Titre de l'invention : Système endoscopique médical présentant une insensibilité aux ondes électromagnétiques

Domaine Technique

[0001] La présente invention concerne le domaine technique des systèmes endoscopiques 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 comme systèmes endoscopiques médicaux, les cathéters médicaux et les endoscopes médicaux.

[0002] Le système endoscopique médical mis en oeuvre dans le cadre de la présente 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, et pouvant 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.

Technique antérieure

[0003] Classiquement, un système endoscopique médical du type cathéter médical ou endoscope médical comporte une poignée de commande à laquelle est fixé un tube d'insertion présentant à l'opposé de sa partie fixée à la poignée de commande, une tête distale. Ce tube d'insertion présente une longueur et une flexibilité plus ou moins importante de manière à pouvoir être introduit dans une voie d'accès naturelle ou artificielle en vue d'effectuer diverses opérations ou fonctions à des fins thérapeutiques, chirurgicales ou de diagnostic. Il est à noter qu'un tel système endoscopique est conçu pour présenter une section la plus petite possible pour pouvoir accéder à des voies d'accès possédant une section de passage limitée. [0004] Pour un système endoscopique médical du type endoscope, la tête distale est équipée notamment d'un système de vision permettant 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. Cet endoscope médical est destiné à être relié à un appareil électronique médical comportant une unité de traitement des signaux d'image délivrés par le système de vision de l'endoscope.

[0005] Le système de vision monté à la partie distale du tube comporte une caméra associée ou non à une ou plusieurs sources lumineuses telles que des diodes électroluminescentes. La caméra, voire les sources lumineuses sont raccordées électriquement à des composants électriques situés dans la poignée ou dans l'appareil médical. Selon l'exemple de réalisation décrit par la demande de brevet US 2022/0160218, la caméra et les sources lumineuses situées à la partie distale du tube d'insertion sont raccordées aux composants électriques situés dans la poignée, par l'intermédiaire d'un circuit imprimé flexible s'étendant à l'intérieur du canal opérateur.

[0006]Cette demande de brevet précise que ce circuit imprimé flexible est suffisamment petit pour laisser de la place à un outil de travail et aux fluides à l'intérieur du canal opérateur. Toutefois, la présence de ce circuit imprimé flexible à l'intérieur du canal opérateur est une source de difficultés pour la manipulation des outils de travail. De façon complémentaire, cette demande de brevet indique que le circuit imprimé flexible fournit des communications électriques fiables entre la tête distale et la région proximale du dispositif endoscopique. En effet, il apparait le besoin de disposer d'un signal avec la plus grande qualité possible pour le signal électrique délivré par la caméra. Or, l'utilisation d'un circuit imprimé flexible n'est pas suffisante pour garantir un signal électrique de bonne qualité.

Exposé de l'invention

[0007] L'objet de l'invention est de remédier aux inconvénients de l'état de la technique en proposant un système endoscopique présentant une section de passage limitée tout en assurant que le signal électrique de mesure provenant de la tête distale soit de grande qualité pour obtenir une qualité d'image optimisée et un meilleur ratio signal sur bruit.

[0008] Un autre objet de l'invention est de proposer un système endoscopique délivrant un signal électrique de mesure insensible aux perturbations électromagnétiques.

[0009] Pour atteindre de tels objectifs, le système endoscopique comporte:

- un tube d'insertion présentant une partie proximale reliée à une poignée de commande et une partie distale équipée d'une tête distale comportant au moins un capteur d'une grandeur physique délivrant un signal électrique de mesure;

- au moins un circuit imprimé flexible s'étendant à l'intérieur du tube d'insertion et assurant la connexion électrique entre le capteur et des composants électriques,

- le tube d'insertion comportant un blindage électromagnétique entourant le circuit imprimé flexible et configuré pour réduire les perturbations électromagnétiques susceptibles d'être appliquées au signal électrique de mesure délivré par le capteur.

[0010]Selon une caractéristique avantageuse de mise en oeuvre, le blindage électromagnétique est connecté à une borne de masse.

[0011]Selon un exemple préféré de réalisation, le blindage électromagnétique comporte un treillis d'un conducteur électrique s'étendant sur la longueur du tube d'insertion.

