Brevet FR3095584A1 — publié le 20201106

Description Titre de l'invention : Dispositif endoscopique Etat de la technique [0001] L'invention concerne un dispositif endoscopique selon la revendication 1. [0002] Dans l'état de la technique, on connaît déjà des dispositifs endoscopiques qui com- prennent des capteurs à contact permettant de détecter le coulissement d'une passe intérieure par rapport à une passe extérieure d'un câble Bowden lors d'un transfert de force. Cependant, ces capteurs à contact dont le mode de fonctionnement est basé sur la mesure d'une partie d'une passe intérieure spiralée demandent assez bien de place. Du fait du plus grand encombrement que cela implique, cela pose des problèmes lorsqu'on veut miniaturiser un dispositif endoscopique utilisé entre autres dans des interventions chirurgicales minimalement invasives. La miniaturisation est en effet particulièrement importante dans la détermination, particulièrement importante pour le bon fonctionnement, du coulissement de la section d'extrémité distale d'une tige d'un dispositif endoscopique. Cependant, du fait de l'élasticité du câble Bowden ainsi que des contraintes et des pertes par frottement, il n'est pas possible de prédire si un coulissement prédéterminé de la passe intérieure par rapport à la passe extérieure à l'extrémité proximale d'un câble Bowden correspond à un coulissement du câble Bowden à l'extrémité distale. En particulier, lorsqu'un instrument endoscopique est commandé par actionneur en mode dit "X-By-Wire", il serait souhaitable de pouvoir fournir à un utilisateur une rétroaction du degré de coulissement de préférence (listai et de la déformation ou de la force transmise qui y sont associées. [0003] Le problème à la base de l'invention consiste en particulier à proposer un dispositif de type générique, mais dont les propriétés en termes de fonctionnalité ainsi que d'encombrement associé à cette fonctionnalité soit améliorées. L'invention résout ce problème à l'aide des caractéristiques de la revendication 1, tandis que des modes de réalisation avantageux et des développements de l'invention se retrouvent dans les revendications subordonnées. Avantages de l'invention [0004] On propose un dispositif endoscopique qui présente au moins un câble Bowden configuré pour le transfert de forces et qui présente au moins une passe intérieure ainsi qu'au moins une passe extérieure configurée pour guider la passe intérieure et pour soutenir une force à tnInsmettre, et au moins une unité de capteur qui comporte au moins un capteur sans contact qui est configuré pour détecter au moins un coulissement de la passe intérieure par rapport à la passe extérieure qui survient lors du transfert de la force et qui est intégré au moins en partie dans le câble Bowden. [0005] Cela permet avantageusement d'améliorer la fonctionnalité en modifiant peu 2 l'encombrement. En particulier, une intégration appropriée permet de diminuer l'espace de montage tout en utilisant des capteurs comparables. [0006] Par "dispositif endoscopique", on entend en particulier un composant, de préférence fonctionnel, en particulier un module et/ou un composant structurel et/ou fonctionnel d'un instrument endoscopique. De préférence, le dispositif endoscopique peut former au moins une partie, de préférence au moins une grande partie et de façon particulièrement préférable la totalité de l'instrument endoscopique. Le dispositif endoscopique est configure pour être inséré au moins en partie, de préférence au moins en grande partie dans une ouverture en particulier artificielle et/ou dans une ouverture naturelle, en particulier une ouverture du corps, pour observer une cavité artificielle et/ ou une cavité naturelle, en particulier une cavité du corps. Le dispositif endoscopique peut être un dispositif endoscopique médical et/ou un dispositif endoscopique industriel. De manière particulièrement préférable, le dispositif endoscopique est configuré pour les interventions chirurgicales et de manière toute particulière les interventions minimalement invasives. L'instrument endoscopique peut par exemple être un endoscope, une pince endoscopique, des ciseaux endoscopiques, un coagulateur endoscopique ou similaires. Par "configuré" on entend de façon toute particulière programmé, conçu et/ou équipé. Par un objet configuré pour une fonction définie, on entend en particulier que l'objet remplit et/ou exécute cette fonction définie dans au moins une situation d'utilisation et/ou de fonctionnement. Par l'expression "au moins en grande partie", on entend en particulier