Brevet FR2952520A1 — publié le 20110520

Module de prélèvement et navette intestinale comportant ledit module de prélèvement. Le domaine de l'invention est celui des modules de prélèvement de petites tailles destinés à pouvoir être introduits dans des cavités de très faibles dimensions permettant l'inspection et la surveillance de conduits sensibles, voire de tissu humain, constituant par la même des modules de biopsie pouvant avantageusement être utilisés dans le domaine de l'endoscopie intestinale. Dans ce domaine, les navettes intestinales encore dénommées capsules endoscopiques intestinales permettent d'agir in-vivo dans l'organisme en explorant la quasi-totalité de l'intestin grêle de façon non invasive. A ce jour, des vidéo capsules ont été développées en vue notamment de la recherche de saignements inexpliqués, de dépistage de cancer de l'intestin ou bien encore d'aide au diagnostic de maladie telle que la maladie de Crohn. A titre d'exemple, on peut citer un type de capsule équipée de moyens vidéo qui, une fois ingérée par le patient, progresse régulièrement et sans douleur le long du tractus gastro-intestinal. Pendant la traversée gastro-intestinale, la capsule transmet des signaux vidéo qui sont stockés dans une unité réceptrice. Ces signaux permettent également au système de suivre le parcours physique de la capsule. La capsule s'élimine ensuite spontanément par les voies naturelles. Un enregistreur sans fil porté sur une ceinture à la taille est prévu, permettant de capter les signaux transmis par la capsule via un ensemble d'antennes placé sur l'abdomen. Un poste de travail informatique traite les données et produit une courte séquence vidéo de l'intestin exploré. Le poste de travail offre ainsi au médecin la possibilité de visionner, d'éditer et d'archiver la vidéo ainsi que de sauvegarder des images individuelles et/ou de courts clips vidéo. Afin d'améliorer le diagnostic de certaines pathologies, il est nécessaire de pouvoir également prélever des échantillons in situ, pour analyser certains tissus malins, cet examen pouvant avantageusement être mené en synergie avec le traitement d'images. C'est pourquoi, il devient particulièrement intéressant de pouvoir concevoir des capsules intestinales comportant une fonctionnalité de prélèvement. Dans ce cadre, Il a notamment été divulgué un certain nombre de solutions ayant fait l'objet de demandes de brevet telles que la demande WO 2005/112460. Cette demande concerne un système comportant des dispositifs élémentaires dont un comprend un imageur et des moyens de transmission de données recueillies in vivo ainsi qu'un dispositif de prélèvement d'échantillon. Ces moyens peuvent par ailleurs être couplés à 1 o un dispositif de prélèvement comprenant un bras articulé de prélèvement destiné à être projeté hors d'une cavité de stockage, constituant par la même un volume encombrant de prélèvement. Dans ce type de dispositif, les éléments dépassant du corps de la capsule (bras articulé notamment) peuvent constituer un risque de blocage de celle-ci dans l'intestin, dégradant 15 par la-même la sécurité du fonctionnement. Il a aussi été divulgué dans la demande de brevet WO 2005/120325, un module de biopsie comportant un organe de coupe mobile selon une première direction parallèle au conduit de prélèvement et couplé à une cavité comprenant des moyens d'aspiration dans une direction perpendiculaire à 20 ladite première direction, constituant également un module d'encombrement relativement important. Un autre type de module de biopsie a également été décrit dans la demande de brevet FR 2 688 997. Il s'agit d'un dispositif d'exploration fonctionnelle comprenant un embout, se présentant sous la forme d'un 25 cylindre muni de deux chambres et séparées par un flasque de support d'un couteau. La chambre située en avant du couteau est pourvue d'une ouverture coopérant avec un dispositif de fermeture amovible, le couteau cylindrique à tranchant hélicoïdal permettant d'effectuer une biopsie de muqueuse par exemple. Une des chambres comporte par ailleurs un ressort 30 spiral relié à son extrémité interne à un axe solidaire du support du couteau et relié à son autre extrémité à un ergot traversant, en position de verrouillage avant prélèvement. L'ensemble permet de proposer une solution complexe combinant des mouvements de translation et de rotation constituant par la même une solution d'encombrement relativement important, pour en envisager une miniaturisation. Dans ce contexte, la présente invention a pour objet un module de prélèvement, de type module de biopsie permettant de résoudre le problème de miniaturisation et de simplicité et ce sans aucune pièce ne dépasse du corps de la