Brevet FR3066279A1 — publié le 20181116

FIBRE OPTIQUE A EXTREMITE D'EXPLORATION FONCTIONNALISEE L'invention concerne une fibre optique à extrémité d'exploration fonctionnalisée. L'invention sera plus particulièrement décrite en regard d'une utilisation d'endoscopie, notamment dans le domaine du médical à but de diagnostic ou thérapeutique, sans toutefois y être limitée. L'invention pourra s'appliquer à toute exploration à l'aide d'une fibre optique. L'endoscopie dans le milieu médical permet d'examiner l'intérieur d'une cavité par une technique de détection de lumière rétrodiffusée grâce à une ou des fibres optiques. De manière connue, un endoscope comporte une enveloppe flexible logeant une ou plusieurs fibres optiques, et dont l'extrémité distale aval comprend une sonde reliée aux fibres optiques et destinée à être introduite dans la cavité à examiner, et l'extrémité distale amont opposée à la sonde est destinée à être reliée à une source de lumière alignée avec la ou les fibres optiques pour transmettre de la lumière jusqu'à la sonde et dans la cavité, des détecteurs de lumière disposés également en alignement avec les fibres optiques et à l'extrémité amont étant destinés à recevoir la lumière rétrodiffusée depuis l'intérieur de la cavité et transmise en retour via les fibres. La lumière rétrodiffusée et détectée est ensuite traitée et analysée. De manière connue, une fibre optique comporte une gaine enveloppant un ou plusieurs coeurs de fibre, et son extrémité distale destinée à l'exploration se présente sous la forme d'une férule rigide rendue solidaire fermement de l'extrémité de la gaine de la fibre et dont la face externe transversale à l'axe de la fibre est transparente. La férule est par exemple en résine transparente époxy en ayant été surmoulée sur la gaine de de la fibre. Selon l'utilisation visée, l'extrémité d'exploration de la fibre peut en outre comporter des éléments fonctionnels propres pour s'adapter au type de détection. Par exemple, on connaît une extrémité d'exploration de fibre fonctionnalisée, qui est dotée de micro-plots en silice méso-poreuse associés à des ligands susceptibles d'interagir avec des biomarqueurs surexprimés sur des cellules tumorales ; une telle fibre optique permet de détecter des cellules cancéreuses. L'extrémité fonctionnelle d'une fibre optique peut également être 3066279 2 fonctionnalisée par des photo-sensibilisateurs pour venir détruire les cellules cancéreuses par photothérapie dynamique (procédé dit PTD). Selon l'application visée, le praticien doit donc disposer d'une multiplicité de fibres optiques spécifiques dont l'extrémité fonctionnalisée est dédiée à une utilisation 5 particulière. La pluralité d'applications implique d'avoir à disposition une multiplicité de fibres optiques de fonctionnalité spécifique, ce qui engendre un volume et un encombrement non négligeables dans une salle d'intervention. L'invention a donc pour but d'obvier notamment à l'inconvénient précité en proposant 10 une solution qui simplifie la quantité et la gestion des fibres optiques devant être mises à disposition quelle que soit l'application visée, tout en procurant une mise en oeuvre aisée et rapide pour le praticien. Selon l'invention, la fibre optique à extrémité distale d'exploration fonctionnalisée comporte une gaine, et une férule (rigide) solidaire de la gaine à l'extrémité distale 15 d'exploration, et est caractérisée en ce que l'extrémité distale d'exploration comporte une tête fonctionnalisée qui est rapportée de manière amovible sur la férule. La tête fonctionnalisée est rapportée ultérieurement à la mise à disposition à un praticien d'une fibre optique ordinaire et avant intervention. On entend par « fibre optique ordinaire », une fibre qui n'est pas équipée d'un embout 20 fonctionnalisé, mais comprenant uniquement la gaine de la fibre optique entourant un ou plusieurs coeurs, et une férule d'extrémité pour rigidifier l'extrémité de la fibre en vue de son utilisation. La « tête fonctionnalisée » est la partie de la fibre jouant le rôle de sonde