Brevet FR2474303A1 — publié le 19810731

INSTRUMENT A MAIN DE PRECISION, NOTAMMENT DE MICRO CHIRURGIE La présente invention concerne un instrument à main de précision. Dans une forme d'application particulière, cet instrument est plus spécifiquement destiné à la microchirurgie. L'instrument à main de précision dont s'agit est du type comportant d'une part un outil (en particulier microchirurgical) comportant deux branches articulées entre elles prolongées chacune par un mors et d'autre part un manche composé de deux pièces, définissant une partie antérieure à laquelle est associée l'outil par deux secondes articulations une partie médiane jouant le rôle de lames de ressort et une partie postérieure. Dans le cas de la micro-chirurgie les dimensions des structures opérées, (par exemple une artère dont le calibre est de l'ordre du millimètre) et du fil éventuellement utilise (par exemple de l'ordre de 18 à 25 microns de diamètre) imposent au chirurgien une grande sûreté dans le maniement des instruments notamment le contrôle du tremblement. Cela implique qu'il puisse appuyer ses avant-bras, ses poignets et le bord cubital de ses mains sur un plan stable et utiliser des instruments tenus avec le maximum de stabilité et le minimum d'efforts.L'expérience a montré que la position idéale de travail est celle de l'écriture, la main étant appuyée sur un plan horizontal par l'intermédiaire de son bord cubital, de l'annulaire et de l'auriculaire à demi fléchis, l'instrument étant maintenu entre les extrémités du pouce, de l'index et du majeur et reposant dans le creux de la commissure entre le pouce et l'index, en formant avec le plan horizontal un angle voisin de 450. Des impératifs identiques ou similaires se retrouvent dans d'autres travaux de précision (horlogerie, électronique notamment). Pour répondre à ces impératifs, il est déjà connu de donner à l'instrument une forme générale cylindrique ou pseudo-cylindrique, ce qui correspond à celle d'un stylographe. Un tel instrument est d'une longueur correspondant à la profondeur de travail, notamment de l'ordre de 12 à 23 cm. L'ouverture et la fermeture de l'outil d'un tel instrument connu sont commandées par l'écartement ou le rapprochement du pouce et de l'index de l'opérateur. Dans le cas d'un champ de travail en profondeur, les doigts doivent donc être éloignés des articulations et ainsi effectuer des mouvements de grande amplitude. De plus, l'effet de levier créé par les différentes articulations varie largement selon l'emplacement de la zone de pression des doigts le long du manche. Il en résulte que l'opérateur peut être amené à disposer d'instruments à branches de différentes longueurs afin d'en changer pour maintenir une même position des doigts sur celui-ci. Or, il a été constaté que les instruments à main de précision, notamment de micro-chirurgie connus à ce jour ne sont pas conçus pour résoudre ces problèmes spécifiques. Le but de l'invention proposée est de pallier ces inconvénients. Elle propose donc un instrument à main de précision, notamment de micro-chirurgie du type mentionné carac térisé par le fait que la seconde articulation comprend des moyens élastiques sollicitant en permanence la branche de l'outil et la pièce correspondante du manche à pivotement dans le sens où elles deviennent alignées. Selon une autre caractéristique, la seconde articulation comprend en combinaison des moyens de coulissement permettant un coulissement transversal des axes des secondes articulations le long de l'axe général de l'instrument. Cet instrument est tel que la position des articulations d'association de l'outil de l'instrument et du manche est réglable sans avoir à changer d'instrument. En ou tre, l'outil peut être séparé du manche pour être remplacé ou changé pour un autre type d'outil (notamment micropince, micro-ciseaux ou micro-porte aiguille, etc...) Cela résulte d'une part de la conception même de l'instrument et d'autre part d'une même configuration générale des outils. L'instrument est réalise préférentiellement en un métal ou alliage léger et inoxydable, le manche en titane et l'outil en alliage de titane cobalt dont la dureté et le coefficient d'élasticité sont supérieurs à ceux de l'acier inoxydable. Le caractère démontable et modulaire des instruments permet de diminuer leur coût de réalisation.A l'emploi, l'opérateur peut ne disposer que d'un petit nombre de manches sur lesquels il adapte des outils nombreux de modèles différents. L'invention sera bien comprise par la description d'une forme d'exécution préférée, mais nullement limitative et le dessin annexé dont - la figure 1 est une vue en perspective d'un