INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Aussi, un instrument selon l'invention peut être utilisé à d'autres applications vasculaires, par exemple la sclérose de varices non seulement sur les membres inférieurs, mais aussi de varices pelviennes ou oesophagiennes (en per-opératoire), d'hémorroïdes, ou l’occlusion a sclérose vasculaire ou l’anastomose vasculaire lors d'opérations chirurgicales. On peut aussi utiliser un instrument selon l'invention pour réaliser une perforation tissulaire, ou comme alternative aux colles biologiques, de type cyanoacrylates, pour toute embolisation intravasculaire, notamment pour les fistules congénitales ou acquises, ou veineuse, notamment pour des malformations ou des angiomes, l’occlusion lymphatique source d’ulcères.
D'autres applications existent, notamment pour la destruction tissulaire, particulièrement si l'on veut une grande précision. Ainsi, en dermatologie, l'utilisation d'un laser de la longueur d'onde de 980nm, ou de longueurs d'onde des Erbiums et des Holmiums, 2,940 et 2,140 µm, absorbées par l'eau, rend un instrument selon l'invention particulièrement efficace, notamment pour le traitement des condylomes, verrues et autres lésions cutanées. Les cicatrices sont de qualité supérieure à celles obtenues par d'autres techniques.
Dans le cadre de la destruction cellulaire, d'autres applications peuvent aussi être la détersion tissulaire en mode contact, par exemple appliquée aux ulcères. Un instrument selon l'invention peut encore être utilisé pour la destruction de métastases tissulaires, par exemple intra-hépatique, plus ergonomique et moins coûteuse que par radiofréquence. La destruction tissulaire par laser implique un phénomène d'absorption tissulaire des photons avec conversion secondaire en chaleur. Cette absorption étant ciblée à certains constituants moléculaires spécifique au tissu (chromophores), l'effet thermomécanique est plus spécifique qu'un autre procédé de chauffage thermique des tissus tels que la radiofréquence par exemple (effet thermique). Cette spécificité permet de nouvelles applications des lasers comme la photothérapie dynamique en cancérologie par exemple.
L'utilisation d'un support rigide pour le guide de lumière permet une utilisation plus précise et une maniabilité supérieure. Ainsi, les lésions occasionnées par le traitement sont plus précises. La stimulation biologique améliore la cicatrisation. L'hémorragie est réduite, ainsi que le risque infectieux, la carbonisation impliquant des températures voisines ou supérieures à 350°C ou 400°C, jusqu’à l'incandescence tissulaire proche de 600 °C. Les douleurs post-opératoires sont elles aussi réduites, notamment dans le cas des détersions d'ulcères ; Il y a moins d'infections post-opératoires. Il existe une inhibition secondaire de l'inflammation et des facteurs algogènes au niveau des terminaisons nerveuses.
En outre, des paramètres peuvent être réglables, par exemple la longueur d'onde, le temps d'émission et de pose entre chaque tir, la fluence, l'irradiance, le mode continu ou impulsionnel (simple ou multiple) ou l'aire de destruction selon la diffusion optique à l'extrémité du guide de lumière.
MÉTHODE ET SYSTÈME DE PARAMÉTRAGE D’UN DISPOSITIF DE TRAITEMENT PAR ULTRASONS FOCALISÉS DE HAUTE INTENSITÉ La présente invention concerne de manière générale les dispositifs de traitement par ultrasons focalisés de haute intensité ou HIFU (High Intensity Focused Ultrasound ). Elle trouve notamment application à la destruction tumorale par ablation thermique à distance avec préservation de tissus intermédiaires.
Etat de la technique antérieure La thérapie par ultrasons focalisés de haute intensité (HIFU) consiste à utiliser l’énergie d’un faisceau ultrasonore focalisé, pour modifier ou détruire des tissus biologiques. La destruction tissulaire intervient par coagulation protéique induisant des lésions cellulaires irréversibles et l’apoptose.
