La présente invention concerne un guide tubulaire flexible pour un élément souple coulissant dans le guide, notamment un cathéter ou un endoscope, ou pour un dispositif fixé à une extrémité avant du guide, le guide ayant une structure tubulaire flexible autour d'un conduit central, et au moins un élément flexible de traction s'étendant à l'intérieur du guide et fixé à un côté susceptible de se raccourcir de ladite structure tubulaire à proximité de l'extrémité avant du guide, l'élément de traction étant par ailleurs libre de coulisser dans le guide, de sorte qu'une traction sur ledit élément peut fléchir la structure tubulaire par raccourcissement dudit côté.
L'invention s'applique particulièrement, mais pas exclusivement, à des techniques médico-chirurgicales où il s'agit de guider un dispositif introduit dans le corps humain ou animal, par exemple un cathéter devant être poussé jusqu'à un vaisseau sanguin déterminé, ou encore un endoscope ou un autre instrument médico-chirurgical à placer dans un endroit voulu dans une cavité du corps. Comme on le verra plus loin, l'invention ouvre également de nouveaux champs d'application aux guides tubulaires flexibles.
Pour guider un cathéter dans le système circulatoire d'un patient, il est connu d'introduire d'abord un fil métallique de guidage ayant une extrémité légèrement incurvée qui permet à l'opérateur d'orienter cette extrémité vers le débouché d'un vaisseau où l'on veut engager le fil. Ensuite, on fait avancer le cathéter souple sur le fil de guidage. Ce fil a l'inconvénient d'être peu rigide en torsion, si bien qu'il est difficile de l'orienter dans la direction voulue. En outre, il occupe beaucoup de place à l'intérieur du cathéter. C'est pourquoi on connaît aussi une autre technique consistant à guider le cathéter, ou un dispositif analogue tel qu'un endoscope ou un outil, au moyen d'un guide tubulaire ayant un conduit central pour le passage de l'élément à guider. Ce guide est flexible, mais reprend sa forme rectiligne par élasticité.
Toutefois, si l'on donne à son extrémité avant une forme incurvée comme celle des fils de guidage mentionnés plus haut, cela constitue une gêne pour l'utilisation du dispositif intérieur. Cet inconvénient limite en général le champ d'application des guides tubulaires de ce genre.
Le document EP-A 0 361 314 décrit un guide tubulaire du genre indiqué en préambule, dans lequel peut coulisser un élément souple tel qu'un cathéter de dilatation à ballon. La partie antérieure du guide comporte trois sections successives faites d'une matière plastique à structure unitaire relativement rigide, ces sections étant articulées l'une à l'autre par une partie où la matière est plus flexible. Ainsi, lorsqu'on tire un fil de traction disposé dans un petit canal le long d'un côté de la structure tubulaire, le guide tubulaire forme deux coudes dans les parties articulées. Une telle structure de guide n'est pas favorable au coulissement du cathéter à l'intérieur.
Par ailleurs, sa rigidité relativement grande entre les articulations peut créer des difficultés pour faire avancer le guide dans le chemin tortueux conduisant aux artères coronaires ou à d'autres sites d'intervention.
La présente invention vise à pallier les inconvénients mentionnés ci-dessus, au moyen d'un guide tubulaire où l'on peut commander à distance une flexion de la partie antérieure du guide dans une direction latérale déterminée, mais où la structure du guide présente une grande flexibilité quand l'élément de traction n'est pas tendu.
Dans ce but, l'invention concerne un guide tubulaire flexible du genre indiqué en préambule, caractérisé en ce que dans ladite partie antérieure, la structure tubulaire comporte des éléments annulaires ou hélicoïdaux qui sont espacés axialement les uns des autres au moins le long du côté susceptible de se raccourcir.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront dans la description suivante de différents exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés, dans lesquels:
la fig. 1 est une vue en coupe longitudinale partielle d'une première forme de réalisation d'un guide selon l'invention, comportant un seul élément de traction,
la fig. 2 représente le guide de la fig. 1 lorsque sa partie antérieure est incurvée au moyen de l'élément de traction,
la fig. 3 est une vue analogue à la fig. 1, représentant un guide pourvu de deux éléments de traction,
la fig. 4 est une vue en bout d'un guide pourvu de trois éléments de traction,
les fig. 5 et 6 sont des vues analogues aux fig. 1 et 2, représentant une autre forme de réalisation,
la fig. 7 représente une variante de réalisation du guide de la fig. 5,
la fig.
