Brevet FR2424733A1 — publié le 19791130

La présente invention est relative aux sondes ultra-sonores utilisées pour effectuer des mesures intracorporelles en étant placées dans le corps par un orifice naturel. Dans l'application à la mesure du débit aortique par exemple, on a déjà proposé de mettre en oeuvre une sonde ultra-sonore introduite dans l'oesophage. Une telle sonde comprend un émetteur ou transducteur placé en bout d'un cathéter ou analogu#e qui peut etre associé à un ballonnet gonflé pour as sumer une fonction d'immobilisation dans le conduit naturel Pour assumer une bonne fonction d'immobilisation, il convient, en règle générale, de conférer au ballonnet une certaine longueur de manière qu'après gonflement il soit en contact de surface suffisant ave c la paroi du conduit na turel pour éviter tout glissement.Cependant, comme le gonflement du ballonnet est assuré par l'intermédiaire d'un produit liquide, on conçoit que l'accrois - se ment de longueur du ballonnet conduit à une augmentation de poids sensible de la partie interne de la sonde et que, par suite, le sujet doit obligatoirement adopter une position couchée pour éviter, après positionnement, un glissement intempestif sous effet de ce poids accru. Un inconvénient des sondes actuellement connues réside aussi dans le fait que l'orientation de l'émetteur, dont dépend la qualité de la mesure, est déli cate, voire malaisée puisqu'il faut recourir à chaque fois à une mise en place par tatonnement. On a proposé pour résoudre cet inconvénient de monter l'émetteur sur un support au moyen d'une articulation à un seul axe dirigé perpendi culairement à l'axe longitudinal de la sonde qui comporte, à l'intérieur du cathéter ou analogue, un câble permettant de commander la position relative de l'émetteur par rapport au support. Une telle structure permet de régler l'angle d'inclinaison en vue de l'obtention du meilleur effet DOPPLER. Tou ~te#is, cette disposition ne règle pas le problème de l'immobilisation dans la meilleure orientation de l'émetteur en direction de la cible retenue. La présente invention a pour objet de résoudre le problème ci-dessus en créant une sonde dont l'émetteur peut être placé et orienté avec précision depuis l'extérieur, de manière à permettre sa localisation précise ainsi que son orientation en direction de la cible visée au niveau de laquelle une mesure ultra-sonique doit etre effectuée. L'objet de l'invention est conçu de manière à permettre en outre une ins pection azimuthale complète, c'est-à-dire offrant à l'émetteur une possibilité de rotation sur lui-meme de 3600 sur son axe. Un autre avantage de objet de l'invention tient au fait que selon une dis position particulière l'émetteur peut etre tourné sur son axe dans le meme sens sur plus d'un tour, ce qui permet d'utiliser une telle sonde pour d'autres applications qu'une mesure de débit et, par exemple, pour effectuer l'inspection d'un organe interne en mettant en oeuvre le principe de l'échographie. Conformément à l'invention, la sonde intracorporelle ultra-sonore comportant un cathéter ou analogue en bout duquel est monté un émetteur ultrasonore alimenté électriquement à travers le cathéter et pouvant etre immobilisé à l'intérieur d'une voie naturelle par un ballonnet rempli de liquide est caractérisée en ce que le cathéter ou analogue porte en bout au moins une enveloppe gonflable depuis l'extérieur avec un liquide et entourant l'émetteur ultra-sonore entièrement logé à l'intérieur de cette enveloppe qui assume une fonction d'immobilisation de 11 émetteur à l'intérieur de la voie et une fonction de couplage acoustique pour ledit émetteur. Diverses autres caractéristiques ressortent de la description ci-dessous faite en référence au dessin annexé qui montre, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation de l'objet de l'invention. La fig. 1 est une coupe-élévation de l'objet de l'invention La fig. 2 est une coupe-élévation d'une variante de réalisation de l'objet de l'invention. La fig. 3 est une coupe-élévation montrant une autre forme d'exécution d'un organe de l'objet de l'invention. La fig. 1 montre une première forme de réalisation selon laquelle la sonde conforme à l'invention comprend un cathéter ou analogue 1, c'est-à-dire un tube souple dont la longueur et le diamètre extérieur sont choisis en fonction de l'application pour laquelle la sonde est conçue. Le tube I peut etre réalisé en de nombreuse#s matières différentes qui sont choisies pour leurs caractéristiques de non toxicité et de bonne tolérance pour les muqueuses et aussi pour leur aptitude à présenter un état de surface doux, c'est-à-dire non agressif pour les muqueuses, une bonne soudabilité avec lui-meme et d'autres matériaux, ainsi