Brevet FR2267800A1 — publié le 19751114

L'objet de la présente invention a trait à un procédé d'in troduction et de propulsion d'une sonde cathéter dans un conduit vasculaire ainsi qu'au dispositif et à la sonde pour la mise en oeuvre du procédé. On soulignera tout d'abord que sous tous ses aspects, l'invention est applicable d'une manière générale-à tout vaisseau du système artériel; cependant, à titre d'exemple non limitatif et en raison des applications particulièrement intéressantes de l'invention dans ce domaine, certains passages du mémoire descriptif. sont consacrés au domaine des vaisseaux cérébraux. Le problème que l'invention se propose de résoudre a fait ltobjet de nombreuses recherches car sa solution aurait pour la neurologie, la neurochirurgie, la neuroradiologie et la thérapeutique des conséquences importantes : celui de l'introduction d'un cathéter dans les vaisseaux cérébraux en utilisant la porte d'en heée offerte par la portion extra-cranienne de ces vaisseaux. L'intérêt d'une telle technique semble considérable étant donné la multiplicité des applications et des débouchés thérapeutiques. En effet, un cathéter intra-cranien introduit sans aucune maneeuvre chirurgicale offre les possibilités suivantes a) Diagnostic : l'introduction de substance opaque de façon hyper sélective dans certaines branches de l'arbre vasculaire céré bral permet des radiographies extrêmement précises et améliore la définition des images vasculaires actuellement obtenues par injection au niveau du tronc vasculaire initial extra-cranien; ces injections sélectives de produit de contraste permettent aussi de désigner précisément la ou les voies d'alimentation d'une malformation vasculaire (angiome, tumeur etc ...) b) Thérapeutiques : il est possible que certaines malformations vasculaires (anévrysme ou angiome) dont on connait le redouta ble pronostic puissent être traitées en les obstruant par voie endovasculaire.Certaines de ces malformations vasculaires inac cessibles à l'acte chirurgical pourraient ainsi bénéficier d'une véritable chirurgie endo-artérielle. Il en serait éven tuellement de meme pour le traitement de certaines fistules carotico-caverneuses dont le traitement chirurgical est extr8- mement aléatoire actuellement. Toujours sur le plan thérapeutique, on pourrait présumer qu'en entrant au contact avec le caillot intra-vasculaire d'une embolie cérébrale on pourrait, si l'intervention est assez précoce, en faire la cure soit par une substance lytique soit par aspiration. Enfin on pourrait envisager I'éventualito d'un traitement des tumeurs malignes du cerveau par apport direct d'une substance antimitotique au niveau des pédicules iriguant les tumeurs malignes du cerveau. Les applications d'une telle technique apparaissent donc fondamentales. Le cheminement sélectif d'une sonde cathéter dans un arbre artériel pose le double problème de son avancement et de son guidage. A ce jour, la technique employée combinait l'utilisation d'un raidisseur interne ou mandrin disposé dans la sonde et agissant par poussée et celle de moyens magnétiques, un champ externe influençant un élément métallique situé dans l'extrémité avant du cathéter. Cette méthode trouve sa limitation dans sa conception même la progression du cathéter dans l'arbre vasculaire se heurtant en effet d'une manière générale à la complexité de la trajectoire et, plus particulièrement aux nombreuses sinuosités que font les vaisseaux à destinée cérébrale, limitant ainsi la progression de la sonde. De ce fait, les résultats ont été inconstants avec un coefficient de réussite médiocre. De plus, un tel processus exclut toute possibilité de reproductibilité rationnelle. Ce problème du déplacement contrôle de la sonde dans une artère est en outre lié à celui de l'introduction même de cette sonde; on sait, en effet, que la pression artérielle d'un sujet étant supérieure à la pression atmosphérique, tout corps étranger partiellement introduit dans une artère par un dispositif de ponction a tendance à en Qtre éjecté. Sous une forme simple, efficace et fiable, l'invention résoud le triple problème posé par l'introduction, la propulsion et le guidage d'une sonde cathéter dans un conduit vasculaire. A cet effet, le procédé d'introduction et de propulsion d'une sonde cathéter tubulaire dans un conduit vasculaire est caractérisé en ce que l'une des extrémités de la sonde étant introduite dans ledit conduit, une vitesse sensiblement parallèle à son axe est conférée à ladite sonde par des moyens permettant l'application du principe de la conservation de la quantité de mouvement à l'aide d'un fluide auxiliaire injecté dans ladite sonde. Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, lesdits moyens comportent une fermeture de l'extrémité introduite de la sonde et une pluralité de micro-orifices latéraux disposés en arrière de ladite fermeture dans le sens de propulsion et orientés de sorte qu'un fluide injecté à l'intérieur de ladite sonde à l'extrémité opposée à celle d'introduction soit éjecté dans une direction ayant une composante sensiblement opposée à celle de son injection. Un tel procédé présente l'avantage extrèmement important d'être totalement libéré de tout élément entravant l'adaptation de la sonde aux sinuosités du système artériel; de plus, la sonde mise en place, il laisse la disponibilité de l'amie de la sonde pour l'injection ultérieure de substances appropriées. On appréciera que ces dispositions permettent en agissant sur la pression du liquide injecté dans la sonde sa propulsion finement contrôlée tout en libérant ultérieurement sa section utile à des fins thérapeutiques ou d'investigation. Selon un autre de ses aspects, l'invention est caractérisée en ce que ladite sonde est introduite dans ledit conduit vasculaire en passant par un guide sensiblement coaxial à la sonde et débouchant dans ledit conduit. Avantageusement, ledit guide est raccordé à une enceinte contenant partiellement ladite sonde et dans laquelle se trouve un autre fluide auxiliaire dont la pression modulable est réglée de façon à être supérieure à la pression endovasculaire. Cette caractéristique de l'invention présente un double avantage - d'une part, elle résoud élégamment le problème de l'introduction de la sonde dans l'artère à explorer. En effet, la sonde cathé ter contenue partiellement dans une enceinte dont la pression modulable est réglée à une valeur supérieure à celle de la pres sion endovasculaire peut être injectée sans difficulté et main tenue en position avant propulsion avec une force égale au pro duit de la surface de sa section transversale par le gradient de pression, - d'autre part -et on reviendra plus en détail sur ce point dans la description d'un mode de réalisation de l'invention- la for ce agissant sur la sonde dans le sens d'une poussée axiale peut être combinée- avec celle engendrant la propulsion par traction et, en tout état de cause, favorise le passage de la sonde à sa sortie du guide par la création d'un joint liquide de caractère laminaire. Selon un autre de ses aspects, l'invention vise le dispositif d'introduction et de propulsion d'une sonde cathéter dans un conduit vasculaire pour la mise en oeuvre du procédé défini cs dessus, dispositif caractérisé en ce qu'il est constitué par un guide tubulaire offrant un passage à une sonde tubulaire, guide dont l'une des extrémités est adaptée à pouvoir déboucher dans le conduit vasculaire et l'autre est raccordée à une enceinte adaptée à contenir partiellement ladite sonde, ledit guide et son enceinte associée pouvant recevoir un fluide auxiliaire dont la pression modulable est réglée de façon à être supérieure à celle régnant dans ledit conduit vasculaire. Enfin, l'invention a également pour objet une sonde cathéter tubulaire destinée à etre mise eh oeuvre dans un dispositif d'introduction et de propulsion dans un conduit vasculaire, caractériséeen ce qu'elle comporte un moyen de fermeture ainsi qu'une pluralité de micro-orifices disposés en arrière dudit moyen de fermeture dans le sens de propulsion. Avantageusement, lesdits micro-orifices sont orientés de telle sorte qu'un fluide injecté à l'intérieur de ladite sonde à l'extrémité opposée à celle de l'introduction soit éjecté dans une direction ayant une composante sensiblement opposée à celle de son injection. Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, ledit moyen de fermeture présente un caractère transitoire et peut être constitué par un bouchon adapté à obturer la sonde et susceptible d'être éliminé dans un temps déterminé; ladite fermeture peut notamment être établie au niveau de l'extrémité d'introduction. Une autre des caractéristiques de ladite sonde réside dans le fait qu'elle comporte un moyen d'orientation dans un sens sensiblement perpendiculaire à celui de la propulsion; ce moyen peut être constitué par au moins un micro-aimant solidaire de ladite sonde au niveau de la fermeture et sensible à l'action des lignes de force d'un champ magnétique extérieur. Grâce à la combinaison selon l'invention des moyens de propulsion et d'orientation, la progression de la sonde peut être assurée selon un trajet complexe en partant, ainsi qu'on l'a précisé plus haut, d'une portion de l'artère directement accessible, sans acte chirurgical; il s'ensuit une localisation hyper-sélective des interventions. Avantageusement, ledit champ magnétique peut comporter une composante pulsée. D'une manière plus générale, l'invention concerne également un procédé d'introduction contrlée dans un conduit vasculaire d'un corps étrangeisolide par l'intermédiaire d'un guide, procédé caractérisé en ce que ledit corps étranger est contenu dans une enceinte reliée au conduit par ledit guide et que l'on crée un gradient de pression entre ladite enceinte et ledit conduit. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple non limitatif, d'un mode de réalisation de l'invention, en référence aux dessins qui représentent, sous forme de schémas de principe la figure 1, la mise en oeuvre du procédé de l'invention illustrant la phase d'introduction de la sonde, la figure 2, une vue agrandie de la tête de la sonde. la figure 3, la disposition selon la figure 1 après une phase de progression de la sonde dans un vaisseau. la figure 4, une vue agrandie de la titre de la sonde illustrant le phénomène d'auto-orientation sur une trajectoire curviligne. On se référera tout d'abord à la figure 1 correspondant à la phase d'introduction de la sonde. Un récipient réprésenté dans son ensemble par 1 se compose d'un corps 2 prolongé d'un guide tubulaire 3 adapté à être introduit, de façon connue en soi, à travers la paroi 4 d'un vaisseau 5. La sonde cathéter exploratrice désignée dans son ensemble par 6 se présente sous forme d'un tube souple partiellement lové en replis 7 dans le corps de récipient 2 dans lequel elle pénètre au droit d'un joint 8 et dont elle-peut sortir par l'orifice terminal 9 du guide 3. Par un orifice 10, le récipient 1 peut être rempli d'un fluide, liquide physiologique par exemple, dont la pression est modulable par des moyens connus en eux-memes et non représentés; la valeur de cette pression sera désignée par P1 tandis que celle régnant dans la branche artérielle 5 est désignée par Pa. Dès l'instant ou, par la modulation de la valeur P1, il s'établit entre l'enceinte 1 et l'artère 5, un gradient de pression Pg r PI - Pa > O, la sonde 6 est soumise à une poussée diri gée selon les flèches f dont la valeur est fonction de la section transversale de la sonde et dudit gradient. Cette force f de sens opposée et supérieure à celle exercée par la pression endovasculaire provoque la progression de la sonde 6 dans le guide 3 suivie de son injection dans l'artère 5 où elle l'y maintient. Du fait du gradient de pression Pg, il y a zcoulement de l'enceinte 1 vers l'artère 3 d'une certaine quantité du fluide contenu dans la première; il s'agit en réalité d'un débit très faible de liquide physiologique, négligeable par rapport au débit dans l'artère ponctionnée et donc sans répercussion sur le processus circulatoire au sein du réseau artériel concerné. Ainsi que le montre la figure 2, la tête 11 de la sonde comporte un bouchon d'obturation 12 et une série de micro-erifices ou tuyères 13 disposés en arrière dudit bouchon et orientés en sens opposé de celui de la progression. La sonde étant introduite dans l'artère 3, un fluide injecté sous une pression convenable par son extrémité arrière 20 sera éjecté par les tuyères 13 selon des vecteurs-vitesse Ve; ces derniers peuvent être décomposés en composantes axiales Va et radiales Vr. Tandis que les composantes radiales s'équilibrent sensiblement, celles axiales s'ajoutent et, en vertu du principe de la conservation de la quantité de mouvement, donnent