étapes ci-dessus de manière commandée cyclique pour générer une translation de l'organe médical souple allongé 15 selon une course longue (par exemple de l'ordre de plusieurs mètres) selon la direction longitudinale X dans le premier sens.
[0130] Le déplacement de l'organe médical souple allongé 15 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.
[0131 ] Un exemple décrivant la génération d'un mouvement de rotation de l'organe médical souple allongé 15 autour de sa direction longitudinale X est décrit en référence aux figures 13a à 13c. [0132] La position de départ, représentée à la figure 13a, correspond à celle de la figure 10 ou 12a décrite ci- dessus. Dans un premier temps, on passe de la configuration libre représentée sur la figure 13a à une configuration d'entraînement représentée sur la figure 13b. Selon l'exemple, ce passage se fait par l'application d'une tension permettant un mouvement des touches de la paire d'actionneurs selon deux directions Y et Z, le mouvement se faisant dans un même sens pour la direction Y et dans un sens opposé dans la direction Z. Afin de permettre ce passage, on applique une tension permettant la translation selon deux directions Y et Z, tel que décrit ci-dessus et illustré sur les figures 9a à 9d.
[0133] En configuration d'entraînement, on génère un déplacement simultané en sens opposé des touches 24 selon une direction Y transversale à la direction longitudinale X, différente de la direction Z, en ce qui génère un mouvement de rotation de l'organe médical souple allongé 15 (figure 13c) autour de la direction longitudinale X. En particulier, l'organe médical souple allongé 15 roule, de préférence sans glissement, sur les surfaces d'entraînement 25 des touches 24. En variante, on pourrait déplacer une seule des deux touches 24, l'autre restant fixe.
[0134] On passe enfin de la configuration illustré figure 13c, à la configuration représentée figure 13a, par l'application de tensions correspondant aux tensions de la position de départ.
[0135] On peut répéter les étapes ci-dessus de manière commandée cyclique pour générer une rotation de l'organe médical souple allongé 15 selon une course longue (par exemple plusieurs fois 360 °) autour de la direction longitudinale X dans un premier sens de rotation. [0136] Le déplacement de l'organe médical souple allongé 15 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.
[0137] En variante, on peut prévoir plusieurs paires d'actionneurs 40. Par exemple, à titre descriptif, on peut prévoir deux paires d'actionneurs 40, 40'. Les deuxièmes actionneurs 26 de la deuxième paire 40' peuvent être similaires à ceux de la première paire 26, et en particulier comprendre des touches 24 comprenant des surfaces d'entraînement 25, et être actionnés depuis le poste de commande 1 1 distant, voire le boîtier de commande 18 local selon les mises en oeuvre similaires à celles de la première paire d'actionneurs 40. La première paire 40 et la deuxième paire d'actionneurs 40' peuvent être décalées l'une par rapport à l'autre selon la direction longitudinale X de l'organe médical souple allongé 15. Selon un premier exemple, les deux paires peuvent être prévues coplanaires dans leur configuration libre. C'est-à-dire qu'elles peuvent être prévues vis-à-vis d'une base 13 commune aux deux paires 40, 40'. En variantes, les bases 13 de chaque paire 40, 40' peuvent être indépendantes, voire non coplanaires. [0138] Les actionnements des deux paires 40, 40' peuvent être synchronisés. Par exemple, les actionnements des deux paires 40, 40' peuvent générer des mouvements identiques simultanés des deux paires 40, 40'. En variante, les deux paires 40, 40' peuvent être actionnés de manière synchronisée pour générer des mouvements décalés en phase. C'est-à-dire qu'une première paire 40, 40' peut être en configuration d'entraînement pendant qu'une autre paire 40, 40' est en configuration libre, et vice-versa. Par exemple, il y a toujours au moins une paire 40, 40' 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 15. Notamment quand l'organe médical souple allongé 15 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 15 est glissant, par exemple du fait de son maintien dans une solution.
[0139] Un exemple est donné à titre illustratif sur les figures 14a à 14e pour un mode d'entraînement de l'organe médical souple allongé 15 en translation dans la direction de la direction longitudinale X. Le mouvement de la première paire 40, représenté aux figures 14a à 14d a déjà été décrit ci-dessus en relation avec les figures 12a à 12c.
[0140] Les figures 14d à 14f représentent les déplacements de la deuxième paire au cours d'un cycle. Ces déplacements sont, dans cet exemple, déphasés par rapport à ceux de la première paire 40, la position illustrée sur la figure 14d pour la deuxième paire 40' correspondant à celle de la figure 14b pour la première paire, et ainsi de suite.
[0141 ] Les deux paires 40, 40' sont espacées de manière à éviter toute collision. A titre illustratif, la figure 14a peut représenter un état initial dans lequel les touches des deux paires 40, 40' se situent à distance de l'organe médical souple allongé 15. [0142] Lors de la mise en route du système, la première paire 40 sera commandée puis, de manière déphasée, la deuxième paire 40'. Cette mise en oeuvre s'applique pour d'autres mouvements que la translation. Cette mise en oeuvre s'applique pour plus de deux paires. Dans ce cas, les paires sont, le cas échéant, toutes déphasées les unes par rapport aux autres, ou certaines paires peuvent être en phase les unes avec les autres. [0143] Le déphasage des paires permet d'assurer constamment un contact de l'une des deux paires 40, 40' avec l'organe médical souple allongé 15, afin de bloquer un avancement incontrôlé dudit organe médical souple allongé 15.
[0144] La figure 15 illustre une autre mise en mouvement possible de l'organe médical souple allongé. Dans cette configuration, l'organe médical souple allongé 15 subit une translation selon sa direction Z par un actionneur 26 de la paires d'actionneurs 40, 40'.
[0145] Les figures 16a à 16c illustrent une rotation de l'organe médical souple allongé 15 autour de la direction longitudinale X. Cette rotation est en fait effectuée par une translation des actionneurs dans les directions Z et Y. Sur les figures 16a à 16c, une paire d'actionneurs 40, 40' se trouve en premier plan, la paire d'actionneurs 40, 40' en arrière-plan est représentée en pointillées.
[0146] La mise en oeuvre du mouvement de rotation de l'organe médical souple allongé 15 autour de la direction X de chacune des paires d'actionneurs 40, 40' a été décrite en référence aux figures 13a à 13c.
