Brevet FR2735968A1 — publié le 19970103

Titre : Sonde Ultrasonore tubulaire et filiforme pour l'Angiopiasde Ultrasonique et systèmes mécaniques de liaison permettant son couplage avec des sonotrodes. La présente invention concerne: a) une sonde ultrasonore tubulaire filiforme. pour lAngioplsshe ultasollique utilisant, comme guide d'ondes ultrasonores, un tube métallique à paroi mince, élastique b) les systèmes mécaniques de liaison permettant son couplage avec les sonotrodes ultrasonores. Les apports de cette structure tubulaire du guide d'ondes ultrasonores à la sonde ultrasonore sont: a) La structure tubulaire du guide d'ondes filiforme améliore les qualités importantes pour les sondes ultrasonores que sont l'élasacité, la rigidité et la la flexibilité. b) La structure tubulaire du guide d'ondes filiforme lui permet d'assurer, en outre, d'au t'es jonctions car il est utilisé pour permettre le passage du liquide opacifiant pour les Rx et pour le passage du guide métallique (35). Ce liquide opacifiant, injecté à travers ce guide d'ondes tubulaire, sort par la tête de sonde et permet, ainsi, de localiser sa position dans l'artère et suivre ses mouvements, grâce à l'amplificateur de brillance. D'autre part, ce liquide empêche l'échauffement de la sonde. La réalisation de la tStc de sonde est, de ce fait, simplifiée. c) Aux niveaux des puissances ultrasonores, de l'ordre de quelques dizaines de Watts, utilisées en Angioplastie ultrasonique, nous n 'avons pas observé de différences de comportement entre ces 2 types de guides. L 'utilisation des sondes ultrasonores tubulaires, filiformes nécessite des sonotrodes et des systèmes mécaniques de liaison adaptées à cette géométrie , pour assurer le couplage entre ces dites sonotrodes et ces dites sondes tubulaires. 1) INTRODUCTION (Pour faciliter la compréhension des descriptionsfaites dans le texte, des figures, non à l'échelle, ont été annexées. Sur ces figures, des références identiques désignent les mêmes éléments.) Pour comprendre l'apport de cette nouvelle structure des sondes ultrasonores, examinons la figure I qui présente une sonde ulirasonorefiliforme classique Ce dite sonde ultresonorefiliforme est un assemblage formé par: un guide d'ondes ultrasonores filiforme (9) couplé, du côté proximal, avec un système mécanique de liaison (11) et, du côté distal avec une tde de sonde (1). Ces 3 éléments jouent les rôles suivants: Le svstèene mecanique dc liaison (il) couple la sonde uttrasonore filiforme à la sonotrode du système émetteur d'ultrasons. Cette liaison doit transmettre, sans pertes, les ondes ultrasonorcs à la sonde. Le guide d'ondes ultrasonores filiforme (9) tranworte, sans altération, l'énergie ultrasonore vers la tete de sonde. fi est constitué par unfilfin, fait d'un métal élastique ou Super élastique, bon conducteur d'ultrasons. Son diamètre est, habituellement, inférieur à 1mm. Sa longueur est compatible avec la résonance du système. La tete de sonde (I) sert à désintégrer les caillots de sang d tes plaques d'athérome avec l'énergie ultrasonors C'est un cylindre de 2mm à 4mm de diamètre, dont l'extrêmité distale est plus ou moins sphérique. fi est traversé longitudinalement, de pari en part, par plusieurs trous (5) permettant, le ler, de raccorder la tête au guide d'ondes filiforme, le 2è, le passage du guide métallique (35), le 3è, celui du liquide opacifiant pour les RX, etc.. Ces multiples perçages rendent la réalisation d'une telle iête laboneuse. L 'assemblage du guide d'ondes ultrasonores filiforme (9) avec le système mécanique de liaison (11) et avec la têle de sonde (1) doit être assez souple et solide pour que, lorsque la sonde entre en résonance, les vibrations ultrasonores engendrées ne provoquent ni la séparation des