Cette technique est largement utilisée pour l’ablation thermique de tumeurs bénignes ou malignes (cancer de la prostate, métastases hépatiques, tumeurs cérébrales). Elle présente l’avantage d’être percutanée (donc non invasive) et de permettre la préservation des tissus sains environnants.
Le traitement par HIFU fait généralement appel à une sonde multi-transducteur à réseau de phase ( phased array ). A chaque tir ultrasonore, une loi de retards et une loi d’amplitudes sont appliquées aux différents éléments du transducteur, de sorte à former un faisceau focalisé en un point prédéterminé. L’opération est répétée en différents points de la zone cible à détruire, en choisissant la cadence de répétition (fréquence de récurrence) et l’énergie des impulsions.
Avant d’appliquer le protocole de traitement, le praticien doit s’assurer que la dose thermique déposée est suffisante pour détruire la zone cible tout en préservant les zones saines. Pour ce faire, la zone cible est maillée par une grille de points et une simulation de tirs ultrasonores focalisés en chaque point ou un groupe de points voisins de la grille est réalisée. L’élévation de température en chaque point est ensuite déduite à partir de la résolution de l’équation de transfert thermique dans les tissus. Une méthode de validation d’un protocole de traitement par HIFU a été décrite dans la demande US-A-2021/0000541.
Cette méthode de simulation fonctionne relativement bien lorsque le milieu dans lequel se propagent les ondes ultrasonores est homogène mais devient nettement plus complexe dès lors que plusieurs zones tissulaires sont à modéliser, a fortiori lorsqu’une résolution spatiale élevée est nécessaire. La simulation du champ ultrasonore à partir des caractéristiques des différents tissus du patient peut alors nécessiter plusieurs heures sur un ordinateur personnel conventionnel, ce qui est incompatible avec un traitement ambulatoire.
Il est par exemple possible de définir les paramètres de la fonction qui fournit la profondeur courante du dispositif sous-marin 11 au moyen de mesures empiriques réalisées lors d’une phase de calibration du procédé.
Il est par exemple possible de mesurer la profondeur réelle pour différentes valeurs de longueur filée du câble tracteur, pour différentes valeurs de vitesse du bâtiment de surface. Dans certains modes de réalisation, la profondeur réelle peut être mesurée à l’aide de capteurs de pression.
Sur la , il peut être noté que certaines zones ayant le même degré d’accessibilité sont représentées de façon contigüe, le classement des zones étant effectué zone par zone.
Selon un mode de réalisation, un premier paramètre d’apparence de zone est attribué au premier degré d’accessibilité. Le paramètre d’apparence de zone peut être par exemple un paramètre de couleur, par exemple la couleur verte. La zone ayant un premier degré d’accessibilité peut être coloriée, par exemple, avec la couleur verte.
Un deuxième degré d’accessibilité peut être utilisé pour caractériser la zone si, compte tenu de la vitesse courante du bâtiment de surface 10 et de la longueur filée du câble tracteur 14, une collision du dispositif sous-marin 11 avec le fond risque de se produire en tenant compte également de la marge d’immersion. C’est le cas par exemple de la zone 22 sur la .
Dans un mode de réalisation, le deuxième degré d’accessibilité satisfait la condition (2) suivante :
P min c et P min ≥ M (2)
Selon un mode de réalisation, un deuxième paramètre d’apparence de zone est attribué au deuxième degré d’accessibilité. Le paramètre d’apparence de zone peut être par exemple un paramètre de couleur, par exemple la couleur orange. La zone ayant un deuxième degré d’accessibilité peut être coloriée, par exemple, avec la couleur orange.
Dans un mode de réalisation, un troisième degré d’accessibilité peut être enfin utilisé si la profondeur minimale de la zone est strictement inférieure à la marge de protection du dispositif sous-marin. Cela correspond au cas où, quelle que soit la longueur filée de câble 14, le dispositif 11 ne pourra pas respecter les marges d’immersion. Ce cas de figure peut par exemple se présenter si un relief se située dans une partie émergée du secteur géographique. La n’illustre pas cette situation.