qu'une étanchéité intrinsèque parfaite. A titre d'exemple, le tube 1 est réalisé en chlorure de polyvinyle. Le tube I constitue une gaine contenant un flexible 2, par exemple métallique ou un segment d'un autre matériau apte à présenter une souplesse rela tive acceptable ainsi qu'une bonne résistance à la torsion. Le flexible 2 est associé à un cable électrique 3 à deux conducteurs, de préférence, un câble du type co-axial, Le flexible 2 et le cabale 3 sont entourés avec étanchéité à proximité de l'une de leurs extrémités communes par un bouchon 4 qui est monté libre de tourner avec étanchéité dans une bague complémentaire 5 formée par ou rapportée sur l'extrémité la du tube 1. Au-delà de l'extrémité la, le flexible 2 est muni d'un bouton moleté 6, tandis que le câble 3 est branché sur une source 7 de production ou de distribution d'énergie électrique.Endeçà de l'extrémité la, le tube 1 est muni d'un raccord 8 destiné à faire communiquer le volume interne 9, délimité entre le tube 1 et l'ensemble flexible 2 câble 3, avec un appareil 10 capable de délivrer ou d'aspirer un fluide liquide tel que de l'huile ou de l'eau. L'extrémité lb du tube 1 est reliée avec étanchéité à une enveloppe 11 allongée, étanche, souple#, ainsi qu'éventuellement légèrement élastique. A titre d'exemple, l'enveloppe est réalisée en une matière telle que le polyuréthane ou le PVC et présente à l'état gonflé un diamètre notablement plus grand que celui du tube 1 et à l'état dégonflé un encombrement sensiblement de l'or- dre de celui du tube 1. L'enveloppe 11 est fermée avec étanchéité à son ex trémité libre par un bouchon 12 en une matière rigide appropriée telle que le PVC et qui se prolonge co-axialement au tube 1 en partie à l'intérieur de ladite enveloppe. Le bouchon 12 délimite axialement un alésage borgne 13 qui sert de palier de centrage et de support à une queue ou aiguille 14 prolongeant un bloc 15 rapporté en bout de l'extrémité du flexible 2 interne à l'enveloppe. Le bloc 15 présente un plan d'appui 16 incliné par rapport à l'axe longitudinal X-X' commun au flexible 2 au corps 15 et à l'aiguille 14. Le plan 16 supporte un émetteur ultra-sonore 17 qui est raccordé aux deux conducteurs 3a-3b du câble 3. Le bloc 15 et l'émetteur 17 sont ainsi disposés à l'intérieur de l'enveloppe 11 et sont en outre centrés et portés par le flexible 2 et par le bouchon 12. Après introduction par un orifice naturel dans une voie naturelle telle que l'oesophage O représenté en traits mixtes et déplacement axial jusqu'à la position requise, l'appareil 10 est commandé pour assurer le gonflement de l'enveloppe qui prend l'état illustré au dessin, c'est-à-dire sensiblement celui d'un ballonnet dont la paroi périphérique est pressée contre la paroi de l'oesophage. L'enveloppe 11 assume ainsi une première fonction d'immobilisa tion dans la position requise de l'émetteur 17 et par le fluide liquide qu'elle contient une seconde fonction de couplage acoustique transmettant les ondes émises par ledit émetteur dès que celui-ci est alimenté par la source 7.L'enveloppe Il gonflée et immobilisée à l'intérieur de la voie naturelle assume en plus une troisième fonction de support et de centrage de l'aiguille 14 maintenant ainsi le bloc 15 dans l'alignement du flexible 2. Il est ainsi possible en agissant sur le bouton 6 de faire tourner librement sur lui-meme le flexible 2 et par suite le bloc 15 et, par conséquent, d'orienter en azimuth la direction d'émission de l'émetteur pour viser exactement la cible recherchée. Cette possibilité de rotation sur l'axe X-X' depuis l'extérieur permet donc une orientation précise dans la mise en place aprè s positionnement axial ainsi, d'silleurs, qu tut réajustement de cette orientation à la suite, par exemple du déplacement incontrôlé et Incontrôlable, soit de la voie naturelle porteuse, soit de l'organe visé.L'opérateur dispose ainsi d'une extreme précision dans la mise en place et dans le réglage de la sonde tout en étant assuré par ailleurs de bénéficier du meilleur effet DOPPLER puisque celui-ci est conféré par l'inclinaison relative fixe de l'émetteur 17 par rapport à l'axe X-X'. Pour accroltre la précision de réglage, il peut etre prévu de faire comporter au bouton 6 un index destiné à se déplacer en regard d'un secteur gradué porté par ou rapporté sur la bague 5. La rotation du flexible 2 et l'orientation azimuthalede l'émetteur peuvent etre accompagnées ou non par un déplacement correspondant du câble 3 Dans la dernière hypothèse, il est alors prévu de faire comporter à ce dernier une boucle 18 représentée en traits mixtes pour autoriser une rotation sur au moins 36ruz Un avantage supplémentaire de la sonde selon l'invention est que la rotation étanche du