[0012] Avantageusement, le blindage électromagnétique comporte un treillis d'un conducteur électrique noyé dans une résine thermoplastique.

[0013] De préférence, le treillis comporte un nombre de croisement par unité de surface (pouce) compris entre 2 et 100.

[0014] Selon un exemple préféré de mise en oeuvre, le tube d'insertion entoure un conduit tubulaire formant un canal opérateur, au moins un circuit imprimé flexible étant positionné en dehors du conduit tubulaire. [0015]Selon un autre exemple de mise en œuvre, le tube d'insertion entoure un conduit tubulaire formant un canal opérateur, deux circuits imprimés flexibles étant positionnés en dehors du conduit tubulaire.

[0016]Selon une caractéristique de l'invention, au moins un circuit imprimé flexible comporte à son extrémité distale, à partir d'un pli, une partie repliée de fixation pour un capteur.

[0017] Par exemple, la partie repliée de fixation pour le capteur s'étend sensiblement à 90° par rapport au reste du circuit imprimé flexible.

[0018] Le circuit imprimé flexible comporte une première face sur laquelle sont aménagées des pistes de connexion électrique entre les composants électriques et le capteur.

[0019] Le circuit imprimé flexible comporte une première face et une deuxième face opposée à la première sur laquelle est aménagée au moins une piste de connexion électrique raccordée à la masse.

[0020]Avantageusement, le circuit imprimé flexible comporte une première face et une deuxième face opposée à la première sur laquelle est aménagée au moins une piste de connexion électrique raccordée à la masse.

Brève description des dessins

[0021] [Fig. 1] La figure 1 est une vue générale schématique d'un système endoscopique du type cathéter ou endoscope au sens général.

[0022] [Fig. 2] La figure 2 est une vue partielle d'un exemple de réalisation d'un tube d'insertion faisant partie d'un système endoscopique dont la poignée de commande est enlevée.

[0023] [Fig. 3] La figure 3 est une vue en coupe longitudinale prise sensiblement selon les lignes A-A de la figure 2.

[0024] [Fig. 4] La figure 4 est une vue en coupe transversale prise sensiblement selon les lignes A-A de la figure 3. [0025] [Fig. 4] La figure 5 est une vue en perspective d'un autre exemple de réalisation d'un tube d'insertion faisant partie d'un système endoscopique dont la poignée de commande est enlevée.

[0026] [Fig. 6] La figure 6 est une vue montrant un exemple de réalisation d'une tête distale d'un tube d'insertion faisant partie d'un système endoscopique conforme à l'invention.

[0027] [Fig. 7] La figure 7 est une vue en coupe longitudinale prise sensiblement selon les lignes A-A de la figure 6.

Description des modes de réalisation

[0028] La Fig. 1 illustre à titre d'exemple, un système endoscopique médical 1 du type endoscope ou cathéter 1 au sens général conçu pour accéder à l'intérieur d'un corps comme une cavité ou un canal par exemple. De manière classique, un système endoscopique 1 du type endoscope ou cathéter comporte un tube d'insertion 2 présentant d'un côté, une partie proximale 2i reliée à une poignée de commande 3 et du côté opposé, une partie distale 2 ₂ , qui est équipée d'une tête distale 4. Le tube d'insertion 2 est fixé de manière temporaire ou définitive sur la poignée de commande 3. Dans l'exemple illustré (figures 2 et 3), la partie proximale 2i du tube d'insertion est engagée dans un logement d'un embout 3a destiné à être fixé à la partie distale de la poignée 3. Ce tube d'insertion 2 qui présente une longueur et une flexibilité plus ou moins importante est destiné à être introduit dans une voie d'accès naturelle ou artificielle en vue d'effectuer diverses opérations ou fonctions à des fins thérapeutiques, chirurgicales ou de diagnostic.