naissance à une force de propulsion f' assurant la progression de la sonde dans l'artère 4. Pour assurer le guidage de la sonde dans l'arbre artériel, sa tête peut être munie d'un micro-aimant permanent 14, incorporé à la paroi 15 de la sonde. Un champ magnétitque uniforme externe 16 dont les lignes de force sont esquissées sur la figure 2 permet d'imposer un couple de déviation à l'extrémité 11 de la sonde 6. Ce système de guidage est donc un élément complémentaire au dispositif de propulsion. il est à noter que son adjonction ne sera pas nécessaire dans tous les cas. Rn particulier, certaines situations pathologiques, qui, par exemple : anévrysme artérioveineux et les fistules carotido-caverneuae, créent des axes d'alimentation préférentiels dont la dimension et le débit important favoriseront le passage de la sonde. Le rôle de l'aimant sera surtout de permettre le choix entre deux collatérales d'une même artère, l'auto-orientation des tuyères permettant dans la grande majorité des cas de franchir les courbes vasculaires sans inter Invention extérieure. Le champ magnétique 16 peut d'ailleurs présenter une com posante pulsée destinée à décoller éventuellement la tête de la sonde des rugosités d'une paroi vasculaire. On soulignera que l'injection de fluide dans la sonde pour assurer sa propulsion correspond -à des quantités suffisamment faibles paur ne pas influencer la phase sanguine. Par ailleurs, le courant sanguin, représenté par la flèche f", est de même sens que celui de la propulsion f. En pratique, la propulsion de la sonde est obtenue par le jeu des forces f et f', en maintenant toujours f' > f, cette dernière inhibant les forces de forttement de la sonde au passage de l'orifice 9 du guide 3 débouchant dans l'artère. La figure 3 représente la sonde au temps ti succédant à l'introduction; la tête de sonde Il a été amenée à franchir un premier coude 17 du vaisseau à explorer. On précisera à ce sujet que cette trajectoire curviligne a été suivie sans l'aide du guidage magnétique grâce - d'une part, à la flexibilité de la sonde cathéter, - d'autre part, à un effet d'auto-orientation qui ressort de la figure 4. En effet, abordant une partie curviligne d'un conduit vasculaire, la sonde peut arriver au contact de sa paroi et subir ainsi une certaine flexion (fig. 4); du fait de cette flexion, il y a, pour celles des tuyères situées à l'intérieur et à l'exté- rieur de la convexité, disymétrie directionnelle des jets par rapport à l'axe 78 de la sonde et modification des sections de passage, soit rétrécissement à l'intérieur et dilatation à l'extérieur de la convexité. Les quantités de mouvement VI. Q1 et V2. Q2 correspondbnt aux jets de la figure 4 étant inégales et disymétriques par rapport à l'axe 18 il y a création d'une résultante f' tendant à inscrire la tête de sonde sur la trajectoire curviligne définie par la configuration du conduit vasculaire. On notera que le corps de récipient 2 comporte une échelle graduée 18 qui permet de vérifier la longueur de la sonde introduite et de la situer ainsi le long de sa trajectoire. Afin de visualiser sélectivement une branche artérielle ou d'envoyer des thrombus dans une malformation vasculaire, il est bien entendu indispensable que l'extrémité de la sonde cathéter soit ouverte, tandis que le principe de la propulsion implique sa fermeture. Ainsi qu'on l'a signalé plus haut, le bouchon 12 a un caractère transitoire et est constitué par un système toléré par l'organisme où il se dissout lentement dans le sang en un temps déterminé. A titre d'exemple non limitatif, ce bouchon réalisé en un composé de glucose s'est avéré bien toléré par les tissus et se dissout dans un temps voisin de dix minutes. A titre d'exemple également, on signalera que la sonde constituée par un tube souple, en Silastic par exemple, est d'un diamètre fonction des artères à explorer; pour les artères cere- brales, il est sensiblement de 1 mm. L'épaisseur de la paroi de la sonde est relativement importante (0,3 mm dans le cas précité de l'application à l'artère cérébrale); en effet, la raideur de la paroi évite que la sonde ne se collabe lors du franchissement d'un coude artériel à faible rayon de courbure, de l'ordre de 2mm par exemple. Cette épaisseur de la paroi, de