au moins à 55 %, de manière plus préférable au moins à 65 %, de préférence au moins à 75 %, de façon particulièrement préférable à 85 % et de façon tout particulièrement préférable à au moins 95 % ainsi qu'avantageusement complètement, et ce en particulier en termes de volume et/ou de masse d'un objet. Le dispositif endoscopique présente au moins une tige. La tige est formée en particulier au moins en partie, de préférence au moins en grande partie et de façon particulièrement préférable complètement par le câble Bowden. Par "tige", on entend en particulier une partie allongée de l'endoscope qui est configuré sensiblement pour être inséré en particulier dans une ouverture artificielle et/ou une ouverture naturelle, en particulier une ouverture du corps. Par "partie allongée", on entend en particulier un objet dont l'extension principale est plus grande au moins d'un facteur cinq, de préférence d'au moins un facteur dix et de façon particulièrement préférable d'au moins un facteur vingt que la plus grande extension de l'objet perpendiculairement à son extension principale, et donc en particulier le diamètre de l'objet. Par "extension principale" d'un objet, on entend en particulier son extension la plus longue dans sa direction d'extension principale. Par "direction d'extension principale" d'un composant, on entend en particulier une direction qui s'étend parallèlement à l'arête la plus longue d'un parallélépipède imaginaire très petit mais qui englobe complètement le 3 composant. La tige présente en particulier un diamètre d'au moins 2 mm, de préférence d'au moins 4 mm et de façon particulièrement préférable d'au moins 8 mm. En outre, la tige présente en particulier un diamètre d'au plus 18 mm, de préférence d'au plus 16 mm et de façon particulièrement préférable d'au plus 12 mm. De façon tout particulièrement préférable, la tige présente un diamètre d'au moins essentiellement 10 mm. Par "au moins essentiellement", on entend en particulier un écart maximum d'au plus 10 %, de préférence d'au plus 5 % et de manière plus préférable d'au plus 2 %. La tige est en particulier au moins en partie flexible. La tige est constituée en particulier au moins en partie, de préférence au moins en grande partie et de façon particulièrement préférable complètement de matière synthétique. En variante, la tige pourrait également être configurée partiellement rigide. La tige est constituée au moins en partie, de préférence au moins en grande partie et de façon particulièrement préférable complètement de métal, en particulier d'acier, de préférence d'acier allié et/ou de titane. La tige présente en particulier une section d'extrémité distale et une section d'extrémité proximale. Par "section d'extrémité" d'un composant, on entend en particulier une section qui, partant d'une extrémité du composant, s'étend vers le milieu du composant sur au plus 10 cm, de préférence d'au plus 5 cm et de façon particulièrement préférable d'au plus 3 cm. Par "section d'extrémité distale" d'un composant, on entend en particulier une section d'extrémité qui, partant d'une extrémité distale du composant, s'étend dans la direction proximale. Par "section d'extrémité proximale" d'un composant, on entend en particulier une section d'extrémité qui, partant d'une extrémité proximale du composant, s'étend dans la direction distale. Par "distal", on entend en particulier tourné vers le patient et/ou non tourné vers l'utilisateur lors d'une utilisation. En particulier, proximal est le contraire de distal. Par "proximal", on entend en particulier non tourné vers le patient et/ou tourné vers l'utilisateur lors d'une utilisation. Le dispositif endoscopique comprend en particulier au moins une tête fonctionnelle. La tête fonctionnelle est en particulier disposée au niveau de la section d'extrémité distale. En outre, la tête fonctionnelle peut être disposée sur la section d'extrémité distale. Par "tête fonctionnelle", on entend en particulier une unité qui assure la fonctionnalité de l'instrument. La tête fonctionnelle peut comprendre un outil, par exemple des ciseaux, une pince, un coagulateur ou similaires. En variante ou en supplément, la tête fonctionnelle peut comprendre une optique, une caméra, un éclairage ou similaires La tête fonctionnelle présente en particulier au moins une section qui peut être incurvée par rapport à la tige sur au moins 45°, de préférence sur au moins 180° et de façon particulièrement préférable sur au moins 270°. Le câble Bowden est relié en particulier de manière fonctionnelle à la tête fonctionnelle. Le