Brevet FR2368257A1 — publié le 19780519

La présente invention a pour objet un endoscope a tête orientable, du type comprenant un corps de commande, une sonde tubulaire dont au moins la portion d extremité terminee par une tête d'observation est susceptible d'être infléchie au moyen d'au moins deux cibles de traction placés à 1800 l'un de l'autre, an crés sur la tête d'observation, s'étendant sur toute la longueur de la sonde jusque dans le corps de commande et reliés à un organe de manoeuvre disposé dans ledit corps de commande, un premier faisceau de fibres optiques s'étendant sur toute la longueur de la sonde pour la transmission, à partir d'une source de lumière reliée au corps de commande, de la lumière d'éclairage pour la zone d'observation située en regard de la tete de sonda-ge, un deuxième faisceau de fibres optiques s 'étendant sur toute la longueur de la sonde pour la transmission d'une image formée à l'aide d'éléments optiques situAs dans ladite tête d'observation, des éléments optiques complémentaires disposés à l'intérieur du corps de commande dans le prolongement du deuxième faisceau de fibres optiques, et devant un viseur, et présentant une position réglable, et des organes de manoeuvre pour régler la position desdits éléments optiques complémentaires. Les instruments optiques chirurgicaux flexibles du type endoscope, qui permettent un examen clinique de passages ou ca- vites situés à l'intérieur du corps humain, se présentent essentiellement sous la forme d'instruments fibrescopes incorporant des fibres optiques pour la transmission de la lumière froide d'éclairage de la zone d'observation et la transmission en retour d'une image de ladite zone.Ainsi, un instrument fibrescope comprend d'une manière générale un corps principal de commande, dans lequel sont disposés une partie des éléments optiques d'observation ou de prise de vue et des éléments de réglage, et une sonde tubulaire flexible dans laquelle passent d'une part les fibres optiques conduct#rices de lumière et d'image et d'autre part des accessoires de traitement clinique tels que forceps ou pinces pour effectuer des prélèvements, tubes as pirateurs ou d'injection,, . , t'extr#mité libre de la sonde est munie d'une tete de sondage qui comporte des lentilles d'objectif pour l'observation, est orientable et peut être inclinée à partir d'organe de réglage placés dans le corps de commande de l'appareil, la sonde tubulaire est constituée pour llessen- tiel par un ensemble d'anneaux ou par un ressort plat enroulé en spirale, de manière à présenter une certaine flexibilité et s'adapter au profil des passages ou cavités dans lesquels elle est engagée. Toutefois, pour certaines applications particulières, il peut être fait également usage de sondes relativement rigides. Selon divers modes particuliers de réalisation, décrits notamment dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 2.975.785 et dans les brevets français n s 1.321.853, 1.492.149 et 2.214.450, le tronçon d'extrémité de la sonde de l'endoscope peut être infléchi par rapport au reste de la sonde grâce à un ou plusieurs brins ou câbles de traction s'étendant tout le long de la sonde au voisinage de sa périphérie extérieure et fixés d'un côte à la tête d'observation constituant l'extrémité libre de la sonde et de l'autre cooté sur un organe de manoeuvre disposé dans une unité de commande de l'endoscope.Lorsque l'on tire ou pousse les câbles de traction à l'aide de l'organe de manoeuvre, le tron çon d'extrémité s'infléchit dans une direction prédéterminee. Par ailleurs, la mise au point optique s'effectue en déplaçant longitudinalement les lentilles d'oculaire en tournant une bague filetée disposée en avant du viseur et coaxialement à ce dernier. L'utilisation d'un endoscope nécessite donc toujours deux réglages. D'une part, un réglage de l'orientation de la tête d'observation pour placer cette dernière en face de la zone à observer, d'autre part, un réglage de l'optique, nécessaire à chaque changement de position de la tête d'observation, pour retrouver la netteté de l'image. Cette exigence de double réglage rend particulièrement pénible l'utilisation des endoscopes surtout lorsque l'opérateur doit examiner des zones étendues de passages ou cavités du corps