instrument à main de précision, notamment de micro-chirurgie à l'état ouvert et capuchon enlevé. - la figure 2 est une vue éclatée de l'instrument de la figure 1 et - la figure 3 est une vue partielle, en coupe longitudinale, à plus grande échelle, de la partie antérieure de la pièce inférieure de l'instrument de l'invention. L'instrument 1 à main de précision, notamment mais non exclusivement de micro-chirurgie, selon l'invention, a de façon connue en soi une forme générale pseudo-cylindrique correspondant notamment à celle d'un stylographe. Cet instrument 1 présente deux plans principaux de symétrie perpendiculaires à savoir un plan P1 dit de manipulation et un plan P2 dit d'appui, dont l'intersection détermine un axe longitudinal la de l'instrument. L'instrument 1 comporte de manière générale deux parties distinctes associées et coopérant l'une avec l'autre un outil 2 ou instrument spécifique, par exemple un instrument proprement dit de micro-chirurgie, placé vers l'avant du côté du champ de travail, notamment opératoire et un man che 3 placé vers l'arrière du côté de la main de l'opérateur. L'outil 2 peut faire l'objet de nombreuses formes d'exécution selon le domaine auquel il est appliqué et la fonction à laquelle il est destiné. Par exemple et de façon non limitative, dans le cas de l'application micro-chirurgie, l'outil 2 est une micro-pince ou des micro-ciseaux ou un micro-porte aiguille. L'outil 2 est conçu pour présenter une même géométrie générale , quelle que soit sa fonction. En particulier, il comporte deux branches 4, globalement semblables, rigides, notamment pseudo-rectilignes, situées dans le plan P1, articulées entre elles autour d'un axe 5 situé dans le plan P2 et orthogonal à l'axe la. Chacune des branches 4 est prolongée vers l'avant et d'une pièce par un mors 6 agencé pour correspondre à la fonction spécifique de l'outil 2. L'axe 5 est placé de préférence à la partie avant des branches 4. La longueur des branches 4 est plus ou moins importante selon le type d'outil 2 utilisé et selon la dis; tance à laquelle se trouve le champ de travail. L'axe 5 et les branches 4 définissent une première articulation 7 à pivotement permettant éventuellement un effet de levier sur les mors 6, de manière notamment mais non exclusivement que le déplacement des extrémités avant des mors 6 soit d'amplitude moindre que celui des extrémités arrière 20 des branches 4. L'articulation 7 est préférentiellementréalisée sous la forme d'un rivet ou vis ou similaire 8 traversant deux trous 4a correspondant en regard, percés dans une zone aplatie des branches 4. Le manche 3 comporte une partie antérieure 9, adjacente à sa partie extrême avant à l'outil 2, notamment à son extrémité arrière, une partie postérieure 10 et une partie médiane 11 placée entre elles. La partie antérieure 9 a une forme générale cylindrique, notamment de plus gros diamètre extérieur. Elle est destinée à être placée entre le pouce et l'index de l'opérateur pour pouvoir être déplacée à pivotement autour de l'axe la. A cet effet, la partie antérieure 9 peut être pourvue de cannelures longitudinales, guillochee ou similaire, pour que sa manipulation soit facilitée. La partie postérieure 10 a une forme générale cylindrique, de plus petit diamètre extérieur. Elle est destinée à reposer normalement sur la première commissure de la main de l'opérateur. Les caractéristiques de poids et de dimensions (diamètre et longueur) de la partie postérieure 10 sont telles que quelle que soit la position des doigts de l'opérateur sur le manche 3, notamment sur la partie antérieure 9, en premier lieu le centre de gravité de l'instrument 1 soit placé à l'arrière de sa zone de saisie, en second lieu la partie postérieure 10 repose toujours sur la première commissure. Selon une forme d'exécution préférentielle de l'invention, le manche 3 est composé sur toute sa longueur de deux pièces identiques, notamment une pièce supérieure 12 et une pièce inférieure 13 placées symétriquement par rapport au plan P2. Chaque pièce supérieure 12 et inférieure 13 comprend donc une partie antérieure rigide, rectiligne, semicylindrique et une partie postérieure rigide, rectiligne, semi-cylindrique correspondant respectivement aux parties an antérieure 9 et postérieure 10 du manche 3. La partie médiane de chaque pièce 12, 13 est amincie pour présenter une certaine souplesse et jouer la fonction d'une lame de ressort légèrement incurvée pour s'écarter du plan P2 au fur et à mesure que l'on se rapproche de la partie antérieure 9, le long de l'axe la. Le manche 3 comporte également, éventuellement, une autre pièce intermédiaire 14 en forme générale