câble Bowden est configuré en particulier au moins pour permettre l'actionnement de la tête fonctionnelle. De préférence, le câble Bowden est configuré pour l'actionnement de l'outil de la tête fonctionnelle. En variante ou en supplément, le câble Bowdcn est configuré pour permettre de courber la partie pouvant être incurvée de la tête fonctionnelle. En outre, le dispositif endoscopique présente en particulier au moins un manipulateur. Le manipulateur est disposé sensiblement à la section d'extrémité proximale de la tige. Le manipulateur est configuré en particulier pour actionner manuellement le dispositif endoscopique et en particulier le câble Bowden. Le manipulateur comprend en général au moins une poignée et/ou au moins un élément d'actionnement, par exemple un commutateur, un bouton ou similaires, qui sont disposés de préférence sur la poignée. Le dispositif endoscopique peut présenter au moins un actionneur. L'actionneur est en particulier configuré au moins pour actionner le câble Bowden et/ou la tête fonctionnelle. L'actionneur pourrait par exemple être configuré comme actionneur linéaire. Par "câble Bowden", on entend particulier un élément mobile configuré pour transférer mécaniquement un coulissement, un coulissement, une force et en particulier une poussée ou une force de traction. Le câble Bowdcn peut comporter en particulier au moins deux, de préférence au moins trois et de façon particulièrement préférable plusieurs passes intérieures qui de préférence traversent l'unité de capteur et/ou peuvent être détectées par cette dernière. La passe intérieure du câble Bowden est en particulier formée au moins en partie de métal. La passe intérieure présente en particulier au moins un corps de base qui présente de préférence au moins une tresse constituée de façon particulièrement préférable de métal. La passe extérieure du câble Bowden est formée au moins en partie de métal et/ou de matière synthétique. En particulier, la passe extérieure peut présenter un corps de base qui présente de préférence la forme d'une armure ou d'un treillis, ainsi que de préférence une enveloppe qui entoure le corps de base. L'armure peut par exemple être configurée comme bobine métallique. L'enveloppe peut être réalisée en matière synthétique. Par "unité de capteur", on entend en particulier une unité prévue pour enregistrer au moins une grandeur caractéristique et/ou une propriété physique, l'enregistrement pouvant avoir lieu activement, par exemple par formation et émission d'un signal électrique de mesure, et/ou passivement, en particulier par saisie de modifications de propriétés d'un capteur. L'unité de capteur peut comprendre au moins deux capteurs et de façon particulièrement préférable plusieurs capteurs. L'unité de capteur est disposée en particulier au niveau de la section d'extrémité discale et/ou de la section d'extrémité proximale de la tige. L'unité de capteur est intégrée en particulier au moins en partie, de préférence au moins en grande partie et de façon particulièrement préférable complètement dans le câble Bowden. De préférence, au moins le capteur sans contact de l'unité de capteur est intégré en particulier au moins en partie, de préférence au moins en grande partie et de façon particulièrement préférable complètement dans le câble Bowden. Par "un objet intégré au moins en partie dans un autre objet", on entend en particulier qu'au moins un élément de l'objet est intégré dans l'autre objet, par exemple par le fait qu'ils sont disposés conjointement dans un même espace, boîtier de l'autre objet ou similaires. En outre, par intégré au moins en partie, on entend également configuré au moins en partie d'un seul tenant. Par "un objet et un autre objet configurés/reliés au moins en partie d'un seul tenant" on entend en particulier qu'au moins un élément et/ou une partie de l'objet et au moins un élément et/ou une partie de l'autre objet sont configurés/reliés l'un à l'autre d'un seul tenant. Par "d'un seul tenant", on entend en particulier reliés au moins en correspondance de matière, par exemple par une opération de soudage, une opération de collage, une opération d'encapsulation et/ou une autre opération qui apparaîtrait utile à l'homme du métier, et/ou avantageusement formés d'un seul tenant, par exemple par fabrication à partir d'une niasse de coulée et/ou par une fabrication dans un procédé d'injection d'un ou de plusieurs composants, et avantageusement à partir d'une ébauche unique. Par "capteur sans contact", on entend en particulier un capteur qui peut détecter un coulissement