[0029] Le tube d’insertion 2 est réalisé en un matériau semi rigide tel que par exemple en thermoplastique élastomère (TPE). Le tube d'insertion 2 présente une longueur adaptée à la longueur du conduit à inspecter et pouvant être comprise entre 5 cm et 2 m. Le tube d'insertion 2 présente diverses formes de section transversale telle que carrée, ovale ou circulaire. Ce tube d'insertion 2 qui est en contact avec les tissus, les organes humains ou des appareillages médicaux (trocarts ou sondes), relève essentiellement d'un usage unique ou multiple d'un patient voire d'un usage réutilisable après décontamination, désinfection ou stérilisation. Conformément à l'invention, le tube d'insertion 2 est pourvu d'un blindage pour assurer une protection électromagnétique, comme cela sera expliqué en détail dans la suite de la description.

[0030] D'une manière générale, la tête distale 4 du système endoscopique médical 1 est réalisée sous la forme d'un support permettant le montage d'au moins un capteur 5 d'une grandeur physique délivrant un signal électrique de mesure. Tel que cela ressort plus précisément des figures 6 et 7, il doit être compris que la tête distale 4 est pourvue d'un capteur 5 du type adapté à la fonction du système endoscopique médical 1. Dans l'exemple préféré de réalisation illustré dans la suite de la description pour lequel le système endoscopique 1 est un endoscope alors le capteur 5 d'une grandeur physique est une caméra. Dans le cas où le système endoscopique 1 est un cathéter, sa tête distale 4 peut être pourvue en tant que capteur 5, d'un capteur de pression ou d'un capteur ultrasonore. Il est à noter que le capteur peut être sensible aux ultrasons, aux champs magnétiques ou aux ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain ou invisibles telles que par exemple, les rayons X, les rayons infrarouges ou les ondes radio. En effet, le système endoscopique 1 est généralement utilisé dans un environnement dans lequel fonctionnent divers équipements électriques tels que bistouris électriques, appareils de radiographie à rayons X, scanners ou écrans, susceptibles d'affecter le fonctionnement du capteur de la tête distale 4.

[0031] Le capteur 5 est monté de toute manière appropriée dans la tête distale 4. Par exemple, dans le cas où le capteur 5 est une caméra, le capteur 5 est monté à l'intérieur d'une cavité 4a de la tête distale 4 en débouchant par sa surface sensible 5a, dans la face transversale d'extrémité 4b de la tête distale 4. Le capteur 5 est fixé dans la cavité 4a par une résine.

[0032] Le capteur 5 équipant la tête distale 4 délivre ainsi un signal de mesure destiné à être traité par une unité de traitement T située dans la poignée de commande 3 comme illustré à la figure 5 et/ou dans un appareil électronique médical raccordé à la poignée de commande 3. Cette unité de traitement T comporte ainsi des composants électriques Ta montés dans l'exemple illustré, sur une plaquette de circuit imprimé Tb fixée à l'intérieur de la poignée de commande 3. Bien entendu, les composants électriques Ta pour traiter le signal de mesure peuvent être situés dans la poignée de commande 3 et/ou à l'extérieur de la poignée de commande 3, comme par exemple dans un appareil électronique médical (telle qu'une tablette électronique) relié à la poignée de commande par un câble de raccordement.

[0033]Selon un exemple préféré de réalisation, le système endoscopique 1 conforme à l'invention est un endoscope comportant un système de vision apte à ramener une image de la partie distale du tube d'insertion 2. Le système endoscopique 1 comporte ainsi un système de vision pénétrant à l'intérieur du tube d'insertion 2 jusqu'à la tête distale 4. Le système de vision est apte à ramener une image de la partie distale du tube d'insertion 2. De manière classique, le système de vision comporte en tant que capteur 5, une caméra de type CMOS ou une caméra connue sous la dénomination commerciale CameraCubeChip. De préférence, le système de vision comporte également une ou plusieurs sources de lumière non représentées telles que des diodes électroluminescentes pour éclairer la zone à visualiser.