[0147] Lors de la mise en route du système, la première paire 40 sera commandée puis, de manière déphasée, la deuxième paire 40'. Cette mise en oeuvre s'applique pour d'autres mouvements que la translation. Cette mise en oeuvre 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. [0148] Le déphasage des paires permet d'assurer constamment un contact de l'une des deux paires avec l'organe médical souple allongé 15, afin de bloquer une rotation incontrôlée dudit organe médical souple allongé 15.
[0149] Sur les figures 17a à 20i, on a représenté un module d'entraînement selon un deuxième mode de réalisation.
[0150] Plus précisément, comme illustré sur la figure 17a, dans ce deuxième mode de réalisation, chaque empilement, tel que décrit plus haut, est couplé à un système mécanique 41 . On parle alors d'empilement amplifié e21 - e25. Ce système permet d'atteindre des élongations plus importantes qu'avec un empilement d'éléments non amplifié, par exemple de l'ordre de plusieurs dixièmes de millimètres.
[0151 ] Le système mécanique 41 d'amplification des empilements d'éléments amplifiés e21 - e25 utilisé est par exemple un système de forme globalement elliptique, encadrant un empilement e21 - e25 d'éléments. Le système mécanique 41 est solidarisé aux deux extrémités de l'empilement e21 - e25. L'amplification est par exemple basée sur un principe de flexion et d'extension élastique du système mécanique 41.
[0152] Le système mécanique 41 permet en outre d'inverser le phénomène d'élongation. Comme illustré sur les figures 17b à 17e, le système mécanique 41 inverse le phénomène de déformation. Quand l'empilement amplifié e21 - e25 est soumis à une tension positive et qu'il s'allonge selon une direction longitudinale, la longueur transversale de l'empilement amplifié e21 - e25 diminue. Et inversement, lorsque l'empilement amplifié e21 - e25 est soumis à une pression négative, et qu'il raccourcit selon sa direction longitudinale, sa longueur transversale s'allonge. Cette caractéristique est utilisée dans ce deuxième mode de réalisation de l'invention.
[0153] Par souci de clarté, les empilements d'éléments amplifiés e21 - e25 tels que décrits ci-dessus sont représentés sous une forme simplifiée sur les figures, par exemple sous la forme d'un rectangle ou d'un pavé selon l'angle de vue.
[0154] Afin d'obtenir un actionneur 34 selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, cinq empilements amplifiés e21 - e25 sont combinés. Chaque empilement amplifié e21 - e25 est solidarisé à au moins un autre empilement amplifié e21 - e25. Plus précisément, un premier empilement amplifié e21 comprend, solidarisé à l'une de ses deux faces transversales, plus précisément au niveau d'une surface de contact 59 de l'empilement amplifié, une touche 36, telle que déjà décrite. La touche possède une surface d'entraînement 35, en contact avec l'organe médical souple allongé à entraîner. La touche est par exemple solidarisée au système mécanique 41 .
[0155] Par souci de clarté, et pour différencier les actionneurs obtenus avec des empilements amplifiés, on utilisera le terme « actionneur amplifié 34 » dans la suite de la description.
[0156] Ce mode de réalisation n'est pas limitatif. On peut par exemple coupler plusieurs empilements amplifiés selon la même orientation et dans la même direction de façon à augmenter le déplacement total de l'actionneur amplifié. [0157] Puis, un deuxième empilement amplifié e22 est solidarisé, par l'une de ses extrémités longitudinales, au premier empilement amplifié e21 , au niveau de l'une de ses faces longitudinales. Plus précisément, la face transversale libre du premier empilement amplifié e21 est dans l'alignement de l'une des faces longitudinales du deuxième empilement amplifié e22. [0158] Puis, on reproduit la même combinaison avec deux autres empilements amplifiés e23 et e24. Enfin, un cinquième empilement amplifié e25 est solidarisé aux quatre premiers empilements amplifiés, au niveau de l'une des faces longitudinales des empilements amplifiés e22 et e24. Plus précisément, les faces transversales libres des empilements amplifiés e22 et e24 sont dans l'alignement de l'une des faces longitudinales du cinquième empilement amplifié e25.
[0159] En réalisant une combinaison de cinq empilements amplifiés tels que décrits plus hauts, on obtient un actionneur amplifié 34 selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. L'actionneur amplifié 34 comprend en outre une référence fixe 27, par exemple au niveau du cinquième empilement amplifié e25. Les touches 36 des empilements amplifiés e21 - e25 sont considérées comme mobiles par rapport à cette référence fixe 27.
[0160] On entend par « mobile » un déplacement relatif des touches 24 de l'actionneur amplifié 34, induit par un raccourcissement ou une élongation de l'un ou de plusieurs des empilements amplifiés e21 - e25 formant ledit actionneur amplifié 34.
[0161 ] Un module d'entraînement 16 d'un organe médical souple allongé 15 est représenté sur la figure 18. Le module d'entraînement 16 selon le deuxième mode de réalisation comprend un premier et un deuxième actionneurs amplifiés 34, qui coopèrent ensemble pour générer un mouvement de l'organe médical souple allongé 15 par rapport à la base 13. Le deuxième actionneur 34 comprend aussi deux touches 36, comprenant deux surfaces d'entraînement 35, qui peuvent être mobiles par rapport à la référence fixe 27 du deuxième actionneur, tel que déjà décrit.
[0162] De même que dans le premier mode de réalisation décrit, les deux actionneurs 34 peuvent avoir une base 13 commune, servant alors de référence fixe pour la paire d'actionneurs 40". On note également que le référentiel utilisé pour décrire la mise en mouvement du module d'entraînement selon un premier mode de réalisation est conservé pour décrire la mise en mouvement du module d'entraînement selon le deuxième mode de réalisation.
[0163] On a donc un module d'entraînement 16, comprenant deux actionneurs 34, adapté pour entraîner un organe médical souple allongé 15 s'étendant selon une direction X, appelée « direction longitudinale X ». Le module d'entraînement 16 est apte à générer un mouvement de translation de l'organe médical souple allongé 15 selon une direction X, ainsi qu'un mouvement de rotation de l'organe médical souple allongé 15 autour de la direction X. Les touches 36 de la paire 40" d'actionneurs amplifiés 34 sont éloignées selon une direction Z.