et/ou une force entre deux composants sans être en contact avec les deux composants, ce qui est par exemple le cas des capteurs capacitifs, des capteurs inductifs, des capteurs laser, des capteurs d'accélération ou similaires. Pour la détection d'une variation, le capteur sans contact saisit en particulier au moins une grandeur caractéristique de coulissement, en particulier en fonction du temps. Par "grandeur caractéristique de coulissement", on entend en particulier une grandeur caractéristique corrélée à un coulissement de la passe intérieure par rapport à la passe extérieure. La grandeur caractéristique de coulissement peut en particulier être un courant, une tension, un déphasage, une inductance et/ou une capacité. [0007] On propose de configurer le capteur sans contact comme capteur capacitif en par- ticulier à la manière d'un condensateur cylindrique. Cela permet d'améliorer la fonctionnalité. En particulier, on peut réaliser un capteur particulièrement compact. Encore plus avantageusement, cela permet d'améliorer la précision de la mesure du coulissement et/ou de la force en action. Par "capteur capacitif", on entend en particulier un capteur dont le principe de fonctionnement lors de la détection repose sur une modification de la capacité du capteur. Le capteur capacitif présente en particulier au moins une électrode qui est configurée de préférence comme enveloppe métallique. L'électrode est en particulier associée à la passe extérieure. Par "un objet associé à un autre objet", on entend en particulier que l'objet est disposé sur l'autre objet, lui est relié, est fixé sur lui, est formé par lui et/ou y est intégré. En outre, le capteur capacitif présente en particulier au moins une autre électrode configurée de préférence comme enveloppe métallique ou comme barreau. De préférence, l'autre électrode est disposée à l'intérieur de l'électrode de telle sorte que l'électrode entoure l'autre électrode dans le sens de sa périphérie. L'autre électrode est en particulier associée à la passe intérieure. En outre, le capteur capacitif peut comprendre un élément diélectrique configuré de 6 préférence comme enveloppe cylindrique. Par élément diélectrique, on entend en particulier un élément dont la constante diélectrique est d'au moins 2, de préférence d'au moins 20 et de façon particulièrement préférable d'au moins 40. En outre, l'élément diélectrique peut être configuré comme élément supradielectrique dont la constante diélectrique est d'au moins 100, de préférence d'au moins 1000 et de façon particulièrement préférable d'au moins 10000. L'élément diélectrique peut être associé à la passe intérieure et/ou à la passe extérieure. L'élément diélectrique est entouré par l'électrode, en particulier dans la direction périphérique. L'élément diélectrique entoure les autres électrodes, en particulier dans la direction périphérique. De préférence, l'élément diélectrique est disposé entre l'électrode et l'autre électrode. Pour permettre la détection, l'élément diélectrique peut coulisser par rapport à l'électrode et/ou par rapport à l'autre électrode et/ou coulisser vers l'intérieur et/ou vers l'extérieur dans l'espace situé entre l'électrode et/ou l'autre électrode. [0008] On propose que le capteur sans contact soit configuré comme capteur inductif, compris en particulier sous la forme d'unc bobine magnétique. Cela permet d'améliorer la fonctionnalité. En particulier, on peut réaliser un capteur particulièrement compact. Encore plus avantageusement, cela permet d'améliorer la précision de la mesure du coulissement et/ou de la force en action. Par "capteur inductif", on entend en particulier un capteur dont le principe de fonctionnement lors de la détection repose sur la modification de l'inductance du capteur. Le capteur inductif présente en particulier au moins une bobine qui est configurée de préférence sous la forme d'une enveloppe cylindrique. En outre, le capteur capacitif pourrait présenter en particulier au moins une autre bobine configurée de préférence comme enveloppe cylindrique ou comme ban-eau. De préférence, l'autre bobine est disposée à l'intérieur de la bobine de manière à entourer l'autre bobine dans la direction périphérique. En outre, le capteur inductif peut comporter un élément ferromagnétique de préférence configuré comme enveloppe cylindrique. Par "élément ferromagnétique", on entend en particulier un élément dont la perméabilité magnétique est d'au moins 50, de préférence d'au moins 500 et de façon particulièrement préférable d'au moins 5000. L'élément ferromagnétique