humain et modifier de très nombreuses fois l'orientation de la tête d'observation de la sonde.La difficulté principale avec les appareils connus du type précité provient du fait que l'opérateur doit à chaque fois manipuler successivement deux boutons de manoeuvre éloignés l'un de l'autre, puisque le bouton de commande de l'orientation de la tête émerge du corps de commande à travers l'une des faces latérales de ce corps tandis que la bague de réglage optique reste disposée à une extrémité de ce corps en position adjacente au viseur. Par suite, les réglages de position de la tête et de mise au point optique ne peuvent être effectués que successivement, ou nécessitent l'utilisation des deux mains de l'opérateur, excluant la manipulation simultanée d'autres instruments incorporés dans l'endoscope, tels que pinces. La présente invention vise à remédier aux ineonvenients précités et à améliore- la facilité d'utilisation des endoscopes en permettant d'effectar de façon rapide et commode, même avec une seule main, le double réglage de l'orientation de la tête d'observation et de la mise au point optique. Ceci est rendu possible grâce à un endoscope du type mentionné au début dans lequel, conformément à l'invention, le réglage de la position des éléments optiques complémentaires est effectué au moyen d'un premier bouton de manoeuvre qui est disposé coaxialement à un second bouton de nanoeuvre commandant la traction desdits câbles assurant l'inclinaison de la tete d'obser- vation, lesdits premier et deuxième boutons de manoeuvre étant disposés à distance du viseur. Ainsi, les éléments optiques complémentaires, tels que les lentilles d'oculaire, sont déplacés, conformément à l'invention, au moyen d'un bouton de manoeuvre à la fois distant du viseur, donc plus accessible pour l'opérateur, et situé immédiatement à coté du bouton de réglage de la position de la sonde, donc manoeuvrable avec les doigts de la main même qui agit sur le réglage de la position de la sonde, laissant l'autre main libre pour actionner simultanément un outil opératoire de prelevement par exemple. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, les premier et second boutons de manoeuvre coaxiaux qui commandent respectivement le réglage de la position des éléments optiques complémentaires, et l'orientation de la tête d'observation, sont solidaires chacun d'une roue dentée. La roue dentée associée au premier bouton de manoeuvre est en prise sur une crémaillère-fixe sur un tube mobile à l'intérieur duquel sont montés lesdits éléments optiques complémentaires. La roue dentée associée au second bouton de manoeuvre est en prise sur deux crémaillères parallèles et agissant en sens opposé, sur chacune desquelles est fixée l'extrémité arrière de l'un des câbles de traction assurant l'inclinaison de la tête d'observation. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ap para#tront mieux à la lecture de la description qui va suivre d'un mode particulier de réalisation de l'invention, donné uniquement à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 : est une vue de dessus schématique de l'in- térieur du corps de commande d'un endoscope conforme à l'invention. - La figure 2 : est une vue en coupe du corps de commande dans son entier, prise selon la ligne Il-Il de la figure 1. - la figure 3 : est une vue de côté agrandie avec coupe partielle, de la partie d'extrémité munie d'anneaux de la sonde tubulaire d'un exemple d'endoscope auquel est applicable l'invention. - la figure 4 : est une vue agrandie en coupe du dispositif d'ancrage de l'extrémité arrière d1un câble de traction sur l'organe de manoeuvre disposé dans le corps de commande, prise selon la ligne IV-iV de la figure 2. il est à noter que l'invention n'est pas limitée à un type déterminé d'endoscope et peut être appliquée dans le cadre d'utilisation très variées par exemple aussi bien en bronchofibroscopie, qu'en gastroscopie ou cystoscopie, et les dimensions de la sonde ainsi que le type d'instruments, tels que pinces, incorporés dans la sonde peuvent être différents selon les applications envisagées. L'invention concerne plus particulièrement le mode de commande des éléments optiques d'un endoscope en association avec le mode de commande de l'orientation de la partie