Brevet FR3128625A1 — publié le 20230505

Structure de flexion pour dispositif médical, avec maintien renforcé des vertèbres articulées L’invention concerne une structure de flexion pour un tube d’insertion d’un dispositif médical comportant des vertèbres tubulaires (16) et au moins un câble d’actionnement (13) s’étendant dans un plan diamétral de flexion de la structure, la structure de flexion comportant un système de maintien des vertèbres tubulaires comportant : - au moins une oreille s’étendant en saillie à partir de zones découpées mâles et engagée dans une lumière de zones découpées femelles et présentant deux surfaces de limitation de la rotation, - une paire de crochets (30) s’étendant en saillie à partir des vertèbres tubulaires, en dehors du plan diamétral de flexion , les crochets étant engagés chacun dans un logement (32) aménagé dans une vertèbre tubulaire voisine et présentant une butée de maintien (34) sur laquelle le crochet vient en appui. Figure pour l’abrégé : Fig. 4 . Structure de flexion pour dispositif médical, avec maintien renforcé des vertèbres articulées La présente invention concerne le domaine technique des dispositifs médicaux au sens général permettant d’accéder à l’intérieur d’un corps comme une cavité ou un canal par exemple et elle vise plus précisément les dispositifs médicaux du type cathéter et de préférence, les dispositifs médicaux du type endoscope. L’objet de l’invention trouve une application particulièrement avantageuse pour les endoscopes à caractère réutilisable ou à usage unique. La présente invention concerne plus précisément la structure de flexion permettant d’orienter la tête distale de tels dispositifs médicaux du type cathéter ou endoscope, cette tête distale étant adaptée pour assurer de multiples fonctions telles que la visualisation, l’amenée de fluide, l’aspiration de fluide, l’amenée d’instruments, la réalisation de prélèvements ou d’opérations de chirurgie par exemple. Le dispositif médical du type cathéter ou endoscope équipé de la structure de flexion de la tête distale conforme à l’invention trouve des applications particulièrement avantageuses pour permettre d’accéder à la surface interne d’un organe creux, d’une cavité ou d’un conduit naturel ou artificiel du corps humain en vue d’effectuer diverses opérations à des fins thérapeutiques, chirurgicales ou de diagnostic. Par exemple, le dispositif médical du type cathéter ou endoscope selon l’invention peut être utilisé dans le domaine des voies urinaires, des voies gastro-intestinales, du système respiratoire, du système cardiovasculaire, de la trachée, de la cavité du sinus, du système de reproduction de la femme, de la cavité abdominale ou de tout autre partie du corps humain à explorer par une voie naturelle ou artificielle. D’une manière générale, un endoscope médical comporte, comme décrit par exemple par la demande de brevet WO 2014/106510, une poignée de commande à laquelle est fixé un tube d’insertion. Ce tube comporte une tête distale équipée d’un système de visualisation optique permettant d’éclairer et d’examiner l’organe, la cavité ou le conduit du corps humain. En amont de cette tête distale, le tube d’insertion comporte une structure de flexion ou partie de béquillage formée de vertèbres articulées permettant l’orientation de la tête distale à l’aide d’un ou plusieurs câbles d’actionnement montés à l’intérieur du tube d’insertion. Chaque câble d’actionnement comporte une première extrémité fixée à la tête distale et une deuxième extrémité sur laquelle agit un mécanisme de commande équipant la poignée pour assurer le coulissement des câbles et par suite, le pliage de cette partie de béquillage afin d’orienter la tête distale. La fabrication de cette partie de béquillage nécessite l’assemblage des vertèbres conduisant à une difficulté de montage et à un coût de fabrication élevé. Cette difficulté de fabrication apparaît d’autant plus que dans de nombreuses applications, il apparaît le besoin de miniaturiser un tel endoscope pour permettre son passage dans une voie d’accès à diamètre réduit. Cette miniaturisation doit tenir compte de la nécessité de monter à l’intérieur du tube d’insertion, divers appareillages adaptés pour permettre de réaliser différentes fonctions telles que l’amenée de fluides, l’aspiration de fluides, l’amenée d’instruments, effectuer des prélèvements ou des opérations de chirurgie, le passage pour les connexions du système de vision. Pour satisfaire ce besoin, l’état de la technique, a proposé par exemple par le brevet US 10 687 695, de réaliser la partie de béquillage ou la structure de flexion, à l’aide d’un tube découpé par des traits de découpe d’un faisceau d’énergie pour réaliser des vertèbres tubulaires imbriquées les unes dans les autres par des zones découpées formant des pivots de rotation selon des axes de pivotement. Entre les vertèbres tubulaires sont réalisées des entailles découpées dans le tube pour former des zones de flexion pour les vertèbres tubulaires afin d’obtenir la flexion de la structure