éléments constitutifs de la sonde ni la rupture de celle-ci. la sonde ultrason ore filiforme est, habituellement, gainée dans un cathéter souple. à paroi mince et étanche (36). Ce cathéter sert de séparation entre la sonde et laparoi artérielle et protège celleci contre les vibrations intenses de la sonde en résonance. Ce cathéter sert, aussi, de conduite du liquide opacifiant pour les Rxinjecté et qui va sortir par un des trous (5), pratiqués dans la tde de sonde (1). Ce cathéter admet des entrées annexes (37), si des besoins se font sentir. Dans une opération d'Angioplastie ultrasonique translumenAle, soit chirurgicolc soit percutanée, la sonde est excitée à la résonance et sa tête désintègre les caillots de sang d tes plaques d'atkéromes par une association des effets mécaniques liés à cette résonance m des effets de la cavitation Dans la pratique courante, pendant ltopération d'Angiolastie transluminale, I'amplificateur de brillance permet au chirurgien de suivre tout ce qui se pusse dans l'artère traitée.Une telle opération se déroule de la manière suivante: Après l'ouverture de l'artère et lapose de l'introducteur, un guide métai'iquefin (35) est introduit et amené, à travers les sinuosités de l'artère traitée, jusqu'au contact de l'occlusion. La, on essaie de trouver un chemin à travers l'occlusion pour la faire franchir par ce guide. Celui ci sera, ensuite, laissé dans l'artère pendant la durée de l'opération. Par la suite, chaque fois que l'on introduit un instrument chirirgical dans l'artère, on enfile ce guide dans cet instrument qui est, ainsi, guidé sans encombre jusqu à l'occlusion. Cette méthode de guidage est très commode car elle évite d'avoir à rechercher le bon chemin, à travers les sinuosités de l'artère, chaque fois que l'on introduit un nouvel instrument chirurgical dans l'artère. En contre partie à cette commodité, chaque instrument chirurgical destiné aux opérations d'Angioplastie transluminale doit comporter passage pour enfiler ce guide.C'est une des raisons des multiples per,cages (5) dans les têtes de sondes (1) des sondes ultrasonores filiformes, comme nous avons vu plus haut II DESCRIP170N DE LA FORME PREFEREE DE L 'INVENTION A) Caractérisques des éléments de l'invention proposée. La figure 2 présente une sonde ultrasonore tabulaire filiforme comportant un guide d'ondes ultrasonores tubulaire (10) couplé, du côté proximal, à un système mécanique de liaison (12) et du côté distal, à une tête de sonde (2). Cette sonde est, habituellement, gainée dans un cathéter souple, à paroi mince et étanche (36). Ce Ce cathéter sert de séparation entre la sonde et la paroi artérielle et protège celle-ci contre les vibrations intenses de la sonde en résonance et peut admettre des entrées annexes (37). Les caractéristiques des éléments de la sonde ultrasonore tabulaire, filiforme sont: a) Le guide d'ondes tubulaire (10) est un tube, en acier inoxydable 304, 304L,.. ,à paroi mince, "soudée, étirée et écrouie",du type "aiguiXe". Le diamètre externe du guide est inférieur à 4mm. L L'épaisseur de la paroi est de I à quelques diziêmes de millimètres. Sa longueur est dimensionée pour former un guide d'ondes ultrasonores, compatible, à la fois, avec laffiquence de résonance de la sondefonnée et avec la longueur utile de la sonde. b) La tête de sonde (2) est couplée à l'extrêmité distale du guide d'ondes tabulaire(1O) C'est un cylindre de 3mm à 5mm de longueur. Son diamètre extérieur est inférieur à5mm. fi est percé d'un trou axial (6) dont le diamètre intérieur doit permettre l'assemblage avec le guide d'ondes tubulaire ( 10) . Cet assemblage peut se faire par sertissage, brasage, sondage ou collage. Le trou axial (6) est, aussi, l'orifice de passage du guide métallique (35), et du