d'extrémité orientable de la sonde. Si l'on se réfère aux figures 1 et 2, on voit, représente de façon schématique, un corps 1 de commande d'un endoscope, muni d'un couvercle étanche 2. La partie tubulaire formant sonde qui émerge du corps 1 à travers la face avant est référencée 3 et n'est représentée que sur une faible fraction de sa longueur. Un câble conducteur de lumière 4 monté sur le corps 1 et reliant l'endoscope à une source extérieure de lumière froide, non représentée, se prolonge à l'intérieur du corps 1 par un faisceau de fibres 31 qui pénètre dans la chambre 5 puis s'étend sur toute la longueur de la sonde 3 jusque dans la tête de sondage pour assurer l'éclairage de la zone à observer. Un deuxième faisceau de fibres optiques 32 sté- tendant également sur toute la longueur de la sonde 3 transmet l'image de la zone observée, formée par les lentilles d'objectif disposées dans la tête de sondage et est relié, à l'intérieur du corps 1 à un tube optique 6 muni de lentilles d'oculaire 34 et placé devant un viseur 7.Un conduit 8 pour le passage par exemple d'une pince de biopsie 33 et raccordé à la sonde 3, émerge du corps 1 à travers une de ses faces latérales. Le corps 1 comprend encore les éléments 9 assurant le réglage de ltorienta- tion de la tête de la sonde 3 par l'intermédiaire des câbles 13 et 14, ainsi que les éléments de réglage du tube optique 5. Ces divers éléments de réglage seront décrits plus en détail cidessous. La figure 3 représente, à une échelle agrandie par rapport à l'échelle des figures 1 et 2, une vue en élévation d'un exemple de partie d'extrémité D de la sonde 3 d'un endoscope auquel est applicable la présente invention Cette partie D est prévue pour pouvoir s incurver pour venir par exemple dans la position représentée en traits mixtes, lorsque l'on agit sur les câbles de traction 13 et 14 à l'aide des éléments de réglage 9 disposés dans le corps de commande 1 de l'endoscope. La portion extrême de la partie D, qui comporte la tête de sondage, ou d'observation 17,19,20 est représentée en coupe tandis que la portion B est représentée sans gaine extérieure 19. Des éléments tubulaires creux ou anneaux 11,12, qui peuvent être par exemple en métal léger, ou éventuellement en matière plastique, constituent armature de la partie flexible D de la sonde 3. Les anneaux 11,12 sont articulés les uns aux autres autour d'axes diamétraux 10 parallèles, et peuvent être inclinés les uns par rapport aux autres, dans un plan perpendiculaire aux axes 10, au moyen de deux câbles de traction 13,14 disposés à 1800 l'un de l'autre et décalés de 900 par rapport aux axes 10. Les câbles 13,14, qui sont avantageusement réalisés à partir de fils métalliques dits de corde å piano, et aplatis de manière à se présenter sous forme de ruban, passent å l'exterieur des anneaux 11 et à l'interieur des anneaux 12 disposés en alternance. Chaque anneau 11 est muni de deux paires d'oreilles diamétralement opposées 1 la et 1 lob respectivement, qui prolongent latéralement le corps cylindrique lic de l'anneau il. Chaque paire d'oreilles lla, llb, est traversée par un axe 10. Chaque anneau 12 qui est intercalé entre deux anneaux 11, comporte de façon similaire deux paires d'oreilles diamétralement opposées 12a et 12b respectivement, qui prolongent latéralement le corps cylindrique 12c de l'anneau 12. Chaque paire d'oreilles llb, 1 la respectivement d'un anneau adjacent 11, constitue avec l'axe goupillé 10 correspondant une des articulations entre anneaux. Les anneaux 12 doivent naturellement, au moins au niveau des oreilles 12a, 12b, présenter une section légèrement supérieure à celle des anneaux 11, au niveau de leurs oreilles lia, lîb. Les anneaux 11 présentent des rentrants ou gorges 15,16 dans leurs parois supérieure et inférieure respectivement, afin de recevoir les combles 13 et 14 respectivement, qui agissent sur les faces externes des anneaux 1 1, et éviter que ceux-ci ne forment des ondulations. Il serait naturellement tout aussi possible de former des gorges dirigées vers l'extérieur dans les parois des anneaux 12 tandis que les anneaux 11 garderaient des faces régulières. Le dernier anneau 17, placé à # Textrémité libre de la sonde 3 est sensiblement plus long que les anneaux 11 et 12 et