de flexion dans au moins un plan de flexion perpendiculaire aux axes de pivotement. Une telle structure de flexion présente un faible coût de fabrication tout en étant apte à pouvoir présenter une section transversale réduite. Ce brevet propose de réaliser des surfaces de glissement sur les vertèbres tubulaires permettant de résister à des efforts perpendiculaires aux axes de pivotement afin d’éviter un décrochage entre les vertèbres. En pratique, cette solution est complexe à fabriquer d’autant plus pour des vertèbres tubulaires présentant un faible diamètre typiquement inférieur à 10 mm. La demande de brevet WO2020135364 décrit une structure de flexion pour un endoscope comportant une série de vertèbres tubulaires imbriquées les unes dans les autres par des zones découpées mâles et des zones découpées femelles formant des pivots de rotation. Cette structure de flexion comporte un système de maintien limitant la rotation des vertèbres tubulaires entre elles entre deux positions extrêmes opposées. Ce système de maintien comporte pour chaque pivot, deux doigts engagés dans des rainures et prolongeant deux bras s’étendant de part et d’autre du pivot, et en saillie du bord découpé d’une vertèbre tubulaire. Cette structure de flexion présente une faible résistance en torsion compte tenu des découpes importantes réalisées. De plus, cette architecture conduit à un pivot de dimensions limitées ne permettant pas d’obtenir une bonne tenue radiale, ce qui entraine un risque important de décrochage des vertèbres. Le brevet US 10 816 118 décrit une structure de flexion comportant une série de vertèbres tubulaires imbriquées les unes dans les autres par des zones découpées mâles et des zones découpées femelles formant des pivots de rotation. Cette structure de flexion comporte aussi un système de maintien des vertèbres tubulaires entre elles entre deux positions extrêmes opposées. Ce système de maintien comporte deux bras en forme de T s’étendant de part de part et d’autre des vertèbres dans le plan de flexion de la structure. Ces deux bras s’étendent en saille à partir d’une vertèbre tubulaire et sont engagés chacun dans un logement aménagé dans une vertèbre tubulaire voisine. Un tel système de maintien permet de renforcer la résistance de la structure selon une direction perpendiculaire au plan de flexion de la structure. Cependant, la position de ce système de maintien dans le plan de flexion conduit à une interaction entre les bras du système de maintien et la commande pour la flexion de la structure, conduisant à une altération des performances de flexion de la structure. La présente invention vise à remédier aux inconvénients de l’état de la technique en proposant une structure de flexion pour dispositif médical du type cathéter ou endoscope, conçue pour assurer un maintien efficace des vertèbres tubulaires entre elles quelle que soit la direction des efforts exercés sur la structure, sans altérer les performances de flexion de la structure. Pour atteindre un tel objectif, l’objet de l’invention concerne une structure de flexion pour un tube d’insertion d’un dispositif médical, comportant des vertèbres tubulaires avec une vertèbre tubulaire proximale et une vertèbre tubulaire distale et au moins un câble d’actionnement s’étendant dans un plan diamétral de flexion de la structure, la structure de flexion comportant un tube avec un axe longitudinal, découpé par des traits de découpe d’un faisceau d’énergie pour réaliser des vertèbres tubulaires imbriquées les unes dans les autres par des zones découpées mâles diamétralement opposées et des zones découpées femelles diamétralement opposées formant des pivots de rotation selon des axes de pivotement situés dans un plan de symétrie, des traits de découpe étant aménagés pour délimiter entre les vertèbres tubulaires des entailles découpées dans le tube pour former des zones de flexion pour les vertèbres tubulaires afin d’obtenir la flexion de la structure de flexion dans le plan diamétral de flexion perpendiculaire aux axes de pivotement, la structure de flexion comportant un système de maintien des vertèbres tubulaires entre elles entre deux positions extrêmes opposées. Conformément à l’invention, le système de maintien comporte : - au moins une oreille s’étendant en saillie à partir des zones découpées mâles et engagée dans une lumière des zones découpées femelles et présentant deux surfaces de limitation de la rotation situées de part et d’autre du plan de symétrie, - une paire de crochets s’étendant en saillie à partir des vertèbres tubulaires, en dehors du plan diamétral de flexion et selon une symétrie orthogonale par rapport à l’axe longitudinal, les crochets étant engagés chacun dans un logement aménagé dans une vertèbre tubulaire voisine et présentant une butée de maintien sur laquelle le crochet vient en appui dans les deux positions extrêmes. Selon une varaiante avantageuse de réalisation, chaque crochet possède une forme de L avec un doigt rectiligne recourbé à son extrémité, sur un côté. Pour chaque crochet, le