La condition (3) suivante doit ainsi être satisfaite pour le troisième degré d’accessibilité :
P min (3)
Selon un mode de réalisation, un troisième paramètre d’apparence de zone est attribué au troisième degré d’accessibilité. Le paramètre d’apparence de zone peut être par exemple un paramètre de couleur, par exemple la couleur rouge. La zone ayant un troisième degré d’accessibilité peut être coloriée, par exemple, avec la couleur rouge.
La valeur de la marge de protection peut être modifiée et l’impact de ce changement de valeur peut être visualisé au niveau du changement d’apparence (couleur par exemple) de certaines zones sur l’interface homme machine.
Un tel changement de valeurs permet d’étendre la zone de navigation, en relâchant la contrainte sur la marge de protection (verticale et/ou horizontale) du dispositif sous-marin 11.
Ce mode de visualisation par zone et par degré d’accessibilité offre une bonne vision des évolutions possibles pour le bâtiment de surface 10.
Dans les modes de réalisation où les paramètres d’apparence de zone sont des paramètres de couleur, les degrés d’accessibilité peuvent être distingués en fonction des paramètres de couleur. Dans un mode de réalisation, les paramètres de couleurs peuvent être des niveaux de gris, par exemple noir, gris et blanc.
- une même conformation générale et profil directeur courbe sur sa portion d’amplification.
Selon un premier mode de réalisation, le dispositif de déflexion présente une même section transverse le long du profil directeur, le profil directeur étant alors nécessairement courbe au niveau de sa portion d’amplification. Selon un deuxième mode de réalisation, le dispositif de déflexion présente plusieurs sections transverses différentes entre le premier bord et le deuxième bord du corps creux, le profil directeur étant alors courbe dans sa portion d’amplification. Dans ce deuxième mode de réalisation, l’enveloppe du dispositif de déflexion suit par exemple, le long de son profil directeur et/ou de sa portion d’amplification, une évolution homothétique entre le premier bord et le deuxième bord.
- la première partie du dispositif de déflexion est située au voisinage de l'extrémité ouverte du corps creux, c'est-à-dire, en référence aux directions et orientations précédemment définies, au voisinage du premier bord de l'embout d’extrémité conforme au premier aspect de l'invention. La deuxième partie du dispositif de déflexion, formant la portion d’amplification courbe du profil directeur, est située au voisinage du deuxième bord de l’embout d’extrémité conforme au premier aspect de l’invention, c'est-à-dire, également, au voisinage de l’extrémité fermée du corps creux ;
- le profil directeur est rectiligne le long de la première partie du dispositif de déflexion, et le profil directeur est courbe le long de la deuxième partie du dispositif de déflexion ;
- la portion d’amplification présente une forme incurvée dont la courbure est dirigée vers une paroi latérale avant du corps creux. Dans le contexte de l'invention, la paroi latérale avant est la face du corps creux qui est destinée à être située du côté d’un capot avant de véhicule automobile lorsque l’embout d’extrémité conforme au premier aspect de l’invention est monté sur un balai d’essuie-glace lui-même mis en œuvre sur un pare-brise de véhicule automobile. Complémentairement, la direction de la courbure de la portion d’amplification du profil directeur est donc à considérer selon la direction transversale précédemment définie ;
- la portion d’amplification présente une forme sensiblement concave dont la concavité est dirigée vers la paroi latérale avant de l’embout d’extrémité conforme au premier aspect de l'invention. En d’autres termes, la portion d’amplification du profil directeur forme une virgule orientée en direction de la paroi latérale avant du corps creux lorsqu’on s’éloigne du premier bord dudit corps creux ;
- le caractère courbe de la portion d’amplification peut prendre de nombreuses formes. En particulier, et selon différentes variantes de réalisation non limitatives de l’invention conforme à son premier aspect, la portion d’amplification du profil directeur présente, en section selon un plan longitudinal transversal, une forme sensiblement circulaire ou elliptique ;