constitue l'armature de la tête d'observation, Les extrémités avant 13a et 14a respectivement des câbles de traction 13 et 14 sont engagées dans des orifices 24,25 ménagés dans l'anneau de tête 17, sont retournées parallèlement à la paroi dudit anneau 17 et sont coincés entre l'anneau de tête 17 et un manchon cylindrique terminal 18 engagé avec friction sur la tête 17. Un support cylindrique 20 muni de trois passages respectivement pour des fibres optiques d'éclairage 31, des fibres optiques d'observation 32 et un outil tel que pince 33 (figure 1-), est fixé sur la pièce 17 p l'extrémité de la tête de la sonde et comporte également les lentilles d'objectif, non représentées, associées aux fibres optiques 32 Un anneau 17' est fixé a la partie articulée D à l'extrémité située du coté le plus proche du corps de commande 1 et sert de retenue pour l'ensemble de la partie d'extrémité D. La sonde 3 est recouverte sur toute sa longueur et notamment dans sa partie d'extrémité par une mince gai ne protectrice souple 19, par exemple en vinilite, qui assure un isolement de l'intérieur de la sonde par rapport au milieu ambiant et constitue une surface lisse, sans danger pour les tissus du corps humain, qui se raccorde au manchon métallique d'extrémité 18. Dans sa partie proximale nor représentée, située entre le corps de commande 1 et la pièce d'extrémité 17',la sonde 3 comporte à l'intérieur de la gaine 19 une gaine de ressort à boudin qui assure un renforcement de la sonde tout en lui donnant une certaine flexibilité. Le diamètre de la sonde 3 est naturellement variable selon l'application envisagée mais se situe généralement dans la plage 3-7 mm. Le dispositif corforme à l'invention permet facilement d'incliner la tête d'observation 17 d'un angle d'environ 1500 par rapport à la pièce 17', à droite ou à gauche par rapport a la position neutre rectiligne, dans le plan de la figure 3. La valeur de l'angle de courbure maximum petit être variée en jouant sur le choix notamment de la longueur de la partie d'extrémité articulée D ou du nombre total d'#anneaux. Naturellement, la présente invention est également applicable à des types d'endoscopes dans lesquels le tronçon d'extrémité D de la sonde 3 comprend une armature sans anneaux articulés, mais constituée par exemple par un ressort plat enroulé en spirale ou tout autre structure tubulaire flexible susceptible de pouvoir s infléchir lorsqu'une tension est exercée sur les câbles 13 et 14 ancres sur la tête 17,19,20. Les éléments 9 d'actionnement des câbles de traction 13 et 14 ainsi que les organes de réglage du tube optique 6 sont représentés sur les figures 1 et 2. Un bouton de manoeuvre 35 solidaire d'un axe 36 permet de faire tourner une roue dentée 37 qui est en prise sur une crémaillère 38 fixée sur le tube optique par rapport au corps 1 et assurer la mise au point de la netteté de l'image observée dans le viseur 7. Ainsi, le déplacement des lentilles d'oculaire 34 montées dans le tube optique 6 est commande à partir d'un bouton de manoeuvre 35 qui est placé sur une face latérale du corps 1, par exemple la face supérieure 2, distance du viseur 7 et non pas immediatement derrière le viseur, comme c'est le cas dans les dispositifs classiques mettant en oeuvre une bague de réglage coaxiale aux lentilles d'oculairet Par ailleurs, la disposition particulière du bouton de manoeuvre 35 perpendiculairement aux éléments optiques 34 permet de rendre coaxiaux les boutons de réglage 35 et 39 qui commandent respectivement la mise au point optique et l'orientation de la tête d'observation de la sonde 3. Le deuxième bouton de manoeuvre 39, coaxial au bouton de réglage optique 35, est solidaire d'un axe 40 qui entoure coaxialement l'axe 36 et assure l'entraînement en rotation dans un sens ou dans l'autre, de la roue dentée 41 en prise sur deux crémaillères parallèles 42 et 43 qui agissent en sens opposé. Les extrémités arrière des câbles 13 et 14 sont ancrées respectivement dans des orifices 44 et 45 ménagés dans les crémaillères 42 et 43 respectivement. Lorsque la roue 41 est entraînée par le bouton de manoeuvre 39 dans un sens de rotation, l'une des crémaillères 42,43 est déplacée vers l'avant du corps 1 tandis que l'autre crémaillère est déplacée d'une même distance