de lame , de longueur et de largeur au moins sensiblement égales à celles de la partie postérieure 10 venant se placer entre les deux parties postérieures correspondantes des deux pièces 12, 13. La pièce intermédiaire 14 et la forme incurvée de la partie médiane des deux pièces 12, 13 sont tels que les deux parties antérieures des deux pièces 12, 13 sont norma lement écartées l'une de l'autre, de part et d'autre du plan P2 et divergent l'une de l'autre lorsqu'on se déplace sur l'axe la en direction de l'înstruement 2 tout en pouvant être rapprochées et mises en contact et reconstituer alors la forme cylindrique du manche 3. Les deux parties postérieures des deux pièces 12, 13 et la pièce intermédiaire 14 sont rendues rigidement solidaires par tout moyen approprié, notamment par soudage. L'outil 2 notamment les branches 4 et plus particulièrement leurs extrémités arrière, coopèrent avec le manche 3 notamment avec les deux pièces 12, 13 par deux secondes articulations à pivotement 16 d'axes 16a perpendiculaires au plan P1, à la partie extrême avant 15 de la partie antérieure de chacune des pièces 12, 13. Selon l'invention, chaque seconde articulation 16 est élastique en ce qu'elle comporte des moyens élastiques. Il en résulte que la branche 4 est montée à pivotement autour d'un axe 16a sur la pièce 12, 13 correspondante et que les moyens élastiques sollicitent en permanence la branche 4 et la pièce 12, 13 correspondante à pivotement dans le sens elles sont alignées et en prolongement. Selon l'invention, chaque seconde articulation 16 est en outre et le cas échéant coulissante en ce qu'elle comporte éventuellement des moyens de coulissement. Il en résulte alors que l'axe 16a peut être déplacé à coulissement transversal le long de l'axe la, c'est à dire le long de la partie antérieure 9 dans un sens ou dans l'autre c'est à dire vers l'avant ou l'arrière du manche 3, ce qui raccourci ou allonge l'outil 2 et l'ensemble de l'instrument 1 et plus spécialement la distance entre les extrémités avant des mors 6 et la zone de saisie de l'instrument par les doigts de l'opérateur. Selon une forme d'exécution préférentielle mais nullement limitative, les parties antérieures des pièces 12, 13 ont en section droite transversale une forme générale de pseudo-demi-couronne, définissant une gorge 18c rectiligne ayant au moins dans sa pari te médiane une section droite transversale en forme générale de U à fond plat ayant d'une part une ouverture longitudinale 18a sur la face plane 19 intérieure de chaque pièce 12, 13 et d'autre part, une ouverture transversale 18b à l'extrémité de la partie extrême avant 15. Les deux gorges 18c ainsi définies constituent un canal 18 central dans la partie antérieure 9. A sa partie extrême antérieure, la gorge 18c a une section droite transversale en U de forme complémentaire de celle de la branche 4. Dans cette partie extrême antérieure, la gorge 18c a essentiellement comme fonction de guider la branche 4 correspondante et d'éviter tout déplacement intempestif de celle-ci - donc de l'outil 2 - de part ou d'autre du plan P1. Ce guidage est cependant à frottement doux pour permettre le déplacement relatif des branches 4 et des pièces 12, 13 dans le plan P1 Lorsque l'outil 9 est monté, chacune des branches 4 pénètre par son extrémité arrière 20 dans le canal 18, notamment par son ouverture transversale 18b ou par la partie antérieure de l'ouverture longitudinale 18a adjacente à l'ouverture transversale 18b, afin que l'outil soit maintenu comme indiqué plus haut. L'extrémité arrière 20 de chaque branche 4 esten appui penï#nent sur le fond de la gorge 18c correspondante. A cet effet et dans une forme possible mais nullement limitative, il est prévu à l'extrémité arrière 20 de chaque branche 4 un téton 21 semi-cylindrique saillant en direction opposée au plan P2 en appui sur sa face incurvée sur le fond de la gorge 18c correspondante. Chaque gorge 18c comporte (éventuellement à l'exception de sa partie extrême antérieure) dans chacune de ses deux parois latérales opposées de part et d'autre du fond une rainure 22 rectiligne. Les deux rainures 22 se font face. L'articulation 16 comporte une plaquette 23 rectangulaire logée dans une gorge 18c. Chaque plaquette 23 est pourvue sur chacun de ses deux côtés longitudinaux dirigés vers les deux parois latérales de la gorge 18c correspondante de deux ou plus languettes 24 recourbée et saillant du plan de la plaquette 23 engagées pour coulisser à frottement dur dans la rainure 22 correspondante en empêchant tout déplacement intempestif longitudinal, latéral, transversal de la plaquette 23. Chaque plaquette 23 est