ou d'une manière générale de toute fonction technique utilisant la lumière émise en extrémité de la 25 fibre optique pour coopérer ou interagir avec le milieu dans lequel l'extrémité de la fibre est introduite. La férule de la fibre optique de l'invention n'a qu'une fonction de moyen de fixation mécanique pour la tête fonctionnalisée. Ainsi, il suffit de ne disposer que de quelques fibres optiques (ordinaires) dans la salle d'intervention en ayant à disposition une multiplicité de têtes fonctionnalisées, qui elles, sont de très faible encombrement ; le praticien n'aura qu'a choisir la ou les têtes dont il aura besoin pour son intervention et les associera à une ou des fibres optiques selon l'utilisation. La quantité de mise à disposition de fibres optiques dans une salle d'intervention est alors 3066279 3 grandement réduite, tout en garantissant au praticien de bénéficier de toutes les fonctionnalités dont il aura besoin pour les diverses utilisations grâce à des têtes amovibles possédant chacune une fonctionnalité dédiée. L'amovibilité de la tête fonctionnalisée est assurée quant à la fixation de la tête sur la 5 férule, mais n'a pas nécessairement besoin de l'être pour en être dissociée. En effet, une fois la fibre optique rendue fonctionnalisée et utilisée, celle-ci sera jetée. Selon une caractéristique, la férule et la tête fonctionnalisée sont rendues solidaires par assemblage mécanique, tel que sertissage, chaussage, vissage, clipsage, verrouillage quartde-tour. 10 La fixation de la tête fonctionnalisée à la férule est conçue de sorte que la tête et la férule ne puissent se désolidariser en cours d'utilisation, en particulier lorsque la fibre a été introduite dans le corps du patient. A titre d'exemple, la férule et la tête fonctionnalisée comportent respectivement des moyens de fixation par coopération mutuelle, tels que des moyens mâles-femelles de 15 coopération. Avantageusement, la tête fonctionnalisée présente une face externe, dite face d'émission, dont une partie au moins est transparente et destinée à être en regard de la fibre optique (du coeur de la fibre optique) pour le passage de la lumière. De préférence, la partie transparente de la face externe ne présente pas de rugosité de surface ; elle est par 20 exemple polie. La tête fonctionnalisée comporte un corps creux dont l'espace intérieur loge la férule. Dans un mode de réalisation, la tête fonctionnalisée comporte un corps creux (de paroi cylindrique) et présente une face d'extrémité (transversale à la paroi) dont au moins une partie forme un passage pour la lumière, et des moyens de fixation disposés au niveau de la 25 paroi cylindrique ou de la face d'extrémité opposée à la face dotée du passage de la lumière. La tête fonctionnalisée présente un corps en matériau polymérique, ou en verre, ou à base de céramique, ou à base d'acier inoxydable, ou à base de matériau composite, ou d'une combinaison de plusieurs matériaux, la face externe d'émission de la tête destinée à être en regard du ou des coeurs de fibres étant en matériau transparent à la lumière. 30 La tête fonctionnalisée présente un corps cylindrique par exemple de section de 1 à 3 mm, de préférence avec une longueur de l'ordre de 20 mm. 3066279 4 La tête fonctionnalisée comporte des éléments fonctionnels apportant au moins une fonction technique à la fibre optique, tels que des micro-plots en silice méso-poreuse ou autres moyens d'accrochage pour y associer des ligands appropriés à la détection de cellules cancéreuses, ou des ligands photo-sensibilisateurs pour la destruction de cellules 5 cancéreuses par photothérapie. L'invention est également relative à une tête fonctionnalisée présentant les caractéristiques ci-dessus et adaptée pour être rapportée de manière amovible sur une fibre optique et lui être assemblée. L'invention est encore relative à un kit pour fibre optique fonctionnalisée comportant au 10 moins une tête fonctionnalisée telle que décrite ci-dessus, le kit pouvant comprendre une pluralité de têtes fonctionnalisées à fonctionnalités différentes, chacune