liquide opacifiant pour les RX, entre autres. L'extrémité distale de la tête de sonde (2) peut avoir une forme plus ou moins spherique (7), comme le montre la figure 3. Elle peut, aussi, avoir une forme conique avec une extrêmité mousse (8) comme le montre la figure 4, de manière à favoriser la pénétration dans les tissus athéromateux a sans sans provoquer de déchirures. c) Le système mécanique de liaison (12) couple la sonde tubulaire filiforme à la sonoaode du système émetteur d'ultrasons et permet un transfert, sans pestes, de l'énergie ultrasonore vers la sonotrode. Sa structure dépend de laforme de l'extrêmité distale de la sonotrode. Cette extrêmllé distale peut prendre plusieurs formes : 1) FormeA (fig.5 et fig.6): La partie distale de la sonotiole (25) est un cylindre, terminé par un trou taraudé (31). En outre, des passages (30) pour le guide métallique et le liquide opacifiant aux RX y sont aménagés. 2) Forme Al (fig. 7): Lapartie distale de la sonos (26) est un cylindre, terminé par une tigefiletée (32). En outre, des passages (30) pour le guide métallique (35)et le liquide opacifiant aux RX. y sont aménagés. 3) Forme B (fig.8) : La partie distale de la sonotrode (27) est un cône à génératrice exponentielle, terminé par une tige cylindrique, percé d'un trou taraudé (31). En outre, des passages (30) pour le guide métallique (35) et le liquide opacifiant aux RX sont aménagés. 4) Forme C(fig.9): Lapartie distale de la sonoode (28) est un cône à génératrice exponentielle, terminé par une tigefiletée (32). En outre, des passages (30) pour le guide métallique (35) et le liquide opacifiant aux RX y sont aménagés. Sur la figure 5, on voit que le système mécanique de liaison (12), permettant d'assurer la liaison entre le dit guide d'ondes ultrasonore tubulaire (10) et le dit cylindre (25), est représenté par l'embout (16), dont le côtéproximal est un cylindre fileté (40) tandis que le côté distal a une forme de cône à génératrice exponenhelle. Le dit embout (16) est percé d'un trou axial (50) permettant son assemblage, par sertissage, brasage, soudage ou collage avec l'extrêmité proximale du dit guide d'ondes ultrasonores tubulaire (10). La couplage entre le dit guide d'ondes ultrasonore tubulaire (10) avec le dit cylindre (25) se fait en vissant le ditcylindrefileté (40) dans le dit trou taraudé (31) . La liaison entre leguide d'ondes ultrasonores tubulaire (10) et les perçages (50), (30 d'un côté et le perçage (6) assure un passage continu pour le dit guide métallique (35) et pour le dit liquide opacifiant aux La figure 6 montre un 2è système mécanique de liaison (12), permettant d'assurer la liaison entre le dit guide d'ondes ultrasonore tubulaire (10) et le dit cylindre (25), est représenté par l'ensemble composé de l'embout (15) et la us sans tête (13). Le côle' distal du dit embout (15) a une forme de cône à génératrice exponentielle tandis que son côté proximal est percé d'un trou taraudé (41).Le dit embout (15) et la dite us sans tête (13) sontpercés d'un trou axial (50). Le dit trou social (50) dans le dit embout (15) permet, en particulier, son assemblage par sertissage, brasage, sondage ou collage avec l'extrêmité proximale du dit guide d'ondes ultrasonores tubulaire (10). La couplage entre le dit guide d'ondes ultrasonore tabulaire (10) et le cylindre (25) sefait cn vwant la dite vis sans tête (13) dans les dits trous taraudés (31) et (81). La son entre le guide d'ondes ultasonores tabulaire (10) et les perçages (50), (30)) d'un côté et le perçage (6) assure un passage continu pour le dit guide métallique (35) etpour le dit liquide opacifiant aux RX La figure 7 montre que le dit système mécanique de liaison (12), permettant d'assurer la liaison entre le dit guide d'ondes