[0164] L'organe médical souple allongé 15 est disposé entre les deux paires de touches 36 des actionneurs amplifiés 34, les deux paires se faisant face. Dans cette disposition représentée sur l'ensemble des figures 18 à 20i, on a les directions longitudinales des premier et troisième empilements amplifiés e21 et e24 de chacun des actionneurs amplifiés parallèles à la direction Z, les directions longitudinales des deuxième et quatrième empilements amplifiés e22 et e24 de chacun des actionneurs amplifiés parallèles à la direction Y et enfin, le cinquième empilement amplifié e25 de chacun des actionneurs amplifiés 34 parallèle à la direction X.
[0165] Comme pour le module d'entraînement 16 selon le premier mode de réalisation, on peut définir une configuration libre des touches 36 de la paire d'actionneurs amplifiés 40" et une configuration d'entraînement. En configuration libre, les touches 36 de la paire d'actionneurs amplifiés 40" ne sont pas en contact avec l'organe médical souple allongé 15. Chaque empilement amplifié est alors soumis à une pression nulle. En configuration d'entraînement, au moins une surface d'entraînement 35 d'une touche 36 d'un actionneur amplifié 34 est en contact avec l'organe médical souple allongé 15, et par exemple deux touches 36 se faisant face sont en contact avec l'organe médical souple allongé 15. En configuration d'entraînement, un ou plusieurs empilements amplifiés e21 - e25 sont soumis à une tension négative ou positive. Une tension négative induira une élongation de l'empilement amplifié e21 - e25, tandis que l'application d'une tension positive entraînera un raccourcissement de l'empilement amplifié e21 - e25.
[0166] Un exemple décrivant la génération d'un mouvement de translation de l'organe médical souple allongé 15 selon sa direction longitudinale X est détaillé en référence aux figures 19a à 19g. Les figures 19a à 19g illustrent la paire 40" d'actionneurs 34 en perspective, et vue de haut.
[0167] Durant chacune des étapes de translation, les deux touches 36 d'un même actionneur amplifié 34 ne sont pas toujours déphasées, tandis que deux touches 36 se faisant face sont mises en mouvement symétriquement.
[0168] On se réfère plus précisément à la figure 19a, qui illustre le module d'entraînement 16 en configuration d'entraînement, les surfaces d'entraînement 35 des paires de touches 36 étant en contact avec l'organe médical souple allongé 15. Un tableau récapitulatif des tensions appliquées à chacun des empilements amplifiés est reproduit ci-après. Chacun des empilements amplifiés e21 - e25 se faisant face de la paire d'actionneurs sont soumis à une même tension.
Figure imgf000021_0001
[0169] Le tableau ci-avant présente le type de tension appliquée à chacun des empilements amplifiés afin de mettre en mouvement l'organe médical souple allongé 15 en translation selon la direction X. Cette mise en mouvement nécessite de passer par plusieurs étapes représentées, non exhaustivement, sur les figures 19a à 19g. Les empilements amplifiés e22 et e24 peuvent être soumis à n'importe quelle tension de valeur nulle, négative ou positive. La valeur de cette tension, pour ne pas perturber le déplacement relatif de la touche, doit rester constante durant toute la mise en mouvement de l'actionneur selon une direction pour laquelle les empilements ne sont pas utilisés.
[0170] Dans le cadre de la translation, les deuxièmes et quatrièmes empilements amplifiés e22, e24 de chaque actionneur amplifié 34 ne sont pas utilisés.
Empilement Figure Figure Figure Figure Figure Figure Figure Figure figure piézoélectrique 20a 20b 20c 20d 20e 20f 20g 20h 20i amplifié
e21 0 0 - - - - - 0 0 e22 0 0 0 0 0 +/- +/- +/- 0
Figure imgf000022_0001
[0171 ] Le tableau ci-avant présente le type de tension appliquée à chacun des empilements amplifiés e21 - e25 afin de mettre en mouvement l'organe médical souple allongé 15 en rotation autour de la direction X. Cette mise en mouvement nécessite de passer par plusieurs étapes représentées, non exhaustivement, sur les figures 20a à 20i.
[0172] De même que décrit ci-avant à propos des empilements amplifiés e22 et e24, l'empilement amplifié e25 peut être soumis à n'importe quelle valeur de tension durant la mise en mouvement, du moment que cette valeur reste constante.
[0173] Dans le cadre de la rotation, les cinquièmes empilements e25 amplifiés de chaque actionneur amplifié 34 ne sont pas utilisés. On note également que les deuxièmes et quatrièmes empilements amplifiés e22, e24 de chaque actionneur amplifié 34 reçoivent une tension opposée lors de leur utilisation respective pour la mise en rotation de l'organe médical souple allongé 15. Cela permet d'amplifier le mouvement de rotation, en augmentant la différence de longueur entre lesdits deuxièmes empilements d'une part, et entre lesdits quatrièmes empilements d'autre part. [0174] Lors de la rotation, les différentes étapes sont réalisées beaucoup plus lentement, du fait du petit diamètre de l'organe médical souple allongé 15.
[0175] On note que les valeurs des tensions auxquelles sont soumis les actionneurs amplifiés 34 sont là à titre d'exemples purement illustratifs, et que d'autres valeurs peuvent être appliquées sans pour autant modifier le résultat visé par l'invention.
[0176] La figure 22 représente une variante de réalisation. Dans ce mode de réalisation, l'actionneur 60 peut comprendre six empilements e31 - e36 chacun tel que décrit plus haut. Par exemple, les empilements e31 - e36 peuvent être tels qu'illustrés sur les figures 9a à 16e, ou encore des empilements amplifiés de type tels qu'illustrés sur les figures 17a à 20i. En variante, on peut prévoir d'utiliser de simples éléments tels que ceux empilés pour former les empilements.
[0177] Par souci de clarté, les empilements e31 - e36 formant l'actionneur sont représentés sous la forme d'un rectangle ou d'une barre selon l'angle de vue illustré sur les figures 22 à 28c.
[0178] Les empilements e31 - e36 sont par exemple solidarisés à une référence fixe 27 à l'une de leurs extrémités, et à une touche 62 à leur autre extrémité au moyen d'une rotule 61.
[0179] Par exemple, on peut prévoir six rotules 61 disposées sur la référence fixe 27, à laquelle une extrémité d'un empilement e31 - e36 est assemblée. Les rotules 61 sont par exemple disposées par paires 63, les rotules 61 formant une paire étant adjacentes l'une de l'autre, voire assemblées l'une à l'autre. Chaque paire 63 est par exemple espacée d'un angle de 120 ° sur un cercle 64 avec chaque autre paire 63. [0180] De même, on prévoit par exemple six autres rotules 61 disposées sur la touche 62. Les rotules 61 peuvent également être agencées par paires 63, les deux rotules formant chaque paire 63 pouvant être adjacentes l'une de l'autre ou encore assemblées l'une à l'autre. Les paires 63 de rotules 61 peuvent être espacées d'un angle de 120 ° sur un cercle 64' avec chaque autre paire 63.