Le transducteur 105 peut être collé sur la surface optique 100, notamment au moyen d’un adhésif polymérique qui en outre couple acoustiquement le transducteur 105 à la surface optique 100. L’adhésif peut être réticulable par illumination au moyen d’un rayonnement ultraviolet. Il est par exemple une résine époxy. Le transducteur 105 peut être fixé par adhérence moléculaire, ou au moyen d’une couche fine métallique assurant l’adhérence entre la surface optique 100 et le substrat 110. La couche peut être en métal ou en alliage à basse température de fusion, i.e. présentant une température de fusion inférieure à 200 °C, par exemple en alliage d’indium. En variante, la couche métallique peut être en métal ou en alliage présentant une température de fusion supérieure à 200 °C, par exemple en alliage d’aluminium et/ou d’or. Un exemple de fixation par adhérence moléculaire est décrit dans « Glass-on-LiNbO 3 heterostructure formed via a two-step plasma activated low-temperature direct bonding method », J. Xu et al., Applied Surface Science 459 (2018) 621–629, doi : 10.1016/j.apsusc.2018.08.031. Selon une autre variante, le transducteur 105 peut être fixé sur la surface optique100 au moyen d’un procédé comportant une étape de fusion d’une portion du substrat 110 et/ou d’une portion de la surface optique 100 suivie par une étape consistant à comprimer ensemble le substrat 110 et la surface optique 100, les portions respectives en fusion de la surface optique 100 et du substrat 110 étant en contact l’une de l’autre. Selon une autre variante, le transducteur 105 peut être fixé sur la surface optique 100 au moyen d’un procédé comportant le dépôt de couches de liaison en un alliage à basse température de fusion sur une portion du transducteur 105 et sur une portion de la surface optique 100 respectivement, la fusion au moins partielle desdites couches de liaison, puis la compression du substrat 110 et de la surface optique 100, les faces des couches de liaison opposées à la surface optique 100 et au substrat 110 étant mises en contact l’une avec l’autre au cours de la compression.
Les éléments présentés ci-avant ne permettent pas d’assurer la protection du transducteur 105 contre les impacts solides ni contre les liquides, pouvant conduire à réduire les performances du transducteur 105, voire à l’endommager jusqu’au point où son fonctionnement est empêché.
L’ensemble de nettoyage 300 selon l’invention, illustré en , comprend en outre :
- un ensemble de protection comprenant un élément de protection mécanique 301 du transducteur 105 d’onde couvrant le transducteur 105, de sorte que le transducteur 105 est compris entre l’élément de protection mécanique 301 et la surface optique 100. L’élément de protection mécanique 301 définit avec la surface optique 100 au moins une ouverture 325 apte à permettre la propagation de l’onde ultrasonore sur la surface optique 100 en dehors de l’ensemble de protection de l’ensemble de nettoyage 300 ;
- un élément d’étanchéité disposé à proximité de l’ouverture 325, non représenté sur la , mais décrit en référence aux figures 3a à 3c, apte à limiter le passage de liquide au travers de l’ouverture 325.
Aucune restriction n’est par ailleurs attachée à la forme de l’ouverture 325. Il peut par exemple s’agir d’une fente rectangulaire s’étendant sur une partie ou la totalité d’un côté du rectangle ou du carré qui constitue la surface de contact entre l’élément de protection mécanique 301 et la surface optique 100. Il s’agit notamment du côté orienté dans le sens de propagation D de l’onde ultrasonore générée par le transducteur 105, de manière à permettre à l’onde ultrasonore de se propager en dehors du l’élément de protection mécanique dans le sens D de propagation. Lorsque la surface de contact entre la surface optique 100 et l’élément de protection mécanique 301 est un cercle ou un ovale, l’ouverture 325 peut s’étendre sur une portion du cercle ou de l’ovale, notamment une portion se situant sur le trajet de l’onde sonore se propageant dans le sens de propagation D.