des têtes étant à fixation amovible sur une fibre optique. L'invention a également trait à l'utilisation d'au moins une fibre optique à tête fonctionnalisée de l'invention en endoscopie. Bien entendu, en adaptant la fonction de la 15 tête fonctionnalisée, la fibre de l'invention s'applique à tout type d'exploration. L'invention est aussi relative à un dispositif de conditionnement d'une tête fonctionnalisée selon l'invention, la tête comportant des moyens de fixation destinés à son assemblage à une fibre optique, caractérisé en ce que le dispositif comporte une coque logeant la tête hormis les moyens de fixation, et un couvercle fixé de manière amovible à la 20 coque, et chapotant lesdits moyens de fixation. Enfin, l'invention porte sur un procédé d'assemblage d'une fibre optique à une tête fonctionnalisée de l'invention grâce au dispositif de conditionnement de ladite tête. La tête est livrée à l'utilisateur dans son dispositif de conditionnement (emballage). Le procédé d'assemblage consiste à retirer le couvercle du dispositif de conditionnement, rendant les 25 moyens de fixation accessibles, introduire (notamment par poussée lorsque les moyens de fixation sont des moyens de clipsage) la férule de la fibre optique dans la tête fonctionnalisée qui est creuse, et dissocier la coque de la tête ; la tête est alors assemblée à la fibre qui est prête à l'emploi. La présente invention est maintenant décrite à l'aide d'exemples uniquement illustratifs 30 et nullement limitatifs de la portée de l'invention, et à partir des illustrations ci-jointes, dans lesquelles : 3066279 5 - La figure 1 représente une vue en coupe selon l'invention d'une extrémité de fibre optique et d'une tête fonctionnalisée à rapporter de manière amovible selon l'invention, sur l'extrémité de la fibre optique ; - La figure 2 correspond à la figure 1, la tête fonctionnalisée étant rapportée et 5 assemblée sur la fibre optique ; - Les figures 3 et 4 sont des vues en coupe de variantes de têtes fonctionnalisées selon l'invention assemblées chacune à l'extrémité d'une fibre optique ; - La figure 5 est une vue en coupe d'un dispositif de conditionnement selon l'invention d'une tête fonctionnalisée amovible de l'invention en vue d'assurer son assemblage à 10 l'extrémité d'une fibre optique ; - La figure 6 illustre une vue partielle schématique en perspective d'un endoscope comprenant trois canaux dont un canal est destiné à loger une fibre optique à tête fonctionnalisée de l'invention. La fibre optique 1 de l'invention illustrée sur les figures 1 à 4 comporte une tête 15 d'exploration fonctionnalisée 2 qui est destinée à être rapportée de manière amovible sur le corps de la fibre optique. La fibre optique 1 dotée de sa tête fonctionnalisée 2 est par exemple utilisée dans un endoscope E tel qu'illustré schématiquement sur la figure 5. L'exemple d'endoscope schématiquement illustré comporte trois canaux El, E2 et E3, destinés à loger 20 respectivement une source lumineuse, une caméra, et une fibre optique à tête fonctionnalisée de l'invention. Les dimensions de la tête fonctionnalisée et de la fibre peuvent être différentes, en fonction du type d'endoscope utilisé. Des têtes fonctionnalisées à fonctions différentes peuvent être glissées par le canal opératoire de l'endoscope. En regard de la figure 1, la fibre optique 1 comporte une gaine 10 et au moins un coeur 11 25 d'axe longitudinal X; elle présente une extrémité aval, ici non illustrée, qui est destinée à être connectée de manière connue à une source de lumière, et une extrémité opposée aval 12, constituant l'extrémité d'exploration de la fibre optique depuis laquelle sera émise la lumière nécessaire à l'exploration dans une cavité dans laquelle sera introduite la fibre. L'extrémité d'exploration 12 de la fibre optique est dotée de manière connue d'une férule 30 3 formant un embout rigide percé en son centre et dans lequel est fixée la gaine 10 de la fibre optique. 