capsule, en proposant d'utiliser des opérations d'aspiration et de découpe de tissu uniquement en exploitant des mécanismes linéaires de va et vient . Plus précisément, la présente invention a pour objet un module de 1 o prélèvement de matière comprenant un corps élémentaire équipé d'une ouverture, d'un organe de coupe, de moyens d'actionnement de l'organe de coupe et de moyens de déclenchement desdits moyens d'actionnement, caractérisé en ce que les moyens d'actionnement comprennent : - un axe coulissant solidaire de l'organe de coupe ; 15 - une pince équipée de moyens permettant de contraindre l'axe solidaire de l'organe de coupe et montée de manière à pouvoir coulisser à l'intérieur du corps ; - des premiers moyens linéaires susceptibles de passer d'un état de compression à un état de détente coopérant avec ladite pince ; 20 - des seconds moyens linéaires susceptibles de passer d'un état de compression à un état de détente montés sur l'axe solidaire de l'organe de coupe et coopérant avec l'organe de coupe ; - des moyens intermédiaires de liaison entre les premiers moyens linéaires et les seconds moyens linéaires ; 25 - les moyens de déclenchement étant montés pour coopérer avec les seconds moyens linéaires susceptibles de passer d'un état de compression à un état de détente, de manière à libérer l'axe coulissant entraînant l'organe de coupe dans une première position d'aspiration de matière depuis une position initiale et libérant l'axe coulissant de ladite pince, 30 ledit axe coulissant libéré mettant l'organe de coupe dans une seconde position de prélèvement de matière sous l'action des premiers moyens linéaires susceptibles de passer d'un état de compression à un état de détente. Selon une variante de l'invention, les premiers moyens linéaires susceptibles de passer d'un état de compression à un état de détente sont constitués par un premier ressort. Selon une variante de l'invention, les seconds moyens linéaires 5 susceptibles de passer d'un état de compression à un état de détente sont constitués par un second ressort. Selon une variante de l'invention, le module comprend une bague de maintien de la pince en position de contrainte au niveau de l'axe coulissant, cette bague servant à faciliter le montage de la pince. 1 o Selon une variante de l'invention, la pince est positionnée dans un alésage à l'intérieur dudit corps. Selon une variante de l'invention, l'organe de coupe est positionné devant l'ouverture dudit corps en position initiale et en seconde position, l'ouverture étant dégagée en première position de l'organe de coupe et 15 permettant l'aspiration d'espèces à prélever, la seconde position de l'organe de coupe permettant de prélever et fermer une chambre de prélèvement à l'intérieur de laquelle peuvent être maintenues des espèces prélevées. Selon une variante de l'invention, l'organe de coupe est un élément circulaire présentant une extrémité périphérique tranchante. 20 Selon une variante de l'invention, le module comprend en outre deux joints toriques montés sur l'organe de coupe circulaire. Selon une variante de l'invention, le module comprend en outre un compartiment contenant un fluide de conservation d'espèces à prélever. Selon une variante de l'invention, le compartiment contenant le 25 fluide de conservation comprend des moyens d'ouverture coopérant avec la seconde position de l'organe de coupe et pouvant être perforés par l'organe de coupe de manière à répandre un fluide de conservation dans ladite chambre de prélèvement. Selon une variante de l'invention, les moyens de déclenchement 30 comprennent un système miniaturisé comportant des matériaux actifs de type alliages à mémoire de forme ou matériaux ferroélectriques. Selon une variante de l'invention, ledit premier type de corps élémentaire assurant un premier type de fonctionnalité de prélèvement et d'autre(s) type(s) de corps élémentaires assurant un(des) autre(s) type(s) de 35 fonctionnalité. Selon une variante de l'invention, un autre type de fonctionnalité est de type libération de principe actif Selon une variante de l'invention, un autre type de fonctionnalité est de type imagerie. Selon une variante de l'invention, le module comprend un corps comprenant un corps central et des corps élémentaires périphériques. Selon une variante de l'invention, le ou les corps élémentaires sont moulés dans une pièce unitaire. L'invention a aussi pour objet une navette intestinale caractérisée 1 o en ce qu'elle comprend un module de prélèvement selon l'invention. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre donnée à titre non limitatif et grâce aux figures annexées parmi lesquelles : 15 - la figure 1 illustre un exemple de module de biopsie selon l'invention ; - les figures 2a, 2b et 2c illustrent les principaux composants constituant un corps élémentaire d'un module de biopsie ; - les figures 3a, 3b et 3c illustrent les trois positions dans lesquelles 20 un module de prélèvement selon l'invention peut se retrouver au repos et en cours de fonctionnement ; - la figure 4 illustre le corps d'une navette intestinale selon l'invention comportant un corps central dédié à de l'imagerie et un ensemble de corps élémentaires périphériques dédiés à des 25 opérations de prélèvement selon l'invention. La présente invention va être décrite dans le cadre de prélèvement de tissu et notamment de tissu humain et ce dans le cadre d'une navette intestinale. Néanmoins, le module de prélèvement de l'invention peut tout 30 aussi bien être utilisé pour tous types de prélèvement. De manière générale et comme illustré grâce à l'exemple de la figure 1, le module de biopsie de l'invention comporte un corps élémentaire 3 comprenant une ouverture 40, à l'intérieur duquel sont agencés un certain nombre de composants présentés de manière plus détaillée grâce aux 35 figures 2a, 2b et 2c. La figure 2a est relative à des pièces en volume, la figure 2b illustrant les mêmes pièces en coupe, la figure 2c étant relative à l'organe de coupe de type couteau cylindrique, associé à des joints toriques. Ainsi l'ensemble de ces figures met en évidence : - un axe 30 ; - une pince 31 ; - une bague de maintien 32 de la pince 31. Cette bague de maintien ne sert qu'à faciliter le montage de cette dernière, en la maintenant fermée pour l'introduire dans l'alésage 335. Au 1 o moment de son montage dans cette pièce, elle reste en dehors de l'alésage, de façon à ce qu'elle ne puisse gêner le fonctionnement ; un premier ressort 33 ; - des moyens de liaison 335 entre le ressort 33 et le ressort 35 ; 15 - un couteau 34 ; - un second ressort 35 ; - deux joints toriques 36 et 37 ; - un déclencheur 38. La vue en coupe de la pièce de liaison 335 met en évidence une 20 partie évidée en périphérie intérieure permettant au ressort 33 de venir prendre appui à l'intérieur de cette pièce alors que l'extrémité opposée en partie externe est dédiée à l'appui du second ressort 35. La vue en coupe de la figure 2c met en évidence l'organe de coupe 34. 25 L'ensemble de ces pièces est incorporé dans un montage linéaire de faible encombrement, dans le corps élémentaire 3, une partie terminale du corps étant dédiée au stockage de la matière prélevée. La demanderesse propose ainsi un système basé sur l'aspiration des tissus à prélever à l'intérieur d'une chambre de stockage au travers d'une 30 fenêtre calibrée. Le couteau 34, solidaire de l'axe coulissant 30, vient ensuite sectionner les tissus et fermer la chambre dans laquelle ils ont été préalablement aspirés. La chambre de stockage est au besoin équipée d'un micro-dispositif 35 de délivrance d'un liquide conservateur non représenté. Le principe de fonctionnement est illustré grâce aux figures 3a, 3b et 3c. Etat initial : La figure 3a illustre cet état : la pince flexible 31, normalement ouverte au repos, est montée en position fermée dans un alésage adapté en diamètre et en longueur grâce à une bague 32 qui emprisonne l'axe du couteau. La pince flexible 31 est maintenue en position fermée dans un alésage adapté en diamètre et en longueur, mais dans cette position, la 1 o bague 32 ne joue plus aucun rôle. Elle sert uniquement à maintenir la pince fermée pendant le montage dans l'alésage. Le premier ressort 33 dit d'ouverture est maintenu dans un état comprimé et solidaire du second ressort dit de coupe via l'élément de liaison 335 qui accueille d'un côté le premier ressort et de l'autre le second ressort. 15 Le couteau 34 est positionné devant l'ouverture 40, obturant cette dernière de façon étanche. Premier état : La figure 3b illustre cet état : en cours d'actionnement par le 20 déclencheur 38, l'axe du couteau est libéré par une poussée via le second ressort et l'élément de liaison, effectuée sur le premier ressort 33 dit d'ouverture qui ainsi pousse le couteau 34 dans le sens de l'ouverture de la fenêtre en prenant appui sur la base de la pince flexible. Le couteau 34 n'est plus en regard de l'ouverture 40, libérant cette dernière et des tissus 25 extérieurs au corps élémentaires peuvent être ainsi aspirés par la dépression créée par le recul du couteau, ou (et) par une dépression artificielle additionnelle, des joints 36 et 37 correctement placés assurant l'étanchéité nécessaire à la création de cette aspiration. 