[0034]Selon un exemple préféré de réalisation, le système endoscopique 1 comporte également à l'intérieur du tube d'insertion 2, un conduit tubulaire 6 formant un canal opérateur ou de travail s'étendant à partir de la poignée de commande 3 jusqu'à la tête distale 4 pour permettre au niveau de cette tête distale, l'amenée de divers outillages et/ou de fluides et/ou l'aspiration de fluides (figure 3). Tel que cela ressort plus précisément de la figure 4, le conduit tubulaire 6 est donc entouré par le tube d'insertion 2 en laissant subsister entre eux un espace limité 7. Il est à noter que le conduit tubulaire 6 est entouré par le tube d'insertion 2 sur toute sa longueur entre la tête distale 4 et l'embout 3a. Classiquement, le conduit tubulaire 6 se prolonge au-delà de l'embout 3a à l'intérieur de la poignée de commande 3.

[0035] Selon l'exemple préféré de réalisation, le système endoscopique 1 comporte également un mécanisme de commande 8 permettant d'orienter la tête distale 4 par rapport à l'axe longitudinal L du tube d'insertion 2. A cet effet, le tube d'insertion 2 comporte en amont de la tête distale 4, une structure de flexion, de pliage ou de béquillage 9 permettant l'orientation de la tête distale 4 par rapport à l'axe longitudinal L du tube d'insertion 2. Le mécanisme de commande 8 peut être réalisé de toute manière appropriée de manière que la tête distale 4 puisse être déplacée entre une position de repos dans laquelle le tube d'insertion 2 est rectiligne et une position béquillée dans laquelle la partie de béquillage 9 est courbée. Par exemple, le mécanisme de commande 8 peut comporter un levier de commande manuelle 8a entraînant en rotation une poulie 8b sur laquelle est fixé au moins un câble d'actionnement 8c monté à l'intérieur de l'espace 7 pour être fixée au niveau de la tête distale 4.

[0036]Selon une caractéristique de l'invention, le système endoscopique 1 comporte au moins un circuit imprimé flexible 11 s'étendant à l'intérieur du tube d'insertion 2 et assurant la connexion électrique entre le capteur 5 et les composants électriques Ta. Classiquement, chaque circuit imprimé flexible 11 comporte un support souple plat pourvu de pistes connexions électriques 12 et sur lequel le capteur 5 est monté par toutes les techniques appropriées. Chaque circuit imprimé flexible 11 présente une première face lia et une deuxième face 11b opposée à la première face lia. Par exemple, le circuit imprimé flexible 11 comporte une première face lia sur laquelle sont aménagées des pistes de connexion électrique 12 entre les composants électriques Ta et le capteur 5. Selon une autre variante de réalisation, des pistes de connexion électrique 12 sont aménagées sur la première face lia et au moins une piste de connexion électrique raccordée à la masse est aménagée sur la deuxième face 11b. Avantageusement, une piste de connexion électrique raccordée à la masse est aménagée sur toute la surface de la deuxième face 11b du circuit imprimé flexible 11.

[0037] Dans l'exemple illustré, le système endoscopique 1 comporte un circuit imprimé flexible 11 s'étendant à l'intérieur du tube d'insertion 2 en assurant la connexion électrique entre le capteur 5 et les composants électriques Ta montés à l'intérieur de la poignée de commande. Le circuit imprimé flexible 11 se présente ainsi sous la forme d'une bande étroite de largeur comprise entre 0.5 mm et 2.5 mm et une épaisseur comprise entre 0.05 mm et 0.8 mm.

[0038] Avantageusement, le circuit imprimé flexible 11 est revêtu sur ces deux faces, d'un vernis de protection assurant également une isolation électrique.

[0039] Selon un autre exemple de réalisation non représenté, le système endoscopique 1 comporte deux circuits imprimés flexibles 11 assurant la connexion électrique entre le capteur 5 et les composants électriques Ta. Cet exemple de réalisation augmente les possibilités de maîtrise de la souplesse du tube d'insertion 2 et de choix de positionnement des circuits imprimés flexibles 11 à l'intérieur du tube d'insertion 2.

[0040]Selon une caractéristique avantageuse de réalisation, le ou les circuits imprimés flexibles 11 sont positionnés en dehors du conduit tubulaire 6. Avantageusement, le ou les circuits imprimés flexibles 11 sont positionnés dans l'espace 7 délimité entre le tube d'insertion 2 et le conduit tubulaire 6 (figure 4). Le ou les circuits imprimés flexibles 11 s'étendent parallèlement à l'axe longitudinal du tube d'insertion 2 ou sont plus ou moins enroulés autour du conduit tubulaire 6.

