Brevet FR2712499A1 — publié le 19950524

La présente invention concerne un ensemble laser-sonde endoscopique utile notamment en chirurgie. Les ensembles laser-sonde endoscopique sont utilisés depuis de nombreuses années en microchirurgie, notamment dans le domaine de l'ophtalmologie. De façon classique, un rayonnement laser émis à partir d'une source laser traverse la sonde endoscopique pour atteindre le tissu-cible d'une cavité humaine dans laquelle la sonde endoscopique a été introduite. Dans l'art de la microchirurgie oculaire, on utilise des endoscopes ou sondes endoscopiques de dimension très réduite. D'une manière générale, ces endoscopes comportent trois constituants - Un objectif de faible distance focale constitué de plusieurs lentilles. I1 représente une des parties essentielles de l'endoscope. La qualité d'image oculaire dépend essentiellement des qualités optiques de cet objectif corrigé des aberrations. L'image objective réelle renversée est considérablement réduite afin qu'elle puisse être transportée le long du tube étroit de la sonde endoscopique ; - Des véhicules occupant sensiblement 90% de la sonde. I1 s'agit, par exemple, de lentilles épaisses, d'un groupe de fibres optiques amalgamées assemblées de manière cohérente ou d'une monofibre optique. Les véhicules ont pour fonction de transporter l'image objective jusqu'à l'oculaire et de la renverser sans perte de lumière. Ces véhicules sont en nombre variable en fonction de la longueur de la sonde - Un oculaire recueillant la dernière image pour en donner une version agrandie et virtuelle à l'observateur. Dans certaines réalisations, l'oculaire est distant de la tête de la sonde et reporté par exemple à 1 m de la tête de la sonde. Dans les ensembles laser-sonde endoscopique, trois types de rayonnement doivent etre véhiculés : le rayonnement image, le rayonnement éclairage et le rayonnement laser. Le rayonnement image est conduit selon la voie optique image par les véhicules de la sonde. Le rayonnement éclairage est véhiculé dans l'endoscope ou sonde endoscopique par un faisceau de fibres optiques non organisées, disposées sensiblement parallèlement à la voie optique image de la sonde endoscopique. Le rayonnement laser est véhiculé dans la sonde endoscopique soit en étant conduit par l'axe d'éclairage en sélectionnant des fibres optiques et en les organisant sur un mode cohérent en correspondance avec l'injection, soit par une conduction indépendante par fibre optique qui est également parallèle à la voie optique image de la sonde. Ces modes de conduction présentent de nombreux inconvénients, à savoir : une conduction indépendante du rayonnement laser par fibre optique occupe une proportion du diamètre utile de la sonde au détriment de la voie optique image et de la voie éclairage. Cette conduction impose nécessairement de limiter le diamètre de l'endoscope ou sonde endoscopique dans son utilisation microchirurgicale. I1 convient de préciser que les micro-endoscopes utilisés en microchirurgie oculaire ont un diamètre qui se situe dans la gamme de 1 à 2 mm. On comprend aisément l'inconvénient qu'il y a à prévoir une voie particulière pour le rayonnement laser dans l'endoscope ou sondeendoscopique. Une injection du rayonnement laser par la voie éclairage en y sélectionnant des fibres optiques et en les organisant selon un mode cohérent et homogène se fait au détriment de la voie éclairage. Mais, dans les endoscopes ou sondes endoscopiques de petit diamètre, il est impératif d'avoir un éclairage maximal. Il existe un autre problème qui est celui des pertes énergétiques. Pour un bon fonctionnement de l'ensemble laser-endoscope ou sonde endoscopique, il faut limiter les pertes énergétiques du rayonnement laser de manière à utiliser le matériel des sources énergétiques laser existant et donc la puissance utile sur la cible ne doit pas être trop affaiblie. La présente invention a pour objet de remédier aux inconvénients précités en proposant un ensemble laser-sonde endoscopique avec lequel il est possible d'obtenir le plus petit diamètre de microsonde endoscopique, le maximum d'éclairage, une voie optique image optimale et un minimum de pertes énergétiques du rayonnement laser entre la source laser et l'objectif de la micro-sonde endoscopique. La présente invention a donc plus précisément pour objet un ensemble laser-sonde endoscopique utile en microchirurgie dans lequel le rayonnement du laser est acheminé depuis une source laser et traverse la sonde endoscopique pour atteindre un