ultrasonores tubulaire (10) et le dit cylindre (26), est représenté par le dit embout (15).La couplage entre le dit guide d'ondes ultrasonore tubulaire (10) avec latine ditale (26) s'obtient, en mussant le dit embout cylindrique fileté (32) dans le dit trou taraudé (41) du dit embout (15). La liaison entre le guide d'ondes ultrasonores tabulaire (10) et les perçages (50), (30)) d'un côté et lepercage (6) assure un passage continu pour le dit guide métallique (35) etpour le dit liquide opacifiant aux La figure 8 montre que le dit système mécanique de liaison (12), permettant d'assurer la liaison entre le duguide d'ondes ultrasonore tubulaire (10) et la dite sonotrode (27), est représenté par l'embout conique à génératrice exponentielle (17) dont l'extrêmité proximale est la tige filetée (42). Le couplage entre le dit guide d'ondes ultrasonore tubulaire (10) avec le cylindre (27) se fait en vissant la dite tige filetée (42) dans le dit trou taraudé (31). De nouveau, on peut constater que le passage continu pour le dit guide métallique (35) et pour le dit liquide opacifiant aux RX. est assuré. La figure 9 montre que le dit système mécanique de liaison (12), permettant d'assurer la liaison entre le dit guide d'ondes ultrasonore tubulaire (10) et la dite sonotrode (28), est représenté par l'ensemble, formé par l'écrou borgne percé (19) et le bicylindre (18). Le trou (20) dans la tete du dit écrou borgne percé (19) a un diamètre compris entre le petit duimètre et le grand diamètre du dit bicylindre coaxial (18) . Le dit bicylindre coaxial (18) estpercé d'un trou axial (50) permettant l'assemblage par sertissage, brasage, soudage ou collage avec ltextrêmité proximale du dit guide d'ondes ultrasonores tubulaire (10). Le dit écrou borgne percé (19) doit être enfilé dans le dit guide d'ondes ultrasonores tubulaire (10), au préalable de l'assemblage de celui avec le dit bicylindre coaxial (18). Pour réaliser la liaison entre le dit guide d'ondes ultrasonores tubulaire (10) et le dit cylindre (28), on visse le dit écrou borgne percé (19) sur le dit embout cylindrique fileté (32), en bloquant le dit bicylindre cooeal (18) contre le dit embout cylindrique fileté (32). De nouveau, on peut constater que le passage continu pour le dit guide métallique (35) etpour le dit liquide opacifiant aux RX. est assuré. Lafonne cônique, à génératrice exponentielle des embouts (15), (16), (17) et des sono'tOes (30), (31) est intéressante car c'est celle des fr-ormeteun de vit vitesses et d'amplitudes qui donnent de grandes amplitudes de déplacements aux sondes ultrasonores, ce qui est l'effet recherché, dans notre cas. III CONCLUSIONS L 'utilisation d'un guide d'ondes ultrasonore tubulaire pour une sonde ultrasonore filiforme pour l'Ang oplastie présente les avantages suivants: 1) Pas de différences de comportement par rapport aux sondes ultrasonons filiformes classiques, aux niveaux des puissances ultrasonores, de l'ordre de quelques dizaines de Watts utilisées en Angioplastie ultrasonique. 2) L 'élasticité, la rigidité et flexibilité des sondes ultrasonores sont améliorées. 3) Une réalisation plus simple pour la tête de sonde et pour le cathéter souple, durait des fonctions annexes, comme le passage du liquide opacifiant pour les Rxet celui du guide métallique, assurées par le guide d'ondes ultrasonores tubulaire. 