prolongée vers l'avant par une languette 25 élastiquement déformable, rectangulaire, allongée sensiblement dans le plan de la plaquette 23 ou susceptible d'être incurvée, notamment d'émerger de la gorge 18c par l'ouverture longitudinale 18a plus large que ne l'est la languette 25. Chaque languette 25 est associée notamment par sa partie extrême avant à la branche 4 correspondante, notamment à sa partie médiane par tout moyen approprié, par exemple par soudage. En particulier, la languette 25 peut être associée à la face de la branche 4 opposée à celle où se trouve le téton 21 éventuel. Préférentiellement, la zone d'association de la languette 25 et de la branche 4 est écartée vers l'avant par rapport à l'extrémité arrière 20 de cette branche 4, notamment du téton 21. Ce dispositif particulier crée un bras de levier en ce qui concerne llac- tion de la languette 25 sur la branche 4 qui est favorable. La plaquette 23, retenue par les languette 24 dans les rainures 22, tend par l'élasticité de la languette 25 à appliquer la branche 4 contre le fond de la gorge 18c correspondante et à la placer dans l'alignement de la partie antérieure de la pièce 12, 13 correspondante. En position normale de repos de l'instrument 1, Aes deux parties antérieures 9 des deux pièces 12, 13 tendent à s'écarter l'une de l'autre sous l'action élastique de la partie médiane 11 provoquant l'ouverture des branches 4 de l'outil 2. Lorsque l'opérateur presse le pouce et l'index sur la partie antérieure 9 à l'encontre de l'effort élastique de la partie médiane 11, l'effort exercé par les languettes 25 s'ajoute à celui des doigts de l'opérateur pour escamoter les branches 4 dans les gorges 18c, ces branches 4 sortant du canal 18 lorsque l'instrument 1 est complètement fermé, par les ouvertures transversales 18b. L'action élastique des languettes 25 diminue l'effort nécessaire pour réaliser la fermeture de l'instruement 2, car il tempère l'action de la partie médiane 11. Il en résulte une fermeture plus douce et un effort de fermeture plus progressif. Les plaquettes 23 renforcent également une parfaite stabilité des branches 4 par rapport au manche 3 dans le plan P2, qui résulte essentiellement de la coopération des branches 4 et de la partie antérieure des gorges 18c. L'articulation 16 permet le pivotement des branches par rapport aux pièces 12, 13 autour des axes 16a immatériels correspondant aux lignes d'appui des branches 4 sur les fonds des gorges 18c, notamment l'appui des tétons 21. Cette articulation est également coulissante dans la variante décrite. Il suffit à cet effet de pousser ou tirer les branches 4 vers l'intérieur ou l'extérieur du canal 18, à l'encontre du frottement dur des languettes 24. Le coulissement peut être continu pour donner qux articulations 16 toute position voulue entre deux positions limite à l'intérieur du canal 18, notamment une position limite antérieure limitée par une saillie du fond de la gorge 18c en direction du plan P2. Egalement le coulissement peut être discontinu et limité à quelques points déterminés, notamment par des moyens appropriés tels que des entailles dans les rainures 22 pour les languettes 24 ou le fond des gorges 18c pour les tétons 21. Selon l'invention, l'instrument comporte également des moyens pour séparer l'outil 2 du manche 3, soit pour le remplacer au cas où l'outil serait défectueux, soit pour le changer tout en gardant le même manche 3. A cet effet, il est prévu des entailles 26 dans les pièces 12, 13 mettant en communication les rainures 22 et les faces planes 19 à l'endroit de l'extrémité antérieure 15, par lesquelles peuvent passer les languettes 24 pour introduire ou au contraire dégager la plaquette 23. La partie antérieure 9 du manche 3 est préférentiellement pourvue à l'extrémité 15 d'un décrochement 27 destiné à recevoir, lorsque les deux pièces 12, 13 sont rappro chées un capuchon 28 de protection de l'instrument 2. Suivant une caractéristique de l'invention, l'amplitude des mouvements des doigts de l'opérateur pour rapprocher les pièces 12, 13 varie lorsque cette zone de saisie est déplacée le long de la partie utile de la partie antérieure 9 dans d'étroites limites, de manière que l'opérateur ait à intervenir de façon sinon identique, du moins assez voisine, quel que soit l'emplacement de la zone de saisie. L'expérience a montré qu'il était souhaitable que la ration amplitude la plus grande/amplitude la plus petite (ces amplitude s'entendant selon l'emplacement de la zone de saisie sur la par tie utile de la partie antérieure 9) soit inférieure ou égale à environ 2,5 et préférentiellement inférieure ou à environ 2.A cet effet, selon