tissu-cible, ladite sonde endoscopique comportant au moins un objectif à une extrémité distale, une partie intermédiaire constituée d'une pluralité de véhicules de transport d'image destinés à véhiculer l'image jusqu'à un oculaire et des fibres d'éclairage disposées sensiblement parallèlement à la voie optique image de ladite sonde endoscopique, dans lequel le rayonnement de la source laser est injecté sur la voie optique image de la sonde endoscopique. La présente invention concerne également les caractéristiques ci-après considérées isolément selon toutes leurs combinaisons techniquement possibles. - le rayonnement de la source laser est injecté sur la voie optique image de la sonde endoscopique par l'intermédiaire d'au moins une lentille de focalisation et d'au moins un séparateur optique - le séparateur optique est amovible pour avoir à volonté alternativement une voie optique image pure et une voie optique image et rayonnement laser ; - le séparateur optique est disposé à l'intérieur de la sonde endoscopique - le séparateur optique est disposé à l'extérieur de la sonde endoscopique - le rayonnement laser est acheminé à partir de la source laser par une pluralité de lentilles situées en amont du séparateur optique - le rayonnement laser est acheminé à partir de la source laser par une fibre optique située en amont du séparateur optique - le rayonnement laser provenant de la source laser est introduit perpendiculairement à la sonde endoscopique avant d'être acheminé par l'intermédiaire de la lentille de focalisation et du séparateur optique sur la voie optique image de la sonde endoscopique ; - le rayonnement laser provenant de la source laser est introduit parallèlement à la sonde endoscopique par l'intermédiaire d'un prisme à réflexion totale interposé entre la lentille de focalisation et le séparateur optique ; - le rayonnement laser provenant de la source laser est introduit perpendiculairement à la voie optique image d'une sonde endoscopique coudée qui comporte un prisme à réflexion totale fixe situé en aval du séparateur optique ; - le rayonnement laser provenant de la source laser est introduit parallèlement à la voie optique image d'une sonde endoscopique coudée par l'intermédiaire d'un prisme fixe situé en aval du séparateur optique par rapport à la source laser ; - le rayonnement laser provenant de la source laser est introduit axialement dans une sonde endoscopique coudée par rapport à la voie optique image de la sonde endoscopique par l'intermédiaire d'un prisme à réflexion totale mobile situé en aval de la lentille de focalisation par rapport à la source laser; - le rayonnement laser provenant de la source laser est introduit axialement dans une sonde endoscopique coudée par rapport à la voie optique image de la sonde endoscopique par l'intermédiaire tant d'un séparateur optique mobile que d'un prisme à réflexion totale mobile situés en aval de la lentille de focalisation par rapport à la source laser ; - l'injection du rayonnement laser provenant de la source laser est réalisée au voisinage de l'objectif de la sonde endoscopique. Divers avantages et caractéristiques de la présente invention ressortiront de la description détaillée ci-après faite en regard des dessins annexés sur lesquels - la Figure 1 est une représentation schématique d'un ensemble laser-sonde endoscopique selon l'art antérieur ; - la Figure 1A illustre une variante de véhicule de transport d'image ; - les Figures 2A, 2B, 2C et 2D illustrent schématiquement un mode de réalisation de la présente invention ; - les Figures 3A, 3B, 3C et 3D illustrent schématiquement un autre mode de mise en oeuvre de la présente invention ; - les Figures 4A, 4B, 4C et 4D illustrent schématiquement une autre forme de réalisation de la présente invention - les Figures 5A, 5B, 5C et 5D illustrent encore un autre mode de réalisation de la présente invention ; - les Figures 6A et 6B illustrent schématiquement un autre mode de réalisation de la présente invention - les Figures 7A et 7B illustrent encore un autre mode de réalisation de la présente invention - la Figure 8 illustre une variante de mise en oeuvre de la présente invention - les Figures 9A et 9B illustrent schématiquement l'emplacement d' injection préféré. Aux dessins annexés où les mêmes symboles de référence désignent des parties analogues, l'ensemble laser-sonde endoscopique est désigné par 13. I1 comprend une source laser 7 acheminant un rayonnement 8 du laser dans une sonde endoscopique 10, 10'. La sonde endoscopique 10, 10' comprend