3066279 6 Selon l'invention, la tête d'exploration 2 fonctionnalisée est rapportée de manière amovible sur la fibre optique 1, et plus particulièrement sur la férule 3 de la fibre optique, par le praticien juste avant utilisation de la fibre, une fois le choix de la tête effectuée en fonction du type d'utilisation, c'est-à-dire selon la fonction requise de la tête. Ainsi, le 5 praticien a à disposition une pluralité de têtes fonctionnalisées et choisit la tête appropriée en fonction de l'application visée, indépendamment de la fibre optique. Au contraire de l'art antérieur qui propose une tête d'exploration déjà fixée à la fibre optique en vue de son utilisation, l'invention procure une tête d'exploration fonctionnalisée 2 qui est indépendante de la fibre optique 1 avant utilisation. 10 Avantageusement, l'invention propose en outre en regard de la figure 5 un conditionnement pour chaque tête fonctionnalisée avant utilisation, ce conditionnement constituant également un dispositif de support pour assurer l'assemblage de la fibre optique 1 à la tête fonctionnalisée 2 de manière aisée et rapide par le praticien, comme il sera vu plus loin. 15 La tête d'exploration fonctionnalisée 2 présente au moins une fonction technique liée à l'utilisation de la fibre optique. Elle comporte ainsi des éléments fonctionnels 20 qui procurent une fonction technique à la tête 2 et par conséquent à la fibre optique. La tête d'exploration fonctionnalisée 2 n'a pas pour seule vocation de laisser passer la lumière émise par la fibre optique mais de rendre fonctionnelle la fibre optique 1. 20 A titre d'exemple nullement limitatif, une tête d'exploration 2 peut comporter des micro- plots 20 en silice méso-poreuse qui sont dotés de ligands spécifiques aptes à agir avec des biomarqueurs que rencontrerait la tête d'exploration lors de son utilisation, telle que logée dans une cavité du corps humain pour détecter des cellules cancéreuses par la reconnaissance d'un profil de spectre lumineux lié aux biomarqueurs. Dans un autre 25 exemple de tête fonctionnalisée, celle-ci peut comporter des micro-plots 20 en silice méso- poreuse qui sont dotés de ligands photo-sensibilisateurs qui permettront de détruire les cellules cancéreuses par photothérapie dynamique. La tête d'exploration fonctionnalisée 2 comporte un corps cylindrique creux 21 de même axe médian longitudinal X en position assemblée de la tête 2 sur le corps de la fibre optique 30 1, et une face externe d'extrémité distale 22 qui est transversale à l'axe du corps cylindrique et depuis laquelle est destinée à être émise la lumière sortant du coeur 11 de la fibre optique. 3066279 7 Le corps cylindrique creux 21 est fermé en sa face d'extrémité d'émission 22. Au moins une partie de la face d'extrémité d'émission 22 est transparente et est destinée à être agencée en regard du coeur 11 de la fibre optique. Les éléments fonctionnels 20 sont en particulier associés, solidaires de la face externe 5 d'émission 22. La tête d'exploration fonctionnalisée 2 est rendue solidaire de la férule 3 par assemblage mécanique. De préférence, la tête d'exploration fonctionnalisée 2 comporte des moyens de fixation 23 pour son assemblage mécanique, sans outil, par coopération mutuelle avec la férule 3. 10 L'assemblage mécanique de la tête rapportée de manière amovible sur la férule 3 peut être réalisé par exemple par sertissage, sans que le corps 21 de la tête ne comporte nécessairement des moyens de fixation en tant que tels. Cependant, le procédé d'assemblage par sertissage nécessite au moins un outil. Il est ainsi préféré dans les exemples illustrés, un assemblage mécanique par coopération 15 mutuelle sans outil, tel que par clipsage. Dans l'exemple présenté sur les figures 1 à 3, la férule 3 comporte un corps cylindrique à paroi lisse, tandis que la tête d'exploration fonctionnalisée 2 comporte en tant que moyens de fixation 23 par coopération mutuelle, des pattes espacées et en regard qui s'étendent dans la plan de la face externe 24 opposée à la face 22 d'émission de la lumière. Les pattes 20 23 forment des crochets qui coopèrent avec le chant 30 d'extrémité libre de la paroi du corps