est entouré par la bobine en particulier dans la direction périphérique. L'élément ferromagnétique entoure l'autre bobine, en particulier dans la direction périphérique. De préférence, l'élément ferromagnétique est disposé entre la bobine et l'autre bobine. Pour permettre la détection, l'élément ferromagnétique peut coulisser en particulier par rapport à la bobine et/ou par rapport à l'autre bobine et peut être inséré entre la bobine et/ou l'autre bobine et/ou être extrait de cet espace. On peut en outre imaginer une combinaison du capteur inductif et du capteur capacitif pour former un capteur sans contact d'un seul tenant. L'élément diélectrique et l'élément ferromagnétique pourraient être formés d'un seul tenant et en particulier être constitués d'un matériau hybride, diélectrique et fen-o- 7 magnétique, qui présente des propriétés à la fois ferromagnétiques et diélectriques. Le matériau hybride pourrait en particulier être un matériau composite ferromagnétique et diélectrique, par exemple le Ti,(MEe,04+2x/y)y, dans lequel : x+y=1, 0 REVENDICATIONS[Revendication 1] Dispositif endoscopique présentant au moins un câble Bowden (10) configuré pour permettre un transfert de force, qui présente au moins une passe intérieure (12) ainsi qu'au moins une passe extérieure (14) configurée pour guider la passe intérieure (12) et pour soutenir une force à transmettre, et présentant au moins une unité de capteur (16, 18) qui comporte au moins un capteur sans contact (20, 22) qui est configuré pour détecter au moins un coulissement de la passe intérieure (12) par rapport à la passe extérieure (14) qui survient lors du transfert de la force et qui est intégré au moins en partie dans le câble Bowden (10). [Revendication 2] Dispositif endoscopique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur sans contact (20, 22) est configuré comme capteur capacitif (26, 28), en particulier à la manière d'un condensateur cylindrique. [Revendication 3] Dispositif endoscopique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le capteur sans contact (20, 22) est configuré comme capteur inductif (30) en particulier à la manière d'une bobine magnétique. [Revendication 4] Dispositif endoscopique selon l'une des revendications précédentes, ca- ractérisé en ce que le capteur sans contact (20, 22) présente au moins une section électriquement conductrice (34, 36) qui est intégrée au moins en partie dans la passe extérieure (14). [Revendication 5] Dispositif endoscopique selon l'une des revendications précédentes, ca- ractérisé en ce que le capteur sans contact (20, 22) comprend au moins une autre section conductrice (38, 40) intégrée dans la passe intérieure (12). [Revendication 6] Dispositif endoscopique selon l'une des revendications précédentes, ca- ractérisé en ce que le capteur sans contact (20, 22) comprend au moins un élément diélectrique (42, 44) et/ou au moins un élément ferromagnétique (46) associé à la passe intérieure (12) ou à la passe extérieure (14) et dont l'extension principale (50, 52) est plus petite que l'extension principale (58) du câble Bowden (10). [Revendication 7] Dispositif endoscopique selon la revendication 6, caractérisé en ce que dans un état de repos, l'élément diélectrique (42, 44) et/ou l'élément ferromagnétique (46) sont disposés dans la direction d'extension principale (60) du câble Bowden (10) en superposition au moins partielle avec au moins une section électriquement conductrice (34, 36, 38, 40) du capteur sans contact (20, 22). [Revendication 8] Dispositif endoscopique selon l'une des revendications précédentes, ca- 30 [Revendication 9] [Revendication 10] [Revendication 11] [Revendication 12] [Revendication 13] [Revendication 14] [Revendication 15] [Revendication 16] [Revendication 17] ractérisé en cc que l'unité de capteur (16, 18) comporte au moins un autre capteur sans contact (20, 22) disposé en position décalée, notamment adjacente, dans la direction d'extension principale (60) du câble Bowdcn (10), par rapport au capteur sans contact (20, 22). Dispositif endoscopique selon la revendication 8, caractérisé en cc que le capteur sans contact (20, 22) et l'autre capteur sans contact (20, 22) sont reliés électriquement l'un à l'autre, en particulier en série ou en parallèle. Dispositif endoscopique selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que le capteur sans contact (20, 22) et l'autre capteur sans contact (20, 22) sont réalisés au moins en partie d'un seul tenant. Dispositif endoscopique selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisé en cc que le