Brevet FR2745117A1 — publié le 19970822

L'invention concerne un assemblage d'un câble flexible convenant à un raccordement à un instrument médical à main, et elle a trait plus particulièrement à un faisceau de conducteurs hautement flexibles qui forment un assemblage de câble hautement flexible, peu coûteux. Le brevet des Etats-unis d'Amérique NO 4 761 519 décrit un câble flexible comportant un faisceau de câbles coaxiaux multiples de réalisation flexible et souple. Le câble flexible convient à un raccordement à un instrument médical à main pour déceler des indications physiologiques humaines au cours d'opérations de diagnostic et chirurgica- les. Chaque câble coaxial est flexible et souple, et est constitué d'un blindage conducteur entourant concentriquement une gaine diélectrique, elle-même entourant un conducteur central pour établir une impédance électrique ajustée. Chaque câble coaxial transmet, lors de l'utilisation, des signaux électroniques le long du conducteur central. Le blindage en fil tressé réduit sensiblement la diaphonie entre les câbles coaxiaux adjacents et contribue à l'ajustement de l'impédance caractéristique de chaque câble coaxial. Comme décrit dans le brevet précité, le blindage en fil tressé sur le câble flexible est réalisé d'une manière avantageuse pour opposer une résistance réduite au mouvement du câble dans les directions axiales et de rotation. Le temps et les matières utilisés pour appliquer un blindage en fil tressé sur chaque câble coaxial entrent pour une part importante dans le coût du câble. Dans le passé, le blindage en fil tressé était nécessaire pour éviter des niveaux de diaphonie inacceptables entre les conducteurs isolés adja- cents dans le faisceau, en particulier lorsque les instru- ments médicaux utilisent des signaux radiofréquence. Le domaine des instruments médicaux pour dia- gnostics tend à utiliser soit des signaux radiofréquence, soit des signaux à ultrasons. Etant donné que les signaux à ultrasons ont une vitesse plus basse et une durée plus longue que celles des signaux radiofréquence, il serait avantageux de trouver une construction de câble qui réduise la diaphonie entre les conducteurs de transmission de signaux dans le câble sans que chacun des conducteurs de transmission de signaux ne soit entouré d'un blindage en fil tressé. Un câble à meilleur marché pourrait être formé de fils isolés ayant une caractéristique de construction autre que celle utilisant un blindage coûteux en fil tressé pour réduire la diaphonie à des niveaux acceptables. On a donc besoin d'un câble flexible qui élimine le blindage en fil tressé pour réduire le coût de fabrication et qui présente cependant un niveau réduit et acceptable de diaphonie entre les conducteurs individuels de transmission de signaux dans le câble. Conformément à l'invention, un câble flexible et souple peut être raccordé à un instrument médical et reste flexible et souple pour permettre un mouvement libre de l'instrument médical pendant que celui- ci est tenu à la main et manoeuvré. Selon une forme de réalisation, un câble flexible et souple est d'une construction comportant des conducteurs isolés non blindés multiples et des fils de drain, les fils de drain s'étendant dans des espaces interstitiels choisis entre les conducteurs isolés en au moins une rangée, pour réduire la diaphonie entre les conducteurs isolés dans la rangée, et les conducteurs isolés et les fils de drain s'étendant suivant une hélice le long de l'axe longitudinal du câble. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à tire d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels: la figure 1 est une vue en bout d'un câble souple et flexible; la figure 2 est une vue schématique du câble de la figure 1, avec coupe partielle et dont des parties sont séparées les unes des autres; la figure 3 est une vue en bout d'un câble flexible et souple assemblé à l'aide des multiples parties représentées sur la figure 2, et la figure 4 est une vue en bout d'un câble flexible et souple assemblé à l'aide des multiples parties représentées sur la figure 2; et la figure 5 est une vue de côté avec arrachement partiel d'un autre assemblage de câble. En référence aux figures 1 et 3 à 5, un câble flexible 1 comporte une enveloppe extérieure 2 contenant des fils ou conducteurs isolés multiples 3 et des fils conduc- teurs non isolés 4 de drain dans des espaces interstitiels respectifs 5 (figure 2) entre les conducteurs isolés 3. Les conducteurs isolés 3 sont disposés côte à côte suivant une ligne qui forme un cercle autour d'un axe correspondant 6 (figure 2) s'étendant longitudinalement au câble 1. Les conducteurs isolés 3 de la rangée sont adjacents les uns aux autres et sont enfermés dans un tube les entourant, constitué d'une membrane conductrice 7. La membrane 7 retient les conducteurs isolés 3 côte à côte en au moins une rangée qui s'étend suivant une ligne formant un cercle autour de l'axe 6. La membrane 7 et les fils 4 de drain sont en contact, la membrane 7 constituant un plan de masse électrique, ou bus de masse, qui est en contact avec les fils 4 de drain. L'axe 6 est constitué d'un espace cylindrique rempli d'air, non représenté, ou