à une extrémité un objectif 2 situé en regard du tissu-cible 5, et une partie intermédiaire 3 constituée d'une pluralité de véhicules de transport d'image 3'. Ces véhicules de transport d'image 3 sont, par exemple, des lentilles épaisses 3', des fibres optiques amalgamées 3" ou une monofibre optique. La sonde endoscopique 10, 10' est parcourue par une fibre d'éclairage 6 disposée parallèlement à la voie optique image 4. La sonde endoscopique comporte aussi un oculaire 1 contigu ou non à la partie intermédiaire dans laquelle sont disposés les véhicules de transport d'image 3. Comme représenté sur la Figure 1, selon l'art antérieur, le rayonnement 8 du laser est acheminé soit au travers de la voie d'éclairage au niveau des fibres d'éclairage 6, soit au travers d'une voie particulière prévue dans la sonde endoscopique 10, mais ne traverse en aucune façon l'objectif 2 de la sonde endoscopique 10. Les Figures 2A, 2B, 2C et 2D représentent un premier mode de réalisation de la présente invention. Les Figures 2A et 2C illustrent l'ensemble laser-sonde endoscopique en position inactive tandis que les Figures 2B et 2D illustrent l'ensemble laser-sonde endoscopique en position active. Dans les positions actives selon les Figures 2B et 2D le rayonnement 8 de la source laser 7 est injecté sur la voie optique image 4 de la sonde endoscopique 10 par l'intermédiaire de la lentille de focalisation 9 et du séparateur optique 11 qui est un élément amovible capable de prendre les positions haute et basse ou active et inactive, comMe représenté sur les Figures 2A, 2B, 2C et 2D. Les Figures 2A et 2C diffèrent uniquement en ce que, dans la Figure 2C, le rayonnement 8 du laser est acheminé par l'intermédiaire d'une fibre optique 15 tandis que, dans le mode de réalisation de la Figure 2A, le rayonnement 8 du laser est acheminé par l'intermédiaire d'un ensemble de lentilles. Il en est de même pour les Figures 2B et 2D. Dans le mode de réalisation selon les Figures 2A, 2B, 2C et 2D, le rayonnement 8 du laser est injecté perpendiculairement au corps de la sonde endoscopique 10 pour atteindre en position active du fait de l'amovibilité du séparateur optique 11, la voie optique image 4. Les Figures 3A, 3B, 3C et 3D illustrent un autre mode de réalisation de la présente invention, les Figures 3A et 3C montrent l'ensemble en position inactive, tandis que les Figures 3B et 3D montrent l'ensemble en position active dans lequel le rayonnement 8 du laser provenant de la source laser 7 est acheminé parallèlement à la voie optique image 4 de la sonde endoscopique droite 10, par l'intermédiaire d'une lentille de focalisation 9 et d'un prisme à réflexion totale 12 qui est interposé entre la lentille de focalisation 9 et le séparateur optique 11. Le rayonnement 8 du laser dans la position active des Figures 3B et 3D traverse ensuite les véhicules de transport intermédiaires 3, qu'il s'agisse de lentilles 3' ou de fibres 3" pour atteindre le tissu-cible 5 au travers de l'objectif 2. Les Figures 4A, 4B, 4C et 4D représentent un autre mode de réalisation de la présente invention dans lequel la sonde endoscopique 10' est coudée. Les Figures 4A et 4C illustrent l'ensemble en position inactive tandis que les Figures 4B et 4D représentent l'ensemble laser-sonde endoscopique en position active. Comme représenté sur les Figures 4A, 4B, 4C et 4D, il est prévu dans ce mode de réalisation un prisme à réflexion totale fixe 12 situé en aval du séparateur optique 11. Dans le mode de réalisation selon les Figures 4A, 4B, 4C et 4C, le rayonnement 8 du laser est également injecté de façon perpendiculaire à l'axe optique image 4 de la même façon que dans le mode de réalisation des Figures 2A, 2B, 2C et 2D. Les Figures 5A, 5B, 5C et 5D représentent un autre mode de réalisation de la présente invention, dans lequel la sonde endoscopique 10' est également coudée. L'injection du rayonnement 8 du laser à partir de la source laser 7 par l'intermédiaire de la fibre optique 15 ou les groupements de lentilles 14 est réalisée parallèlement à l'axe optique image 4 par l'intermédiaire de la lentille de focalisation 9 du séparateur optique 11 et du prisme fixe 12. Dans le mode de réalisation des Figures 6A et 6B, la sonde endoscopique 10' est coudée, l'introduction du rayonnement 8 du laser à partir de la source laser 7 par l'intermédiaire des lentilles 14 est réalisée axialement par rapport à la voie optique image 4, par l'intermédiaire d'un prisme à réflexion totale 12' mobile situé en aval de la lentille de focalisation 