l'invention, la distance L entre la zone de raccordement des parties 10 et 11 - qui correspond sensiblement à l'axe de pivotement des pièces 12 et 13 - et la zone de la partie antérieure 9 immédiatement à l'arrière du décrochement 27 - qui correspond sensiblement à la limite antérieure SA de la zone de saisie est inférieure ou égale à environ 2,5 fois et même préférentiellement inférieure ou égale à environ 2 fois la distance 1 entre la zone de raccordement des parties 10 et 11 et la zone de raccordement des parties 11 et 12 qui correspond sensiblement à la limite postérieure S de la zone de sai p sie. La partie utile de la partie antérieure 9 est ainsi celle comprise entre les limites antérieure SA et postérieure S p Comme il a également été précisé précédemment, la partie postérieure 10 repose en permanence sur la première commissure quel que soit l'emplacement de la zone de saisie entre les limites SA et Sp. A cette fin, la longueur L1 de p la partie postérieure 10 est supérieure ou au moins égale à la longueur de la partie utile de la partie antérieure 9 c'est à dire la distance d'entre les limites SA et S. Il est de toute évidence que la présente invention admet de nombreuses variantes dans la forme d'exécution, mais qui ne sauraient affecter en rien l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1. Instrument à main de précision, notamment mais non exclusivement de micro-chirurgie comportant d'une part un outil notamment micro-chirurgical comportant deux branches articulées entre elles prolongées chacune par un mors et d'autre part un manche composé de deux pièces, définissant une partie antérieure à laquelle est associée l'outil par deux secondes articulations, une partie médiane jouant le rôle de lames de ressort et ure partie postérieure, caractérisé par le fait que la seconde articulation 16 comprend des moyens élastiques sollicitant en permanence la branche 4 et la pièce 12, 13 correspondante à pivotement dans le sens où elles deviennent alignées. 2. Instrument selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la seconde articulation 16 comprend en outre la combinaison des moyens de coulissement permettant un coulissement transversal des axes 16a le long de l'axe la. 3. Instrument selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens permettant de séparer l'outil 2 du manche 3. 4. Instrument selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la seconde articulation 16 comprend la branche 4 en appui permanent à son extrémité-arrière 20, sur le fond d'une gorge 18c creusée dans la partie antérieure 9 ayant une ouverture longitudinale 18a et une ouverture transversale 18b; une plaquette 23 étant logée dans la gorge 18c, étant pourvue de chaque côté longitudinal d'au moins une lan#guette 24 coulissant à frottement dur dans une rainure 22 de la paroi latérale de la gorge 18c. 5. Instrument selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la plaquette 23 est prolongée par une languette 25, élastiquement déformable, à laquelle est associée la branche 4. 6. Instrument selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que les moyens pour séparer l'outil 2 du manche 3 comprennent des entailles 26 dans les pièces 12, 13 mettant en communication les rainures 22 et les faces planes 19 à l'endroit de l'extrémité antérieure 15 par lesquelles peuvent passer les languettes 24. 7. Instrument selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que la partie antérieure 9 est pourvue à l'extrémité 15 d'un décrochement 27 destiné à recevoir un capuchon 28. 8. Instrument selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que les caractéristiques de poids et de dimensions (diamètre et longueur) de la partie postérieure 10 sont telles que le centre de gravité de l'instrument soit placé à l'arrière de sa zone de saisie par l'opérateur, quelle que soit sa position sur le manche 3, notamment sa partie antérieure 9. 9. Instrument selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que la branche 4 comporte à son extrémité arrière 20 un téton 21 en saillie, en appui sur le fond de la gorge correspondante 18c. 10. Instrument selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que la partie extrême antérieure d'une gorge 18c est conformée pour avoir la fonction de guider la branche 4 correspondante. 11. Instrument selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait que la distance L est inférieure ou égale à environ 2,5 1 et préférentiellement inférieure ou égale à 2 1. 12. Instrument selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé par le fait que la longueur L1 est supérieure ou au moins égale à la distance d.