[0181 ] Afin d'améliorer la stabilité de l'actionneur 60, on peut en outre prévoir de décaler en rotation les paires 63 de rotules 61 de la référence fixe 27 et de la touche 62 d'un angle de 60 °. [0182] Par souci de clarté, les cercles 64, 64' ont été représentés en pointillés sur les figures 22 à 23c bien que leur représentation soit optionnelle. La référence fixe 27 est représentée sous la forme d'un disque, toutefois elle peut prendre toute autre forme, notamment un rectangle, un carré etc.
[0183] Grâce à ces dispositions, on peut par exemple avoir, au niveau de la référence fixe 27, un premier empilement e31 assemblé avec un deuxième empilement e32 aux deux rotules 61 d'une même paire 63. Puis deux autres empilements e33 et e34 sont encastrés dans deux autres rotules 61 d'une deuxième paire 63. Enfin, deux derniers empilements e35 e36 sont encastrés dans les deux rotules 61 de la troisième paire 63.
[0184] Dans cette disposition, on a donc au niveau de la touche 62 les empilements e31 et e36 encastrés dans les deux rotules 61 d'une première paire 63, les empilements e32 et e33 encastrés dans les deux rotules d'une deuxième paire 63 et enfin les empilements e34 et e35 sont encastrés dans les deux rotules d'une troisième paire 63.
[0185] L'actionneur 60 présente globalement la forme d'un hexapode. De même que dans les variantes de réalisation décrites ci-avant, la touche 62 de l'actionneur 60 est mobile par rapport à la référence fixe 27 de l'actionneur 60. On entend par « mobile » un déplacement relatif de la touche 62 de l'actionneur, induit par un raccourcissement ou une élongation de l'un ou de plusieurs des empilements e31 - e36. L'agencement des empilements e31 - e36 peut permettre de déplacer la touche 62 selon les trois directions X, Y et Z en conservant son orientation constante dans l'espace.
[0186] Les figures 23a à 23c représentent respectivement des déplacements de la touche 62 selon les directions X, Y et Z.
[0187] On a représenté sur la figure 23a un déplacement de la touche 62 de l'actionneur 60 selon une direction X. En considérant la disposition des empilements e31 - e36 telle que décrite ci-avant. Un déplacement de la touche 62 selon la direction X, dans un premier sens, peut être obtenu en appliquant par exemple certaines tensions positives et/ou négatives aux empilements e31 - e35. La tension appliquée à chaque empilement e31 - e35 est par exemple différente, de sorte qu'un mouvement de la touche selon une direction X est possible et de sorte que la touche 62 conserve une orientation constante dans l'espace durant son déplacement.
[0188] Pour mettre en mouvement la touche 62 selon une direction Z, on applique certaines tensions positives ou négatives à l'ensemble des empilements e31 - e36. L'application d'une tension négative, dans le cas où les empilements e31 - e36 ne sont pas amplifiés, entraîne un raccourcissement des empilements, et l'application d'une tension positive entraîne une élongation des empilements e31 - e36, comme représenté sur la figure 23b. Les tensions appliquées sont par exemple égales, de sorte que la touche 62 conserve une orientation constante dans l'espace. [0189] La figure 23c représente un déplacement de la touche 62 de l'actionneur 60 selon la direction Y dans un premier sens. On applique par exemple certaines tensions positives et/ou négatives aux empilements e31 - e35. La tension appliquée à chaque empilement e31 - e35 est par exemple différente, de sorte qu'un mouvement de la touche selon une direction Y est possible et de sorte que la touche 62 conserve une orientation constante dans l'espace durant son déplacement.
[0190] On note que les valeurs des tensions auxquelles sont soumis les empilements e31 - e36 sont là à titre d'exemples purement illustratifs, et que d'autres valeurs peuvent être appliquées sans pour autant modifier le résultat visé par l'invention.
[0191 ] Un module d'entraînement 16 d'un organe médical souple allongé 15 est représenté sur la figure 24. Le module d'entraînement 16 selon le troisième mode de réalisation comprend au moins un premier et un deuxième actionneur 60 formant ensemble une première paire d'actionneurs 65. Le premier et le deuxième actionneurs coopèrent ensemble pour générer un mouvement de l'organe médical souple allongé 15 par rapport à la base 13. L'organe médical souple allongé 15 est disposé entre les touches 62 des premier et deuxième actionneurs 60, les touches 62 se faisant face et étant éloignées l'une de l'autre selon la direction Z.
[0192] Le deuxième actionneur 60 comprend également une surface d'entraînement 66 mobile par rapport à sa référence fixe 27.
[0193] De même que dans les modes de réalisation décrits ci-avant, les deux actionneurs 60 peuvent avoir une base 13 commune, servant alors de référence fixe pour la paire d'actionneurs 65. On note également que le référentiel utilisé pour décrire la mise en mouvement du module d'entraînement est conservé pour décrire la mise en mouvement du module d'entraînement selon le troisième mode de réalisation.
[0194] On a donc un module d'entraînement 16, comprenant deux actionneurs 60, adapté pour entraîner un organe médical souple allongé 15 s'étendant selon une direction X, appelée « direction longitudinale X ». Le module d'entraînement 16 est apte à générer un mouvement de translation de l'organe médical souple allongé 15 selon une direction X, ainsi qu'un mouvement de rotation de l'organe médical souple allongé 15 autour de la direction X. Les touches 62 de la paire 65 d'actionneurs 60 sont éloignées selon une direction Z.
[0195] Comme pour le module d'entraînement selon les premier et deuxième modes de réalisation, on peut définir une configuration libre des touches 62 de la paire d'actionneurs 65 et une configuration d'entraînement. En configuration libre, les touches 62 de la paire d'actionneurs 65 ne sont pas en contact avec l'organe médical souple allongé 15. Chaque empilement amplifié est par exemple soumis à une pression nulle. En configuration d'entraînement, au moins une surface d'entraînement 66 d'une touche 62 d'un actionneur 60 est en contact avec l'organe médical souple allongé 15, et par exemple deux touches 62 se faisant face sont en contact avec l'organe médical souple allongé 15. En configuration d'entraînement, un ou plusieurs empilements e31 - e36 sont soumis à une tension négative ou positive.