cylindrique de la férule 3. Les pattes 23 jouent un rôle de butées avec ledit chant 30, empêchant tout retrait de la férule 3, une fois celle-ci logée dans l'espace intérieur 21A du corps cylindrique creux 21. La tête fonctionnalisée 2 possède par exemple son corps cylindrique en acier inoxydable, 25 et comporte au niveau de sa face externe 22 d'émission, un hublot 25 en matériau transparent tel qu'en verre, pour le passage de la lumière émise par la fibre. Dans la variante de la figure 3, la tête fonctionnalisée est entièrement en verre, sa face externe d'émission 22 étant ainsi transparente. La figure 4 illustre une variante de réalisation quant à l'assemblage mécanique de la tête 30 fonctionnalisée 2 à la férule 3. Les moyens de fixation par coopération mutuelle de la tête fonctionnalisée 2 avec la férule 3, comportent d'une part une nervure annulaire 26 sur l'intérieur de la paroi du corps cylindrique 21 de la tête 2, et d'autre part une gorge circulaire 3066279 8 31 sur l'extérieur de la paroi du corps cylindrique de la férule 3, la nervure 26 coopérant par engagement dans la gorge 31, en verrouillant en position la tête 2 sur la férule 3. Les dimensions de la tête fonctionnalisée 2 sont par exemple de l'ordre de 20 à 30 mm de long et de 1 à 3 mm de section. Par conséquent, l'opération d'un assemblage rapide peut 5 être délicate avec une fibre optique de diamètre généralement d'1 mm, d'autant plus lorsque cette opération est à effectuer par le praticien très peu de temps avant son intervention. Pour assurer un assemblage de manière simple et rapide, l'invention propose en outre un dispositif de conditionnement 4, tel qu'illustré schématiquement sur la figure 5, d'une tête fonctionnalisée 2 à rapporter de manière amovible sur une fibre optique. 10 Le dispositif de conditionnement 4 sert de moyen de support à la tête fonctionnalisée 2 afin de la maintenir en position lors de l'introduction de la fibre optique 1 dans l'espace intérieur 21A de la tête 2. Le dispositif de conditionnement 4 comporte d'une part une coque 40 avec une partie 40A ou deux parties 40A et 40B qui logent le corps cylindrique 21 et la face externe 15 d'émission 22, tandis que les moyens de fixation 23 de la tête sont disposés en dehors de la coque 40, et d'autre part un couvercle 42 qui chapote les moyens de fixation 23. La partie 40B de la coque 40 accueillant au moins la face externe d'émission 22 de la tête fonctionnalisée 2, est conçue, par exemple en étant dotée d'une cavité, pour ne pas s'appuyer directement sur la face externe d'émission 22 qui comprend les éléments 20 fonctionnels 20 afin de protéger ces derniers. Le couvercle 42 est fixé de manière amovible sur la coque 40. La coque peut être en deux parties amovibles 40A et 40B, car elle peut constituer le support de la tête 2 lors du procédé de dépôt des éléments fonctionnels 20. Durant le procédé de dépôt, le corps cylindrique 21 de la tête est coincé dans la première partie 40A et 25 le couvercle 42 est assemblé, tandis que la seconde partie 40B n'est pas présente, laissant accessible la face externe d'émission 22 pour déposer les éléments fonctionnels 20. Après dépôt, la seconde partie 40B de la coque est assemblée pour fermer l'ensemble du dispositif de conditionnement 4. Le dispositif de conditionnement 4 protège ainsi l'ensemble de la tête fonctionnalisée 2. 30 Lorsque le praticien choisit une tête fonctionnalisée pour l'assembler à une fibre optique, il saisit d'une main le dispositif de conditionnement, défait de l'autre main le couvercle 42 de la coque 4, et se saisit de la fibre optique en introduisant la fibre optique 1 du côté de la 3066279 9 férule 3 dans l'espace intérieur creux 21A de la tête. L'insertion de la férule 3 se fait par poussée, très légèrement en force, pour écarter élastiquement les pattes de clipsage 23. Une fois que les pattes 23 enserrent le chant 30 de la férule, l'assemblage est terminé et verrouillé. 