9 par rapport à la source laser 7. Dans le mode de réalisation des Figures 7A et 7B, la sonde endoscopique 10' est également coudée, l'introduction du rayonnement 8 du laser à partir de la source laser 7 par l'intermédiaire des ensembles de lentilles 14 est également réalisée axialement à travers une lentille de focalisation 9 du séparateur optique 11 interposé entre ladite lentille de focalisation 9 et un prisme mobile 12'. Le mode de réalisation selon la Figure 8 est destiné à illustrer le cas selon lequel le séparateur optique 11 ne se trouve pas à l'intérieur de la sonde endoscopique 10 ou 10' mais est situé à l'extérieur de celle-ci. Dans le cas tel que représenté sur la Figure 8, le rayonnement 8 du laser provenant de la source laser 7 est acheminé par l'intermédiaire de la fibre optique 15 jusqu'à la lentille de focalisation 9 et par l'intermédiaire du séparateur optique externe 11, le rayonnement laser est injecté sur la voie optique image 4 de la sonde endoscopique 10. Le rayonnement laser traverse les véhicules de transport d'image 3, l'objectif 2 et atteint le tissu-cible 5. Le mode de réalisation des Figures 9A et 9B sert à illustrer l'emplacement idéal pour l'introduction du rayonnement laser. Les Figures 9A et 9B sont des vues analogues qui diffèrent seulement en ce que selon le mode de réalisation de la Figure 9A, le rayonnement 8 du laser est acheminé par un ensemble de lentilles 14 tandis que selon la Figure 9B, le rayonnement 8 du laser est acheminé par des fibres optiques 15. Comme illustré sur les Figures 9A et 9B, l'injection du rayonnement laser est réalisé le plus pres possible de l'objectif 2 afin d'obtenir ainsi le moins de perte énergétique de transmission du rayonnement laser. Selon la présente invention, le transport du rayonnement 8 du laser dans l'axe image de la sonde endoscopique 10, 10' permet de respecter le diametre réduit des micro-endoscopes et l'amovibilité du séparateur optique 11 permet d'obtenir la position active et inactive. Dans la position active, le séparateur optique 11 est intercalé dans l'axe image 4 de l'endoscope 10 et le rayonnement laser injecté 8, tandis que la qualité de l'image (pertes par optique d'interposition) de l'endoscope 10 est réduite. Dans la position inactive, le séparateur optique 11 ne gêne plus l'axe image 4 de l'endoscope et la qualité de l'image endoscopique est maximale (pas de pertes de transmission). Comme cela est bien compris de l'homme de l'art, l'amovibilité du séparateur optique sera obtenue par une translation, une rotation, un basculement par voie mécanique ou électronique qui peut être synchrone ou non avec l'émission du rayonnement 8 du laser. On décrit à présent un mode d'utilisation de la présente invention. Comme on l'a déjà mentionné plus haut, le rayonnement 8 du laser émis à partir d'une source laser 7 est introduit dans une sonde endoscopique 10 ou 10' par l'intermédiaire d'une fibre optique 15 ou d'un ensemble de lentilles 14. En position active, après basculement du séparateur optique 11, le rayonnement 8 du laser par l'intermédiaire de la lentille de focalisation 9 et du séparateur optique 11 est injecté dans la voie optique image 4 de l'endoscope ou sonde endoscopique 10, 10' et traverse les véhicules de transport d'image 3 constitué d'ensembles de lentilles 3' ou de fibres 3 et atteint le tissu-cible 5 au travers de l'objectif 2. Dans la position inactive, l'observateur peut observer la voie optique image 4 par l'intermédiaire de l'oculaire 1, tandis que le séparateur optique 11 est en ' position basse ou inactive. Il convient de remarquer que la présente invention procure le passage du rayonnement laser 8 au travers de l'objectif 2 par l'intermédiaire de la voie image 4 grâce à l'utilisation d'une pièce optique amovible. Pour autant qu'on le sache, il n'y a jamais eu, avant la présente invention, de passage du rayonnement laser à travers l'objectif d'une sonde endoscopique. Les signes de référence insérés après les caractéristiques techniques mentionnées dans les revendications, ont pour seul but de faciliter la compréhension de ces dernières, et n'en limitent aucunement la portée. L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation représenté et décrit en détail et diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Ensemble laser-sonde endoscopique (13) utile en microchirurgie dans lequel le rayonnement (8) du laser est acheminé depuis une source laser (7) et traverse la sonde endoscopique (10, 10') pour atteindre un tissu-cible (5), ladite sonde endoscopique (10, 10') comportant au moins un objectif (2) à une extrémité distale, une partie intermédiaire constituée d'une pluralité de véhicules de transport d'image (3) destinés à véhiculer l'image jusqu'à un oculaire (1) et des fibres d'éclairage (6) disposées sensiblement parallèlement à la voie optique image (4) de ladite sonde endoscopique (10, 10'), caractérisé en ce que le rayonnement (8) de la source laser (7) est injecté sur la voie optique image (4) de la sonde endoscopique (10, 10 ' ) . 