[0196] Ainsi, le module d'entraînement 16 décrit selon le troisième mode de réalisation est apte à générer une translation de l'organe médical souple allongé selon la direction X ou encore à mettre en rotation l'organe médical souple allongé 15 autour de l'axe X.
[0197] Les figures 25a à 25c représentent la mise en mouvement de l'organe médical souple allongé 15 selon la direction X par la paire d'actionneurs 65. Dans un premier temps, on passe de la configuration libre représentée figure 24 à une configuration d'entraînement représentée sur la figure 25a. Selon l'exemple, ce passage se fait par l'application d'une tension permettant un mouvement des touches de la paire d'actionneurs selon deux directions X et Z, le mouvement se faisant dans un même sens pour la direction X et dans un sens opposé dans la direction Z. Afin de permettre ce passage, on applique une tension permettant la translation selon deux directions X et Z, tel que décrit ci-dessus et illustré sur les figures 23a et 23b.
[0198] Puis, en configuration d'entraînement, on génère un déplacement simultané en sens opposé des touches 62 selon une direction X, ce qui génère un mouvement de translation de l'organe médical souple allongé 15 selon la direction longitudinale X (figure 25c). En variante, on peut utiliser une seule des deux touches 62, l'autre restant fixe.
[0199] On peut répéter les étapes ci-dessus de manière commandée et cyclique pour générer une translation de l'organe médical souple allongé 15. Une translation de l'organe médical souple allongé 15 selon la direction X dans un sens opposé peut se faire par une suite d'opérations opposées de celle qui vient d'être décrite.
[0200] La mise en rotation de l'organe médical souple allongé15 autour de la direction X est décrite en référence aux figures 26a à 26c. La position de départ correspond à la figure 24. [0201 ] Dans un premier temps, on passe à une configuration d'entraînement représentée sur la figure 26a. Selon l'exemple, ce passage se fait par l'application d'une tension permettant un mouvement des touches de la paire d'actionneurs selon deux directions Y et Z, le mouvement se faisant dans un même sens pour la direction Y et dans un sens opposé dans la direction Z. Afin de permettre ce passage, on applique une tension permettant la translation selon deux directions Y et Z, tel que décrit ci-dessus et illustré sur les figures 23b et 23c.
[0202] En configuration d'entraînement, on génère un déplacement simultané en sens opposé des touches 62 selon la direction Y, ce qui génère un mouvement de rotation de l'organe médical souple allongé 15 (figure 26b) autour de la direction longitudinale X. [0203] On passe enfin de la configuration illustré figure 26b, à la configuration représentée figure 26c, par l'application de tensions correspondant aux tensions de la position de départ.
[0204] On peut répéter les étapes ci-dessus de manière commandée cyclique pour générer une rotation de l'organe médical souple allongé 15 selon une course longue (par exemple plusieurs fois 360 °) autour de la direction longitudinale X dans un premier sens de rotation.
[0205] Le déplacement de l'organe médical souple allongé 15 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.
[0206] En variante, on peut prévoir un module d'entraînement 16 comprenant plus d'une paire 65. Par exemple, on prévoit une première paire 65 d'actionneurs coopérant avec une deuxième paire 65' d'actionneurs 60. Les actionneurs 60 de la deuxième paire 65' présentent toutes les caractéristiques des actionneurs 60 tels que décrits ci-avant. La première paire 65 et la deuxième paire d'actionneurs 65' peuvent être décalées l'une par rapport à l'autre selon la direction longitudinale X de l'organe médical souple allongé 15. Selon un exemple, les deux paires peuvent être prévues coplanaires dans leur configuration libre. Elles peuvent être prévues vis-à-vis d'une base 13 communes aux deux paires 65, 65'. En variante les bases 13 de chaque paire peuvent être indépendantes, voire non coplanaires. [0207] De même que décrit en rapport avec les premier et deuxième modes de réalisation, les actionnements des deux paires 65, 65' peuvent être synchronisés. . Par exemple, les actionnements des deux paires 65, 65' peuvent générer des mouvements identiques simultanés des deux paires 65, 65'. En variante, les deux paires 65, 65' peuvent être actionnés de manière synchronisée pour générer des mouvements décalés en phase. C'est-à- dire qu'une première paire 65, 65'peut être en configuration d'entraînement pendant qu'une autre paire 65, 65'est en configuration libre, et vice-versa. Par exemple, il y a toujours au moins une paire 65, 65'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 15.
[0208] Un exemple est donné à titre illustratif sur les figures 27a à 27c pour un mode d'entraînement de l'organe médical souple allongé 15 en translation dans la direction de la direction longitudinale X. Le mouvement de la première paire 65 a déjà été décrit ci-dessus en relation avec les figures 25a à 25c. le déplacement de la deuxième paire 65' au cours du cycle est illustré sur la figure 27c. Lorsque la première paire 65 est en configuration libre, la deuxième paire 65' passe en configuration d'entraînement. [0209] Les déplacements de la deuxième paire 65' sont, dans cet exemple, déphasés par rapport à ceux de la première paire 40. Ainsi, la position de la deuxième paire 65' illustrée figure 27c correspond en fait au mouvement de la première paire 65 illustré figure 27a, et ainsi de suite.
[0210] Les deux paires 65, 65' sont espacées de manière à éviter toute collision.
[021 1 ] Lors de la mise en route du système, la première paire 65 sera commandée puis, de manière déphasée, la deuxième paire 65'. Cette mise en oeuvre s'applique pour d'autres mouvements que la translation. Cette mise en oeuvre s'applique pour plus de deux paires. Dans ce cas, les paires sont, le cas échéant, toutes déphasées les unes par rapport aux autres, ou certaines paires peuvent être en phase les unes avec les autres.
[0212] Le déphasage des paires permet d'assurer constamment un contact de l'une des deux paires 65, 65' avec l'organe médical souple allongé 15, afin de bloquer un avancement incontrôlé dudit organe médical souple allongé 15. [0213] Les figures 28a à 28b illustrent une rotation de l'organe médical souple allongé 15 autour de la direction longitudinale X. Cette rotation est en fait effectuée par une translation des actionneurs dans les directions Z et Y. Sur les figures 16a à 16c, une paire d'actionneurs 65, 65' se trouve en premier plan, la paire d'actionneurs 60, 65' en arrière-plan est représentée en pointillées. [0214] La mise en oeuvre du mouvement de rotation de l'organe médical souple allongé 15 autour de la direction X de chacune des paires d'actionneurs 65, 65' a été décrite en référence aux figures 26a à 26c.