4) Des formes de sonotrodes ainsi que des systèmes mécaniques de liaison adaptés à la structure de sondes ultrasonores tubulaires sont proposés. III REVENDICATIONS 1-Un dispositif pour l'Angioplatle Ultrasonique comprenant: une sonotrode Une Sonde ultrasonore tubulaire. filiforme formant un système résonant avec la sonotrode et composée d' un guide d'ondes uttrasonores tubulaire (10) couplé, du côté proximale, à un système mécanique de liaison (12) et du côté distal, à une tête desonde(2) 2- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que: la dite sonotrode est un cylindre fait dans un métal bon conducteur d'ultrasons et dimensioné pour former un système résonant avec la dite Sonde ultrasonore tuhdE filiforme. Lapartie distale de la dite sonotrode est un cylindre (25) terminé par un trou taraudé (31). le dit guide d'ondes ultrasonores tubulaire (10) est un tube, à paru mince, "soudée, étirée et écrouie", en acier inoxydable 304, du type "aiguille" et ayant une proximale et une extrêmité distale. Le dit tube a un diamètre alterne uniforme, comprit entre O,5mm et 4mm et une épaisseur de paroi comprise entre 0,1mm à quelques dizièmes de millimètrcs. La longueur totale du dit tube va de 300mm à 1.500mm et est dimensionée pour former un guide d'ondes ultrasonores, compatible avec la fréquence de résonance de la sondeformée. . la dite tete de sonde ( est constituée par un cylindre métallique, de 3mm à 5mm de longueur et dont l'extrêmité distale a une forme de cône à bout arrondi. Le diamètre extérieur du dit cylindre est inférieur à Smm. La dite telle de sonde (2) est percée d'un trou axial (6), aux bords arrondis, dont le diamètre intérieur doit permettre l'assemblage par sertissage, brasage, sondage ou collage, avec l'extrêmité distale du guide d'ondes ultrasonores tubulaire (10). Le dit trou axial (6) permet, aussi, le passage du guide métallique (35) et du liquide opacifiant aux RX.. .le dit système mécanique de liaison (12), permettant d'assurer la liaison entre le dit guide d'ondes ultrasonores tubulaire (10) et le dit cylindre (25), est représenté par l'embout (16), percé d'un trou axial (50). Le côté distal du dit embout (16) a unefonne de cône à génératrice exponentielle tandis que son côté proximal est un cylindre fileté (40). 3- Dispositif selon les revendications 1 et 2. caractérisé en ce que, le dit système mécanique de liaison (12), permettant d'assurer la liaison entre le dit guide d'ondes ultrasonores tubulaire (10) et le dit cylindre (25), est représenté par l'ensemble composé de I' embout (15) et la vis sans tâe (13). Le côoé distal du dit embout (15) a une forme de cône à génératrice exponentidle tandis que son côtéprxximal est percé d'un trou taraudé (41). Le dit embout (15) d la dite vis sans te (13) sont perces' d'un trou axial (50). a Dispositif selon les revendication 1 et 2, caractérisé en ce que, le dit système mécanique de liaison ( 12), permettant d'assurer la liaison entre le ditguide d'ondes ultrasonores tabulaire (10) et le dit cylindre (26), est représenté par le dit embout (15). Le dit embout (15) estpercé d'un trou axial (50) 5- Dispositif selon les revendications I et 2. caractérisé en ce que, le dit système mécanique de liaison (12), permettant d'assurer la liaison entre le dit guide d'ondes utoasonores tubulaire (10) et le dit cylindre (27), est représenté par le dit embout conique à génératnce exponentlelle (17) dont l'extrêmité proximale est la tige filetée (42). Le dit embout (17) estpercé d'un trou axial (50). 6- Disposidf selon les revendications I et 2. caractérisé en ce que le système mécanique de liaison (12), permettant d'assurer la liaison entre le dit guide d'ondes ultrasonore tubulaire (10) et le dit cylindre (28), est représenté par l'ensemble, formé par l'écrou borgne percé (19) et le bicylindre coRd (18). Le trou (20) dans la tête du dit écrou borgne percé (19) a un diamètre compris entre le petit diamètre et le grand diamètre du dit bicylindre coaxial (18) . Le dit bicylindre coaxial (18) est percé d'un trou axial (50). 7- Dispositif selon les revendications I et 2. la dite tête desonde (2) est un cylindre en métal, en céramique ou en plastique