d'un fil flexible 8 de plus grand diamètre par rapport au diamètre de chacun des fils isolés individuels 3. Le fil 8 peut être formé d'une matière conductrice, par exemple de l'acier cuivré, de l'acier inoxydable sur un alliage de cuivre à haute résistance. Le fil 8 peut être nu, comme montré sur la figure 2, ou bien peut être recouvert d'un isolant concentrique, comme montré sur la figure 3. L'axe 6 peut également comprendre une combinaison d'un espace rempli d'air, non représenté, entourant un fil. Un axe 6 constitué d'air accroît la flexibilité du câble 1, car l'air n'oppose aucune résistance de frottement à la flexion des fils isolés 3 et des fils de drain 4. L'avantage d'un axe constitué d'un fil 8 réside dans le fait que le fil 8 peut transmettre des charges de traction appliquées au câble 1 et leur résister. Le fil 8 supporte une contrainte interne du câble 1, tandis que les conducteurs isolés 3 et les fils de drain 4 peuvent être souples et soustraits à toute contrainte excessive. Les conducteurs isolés 3 peuvent donc être d'un diamètre plus faible ou d'une résistance à la traction réduite, en comparaison avec des constructions de câbles précédentes. Par exemple, un fil de cuivre argenté, à âme pleine, peut être utilisé en tant qu'alternative moins coûteuse à l'utilisation de conducteurs fabriqués en alliages de cuivre à résistance mécanique plus élevée, et des conducteurs formés de brins multiples peuvent être utilisés à la place d'une âme pleine unique. Un nombre choisi de conducteurs isolés 3, de même diamètre, disposés côte à côte dans la rangée, entoure complètement l'axe 6. Tous les conducteurs isolés 3 de la rangée sont posés sur l'axe 6 et s'étendent en hélice le long de l'axe 6. La pose en hélice des conducteurs isolés 3 procure un degré élevé de flexibilité et une résistance réduite à la flexion du câble 1 dans un coude. Des fils de drain choisis 4 sont posés dans des espaces interstitiels respectifs 5 le long et à côté de conducteurs isolés adja- cents 3 dans la rangée. Il est important que les conducteurs isolés 3 et les fils de drain 4 ne soient pas en compression les uns contre les autres pour favoriser leur flexion individuelle lorsque le câble 1 est soumis à une flexion en formant un coude. Par conséquent, de l'air entoure chacun des conduc- teurs 3 et 4 pour établir un intervalle à l'intérieur duquel les conducteurs 3 et 4 peuvent se déplacer librement pendant une flexion du câble 1 en formant un coude. Un intervalle dans la ligne de la rangée de conducteurs isolés 3 peut être admis. Par exemple, lorsque les conducteurs isolés 3 portent les uns contre les autres, un intervalle dans la ligne de la rangée est permis, pourvu que l'intervalle ait une largeur inférieure à la valeur du plus petit diamètre de l'un des conducteurs isolés 3. Le nombre choisi de conducteurs isolés 3 disposés côte à côte est choisi pour correspondre au nombre entier le plus grand de diamètres des conducteurs isolés 3 sur une ligne circonférentielle entourant complètement 1 'axe. Ainsi, la largeur de l'intervalle sur la ligne circonféren- tielle est inférieure au diamètre de l'un des conducteurs isolés 3. La membrane conductrice flexible 7 renferme la rangée de conducteurs isolés 3. La membrane 7 limite le mouvement des conducteurs isolés 3 vers l'extérieur de sa position dans la ligne formée par la rangée. La membrane 7 est constituée, par exemple, sous la forme d'un stratifié flexible constitué d'un ruban flexible 9 en polyester (figure 2) et d'une mince feuille conductrice 10 d'aluminium, liés entre eux par un adhésif 11. La mince feuille conductrice 10 de la membrane 7 est du côté des conducteurs isolés 3. La membrane 7 limite le déploiement des conducteurs adjacents 3 pour empêcher les fils de drain 4 de s'éloigner de leur contact avec la partie conductrice de la membrane 7. La membrane 7 est posée sur les fils isolés 3 et les fils de drain choisis 4. La membrane peut être cylindrique avec un joint à recouvrement 12 (figure 2) formé par un rabat sur la membrane 7. En variante, la membrane 7 comporte des hélices se recouvrant, entourant la rangée de conducteurs adjacents 3, le joint 12 à recouvrement formant un recouvrement mutuel des hélices adjacentes. Un espace interstitiel 5 (figure 2) est situé à côté et le long de chaque paire de conducteurs isolés adjacents 3. Les fils de drain 4 sont dans des espaces interstitiels respectifs 5 à côté et le long de paires correspondantes de conducteurs isolés adjacents 3. Chaque fil de drain 4 présente un diamètre tel qu'il occupe l'espace compris entre les conducteurs isolés adjacents 3 et est en contact avec ceux-ci. Chaque fil de drain 4 est en contact par des premier et second points, lesquels points sont en contact avec des conducteurs isolés adjacents respectifs 3. Chaque fil de drain 4 est en contact avec un troisième point situé sur un arc qui est concentrique à la surface conductrice de la membrane entourante 7. Même pour le fil de drain 3 de plus faible diamètre, le troisième point est tangent à la circonférence d'un tel fil de drain 3. Pour un fil de drain 3 de plus grand diamètre, le troisième point forme un renflement vers l'extérieur