5 Par conséquent, la tête fonctionnalisée 2 à rapporter de manière amovible sur une fibre optique ordinaire selon l'invention, permet notamment au praticien de disposer d'une quantité significative de têtes avec un encombrement réduit, sans avoir à fournir une quantité équivalente de fibres optiques qui, sinon, devraient être préalablement équipées et engendreraient un volume de stockage important. REVENDICATIONS1. Fibre optique (1) à extrémité distale d'exploration (12) fonctionnalisée comportant une gaine (10), et une férule (3) solidaire de la gaine (10) à l'extrémité distale d'exploration, caractérisée en ce que l'extrémité distale d'exploration (12) comporte une tête fonctionnalisée (2) qui est rapportée de manière amovible sur la férule (3). 2. Fibre optique selon la revendication 1, caractérisée en ce que la férule (3) et la tête fonctionnalisée (2) sont rendues solidaires par assemblage mécanique, tel que par sertissage, chaussage, vissage, clipsage, verrouillage quart-de-tour. 3. Fibre optique selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la fixation de la tête fonctionnalisée (2) à la férule (3) est conçue de sorte que la tête et la férule ne puissent se désolidariser en cours d'utilisation de la fibre. 4. Fibre optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la férule (3) et la tête fonctionnalisée (2) comportent respectivement des moyens de fixation (30, 31; 23, 26) par coopération mutuelle, tels que des moyens mâles-femelles de coopération. 5. Fibre optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la tête fonctionnalisée (2) présente une face externe (22), dite face d'émission, dont une partie au moins est transparente pour le passage de la lumière, notamment cette partie transparente de la face étant polie. 6. Fibre optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la tête fonctionnalisée (2) comporte un corps (21) creux dont l'espace intérieur (21A) loge la férule (3). 7. Fibre optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la tête fonctionnalisée (2) est en matériau polymérique, ou en verre, ou à base de céramique, ou à base d'acier inoxydable, ou à base de matériau composite, ou d'une combinaison de plusieurs matériaux. 8. Fibre optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la tête fonctionnalisée (2) comporte des éléments fonctionnels (20) apportant au moins une fonction technique à la fibre optique, tels que des micro-plots en silice mésoporeuse ou autres moyens d'accrochage pour y associer des ligands appropriés à la 3066279 11 détection de cellules cancéreuses, ou des ligands photo-sensibilisateurs pour la destruction de cellules cancéreuses par photothérapie. 9. Tête fonctionnalisée (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes, adaptée pour être rapportée de manière amovible sur une fibre optique (1) et assemblée. 5 10. Kit pour fibre optique fonctionnalisée comportant au moins une tête fonctionnalisée (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes, le kit pouvant comprendre une pluralité de têtes fonctionnalisées à fonctionnalités différentes, chacune de ces têtes étant à fixation amovible sur une fibre optique. 11. Endoscope comportant au moins une fibre optique selon l'une quelconque des 10 revendications 1 à 8. 12. Dispositif de conditionnement (4) d'une tête fonctionnalisée (2) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, la tête comportant des moyens de fixation (23) destinés à son assemblage à une fibre optique, caractérisé en ce qu'il comporte une coque (40) logeant la tête hormis les moyens de fixation (23), et un couvercle (42) fixé de manière 15 amovible à la coque, et chapotant lesdits moyens de fixation (23). 13. Procédé d'assemblage d'une fibre optique (1), à une tête fonctionnalisée (2) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, grâce au dispositif de conditionnement (4) de la revendication précédente, ledit procédé comportant une étape de retrait du couvercle (42) rendant les moyens de fixation (23) accessibles, une étape d'introduction de la férule (3) de 20 la fibre optique dans la tête fonctionnalisée (2) qui est creuse, et une étape de dissociation de la coque (40) de la tête (2).