30 Second état : La figure 3c illustre cet état : lorsque la pince flexible sort de son alésage, elle s'ouvre, libérant l'axe du couteau. Ce dernier est violemment repoussé dans le sens de la fermeture de la fenêtre, coupant les tissus aspirés dans la chambre. Comme le couteau recule sur une plus grande longueur, il lui est possible de venir, d'une part, refermer la chambre de façon complètement étanche en regard de l'ouverture 40 et d'autre part, de venir percer le cas échéant un récipient souple et fin contenant du liquide de conservation ayant été prévu à cet effet. Il faut remarquer que l'étanchéité du couteau mobile doit être suffisante pour effectuer l'aspiration à l'intérieur de la chambre de stockage des tissus à prélever. Si toutefois cette solution s'avère insuffisante, un vide 1 o additionnel peut-être facilement réalisé, soit dans la chambre de stockage, soit dans une chambre spécialement prévue à cet effet. Cette dernière solution se faisant toutefois aux dépends du volume occupé par le système de biopsie. Ce module de biopsie procure de nombreux avantages : 15 - il ne recourt pas à l'électronique mais à une énergie mécanique stockée dans le système ; - l'ensemble des composants utilisés permet d'envisager des fabrications à bas coûts et par la même d'envisager de grandes séries ; - il ne provoque pas de dégagement thermique, permettant 20 d'envisager de répondre aux contraintes imposées par les normes médicales et répondant aux limites autorisées pour les appareils intracorporels ; - il offre des perspectives de rendement énergétique particulièrement intéressantes dans la mesure où le rendement attendu de la consommation en énergie électrique est réduite à son maximum car toute l'énergie 25 nécessaire à la réalisation de la fonction a été préalablement stockée ; - il réalise sa propre aspiration en utilisant notamment deux ressorts qui exercent un mouvement de va et, vient et par conséquent, permettent de ne pas avoir une chambre de dépression ; - enfin la linéarité de l'ensemble constitue un atout majeur permettant 30 une plus grande miniaturisation par rapport à un système rotatif tel que celui décrit dans la demande de brevet FR 2 688 997. Le module de biopsie est suffisamment miniaturisable pour être compris dans la navette intestinale ; - plusieurs prélèvements sont possibles car plusieurs modules peuvent être répartis sur le pourtour de la navette intestinale ce qui a, d'une part, pour avantage de faciliter les manipulations en réduisant les opérations d'orientation au voisinage d'une zone de prélèvement (au moins quatre fenêtres peuvent sélectionner la zone de prélèvement. C'est la raison pour laquelle le déclencheur doit être sélectif) et, d'autre part, de permettre la répétition des opérations de biopsie au cours d'un même transit intestinal ; - Le module peut également avantageusement inclure un dispositif de liquide conservateur (aménagement de la zone où le prélèvement est stocké). Exemple de navette intestinale comportant des modules de biopsie selon l'invention : La figure 4 illustre ainsi un exemple de navette intestinale comprenant un corps 1, comprenant un corps central 2, et un ensemble de corps élémentaires 3, 4, 5 et 6 distribués en périphérie. Chaque corps élémentaire constitue un module de prélèvement, voire dans le cas présent : un module de biopsie, avantageusement le corps central peut être équipé de moyens de prise de vue et ce fonctionnant à 360 degrés. Ce type de configuration est particulièrement intéressant dans la mesure, où lors d'une phase d'exploration, il permet d'opérer des prélèvements successifs tout au long du trajet intestinal. En effet, il est particulièrement pertinent de pouvoir commander de manière sélective tel ou tel module élémentaire de biopsie en liaison avec des images recueillies sans avoir à introduire des mouvements de la capsule intégrant l'ensemble des corps, toujours source de désagrément et de complication dans le cadre d'une exploration intestinale. Typiquement, les dimensions d'un seul module de biopsie peuvent être de l'ordre de 3mm pour le diamètre d'un corps élémentaire et 20 mm de longueur. Dans cette configuration, quatre éléments peuvent être insérés dans la navette ou capsule intestinale, ménageant un espace libre central d'un diamètre d'environ de 4 à 5 mm sur toute la longueur de la capsule intestinale. Selon d'autres variantes de l'invention, la capsule comprend un nombre plus élevé de module élémentaire de biopsie, typiquement ce 5 nombre pouvant être de 6 voire de 8. REVENDICATIONS1. Module de prélèvement de matière comprenant un premier type de corps élémentaire (1) équipé d'une ouverture (40), d'un organe de coupe (34), de moyens d'actionnement de l'organe de coupe et de moyens de déclenchement desdits moyens d'actionnement, caractérisé en ce que les moyens d'actionnement comprennent : - un axe (30) coulissant solidaire