portant contre la surface conductrice de la membrane entourante 7. Les impédances électriques et la réduction de la diaphonie de conducteurs isolés adjacents 3 étaient établies, dans le passé, par un blindage conducteur, (non représenté), qui entourait un conducteur isolé correspondant 3 pour former une constitution de câble coaxial. En ce qui concerne la forme de réalisation du câble 1 (figure 2), en l'absence d'un blindage conducteur entourant, le fil de drain 4 et un fil central 13 ou conducteur d'un conducteur isolé 3 correspon- dant sont parallèles et sont espacés par un isolant concen- trique 14 entourant le conducteur central 13. L'isolant 14 est en contact avec le fil de drain 4 et avec la membrane 7. Pendant la transmission de signaux électriques le long du conducteur 13, un effet de couplage électrique entre le conducteur 13 enroulé en hélice et le fil de drain 4 enroulé en hélice reste constant sur toutes les longueurs en paral- lèle du conducteur 13 et du fil de drain 4. Par conséquent, une impédance électrique souhaitée et une diminution de la diaphonie sont obtenues avec la construction du câble 1. Un câble 1 comportant au moins une rangée de conducteurs isolés non blindés 3 est représenté sur la figure 1. Chacune des vues 3, 4 et 5 représente un câble 1 ayant des rangées multiples de conducteurs isolés 3, une membrane isolante 7 séparant une rangée d'une autre rangée. Chacune des figures 3, 4 et 5 représente un câble 1 comportant l'enveloppe extérieure 2 contenant au moins une deuxième rangée de conducteurs isolés adjacents 3 entourant circonférentiellement un deuxième axe 6, et au moins une deuxième membrane conductrice 7 renfermant circonférentielle- ment les conducteurs isolés 3 de la deuxième rangée, et des fils de drain conducteurs supplémentaires 4 dans des espaces interstitiels choisis le long des conducteurs isolés adja- cents 3 dans la deuxième rangée, les fils de drain supplémen- taires 4 étant en contact avec la deuxième membrane conduc- trice 7. Chacune des figures 4 et 5 représente un câble 1 comportant l'enveloppe extérieure 2 contenant des rangées successives de conducteurs isolés adjacents 3 entourant circonférentiellement un axe 6 longitudinal au câble 1, dans lequel des membranes flexibles conductrices respectives 7 entourent des rangées respectives, et des fils de drain conducteurs 4, situés dans des espaces interstitiels choisis le long de paires adjacentes des conducteurs isolés 3, portent contre les membranes respectives 7. Les rangées successives de conducteurs isolés 3 peuvent toutes être posées suivant des hélices ayant des pas dont les sens alternent ou bien, en variante, des pas de même sens (non représentés). Un câble médical est réalisé au moyen de conduc- teurs isolés multiples qui ne sont pas blindés et qui sont combinés avec des fils de drain non isolés, tous les conduc- teurs étant enroulés en hélice le long d'un axe longitudinal du câble. Un avantage réside dans l'obtention d'un câble à bon marché convenant à des signaux à ultrasons pour usage médical, câble dans lequel les conducteurs de transmission de signaux ne sont pas blindés. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au câble décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Câble flexible et souple comportant une enveloppe extérieure (2) contenant des conducteurs isolés (3), qui entoure circonférentiellement un axe allongé longitudinal du câble, et des fils de drain conducteurs (4), caractérisé en ce que les fils de drain (4) s'étendent dans des espaces interstitiels choisis le long des conducteurs isolés adjacents (3), les conducteurs isolés (3) et les fils de drain (4) s'étendent en hélice le long de l'axe d'au moins une rangée, et une membrane conductrice (7) renferme circon- férentiellement les conducteurs isolés et les fils de drain (4), la membrane (7) portant contre les fils de drain (4). 2. Câble flexible et souple selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que la membrane (7) comporte des hélices se recouvrant mutuellement, renfermant la rangée de conducteurs adjacents (3). 3. Câble flexible et souple selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que la membrane (7) est cylindrique et comporte un joint à recouvrement. 4. Câble flexible et souple selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce qu'au moins une seconde rangée de conducteurs isolés adjacents (3) entoure circonférentielle- ment l'axe, et au moins une seconde membrane conductrice (7) renferme circonférentiellement les conducteurs isolés (3) de la seconde rangée, et des fils de drain conducteurs supplé- mentaires (4) sont disposés dans des espaces interstitiels choisis le long des conducteurs isolés adjacents (3) de la deuxième rangée, les fils de drain supplémentaires (4) portant contre la seconde membrane conductrice (7). 5. Câble flexible et souple selon la revendica- tion 4, caractérisé en ce que la seconde membrane (7) comporte des hélices en recouvrement mutuel renfermant la seconde rangée de conducteurs adjacents (3). 6. Câble flexible et souple selon la revendica- tion 4, caractérisé en ce que la seconde membrane (7) est cylindrique et comporte un joint à recouvrement.