[0215] Lors de la mise en route du système, la première paire 65 sera commandée puis, de manière déphasée, la deuxième paire 65'. Cette mise en oeuvre s'applique pour d'autres mouvements que la translation. Cette mise en oeuvre 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. [0216] Le déphasage des paires permet d'assurer constamment un contact de l'une des deux paires avec l'organe médical souple allongé 15, afin de bloquer une rotation incontrôlée dudit organe médical souple allongé 15.
[0217] On note que dans l'ensemble des modes de réalisation décrits ci-avant, un système de contrôle (non représenté), par exemple de type microcontrôleur, est apte à calculer les tensions à appliquer à chacun des empilements pour obtenir les déplacements et les combinaisons de déplacements de la touche des actionneurs 26, 34, 60 selon l'une et/ou l'autre des directions X, Y et Z.
[0218] Les figures 21 a et 21 b présentent un boîtier 42 logeant les actionneurs. Le boîtier 42 peut présenter des lumières 43 autorisant le passage de l'organe médical souple allongé 15.
[0219] Le boîtier 42 comprend également une barrière stérile 48. La barrière stérile 48 peut être solidaire du boîtier 42. La barrière stérile 48 sépare l'espace en deux sous-espaces, un sous-espace stérile 44 et un sous- espace pas nécessairement stérile 45. Dans l'exemple présenté, la paire d'actionneurs 40, 40', 40"est disposée dans le sous-espace pas nécessairement stérile 45. Les actionneurs 26, 34 coopèrent donc avec l'organe médical souple allongé 15 à travers la barrière stérile 48. [0220] Par exemple, la barrière stérile 48 comprend un film continu comprenant une portion d'attachement 46 pour chaque actionneur 26, 34, et des portions souples 47 entre deux portions d'attachement 46 voisines. Chaque actionneur 26, 34 est attaché à une portion d'attachement du film continu, les surfaces d'entraînement 25, 35 des touches 24, 36 des actionneurs 26,34 étant en prise avec l'organe médical souple allongé 15 par l'intermédiaire du film continu. Les portions d'attachement 46 sont solidarisées aux actionneurs en début d'intervention, et désolidarisées des actionneurs en fin d'utilisation afin de jeter la barrière stérile qui est à usage unique.
[0221 ] Les figures 21 a et 21 b illustrent un boîtier contenant deux paires d'actionneurs 40,40' selon le premier mode de réalisation décrit. Toutefois, le boîtier 42 est également compatible avec la paire 40" d'actionneurs 34 selon le deuxième mode de réalisation décrit.
Références
Installation d'artériographie 1 Tronc principal 22 Boîtier 42
Poste d'opération 2 Branches 23a, 23b 50 Lumière 43
Salle de commande 3 Touche 24 Espace stérile 44
Paroi 4 30 Surface d'entraînement 25 Espace non-stérile 45
Table d'opération 5 Actionneur 26 Portion d'attachement 46 Patient 6 Référence fixe 27 Portion souple 47
Imageur 7 Organe de commande 28 55 Barrière stérile 48
Source de rayons X 8 Empilement (e1 - e8) Injecteur de produit 57 Détecteur 9 35 Empilement amplifié (e21 -e25) Raccord 56
Robot d'artériographie 10 Empilement (e31 -e36) Commande de l'injecteur de Poste de commande 1 1 Bloc 29 produit 59
Commandes distantes 12 Élément 30 60 Commande 58
Base 13 Couche conductrice 31 Surface de contact 59 Récipient 14 40 Générateur de tension 32 Actionneur 60
Organe médical souple allongé Couche isolante 33 Rotule 61
15, 15', 15" Actionneur amplifié 34 Touche 62
Module d'entraînement 16 Surface d'entraînement 35 65 Paire de rotule 63
Boîtier de communication 17 Touche 36 Cercle 64
Boîtier de commande 18 45 Face transversale 38 Paire d'actionneurs 65, 65' Commande de l'imageur 19 Face longitudinale 39 Surface d'entraînement 66 Ecran 20 Paire d'actionneurs 40, 40', 40"
Artère 21 Système mécanique 41

Claims

Revendications
1 . Module d'entraînement (16) d'organe médical souple allongé (15, 15', 15") comprenant :
- une base (13),
- au moins un actionneur (26, 34, 60) comprenant une surface d'entraînement (25, 35, 66), ledit actionneur (26,
34, 60) étant plaçable dans une configuration d'entraînement dans laquelle ladite surface d'entraînement (25, 35, 66) dudit actionneur (26, 34, 60) est en prise avec l'organe médical souple allongé (15, 15', 15") à entraîner, ledit actionneur (26, 34, 60) comprenant en outre une surface solidarisée à la base (13) et servant de référence fixe (27), et
la surface d'entraînement (25, 35, 60) dudit actionneur (26, 34, 60) étant mobile par rapport à la base (13),
- un organe de commande (1 1 ) adapté pour commander un déplacement par rapport à la base (13) de la surface d'entraînement (25, 35, 60) dudit actionneur (26, 34, 60) en configuration d'entraînement, entraînant ainsi l'organe médical souple allongé (15, 15', 15") par rapport à la base (13),
caractérisé en ce que l'actionneur (26, 34, 60) est formé par au moins un empilement (e) d'éléments (30), lesdits éléments (30) étant aptes à se déformer sous l'application d'un champ électrique.
2. Module (16) selon la revendication 1 , dans lequel l'actionneur est en outre plaçable dans une configuration libre dans laquelle la surface d'entraînement (25, 35, 66) dudit actionneur (26, 34, 60) n'est pas en prise avec l'organe médical souple allongé (15, 15', 15").
3. Module (16) selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, dans lequel un matériau formant lesdits éléments (30) est apte à se déformer sous l'application d'un champ électrique.
4. Module (16) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le déplacement par rapport à la base (13) de la surface d'entraînement (25, 35, 66) de l'actionneur (26, 34, 60) comprend une combinaison de :
-une translation de la surface d'entraînement (25, 35, 66) de l'actionneur (26, 34, 60) par rapport à la base (13) selon une direction parallèle à la direction longitudinale (X) locale de l'organe médical souple allongé (15, 15', 15"),
-une translation de la surface d'entraînement (25, 35, 66) de l'actionneur (26, 34, 60) par rapport à la base (13) selon une direction (Z) transverse à la direction longitudinale (X) locale de l'organe médical souple allongé (15, 15', 15")
-une translation de la surface d'entraînement (25, 35, 66) de l'actionneur (26, 34, 60) par rapport à la base (13) selon une direction (Y) transverse à la direction longitudinale (X) locale de l'organe médical souple allongé (15, 15', 15").