de l'organe de coupe ; - une pince (31) équipée de moyens (32) permettant de contraindre l'axe solidaire de l'organe de coupe et montée de manière à pouvoir coulisser au sein du corps ; - des premiers moyens linéaires (33) susceptibles de passer d'un état de compression à un état de détente coopérant avec ladite pince ; - des seconds moyens linéaires (34) susceptibles de passer d'un état de compression à un état de détente montés sur l'axe solidaire de l'organe de coupe et coopérant avec l'organe de coupe ; - des moyens intermédiaires de liaison (335) entre les premiers moyens linéaires et les seconds moyens linéaires ; - les moyens de déclenchement (38) étant montés pour coopérer avec les seconds moyens linéaires susceptibles de passer d'un état de compression à un état de détente, de manière à libérer l'axe coulissant entraînant l'organe de coupe dans une première position d'aspiration de matière depuis une position initiale et libérant l'axe coulissant de ladite pince, ledit axe coulissant libéré mettant l'organe de coupe dans une seconde position de prélèvement de matière sous l'action des premiers moyens linéaires susceptibles de passer d'un état de compression à un état de détente et d'agir via les moyens intermédiaires sur les seconds moyens linéaires. 2. Module de prélèvement selon la revendication 1, caractérisé en ce que les premiers moyens de linéaires susceptibles de passer d'un état de 30 compression à un état de détente sont constitués par un premier ressort. 3. Module de prélèvement selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les seconds moyens linéaires susceptibles de passerd'un état de compression à un état de détente sont constitués par un second ressort. 4. Module de prélèvement selon l'une des revendications 1 à 3, 5 caractérisé en ce qu'il comprend une bague de maintien de la pince en position de contrainte au niveau de l'axe coulissant. 5. Module de prélèvement selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la pince est positionnée dans un alésage à l'intérieur 1 o dudit corps. 6. Module de prélèvement selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'organe de coupe est positionné devant l'ouverture dudit corps en position initiale et en seconde position, l'ouverture étant 15 dégagée en première position de l'organe de coupe et permettant l'aspiration d'espèces à prélever, le seconde position de l'organe de coupe permettant de constituer une chambre de prélèvement à l'intérieur de laquelle peuvent être maintenues des espèces prélevées. 20 7. Module de prélèvement selon l'une revendication 6, caractérisé en ce que l'organe de coupe est un élément circulaire présentant une extrémité périphérique tranchante. 8. Module de prélèvement selon la revendication 7, caractérisé en 25 ce qu'il comprend en outre deux joints toriques montés sur l'organe de coupe circulaire. 9. Module de prélèvement selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un compartiment contenant un 30 fluide de conservation d'espèces à prélever. 10. Module de prélèvement selon la revendication 9, caractérisé en ce que le compartiment contenant le fluide de conservation comprend des moyens d'ouverture coopérant avec la seconde position de l'organe decoupe et pouvant être perforés par l'organe de coupe de manière à répandre du fluide de conservation dans ladite chambre de prélèvement. 11. Module de prélèvement selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que les moyens de déclenchement comprennent un système miniaturisé comportant des matériaux actifs de type alliages à mémoire de forme ou matériaux ferro électriques. 12. Module de prélèvement selon l'une des revendications 1 à 11, 1 o caractérisé en ce qu'il comprend ledit premier type de corps élémentaire assurant un premier type de fonctionnalité de prélèvement et d'autre(s) type(s) de corps élémentaires assurant un(des) autre(s) type(s) de fonctionnalité. 15 13. Module de prélèvement selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'un autre type de fonctionnalité est de type libération de principe actif 14. Module de prélèvement selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'un autre type de fonctionnalité est de type imagerie. 15. Module de prélèvement selon l'une des revendications 12 à 14, caractérisée en ce qu'il comprend un corps (1) comprenant un corps central (2) et des corps élémentaires périphériques (3, 4, 5, 6). 25 16. Module de prélèvement selon l'une des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que le corps ou les corps élémentaires sont moulés dans une pièce unitaire. 17. Navette intestinale caractérisée en ce qu'elle comprend un 3o module de prélèvement selon l'une des revendications 1 à 16. 20