doigt rectiligne recourbé présente un talon délimitant à l’opposé de l’extrémité du doigt, une surface de maintien destinée à coopérer avec la butée de maintien. De préférence, pour chaque crochet, la butée de maintien présente une paroi plane. Selon une cractéristique avantageuse de l’invention, le système de maintien est aménagé de manière que pour chaque position extrême entre deux vertèbres tubulaires voisines, d’une part, les deux oreilles de deux zones découpées mâles diamétralement opposées sont en appui sur les surfaces de limitation des lumières situées d’un côté du plan de symétrie situé à l’opposé du sens de flexion et d’autre part, le crochet situé du côté de ce plan de symétrie, soit en appui sur la butée de maintien. Selon un exemple de réalisation, deux oreilles s’étendent en saillie à partir de chacune des zones découpées mâles et sont engagées chacune dans une lumière des zones découpées femelles et présentent une première surface d’appui et une deuxième surface d’appui destinées à coopérer avec une surface de limitation de la rotation. Selon une caractéristique avantageuse de réalisation, chaque oreille présente au moins une surface d’appui ne passant pas par l’axe de pivotement et destinée à coopérer dans une position extrême, avec une surface de limitation de la rotation s’étendant selon un plan ne passant pas par l’axe de pivotement, de manière à s’imbriquer l’une dans l’autre. Selon une autre caractéristique avantageuse de réalisation, chaque zone découpée mâle présente un col de liaison avec la partie formant pivot de rotation. De préférence, chaque zone découpée femelle est aménagée pour se raccorder avec un bord extrême de la vertèbre tubulaire, à l’aide de talons de renfort non pointus s’étendant de part et d’autre de la partie formant pivot de rotation et destinés à s’engager dans le col de liaison. Selon une varainte de réalisation, le système de maintien comporte pour au moins une vertèbre tubulaire, deux paires de languettes disposées symétriquement de part et d’autre et en dehors du plan diamétral de flexion en étant engagées chacune dans une rainure aménagée dans une vertèbre tubulaire voisine. Par exemple, le tube possède un diamètre inférieur ou égale à 10 mm. Avnatageusement, le tube possède une épaisseur de paroi comprise entre 0,05 et 1,5 mm. Un autre objet de l’invention est de proposer un tube d’insertion d’un dispositif médical du type endoscope ou cathéter comportant une structure de flexion conforme à l’invention, fixée à son extrémité proximale au tube et à son extrémité distale, à une tête distale. Un autre objet de l’invention est de proposer un dispositif médical comportant une poignée de commande équipée à sa partie distale d’un tube d’insertion conforme à l’invention. La est une vue générale schématique d’un dispositif médical du type cathéter au sens général équipé d’une structure de flexion conforme à l’invention. La est une vue de dessus montrant plus particulièrement un exemple préféré de réalisation d’une structure de flexion conforme à l’invention, en position non béquillée. La est une vue de dessus montrant plus particulièrement un exemple préféré de réalisation d’une structure de flexion conforme à l’invention, en position béquillée. La est une vue en perspective de côté montrant une partie d’une structure de flexion conforme à l’invention, en position béquillée. La est une vue de dessus montrant de manière détaillée une partie d’une structure de flexion conforme à l’invention, en position béquillée. La est une vue en perspective en coupe longitudinale montrant une partie de l’intérieur d’une structure de flexion conforme à l’invention. La est une vue de côté d’une structure de flexion conforme à l’invention, en position non béquillée, avec des zones découpées. La est une vue montrant l’extrémité d’une vertèbre tubulaire faisant partie d’une structure de flexion conforme à l’invention. La est une vue en perspective montrant un autre exemple de réalisation d’un système de maintien faisant partie d’une structure de flexion conforme à l’invention. La est une vue de dessus montrant un autre exemple de réalisation d’un système de maintien d’une structure de flexion conforme à l’invention, en position non béquillée. Structure de flexion (6) pour un tube d’insertion (2) d’un dispositif médical (1), comportant des vertèbres tubulaires (16) avec une vertèbre tubulaire proximale (16p) et une vertèbre tubulaire distale (16d) et au moins un câble d’actionnement (13) s’étendant dans un plan diamétral de flexion (D) de la structure, la structure de flexion (6) comportant un tube (15) avec un axe longitudinal, découpé par des traits de découpe (T) d’un faisceau d’énergie pour réaliser des vertèbres tubulaires (16) imbriquées les unes dans les autres par des zones découpées mâles (17m, 18m) diamétralement opposées et des zones découpées femelles (17f, 18f) diamétralement opposées formant des pivots de rotation selon des axes de pivotement (X) situés dans un plan de symétrie (S), des traits de découpe étant aménagés