5. Module (16) selon la revendication 4, dans lequel un ou deux membres de la combinaison sont nuls.
6. Module (16) selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5, dans lequel la translation de la surface d'entraînement (25, 35, 66) de l'actionneur (26, 34, 60) par rapport à la base (13) selon une direction (Y) transverse à la direction longitudinale (X) locale de l'organe médical souple allongé (15, 15', 15") est adaptée pour permettre un roulement de l'organe médical souple allongé (15, 15', 15") sur la surface d'entraînement (25,
35, 66) de l'actionneur (26, 34, 60) autour de la direction longitudinale (X) locale de l'organe médical souple allongé (15, 15', 15").
7. Module (16) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel l'actionneur (26) comprend au moins huit empilements (e1 -e8) identiques d'éléments (30).
8. Module (16) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel un actionneur (26) présente au moins six faces, dont au moins quatre faces longitudinales (39) selon une direction longitudinale, et au moins deux faces
5 transversales (38) selon une direction transversale.
9. Module (16) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel au moins quatre empilements (e, e1 - e8) d'éléments (30) accolés par l'une de leurs faces de plus grande longueur et selon une même polarité, chaque empilement (e, e1 -e8) d'éléments (30) étant en contact avec au moins deux autres empilements (e, e1 -e8)
10 d'éléments (30), forment un bloc (29), au moins deux blocs étant superposés par l'une de leurs faces de plus petite longueur pour former ledit actionneur (26).
10. Module (16) selon la revendication 9, dans lequel le déplacement de la surface d'entraînement (25) de l'actionneur (26) par rapport à la base (13) selon la direction longitudinale (X) locale de l'organe médical souple
15 allongé (15, 15', 15") ou selon une direction (Y) transverse à ladite direction (X) se fait par l'application d'une même tension sur les éléments (30) d'au moins un premier et un deuxième empilements (e, e1 -e8) accolés du premier bloc (29) et sur les éléments (30) d'au moins un troisième et un quatrième empilements (e, e1 -e8) accolés du deuxième bloc (29), lesdits troisième et quatrième empilements (e1 -e8) étant opposés diagonalement auxdits premier et deuxième empilements (e, e1 -e8).
20
1 1 . Module (16) selon la revendication 10, dans lequel les éléments (30) des quatre autres empilements (e1 -e8) peuvent être soumis à une même tension, autre que celle appliquée auxdits éléments (30) desdits premier, deuxième, troisième et quatrième empilements (e, e1 -e8).
25 12. Module (16) selon l'une quelconque des revendications 10 ou 1 1 , dans lequel, pour un déplacement de la surface d'entraînement (25) de l'actionneur (26) par rapport à la base selon une direction longitudinale (X) locale de l'organe médical souple allongé (15, 15', 15"), les empilements (e, e1 -e8) dont les éléments (30) sont mis sous tension sont accolés selon ladite direction (Y).
30 13. Module (16) selon l'une quelconque des revendications 10 à 12, dans lequel pour un déplacement de la surface d'entraînement (25) de l'actionneur (26) par rapport à la base (13) selon une direction (Y) transverse à ladite direction longitudinale (X) locale de l'organe médical souple allongé (15, 15', 15"), les empilements (e, e1 -e8) dont les éléments (30) sont mis sous tension sont accolés selon ladite direction (X).
35 14. Module (16) selon l'une quelconque des revendications 10 à 13, dans lequel le déplacement de la surface d'entraînement (25) de l'actionneur (26) par rapport à la base (13) selon une direction longitudinale (Z) locale de l'organe médical souple allongé (15, 15', 15") se fait par l'application d'une même tension sur les éléments (30) de tous les empilements (e, e1 -e8) du premier bloc (29) et d'une même tension sur les éléments (30) de tous les empilements (e1 -e8) du deuxième bloc (29), la tension appliquée sur les éléments (30) de tous les empilements
40 (e, e1 -e8) du premier bloc (29) pouvant être différente de la tension appliquée sur les éléments (30) de tous les empilements (e, e1 -e8) du deuxième bloc (29).
15. Module (16) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les empilements (e, e21 - e25) d'éléments (30) sont amplifiés au moyen d'un système mécanique (41 ) d'amplification.
45
16. Module (16) selon la revendication 15, dans lequel un actionneur (34) est formé d'au moins trois empilements amplifiés (e21 - e25) caractérisé en ce que un premier empilement amplifié (e21 , e23) d'éléments (30) comprend, solidarisée à l'une de ses faces transversales, une surface d'entraînement (35),
un deuxième empilement amplifié (e22, e24) d'éléments (30) est solidarisé au premier empilement amplifié (e21 , e23) ; de sorte que la face transversale non solidarisée à la surface d'entraînement dudit premier empilement amplifié (e21 , e23) est dans l'alignement de la face longitudinale du deuxième empilement amplifié (e22, e24) d'éléments (30), et
un troisième empilement amplifié (e25) d'éléments (30) muni d'une référence fixe (27) en contact intime avec la base (13) est solidarisé au deuxième empilement amplifié (e22, e24) d'éléments (30) de sorte que la face transversale non reliée au premier empilement amplifié (e21 , e23) est dans l'alignement d'une face longitudinale dudit troisième empilement amplifié (e25) d'éléments (30).
17. Module (16) selon l'une des revendications 15 à 16, dans lequel le déplacement de la surface d'entraînement (35) de l'actionneur (34) par rapport à la base (13) selon la direction longitudinale (X) locale de l'organe médical souple allongé (15, 15', 15") se fait par l'application d'une même tension sur les éléments (30) de l'empilement amplifié (e21 - e25) parallèle à la direction longitudinale (X) de l'organe médical souple allongé (15, 15', 15").
18. Module (16) selon l'une quelconque des revendications 15 à 17, dans lequel le déplacement de la surface d'entraînement (35) de l'actionneur (34) par rapport à la base (13) selon la direction (Y) se fait par l'application d'une même tension sur les éléments (30) de l'empilement amplifié (e21 - e25) parallèle à la direction (Y).