[0041] Avantageusement, le circuit imprimé flexible 11 est configuré de manière à pouvoir présenter un pli 11c pour disposer d'une partie repliée lld. Typiquement, le circuit imprimé flexible 11 est réalisé en polyimide. Ainsi, le circuit imprimé flexible 11 comporte à son extrémité distale, à partir du pli 11c, une partie repliée lld adaptée pour permettre la fixation du capteur 5 tel que la caméra. Par exemple, la partie repliée lld s'étend sensiblement à 90° par rapport au reste du circuit imprimé flexible 11 qui s'étend sensiblement parallèlement à l'axe longitudinal du tube d'insertion 2. Ainsi, le capteur 5 possède une face sensible 5a située dans la section transversale de la tête distale en considérant que les bornes de fixation du capteur 5 sur le circuit imprimé flexible 11 sont situées à l'opposé de la face sensible du capteur.

[0042] Les pistes conductrices 12 du circuit imprimé flexible 11 sont reliées de toute manière appropriée aux composants électriques Ta. Dans l'exemple de réalisation illustré à la figure 5, le circuit imprimé flexible 11 comporte à son extrémité proximale, une partie de connexion lie avec un connecteur électrique Ce fixé sur la plaquette de circuit imprimé Tb.

[0043]Selon une caractéristique de l'invention, le tube d'insertion 2 comporte un blindage électromagnétique 13 entourant le circuit imprimé flexible 11 et configuré pour réduire les perturbations électromagnétiques susceptibles d'être appliquées au signal électrique de mesure délivré par le capteur 5. Ainsi, le blindage électromagnétique 13 du tube d'insertion 2 vise à réduire le champ électromagnétique au voisinage du circuit imprimé flexible 11 en interposant une barrière entre la source du champ et le circuit imprimé flexible 11.

[0044] Le blindage électromagnétique 13 est réalisé à l'aide d’un matériau conducteur électrique et de toutes manières appropriées. Le tube d'insertion 2 comporte ainsi une enveloppe métallique aménagée sous la forme d'un tube, d'une tresse, d'un treillis ou d'un ruban, configurée pour assurer une protection électromagnétique vis-à-vis du circuit imprimé flexible 11. Il est à noter que l'enveloppe métallique fait partie du tube d'insertion 2 sans déboucher sur la surface externe du tube d'insertion 2. L'enveloppe métallique est ainsi avantageusement noyée dans le tube d'insertion 2. Cependant, l'enveloppe métallique peut déboucher en tout ou partie sur la surface interne du tube d'insertion 2.

[0045]Typiquement, le blindage électromagnétique 13 est configuré pour supprimer les perturbations électromagnétiques dans une plage comprise entre 80 MHz et 5 GHz.

[0046]Selon un exemple préféré de réalisation, le blindage électromagnétique 13 comporte un treillis d'un conducteur électrique s'étendant sur la longueur du tube d'insertion 2 et de préférence sur toute la longueur du tube d'insertion 2 (figure 5). Le treillis est réalisé à partir d'un ou de plusieurs fils par exemple en acier inoxydable, en cuivre, en argent, en carbone ou autre matériau conducteur électrique. Ce fil présente de préférence une section ronde voire ovoïde mais peut être aussi de section carrée ou rectangulaire. De préférence, le diamètre du fil est compris entre 0.01 et 0.3 mm. [0047] Classiquement, le treillis est formé par un entrecroisement de fils conducteurs électriques. Selon une caractéristique avantageuse de réalisation, le treillis comporte un nombre de croisement de fils conducteurs par unité de surface (pouce) compris entre 2 et 100. [0048]Selon un exemple de réalisation, le blindage électromagnétique 13 comporte un treillis d'un conducteur électrique noyé dans une résine thermoplastique pour former le tube d'insertion 2. Avantageusement, le blindage électromagnétique 13 est connecté à une borne de masse Bm équipant la plaquette de circuit imprimé Tb.