flexible 2 à l'intérieur du tube 1 permet d'éviter tout risque de contact agressif et d'irritation de la muqueuse ou voie porteuse qui n'a à subir que l'introduction par déplacement axial jusqu'à la position requise. La fig. 2 illustre une variante de réalisation selon laquelle l'enveloppe unique 11 de l'exemple précédent est remplacée par deux enveloppes îîa et llb de faible longueur axiale qui sont placées dans le prolongement l'une de l'autre en étant réunies par un segment de tube 19 à travers lequel passent librement le flexible 2 et le cible 3. Les enveloppes lIa et-llb comminîquent entre elles en permanence par le segment 19 et sont donc gonflées à partir de la meme source par le même produit liquide pour former deux ballonnets de positionnement. L'avantage de cette réalisation réside dans le fait qu'elle réduit notablement le volume de remplissage ou de gonflement et diminue dont le poids de la partie interne de la sonde. Il devient ainsi possible d'envisager de pratiquer des interventions sur des sujets occupant une position non obligatoirement couchée pour certaines applications. Dans le meme but, il peut etre prévu de supprimer la communication entre les deux enveloppes et de raccorder celle ne contenant pas l'émetteur à un tube propre interne à la gaine et permettant, depuis l'extérieur, d'assurer l'introduction ou l'évacuation d'un fluide gazeux en remplacement du fluide liquide. L'ensemble interne présente de la sorte un poids encore plus faible. Un autre avantage tient au fait qu'il est possible de conférer aux deux enveloppes un écartement axial supérieur à la longueur de l'enveloppe 11 tout en gardant un volume de remplissage faible et donc d'améliorer l'aligne - ment en position d'utilisation. Un avantage supplémentaire particulièrement important provient de la faible longueur axiale de chaque enveloppe lla-llb, ce qui permet de rapprocher les points de support et de centrage extremes du bloc 15 et de réaliser ainsi un alignement sans aucun risque de dégagement accidentel, notamment de l'aiguille 14 du bouchon 13, lors d'une flexion accentuée volontairement ou non imposée à la sonde. Dans la variante selon la fig. 2, le bloc 15 et l'émetteur sont logés dans l'enveloppe extreme llb qui assume les trois fonctions ci-dessus, alors que l'enveloppe lla, qui peut contenir éventuellement la boucle 18, n'assume elle qu'une fonction de positionnement. Il est bien évident qu'il est possible aussi de placer l'émetteur dans lten- veloppe lla et de relier l'enveloppe llb au tube d'amenée et de retrait de fluide gazeux comme envisagé ci- dessus. Un autre avantage particulièrement important de la réalisation selon la fig. 2 tient au fait qu'il est possible, dans le cas d'enveloppes lla-llb non communicantes, d'utiliser l'enveloppe > n' ayant initialement qu'une fonction de positionnement,pour lui faire jouer une fonction supplémentaire de stimulation éventuelle d'un organe interne en assurant ses gonflement et dégonfle- ment successifs indépendamment de l'autre enveloppe à une fréquence pou vant etre facilement réglée à la demande. L'émetteur est alors utilisé pour mesurer le déplacement résultant d'un organe sous l'effet de ce stimulus. Une autre forme d'exécution de certains des éléments constitutifs de la sonde est représentée à la fig 3. Selon cette figure, l'alimentation électrique de émetteur est assurée par une liaison interrompue et non continue comme dans les exemples précédents. Cette liaison interrompue fait intervenir un organe de couplage 20 comprenant un premier enroulement ou bobine 21 porté par le tube 1 ou un segment rigide de ce dernier de façon à etre disposé con centriquement audit tube ou segment à l'intérieur de l'enveloppe llb. Les c onducteurs 3a-3b du câble 3 sont branchés aux bornes de l'enroulement 21. Un second enroulement ou bobine 22 est monté, soit sur le flexible 2, soit directement sur le bloc 15 pour etre placé parallèlement à la bobine 21 mais sans contact avec cette dernière. Les deux fils de sortie de la bobine 22 sont branchés aux bornes de l'émetteur 17. Dans une telle construction, le transfert de l'énergie électrique entre le câble 3 et l'émetteur 17 est assuré par effet magnétique entre les bobines 21 et 22 qui sont physiquement indépendantes. Il devient ainsi possible de faire tourner librement de façon continue dans le meme sens l'émetteur 17 sur l'axe X-X' à un nombre de tours-minutes quelconque sans interrompre l'alimentation de l'émetteur. Un tel résultat présente un intéret important car il est alors permis d'utiliser la sonde pour d'autres applications, telles que celles d'exploration ou détection par le principe d'échographie. Un autre avantage de la construction selon la fig. 3 réside dans le