19. Module (16) selon l'une quelconque des revendications 15 à 18, dans lequel le déplacement de la surface d'entraînement (35) de l'actionneur (34) par rapport à la base selon la direction (Z) se fait par l'application d'une même tension sur les éléments (30) de l'empilement amplifié (e21 - e25) parallèle à la direction (Z).
20. Module (16) selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel l'actionneur (60) comprend au moins six empilements (e31 -e36) identiques d'éléments (30).
21 . Module (16) selon la revendication 20, dans lequel l'actionneur (60) comprend :
- au moins six rotules (61 ) agencées par paires (63) disposées sur un cercle (64) au niveau de la référence fixe (27), chaque rotule (61 ) recevant une première extrémité d'un empilement (e31 - e36), et
au moins six autre rotules (61 ) agencées par paires (63) disposées sur un cercle (64') au niveau de la touche (62), chaque rotule (61 ) recevant une deuxième extrémité d'un empilement (e31 - e36).
22. Module (16) selon la revendication 21 , dans lequel :
les paires (63) de rotules (61 ) disposées sur un même cercle (64, 64') sont espacées les unes des autres d'un angle de 120 °, et dans lequel
- les paires de rotules (63) sont agencées de sorte qu'une paire (63) de rotules (61 ) située au niveau de la référence fixe (27) est décalée d'un arc de cercle de 60 ° par rapport à une paire (63) de rotules (61 ) située au niveau de la touche (62).
23. Module (16) selon l'une quelconque des revendications 1 à 22, dans lequel l'actionneur (26, 34, 60) est un premier actionneur (26, 34, 60), le module comprenant en outre - un deuxième actionneur (26, 34, 60) comprenant une surface d'entraînement (25, 35, 66), ledit actionneur (26, 34, 60) étant plaçable dans une configuration d'entraînement dans laquelle la surface d'entraînement (25, 35, 66) de l'actionneur (26, 34, 60) est en prise avec l'organe médical souple allongé (15, 15', 15") à entraîner, ledit actionneur (26, 34, 60) comprenant en outre une surface solidarisée à ladite base (13) et servant de référence fixe (27) pour le deuxième actionneur, et
la surface d'entraînement (25, 35, 66) dudit au moins un actionneur (26, 34, 60) étant mobile par rapport à la base (13),
-un organe de commande (1 1 ) adapté pour commander un déplacement par rapport à la base (13) de la surface d'entraînement (25, 35, 66) dudit actionneur (26, 34, 60) en configuration d'entraînement, entraînant ainsi l'organe médical souple allongé (15, 15', 15") par rapport à la base (13).
24. Module (16) selon la revendication 23, dans lequel le premier et le deuxième actionneurs (26, 34, 60) forment ensemble une paire d'actionneurs (40, 40', 40', 40"", 65, 65'), les actionneurs (26, 34, 60) de la paire d'actionneurs (40, 40', 40", 40"', 65, 65') étant disposés de part et d'autre de l'organe médical souple allongé (15, 15', 15"), ledit deuxième actionneur (26, 34, 60) présentant en outre toutes les caractéristiques décrites pour le premier actionneur dans l'une ou l'autre des revendications 1 à 15 ou 1 à 7 et 16 à 20 ou 1 à 7 et 21 à 23.
25. Module (16) selon l'une quelconque des revendications 23 à 24, dans lequel la base (13) est une première base (13), la paire d'actionneurs (40, 40', 40", 40"', 65, 65') est une première paire d'actionneurs (40, 40"', 65), le module comprenant en outre :
-une deuxième base (13),
-une deuxième paire d'actionneurs (40', 40"', 65') comprenant chacun une surface d'entraînement (25, 35, 66), les surfaces d'entraînement (25, 35, 66) de la deuxième paire d'actionneurs (40', 40"', 65') étant plaçables alternativement dans une configuration d'entraînement dans laquelle les surfaces d'entraînement (25, 35, 66) des actionneurs (26, 34, 60) de la deuxième paire d'actionneurs (40', 40"', 65') sont en prise avec l'organe médical souple allongé (15, 15', 15") à entraîner et disposées de part et d'autre de celui-ci, et dans une configuration libre dans laquelle les surfaces d'entraînement (25, 35, 66) des actionneurs (26, 34, 60) de la deuxième paire d'actionneurs (40', 40"', 65') ne sont pas en prise avec l'organe médical souple allongé (15, 15', 15"), les surfaces d'entraînement (25, 35, 66) des actionneurs (26, 34, 60) de la deuxième paire d'actionneurs (40', 40"', 65') étant mobiles par rapport à la deuxième base (13),
l'organe de commande (1 1 ) étant adapté pour commander de manière répétée un déplacement par rapport à la deuxième base (13) des surfaces d'entraînement (25, 35, 66) des actionneurs (26, 34, 60) en configuration d'entraînement, entraînant ainsi l'organe médical souple allongé (15, 15', 15") par rapport à la deuxième base (13), et un déplacement par rapport à la deuxième base (13) des surfaces d'entraînement (25, 35, 66) des actionneurs (26, 34, 60) de la deuxième paire d'actionneurs (40', 40"', 65') en configuration sans entraîner l'organe médical souple allongé (15, 15', 15") par rapport à la deuxième base (13).
26. Module (16) selon la revendication 25, dans lequel la première base (13) et la deuxième base (13) sont solidaires ou communes.
27. Module (16) selon l'une des revendications 15 à 19 et 22 à 26, dans lequel les actionneurs (34) de la première paire (40") sont reliés aux actionneurs (34) de la deuxième paire (40"') de sorte que la référence fixe (27) des actionneurs de la première paire (40") soit en contact avec la référence fixe (27) des actionneurs (34) de la deuxième paire, et que les premiers empilements (e21 , e23) et les deuxième empilements (e22, e24) des actionneurs (34) de la première et de la deuxième paires soient respectivement parallèles entre eux.
28. Module (16) selon l'une quelconque des revendications 1 à 27, comprenant en outre un boîtier (42) recevant les actionneurs (26 , 34, 60) et comprenant une barrière stérile (48) consommable à usage unique comprenant une portion d'attachement (46) pour chaque actionneur (26, 34, 60) et des portions souples (47) entre deux portions d'attachement (46) voisines, chaque actionneur (26, 34, 60) étant attaché à une portion d'attachement (46) de la barrière stérile (48), les surfaces d'entraînement (25, 35, 66) étant en prise avec l'organe médical souple allongé (15, 15', 15") par l'intermédiaire de ladite barrière stérile (48).
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