pour délimiter entre les vertèbres tubulaires (16) des entailles (20, 21) découpées dans le tube pour former des zones de flexion pour les vertèbres tubulaires afin d’obtenir la flexion de la structure de flexion dans le plan diamétral de flexion (D) perpendiculaire aux axes de pivotement (X), la structure de flexion comportant un système de maintien (23) des vertèbres tubulaires entre elles entre deux positions extrêmes opposées, le système de maintien comportant : - au moins une oreille (26) s’étendant en saillie à partir des zones découpées mâles (17m, 18m) et engagée dans une lumière (27) des zones découpées femelles (17f, 18f) et présentant deux surfaces (27a, 27b) de limitation de la rotation situées de part et d’autre du plan de symétrie (S), - une paire de crochets (30, 31) s’étendant en saillie à partir des vertèbres tubulaires, en dehors du plan diamétral de flexion (D) et selon une symétrie orthogonale par rapport à l’axe longitudinal (L), les crochets étant engagés chacun dans un logement (32, 33) aménagé dans une vertèbre tubulaire voisine et présentant une butée de maintien (34) sur laquelle le crochet vient en appui dans les deux positions extrêmes. Structure de flexion selon la revendication 1 selon laquelle les crochets (30, 31) sont disposés d’une vertèbre tubulaire à l’autre alternativement de part et d’autre du plan diamétral de flexion (D). Structure de flexion selon l’une des revendications précédentes selon laquelle chaque crochet (30, 31) possède une forme de L avec un doigt rectiligne (36) recourbé à son extrémité, sur un côté. Structure de flexion selon la revendication précédente selon laquelle pour chaque crochet (30, 31), le doigt rectiligne (36) recourbé présente un talon (37) délimitant à l’opposé de l’extrémité du doigt, une surface de maintien (37b) destinée à coopérer avec la butée de maintien (34). Structure de flexion selon la revendication précédente selon laquelle pour chaque crochet (30, 31), la butée de maintien (37b) présente une paroi plane. Structure de flexion selon l’une des revendications précédentes selon laquelle le système de maintien (23) est aménagé de manière que pour chaque position extrême entre deux vertèbres tubulaires voisines, d’une part, les deux oreilles (26) de deux zones découpées mâles (17m, 18m) diamétralement opposées sont en appui sur les surfaces de limitation (27a, 27b) des lumières situées d’un côté du plan de symétrie situé à l’opposé du sens de flexion et d’autre part, le crochet (30, 31) situé du côté de ce plan de symétrie, soit en appui sur la butée de maintien (34). Structure de flexion selon l’une des revendications précédentes selon laquelle deux oreilles (26) s’étendent en saillie à partir de chacune des zones découpées mâles (17m, 18m) et engagées chacune dans une lumière (27) des zones découpées femelles (17f, 18f) et présentant une première surface d’appui et une deuxième surface d’appui (26a, 26b) destinées à coopérer avec une surface (27a, 27b) de limitation de la rotation. Structure de flexion selon l’une des revendications précédentes selon laquelle chaque oreille (26) présente au moins une surface d’appui (26a, 26b) ne passant pas par l’axe de pivotement (X) et destinée à coopérer dans une position extrême, avec une surface (27a, 27b) de limitation de la rotation s’étendant selon un plan ne passant pas par l’axe de pivotement (X), de manière à s’imbriquer l’une dans l’autre. Structure de flexion selon l’une des revendications précédentes selon laquelle chaque zone découpée mâle (17m, 18m) présente un col de liaison (17c) avec la partie formant pivot de rotation. Structure de flexion selon la revendication précédente selon laquelle chaque zone découpée femelle (17f, 18f) est aménagée pour se raccorder avec un bord extrême (16a) de la vertèbre tubulaire, à l’aide de talons de renfort non pointus (16t) s’étendant de part et d’autre de la partie formant pivot de rotation et destinés à s’engager dans le col de liaison. Structure de flexion selon l’une des revendications précédentes selon laquelle le système de maintien (23) comporte pour au moins une vertèbre tubulaire (16), deux paires de languettes (42) disposées symétriquement de part et d’autre et en dehors du plan diamétral de flexion (D) en étant engagées chacune dans une rainure (43) aménagée dans une vertèbre tubulaire voisine. Structure de flexion selon l’une des revendications précédentes selon laquelle le tube (15) possède un diamètre inférieur ou égale à 10 mm. Structure de flexion selon l’une des revendications précédentes selon laquelle le tube (15) possède une épaisseur de paroi comprise entre 0,05 et 1,5 mm. Tube d’insertion d’un dispositif médical (1) du type endoscope ou cathéter comportant une structure de flexion (6) conforme à l’une des revendications précédentes, fixée à son extrémité proximale au tube et à son extrémité distale, à une tête distale (4). Dispositif médical (1) comportant une poignée de commande (3) équipée à sa partie distale d’un tube d’insertion (2) conforme à la revendication précédente.