l'ordre de quelques dixièmes de millimètres, permet également d'utiliser la paroi même comme support d'orientation des jets de propulsion. Bien entendu la présente invention ne se limite pas à la forme de réalisation décrite et représentée, mais englobe toutes variantes d'exécution. d'exécution. REVENDICATIONS 1. Procédé d'introduction et de propulsion d'une sonde cathéter tubulaire dans un conduit vasculaire, caractérisé en ce que l'une des extrémités de la sonde étant introduite dans ledit conduit, une vitesse sensiblement parallèle à son axe est conféré à ladite sonde par des moyens permettant l'applicatinn du principe de la conservation de la quantité de mouvement à l'aide d'un fluide auxiliaire injecté dans ledite sonde. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens comportent une fermeture de l'extrémité introduite de la sonde et une pluralité de micro-orifices latéraux disposés en arrière de ladite fermeture dans le sens de propulsion et orientés de sorte qu'un fluide injecté à l'intérieur de ladite sonde à l'extrémité opposée à celle d'introduction soit éjecté dans une direction ayant une composante sensiblement opposée à celle de son injection. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ladite sonde est introduite dans ledit conduit vasculaire en passant par un guide sensiblement coaxial à la sonde et débouchant dans ledit conduit. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit guide est raccordé à une enceinte contenant partiellement ladite sonde et dans laquelle se trouve un autre fluide auxiliaire downt la pression modulable est #réglée de façon à être supérieure à la pression endovasculaire. 5. Dispositif d'introduction et de propulsion d'une sonde cathéter tubulaire dans un conduit vasculaire selon le procédé défini dans l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il est constitué par un guide tubulaire offrant un passage à une sonde tubulaire, guide dont l'une des extrémités est adaptée à pouvoir déboucher dans le conduit vasculaire et l'autre est raccordée à une enceinte adaptée à contenir partiellement la dite sonde, ledit guide et son enceinte associée pouvant recevoir un fluide auxiliaire dont la pression modulable est réglée de façon à être supérieure à celle régnant dans ledit conduit vasculaire. 6. Sonde cathéter tubulaire destinée à être mise en oeuvre dans le dispositif selon la revendication 5 pour son introduction et sa propulsion dans un conduit vasculaire, caractérisé en ce qu'elle comporte un moyen de fermeture ainsi qu'une pluralité de micro-orifices disposés en arrière dudit moyen de fermeture dans le sens de propulsion. 7. Sonde selon la revendication 6, caractérisée en ce que lesdits micro-orifices sont orientés de telle sorte qu'un fluide injecté à l'intérieur de ladite sonde à l'extrémité opposée à celle de l'introduction soit éjecté dans une direction ayant une composante sensiblement opposée à celle de son injection. 8. Sonde selon la revendication 6, caractériséeen ce que ledit moyen de fermeture présente un caractère transitoire. 9. Sonde selon la revendication 8, caractérisée en ce que ledit moyen de fermeture est constitué par un bouchon adapté à obturer la sonde et susceptible d'être éliminé dans un temps déterminé. 10. Sonde selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisée en ce que ladite fermeture est établie au niveau de l'extré- mité d'introduction. 11. Sonde selon l'une quelconque des revendications 6 à 10, caractériséeen ce qu'elle comporte un moyen d'orientation dans un sens sensiblement perpendiculaire à celui de la propulsion. 12. Sonde selon la revendication 11, caractérisée en ce que ledit moyen est constitué parau moins un micro-aimant solidaire de ladite sonde au niveau de la fermeture et sensible à l'action des lignes de force d'un champ magnétique extérieur. 13. Sonde selon la revendication 12 caractérisée en ce que ledit champ peut comporter une composante pulsée. 14. Procédé d'introduction contrôlée dans un conduit vasculaire d'un corps étranger solide par l'intermédiaire d'un guide, caractérisé en ce que ledit corps étranger est contenu dans une enceinte reliée audit conduit par ledit guide et que l'on crée un gradientde pression entre ladite enceinte et ledit conduit.