L’ouverture 325 définit notamment un espace 335 entre l’élément de protection mécanique 301 et la surface optique 100, l’espace 335 étant de dimension supérieure à une moitié de l’amplitude de l’onde sonore générée par le transducteur 105, de manière à laisser passer l’onde.
Comme illustrée sur la , une distance 350 non nulle peut être prévue entre le substrat et l’élément de protection mécanique 301, de manière à ne pas perturber l’onde ultrasonore générée lorsqu’elle parcourt la surface supérieure du substrat 110 avant d’atteindre la surface optique 100. A cet effet, le distance 350 peut être supérieure à 10 nanomètres, voire supérieure à 100 nm, voire supérieures à 500 nm.
La représente également un voisinage 330 de l’ouverture 325, définissant ce qui se trouve à proximité de l’ouverture 325. La taille du voisinage 320 peut varier, et peut notamment dépendre de la taille de l’ouverture et des dimensions et de la forme de l’élément de protection mécanique. Par exemple, le voisinage 330 peut être constitué par tout point de l’espace situé à une distance de l’ouverture 325 inférieure à une valeur prédéterminée. La valeur prédéterminée peut être une fraction d’une dimension de l’élément de protection mécanique 301, tel qu’un cinquième, un dixième ou un vingtième d’une dimension horizontale de l’élément de protection mécanique 301, soit une dimension parallèle au plan de la surface optique 100.
Un troisième paramètre d’apparence de trajectoire peut être attribué à la trajectoire candidate si la giration de la trajectoire candidate est impossible compte tenu de la longueur du câble tracteur 14, ou si la giration est impossible compte tenu de la vitesse du bâtiment de surface 10, ce qui correspond à un rayon de giration trop petit.
La montre par exemple un classement des trajectoires selon trois niveaux d’apparence. S’agissant par exemple des trajectoires 25, 26 et 27, il peut être visualisé qu’une action corrective doit être effectuée, si le bâtiment de surface s’engage sur une de ces trajectoires, pour éviter d’abîmer le dispositif sous-marin 11.
Il peut par ailleurs constater que la trajectoire 30 est impossible.
S’agissant des autres trajectoires, par exemple la trajectoire 24, le bâtiment de surface 10 peut s’y engager sans craindre d’endommager le dispositif sous-marin 11.
Les étapes 100, 200, 300 et 400 du procédé peuvent être implémentées dynamiquement ou de manière périodique, de façon à rafraîchir régulièrement l’aide au guidage, en tenant compte du changement de position du bâtiment de surface 10, ainsi que du changement éventuel de profondeur courante du dispositif sous-marin 11.
Selon un autre mode de réalisation avantageux, le positionnement du bâtiment de surface 10 sur un des points de la trajectoire candidate peut faire l’objet d’un traitement par simulation informatique, pour anticiper les actions éventuelles à mettre en œuvre.
En relation avec l’exemple de la , une telle simulation peut par exemple permettre d’identifier si la trajectoire candidate 24 conserve le premier paramètre d’apparence de trajectoire, ou bien si un autre paramètre d’apparence de trajectoire lui est attribué, après le dernier point de la trajectoire candidate actuelle 24.
La simulation du positionnement du bâtiment de surface 10 sur un des points de la trajectoire candidate peut être réalisée, par exemple, en réponse à un mouvement de « cliquer/glisser » du point représentant le bâtiment de surface 10 sur un des points de la trajectoire candidate, sur l’interface graphique, ou plus généralement en réponse à une action de pointage sur l’interface graphique adaptée à la sélection d’un des points.
Le positionnement sur des points futurs d’une trajectoire candidate, ainsi que les trajectoires candidates et/ou des actions correspondantes peuvent être affichés dans une sous-partie de l’interface homme machine, par exemple sous forme de vignette.