vers l'arrière du corps 1. Ainsi, les deux câbles 13 et 14 coopèrent pour provoquer une inclinaison de la partie d'extrémité D de la sonde 3, la tension de l'un des câbles étant relâche lorsque la tension de l'autre est augmentée et vice versa. Un mode particulier d'accrochage des câbles dans les alésages cylindriques 44 et 45 des crémaillères 42 et 43 est représenté sur la figure 4. L'extrémité arrière de chacun des câbles 13,14 est recourbée en forme de boucle 50 et est engagée dans un alésage 47,48 en forme drentonnoir ménagé dans une boule 46, elle-même disposée de manière à pouvoir pivoter dans l'alésage cylindrique de la crémaillère correspondante. Ainsi, lors du montage, le câble 14, par exemple, est d'abord enfilé dans l'alésage 48,47 de la boule 46 jusqu'à ce que son extrémité arrière 50 vienne se bloquer dans la partie évasée 48 de l'alésage 47, 48. La boule 46 est alors introduite dans l'alésage 45, l'extrémité du câble 14 s'échappant par le cana 49. Ce mode de fixation assure un ancrage sur de l'extrémité arrière d'un câble dans la crémaillère quel que soit le sens de déplacement de cette dernière et les contraintes sont réduites puisque le montage de la boule 46 présente un certain jeu. Bien entendu diverses mQdiflcations et adjonctions peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs qui viennent d'être décrits, uniquement à titre d'exemple non limitatif, sans sortir du cadre de l'invention. En particulier, la structure des conducteurs d'image et d'éclairage à fibres optiques ainsi que des objectifs ou lampes associés peut être conforme aux divers modes de réalisation connus et décrits par exemple dans les brevets ou demandes- de brevet mentionnés au début de la présente description, REVEND#ÇATLONS 1. Endoscope à tête orientable, du type comprenant un corps de commande, une sonde tubulaire dont au moins la portion d' extrémi- té terminée par une tête d'observation est susceptible d'être infléchie au moyen d'au moins deux câbles de traction placés à 1809 l'un de l'autre, ancrés sur la tête d'observation, s 'éten- dant sur toute la longueur de la sonde jusque dans le corps de commande et reliés à un organe de manoeuvre disposé dans ledit corps de commande, un premier faisceau de fibres optiques s'étendant sur toute la longueur de la sonde pour la transmission, à partir d'une source de lumière reliée au corps de commande, de la lumière d'éclairage pour la zone d'observation située en regard de la tête de sondage, un deuxième faisceau de fibres optiques s'étendant sur toute la longueur de la sonde pour la transmission d'une image formée à l'aide d'éléments optiques situés dans ladite tête d'observation, des éléments optiques complémentaires disposés à l'intérieur du corps de commande dans le prolongement du deuxième faisceau de fibres optiques et devant un viseur, et présentant une position réglable, et des organes de manoeuvre pour régler la position desdits éléments optiques complémentaires c a r a c t é r i s é en ce que le réglage de la position des éléments optiques complémentaires est effectué au moyen d'un premier bouton de manoeuvre qui est disposé coaxialement à un second bouton de manoeuvre commandant la traction desdits câbles assurant 1l'inclinaison de la tête d'observation ; lesdits premier et deuxième boutons de manoeuvre étant disposés à distance du viseur. 2. Endoscope selon la revendication i, c a r a c t é r i s é en ce que les premier et second boutons de manoeuvre coaxiaux qui commandent respectivement le réglage de la position des élé- ments optiques complémentaires et l'orientation de la tête d'observation, sont solidaires chacun d'une roue dentée. 3. Endoscope selon la revendication 2, c a r a c t é r i s é en ce que la roue dentée associée au premier bouton de manoeuvre est en prise sur une crémaillère fixée sur un tube mobile à'l'intérieur duquel sont montés lesdits éléments optiques complémentaires. 4. Endoscope selon la revendication -2 ou la revendjcation 3, c a r a c t é r i s é en ce que la roue dentée associez au second bouton de manoeuvre est en prise sur deux crémaillères parallèles et agissant en sens opposé, sur chacune desquelles est fixée l'extrémité arrière de l'un des câbles de traction assurant l'inclinaison de la tête d'observation.