capteur sans contact (20, 22) et l'autre capteur sans contact (20, 22) comprennent une section conductrice commune (39). Dispositif endoscopique selon l'une des revendications 8 à 11, caractérisé en cc que le capteur sans contact (20, 22) et l'autre capteur sans contact (20, 22) comprennent au moins un élément diélectrique commun (43) et/ou un élément ferromagnétique commun. Dispositif endoscopique selon la revendication 12, caractérisé en cc que dans un état de repos, l'élément diélectrique commun (43) et/ou l'élément ferromagnétique sont disposés dans la direction d'extension principale (60) du câble Bowden (10) en superposition partielle à des sections conductrices (34, 36, 38, 40) du capteur sans contact (20, 22) et de l'autre capteur sans contact (20, 22). Dispositif endoscopique selon l'une (les revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins une unité de mesure (62, 64) qui comporte au moins un circuit oscillant (62, 64) est formée au moins en partie par au moins un capteur sans contact (20, 22). Dispositif endoscopique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'unité de capteur (16, 18) comporte au moins un capteur de contraction et/ou d'allongement (70) configuré pour détecter la force soutenue par la passe extérieure (14) lors du transfert de la force. Dispositif endoscopique selon la revendication 15, caractérisé en ce que le capteur de contraction etlou d'allongement (70) est intégré dans la passe extérieure (14). Dispositif endoscopique selon la revendication 15 ou 16, caractérisé en ce que le capteur de contraction etlou d'allongement (70) est configuré 31 [Revendication 18] [Revendication 19] [Revendication 20] [Revendication 21] [Revendication 22] [Revendication 23] [Revendication 24] [Revendication 25] au moins en partie d'un seul tenant avec le capteur sans contact (20, 22). Dispositif endoscopique selon la revendication 17, caractérisé en cc que le capteur de contraction et/ou d'allongement (70) forme au moins en partie une section conductrice (34, 36, 38, 40) du capteur sans contact (20, 22). Dispositif endoscopique selon l'une des revendications 13 à 16, caractérisé en cc que le capteur de contraction et/ou d'allongement (70) est configuré comme ruban (74) de mesure d'allongement. Dispositif endoscopique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par au moins une autre unité de capteur (16, 18) disposée en décalage par rapport à l'unité de capteur (16, 18) dans la direction d'extension principale (60) du câble Bowden (10). Dispositif endoscopique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par une unité de commande (49) configurée pour déterminer, à l'aide d'au moins une détection réalisée au moins par l'unité de capteur (16, 18), un écart de la force et/ou du coulissement transmis par rapport à une force et/ou un coulissement prévu(e) pour la transmission. Dispositif endoscopique selon la revendication 21, caractérisé en cc que l'unité de commande (49) est configurée pour adapter la force et/ou le coulissement prévu pour la transmission sur la base de l'écart qui a été déterminé. Instrument endoscopique (84), en particulier endoscope (86), présentant au moins un dispositif endoscopique selon l'une des revendications précédentes. Procédé d'utilisation d'un dispositif endoscopique, en particulier d'un dispositif endoscopique selon l'une des revendications 1 à 22, dans lequel dans au moins une étape de procédé, au moins un coulissement de la passe intérieure (12) par rapport à la passe extérieure (14) qui survient lors du transfert de la force, est détecté par au moins un capteur sans contact (20, 22) d'au moins une unité de capteur (16, 18), intégré au moins en partie dans au moins un câble Bowden (10) configuré pour un transfert de force, lequel présente au moins une passe intérieure (12) ainsi qu'au moins une passe extérieure (14) configurée pour guider la passe intérieure (12) et pour soutenir la force à transmettre. Procédé de fabrication d'un dispositif endoscopique, en particulier d'un dispositif endoscopique selon l'une des revendications 1 à 20, dans lequel dans au moins une étape de procédé, au moins un capteur sans contact (20, 22) d'au moins une unité de capteur (16, 18), lequel est 32 configuré au moins pour détecter un coulissement, survenant lors du transfert d'une force, d'une passe intérieure (12) par rapport à au moins une passe extérieure (14) d'un câble Bowden (10) contigu& pour guider la passe intérieure (12) et pour soutenir la force à transmettre, est intégré au moins en partie dans le câble Bowdcn (10).