La illustre le système d’aide au guidage 500 selon des modes de réalisation de l’invention.
Le système d’aide au guidage 500 peut comprendre une interface homme machine 501, sous forme de console et un dispositif de pointage configuré pour permettre un pointage sur l’interface graphique. L’interface Homme Machine (IHM) 501 est configurée pour générer un affichage d’une carte enrichie, et de recevoir des données de l’utilisateur (opérateur) telles que les marges verticales, le rayon utilisé dans la bathymétrie duale et/ou les trajectoires candidates. Le système d’aide au guidage 500 est configuré pour générer un affichage des zones et des trajectoires candidates en fonction de leur classement et/ou pour transmettre les consignes relatives auxdites actions.
Le système d’aide au guidage 500 comprend un dispositif de calcul 502 connecté à l’interface homme machine 501.
Le dispositif de calcul 502 comprend une unité de discrétisation 5021 configurée pour discrétiser le secteur géographique autour du bâtiment de surface en une pluralité de zones, une première unité de calcul 5022 configurée pour calculer l’ensemble de trajectoires candidates du bâtiment de surface dans le secteur géographique, et une unité de classification 5023 configurée pour classer chaque trajectoire candidate en fonction du degré d’accessibilité de la zone du secteur géographique traversée par la trajectoire possible, et en fonction de la faisabilité d’une ou plusieurs actions prédéfinies sur ladite trajectoire candidate.
Le dispositif de calcul 502 peut recevoir ou déterminer des paramètres de navigation du bâtiment de surface, et/ou des paramètres relatifs au treuil représentant la longueur du câble 14 déroulé. De tels paramètres peuvent être extraits par un serveur de service d’aide à l’immersion 503.
Lorsqu’il est détecté que des actions sont à mettre en œuvre pour éviter un endommagement du dispositif sous-marin 11, le dispositif de calcul 502 peut transmettre des commandes correspondantes au serveur du service d’aide à l’immersion 503.
Le serveur du service d’aide à l’immersion 503 peut être connecté soit à un simulateur 504 dans une utilisation de simulation du dispositif d’aide au guidage 500, soit à une unité de détermination de paramètres de navigation 505 embarquée dans le bâtiment de surface 10 pour déterminer les paramètres de navigation.
On définit une fonction f réelle positive qui prend en entrée trois paramètres positifs (Longueur filée, vitesse, rayon de giration) et retourne la profondeur estimée du dispositif sous-marin 11.
Quels que soient L1, L2, V1, V2, R1 et R2 pris dans les paramètres physiquement atteignables du bâtiment de surface 10 (limités par la longueur de câble, la vitesse maximum du bâtiment de surface 10 et son rayon de giration minimum) :
si L1 = 0 alors f(L1,V1,R1) = 0
si V1 = 0 alors f(L1,V1,R1) = L1
si L1 < L2 alors f(L1,V1,R1) < f(L2,V1,R1)
si V1 f(L1,V2,R1)
si R1 f(L1,V1,R2)
Il est par exemple possible de définir les paramètres de la fonction qui fournit la profondeur estimée du dispositif sous-marin 11 au moyen de mesures empiriques réalisées lors d’une phase de calibration du procédé.
Il est par exemple possible de mesurer la profondeur réelle pour différentes valeurs de vitesse du bâtiment de surface 10, pour différentes longueurs déroulées du câble tracteur, et pour différents taux de giration. Dans certains modes de réalisation, la profondeur réelle peut être mesurée à l’aide de capteurs de pression.
D’autres paramètres peuvent également être pris en compte, tels que le ou les paramètres de comportement du dispositif sous-marin 11 dans son domaine de vol, indiquant si le dispositif a une flottabilité positive ou négative, s’il est remontant ou plongeant, ou encore s’il dispose ou non d’ailes variables pouvant être commandées ou asservies selon l’effort de traction.
La profondeur du dispositif sous-marin 11 peut être ainsi calculée en tout point de la trajectoire candidate.