8 est une vue en coupe transversale suivant la ligne Vlll-VIII de la fig. 7,
la fig. 9 est une vue latérale de la partie antérieure d'un guide selon une autre forme de réalisation de l'invention,
la fig. 10 est une vue en coupe transversale suivant la ligne X-X de la fig. 9,
la fig. 11 est une vue analogue à la fig. 10, illustrant encore une autre forme de réalisation,
la fig. 12 est une vue analogue à la fig. 1, illustrant encore une autre forme de réalisation,
la fig. 13 est une vue en coupe transversale suivant la ligne XIII-XIII de la fig. 12,
la fig. 14 est une vue en perspective de la partie antérieure d'un autre guide réalisé selon l'invention, et
les fig. 15 et 16 représentent une feuille métallique formant la structure tubulaire de l'objet de la fig. 14, respectivement en vue développée et en élévation.
Les fig. 1 et 2 représentent un guide tubulaire flexible se composant d'une structure tubulaire flexible 1, entourant un conduit central 2, et d'un élément de tirage 3 formé par un fil métallique plat s'étendant longitudinalement dans le conduit central 2. La structure tubulaire 1 est formée de manière connue par enroulement hélicoïdal d'un fil métallique à section sensiblement rectangulaire, pour former des spires 4 qui sont jointives sur toute la longueur du guide, sauf dans la partie antérieure 5 de celui-ci, où les spires 4 sont espacées par des intervalles réguliers 6 jusqu'à l'extrémité avant 7 du guide, où le fil 3 est fixé par une soudure 8 à la première spire sur la face intérieure d'un côté 9 de la structure tubulaire 1.
L'autre extrémité du fil émerge à l'extrémité arrière (non représentée) du guide, de sorte qu'un utilisateur peut saisir le fil et le tirer en arrière pendant qu'il tient la structure tubulaire 1. Il produit ainsi les efforts de traction T et de compression C représentés par les flèches de la fig. 2. Dans la partie antérieure 5 de la structure tubulaire 1, l'excentricité de la traction T a pour effet de raccourcir élastiquement le côté 9 plus fortement que le côté opposé 10, donc d'incurver la partie antérieure 5 du côté du fil de traction 3. Par contre, elle n'a pas pour effet d'incurver le reste du guide, parce que les spires 4 y sont jointives, pour autant que le guide ne soit pas fléchi par d'autres efforts extérieurs.
Ainsi, un utilisateur peut fléchir la partie antérieure 5 du guide dans une direction connue, qui peut être repérée par un trait sur la surface extérieure du guide, afin de dévier sa trajectoire pendant qu'il pousse le tube pour l'engager dans un conduit orienté latéralement.
Le fil constituant la structure tubulaire 1 est de préférence en acier inoxydable, mais il pourrait être fait de n'importe quelle autre matière élastique convenant à l'application envisagée du guide, par exemple un acier au carbone, un acier à mémoire pour fils superélastiques ou un autre alliage spécial.
La fig. 3 illustre un guide ayant la même structure tubulaire 1 que dans l'exemple précédent, mais comporte deux éléments de traction 3 diamétralement opposés pour permettre de fléchir l'extrémité avant du guide sélectivement dans deux directions opposées. De même, on a représenté dans la fig. 4 la possibilité de prévoir trois fils de traction 3 espacés angulairement de 120 DEG dans la même structure tubulaire 1, ce qui permet de la fléchir sélectivement dans n'importe quelle direction en tirant deux des fils dans une mesure appropriée.
Dans l'exemple des fig. 1 et 2, la traction sur le fil 3 a l'inconvénient de produire aussi un certain raccourcissement du côté opposé 10, à cause de l'élasticité des spires 4, ce qui réduit la courbure qu'il est possible d'obtenir. On peut éviter cet inconvénient en plaçant des éléments d'appui appropriés entre les spires 4 de la partie antérieure 5 du guide. Dans l'exemple des fig. 5 et 6, ces éléments d'appui sont des cales arrondies constituées par des billes 12 placées entre les spires 4 le long du côté 10 opposé au fil 3, chacune de ces billes étant fixée par une soudure 13 à l'une des deux spires qu'elle sépare. Ainsi, les billes 12 constituent des charnières entre les spires adjacentes et empêchent un raccourcissement d'ensemble de cette partie du guide.
Si deux fils de traction 3 sont prévus comme dans le cas de la fig. 3, une charnière peut être formée par une paire de billes disposées dans le plan longitudinal médian entre ces deux fils.
Dans l'exemple des fig. 7 et 8, l'écartement mutuel des spires 4 est maintenu le long du côté 10 de la structure tubulaire 1 au moyen de protubérances axiales 15 réalisées par écrasement de chaque spire, par exemple par matriçage sur un mandrin placé dans le conduit central 2. La même méthode est applicable si le guide comporte deux fils de traction 3.