faitqu'il est aussi possible de faire effectuer aux bobines 21-22 un e fonction de transformateur en introduisant un rapport de transformation du courant d'alimentation pour l'adapter à l'émetteur 17 en fonction des caractéristiques ohmiques du câble 3. Bien que cela ne soit pas représenté, il peut etre prévu de disposer les bobines 21 et 22 de façon concentrique l'une à l'autre. L'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation représentés et décrits en détail car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. RE VE NDICATIONS 1 - Sonde intracorporelle ultra-sonore comportant un cathéter ou analogue en bout duquel est monté un émetteur ultra-sonore alimenté électriquement à travers le cathéter et pouvant etre immobilisé à l'intérieur d'une voie naturelle par un ballonnet rempli de liquide, caractérisé en ce que le cathéter ou analogue porte en bout au moins une enveloppe gonflable depuis l'exté- rieur avec un liquide et entourant l'émetteur ultra-sonore entièrement logé à l'intérieur de cette enveloppe qui assume une fonction d'immobilisation de l'émetteur à l'intérieur de la voie et une fonction de couplage acoustique pour ledit émetteur. 2 - Sonde selon la revendication 1, caractérisée en ce que le cathéter ou analogue porte en bout au moins une enveloppe gonflable à l'intérieur de laquelle l'émetteur est monté orientable. 3 - Sonde selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le cathéter ou analogue porte en bout au moins une enveloppe assumant en plus une fonction de support et de centrage de l'une des extrémités d'un bloc porteémetteur dont l'autre extrémité est montée en bout d'un flexible centré dans le cathéter et muni à l'extérieur de ce dernier d'un organe d'entrainement en rotation sur lui-meme du bloc#porte-émetteur à l'intérieur de l'enveloppe. 4 - Sonde selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le cathéter porte en bout une enveloppe gonflable dont l'extrémité opposée au cathéter forme un palier de centrage et de support en rotation pour le bloc porteémetteur qui est par ailleurs centré par le flexible pour que son axe de rotation sur lui-meme colncide avec l'axe longitudinal du cathéter et de 1 'enve - loppe. 5 - Sonde selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le cathéter porte deux enveloppes reliées par un segment tubulaire traversé par le flexible qui assure le support et le centrage en rotation du bloc porteémetteur à l'intérieur de l'une des enveloppes. 6 - Sonde selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le cathéter porte à l'opposé de l'enveloppe un cadran en regard duquel se déplace un index présenté par l'organe de commande en rotation du bloc porteémetteur. 7 - Sonde selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le cathéter constitue une gaine de guidage pour le flexible et pour un câble d'ali mentation électrique de l'émetteur ainsi qu'une gaine de communication entre la ou les enveloppes et un appareil externe dtintroduction ou de prélèvement d'un fluide de gonflage 8 - Sonde selon la revendication 5, caractérisée en ce que les deux enveloppes communiquent entre elles par le segment tubulaire. 9 - Sonde selon la revendiesdon 6, caractérisée en ce que les deux enveloppes sont isolées l'une de l'autre de façon étanche et en ce que l'une, contenant l'émetteur, est en relation par le cathéter avec une source de fluide liquide, alors que l'autre est en relation avec une source de fluide gazeux. 10 - Sonde selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que le cathéter constitue une gaine. de-- guidage pour le flexible et pour le câble dont les conducteurs sont physiquement raccordés à l'émetteur. 11 - Sonde selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que le cathéter constitue une gaine de guidage pour le flexible et le cabale dont les conducteurs aboutissent à llun des éléments d'un organe de couplage magné- tique porté par le cathéter à l'intérieur de l'enveloppe et dont ltélément complémentaire, physiquement-dissocié du premier élément, est monté sur le bloc porte -émetteur. 12 - Sonde selon la revendication Il, caractérisée en ce que l'organe de couplage assume une fonction de transformateur des caractéristiques du courant électrique d'alimentation de l'émetteur. 13 - Application de la sonde selon l'une des revendications I à 8-, à lame- sure du débit sanguin notamment par effet DOPPLER dans un vaisseau par voie interne naturelle. 14 - Application de la sonde selon l'une des revendications 1 à 8, à lrexa- men par échographie d'un organe corporel interne par accès par voie naturelle. 15 - Application de la sonde selon la revendication 9, à la stimulation d'un organe interne et à la mesure de la réaction à une telle stimulation.