2. Ensemble laser-sonde endoscopique selon la revendication 1 caractérisé en ce que le rayonnement (8) de la source laser (7) est injecté sur la voie optique image (4) de la sonde endoscopique (10, 10') par l'intermédiaire d'au moins une lentille de focalisation (9) et d'au moins un séparateur optique (11). 3. Ensemble laser-sonde endoscopique selon la revendication 2, caractérisé en ce que le séparateur optique (11) est amovible pour avoir à volonté alternativement une voie optique image pure et une voie optique image et rayonnement laser. 4. Ensemble laser-sonde endoscopique selon la revendication 2, caractérisé en ce que le séparateur optique (11) est disposé à l'intérieur de la sonde endoscopique (10, 10'). 5. Ensemble laser-sonde endoscopique selon la revendication 2, caractérisé en ce que le séparateur optique (11) est disposé à l'extérieur de la sonde endoscopique (10, 10'). 6. Ensemble laser-sonde endoscopique selon la revendication 2, caractérisé en ce que le rayonnement (8) du laser est acheminé à partir de la source laser (7) par une pluralité de lentilles (14) situées en amont du séparateur optique (11). 7. Ensemble laser-sonde endoscopique selon la revendication 2, caractérisé en ce que le rayonneient (8) du laser est acheminé à partir de la source laser (7) par une fibre optique (15) située en amont du séparateur optique (11). 8. Ensemble laser-sonde endoscopique selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que le rayonnement (8) du laser provenant de la source laser (7) est introduit perpendiculairement à la sonde endoscopique (10, 10') avant d'être acheminé par l'intermédiaire de la lentille de focalisation (9) et du séparateur optique (11) sur la voie optique image (4) de la sonde endoscopique (10, 10'). 9. Ensemble laser-sonde endoscopique selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que le rayonnement (8) du laser provenant de la source laser (7) est introduit parallèlement à la sonde endoscopique (10, 10') par lZintermédiaire d'un prisme à réflexion totale (12) interposé entre la lentille de focalisation (9) et le séparateur optique (11). 10. Ensemble laser-sonde endoscopique selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que le rayonnement (8) du laser provenant de la source laser (7) est introduit perpendiculairement à la voie optique image (4) d'une sonde endoscopique coudée (10') qui comporte un prisme à réflexion totale fixe situé en aval du séparateur optique (11). 11. Ensemble laser-sonde endoscopique selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que le rayonnement (8) du laser provenant de la source laser (7) est introduit parallèlement à la voie optique image (4) d'une sonde endoscopique coudée (10') par l'intermédiaire d'un prisme fixe (12) situé en aval du séparateur optique (11) par rapport à la source laser (7). 12. Ensemble laser-sonde endoscopique selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que le rayonnement (8) du laser provenant de la source laser (7) est introduit axialement dans une sonde endoscopique coudée (10') par rapport à la voie optique image (4) dé la sonde endoscopique (10') par l'intermédiaire d'un prisme & réflexion totale mobile (12') situé en aval de la lentille de focalisation (9) par rapport à la source laser (7). 13. Ensemble laser-sonde endoscopique selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que le rayonnement (8) du laser provenant de la source laser (7) est introduit axialement dans une sonde endoscopique coudée (10') par rapport à la voie optique image (4) de la sonde endoscopique (10') par l'intermédiaire tant d'un séparateur optique mobile (11) que d'un prisme à réflexion totale mobile (12') situés en aval de la lentille de focalisation (9) par rapport à la source laser (7). 14. Ensemble laser-sonde endoscopique selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que l'injection du rayonnement (8) du laser provenant de la source laser (7) est réalisé au voisinage de l'objectif (2) de la sonde endoscopique (10, 10').