Dans le guide illustré par les fig. 9 et 10, la structure tubulaire est constituée par un tube 16, par exemple en matière synthétique, dont la partie antérieure 5 comporte une série d'entailles transversales 17 ménagées à partir du côté 9 où se trouve le fil de tirage 3. Ces entailles 17 ne traversent pas complètement le tube 16, de sorte qu'elles définissent une série d'éléments annulaires 18 qui sont liés entre eux par une paroi longitudinale flexible 19 le long du côté 10 opposé au fil 3. Dans l'exemple représenté, ce dernier se trouve dans un canal longitudinal 20 ménagé dans l'épaisseur de la paroi du tube 16. Toutefois il pourrait aussi être prévu dans le conduit central du tube, comme dans les exemples précédents.
La fig. 11 illustre schématiquement une construction analogue à celle de la fig. 9, mais avec deux fils de traction 3. Le tube 16 comporte alors des paires d'entailles latérales 21 symétriques l'une de l'autre et séparées par deux bandes flexibles 22 diamétralement opposées, formant une charnière médiane.
Les fig. 12 et 13 illustrent encore une autre possibilité de réaliser un guide tubulaire selon la présente invention. Dans ce cas, la structure tubulaire de la partie avant orientable 5 du guide est formée par une série d'éléments annuaires séparés 24 ayant un profil trapézoïdal en vue latérale, de sorte qu'ils s'appuient les uns contre les autres par leurs extrémités 25 le long du côté 10 opposé au fil de traction 3. Comme dans l'exemple précédent, celui-ci peut être inséré dans un canal longitudinal 26 de chaque élément 24. Un autre canal longitudinal 27 traverse ces éléments le long du côté opposé 10, pour recevoir un fil métallique relativement rigide 28 qui assemble les éléments 24 et les maintient élastiquement dans une position rectiligne quand le fil 3 n'est pas tiré.
Pour éviter que les éléments 24 s'accrochent à des obstacles, toute la partie antérieure 5 du guide est enveloppée d'une gaine extérieure continue et souple 29, par exemple en matière synthétique.
Dans le guide illustré par les fig. 14 à 16, la structure tubulaire est réalisée par un enroulement cylindrique d'une feuille métallique 31 dont la partie antérieure 32 est découpée pour former des lames transversales 33 reliées par une bande longitudinale 34 qui constitue le bord non susceptible de se raccourcir. Après enroulement, les lames 33 constituent des éléments annulaires séparés par des intervalles axiaux qui permettent une flexion de la partie antérieure par traction sur le fil 3 soudé en 35 à la première lame.
La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation et d'application décrits ci-dessus, mais s'étend à de multiples modifications ou variantes. En particulier, on conçoit que des guides de ce genre permettent de manipuler à distance toutes sortes de dispositifs mécaniques, électriques ou optiques pour les placer dans une position voulue à un endroit difficilement accessible. Il peut s'agir notamment de capteurs électriques ou optiques, d'outils miniaturisés, de tubes pour applications de fluides, à utiliser aussi bien dans des machines ou appareils que dans le corps humain ou animal.
The present invention relates to a flexible tubular guide for a flexible element sliding in the guide, in particular a catheter or an endoscope, or for a device fixed to a front end of the guide, the guide having a flexible tubular structure around a central duct, and at least one flexible traction element extending inside the guide and fixed to a side capable of shortening of said tubular structure near the front end of the guide, the traction element being moreover free to slide in the guide, so that a pull on said element can flex the tubular structure by shortening said side.
The invention applies particularly, but not exclusively, to medico-surgical techniques where it is a question of guiding a device introduced into the human or animal body, for example a catheter which must be pushed to a determined blood vessel, or an endoscope or other medical and surgical instrument to place in a desired location in a body cavity. As will be seen below, the invention also opens up new fields of application for flexible tubular guides.
To guide a catheter into the circulatory system of a patient, it is known to first introduce a metallic guide wire having a slightly curved end which allows the operator to orient this end towards the outlet of a vessel. where you want to engage the wire. Next, the flexible catheter is advanced over the guidewire. This wire has the disadvantage of being not very rigid in torsion, so that it is difficult to orient it in the desired direction. In addition, it takes up a lot of space inside the catheter. This is why another technique is also known which consists in guiding the catheter, or a similar device such as an endoscope or a tool, by means of a tubular guide having a central duct for the passage of the element to be guided. This guide is flexible, but resumes its rectilinear shape by elasticity.
However, if one gives at its front end a curved shape like that of the guide wires mentioned above, this constitutes a hindrance for the use of the internal device. This drawback generally limits the field of application of tubular guides of this kind.
The document EP-A 0 361 314 describes a tubular guide of the type indicated in the preamble, in which a flexible element can slide, such as a balloon dilatation catheter. The front part of the guide comprises three successive sections made of a plastic material with a relatively rigid unitary structure, these sections being articulated to each other by a part where the material is more flexible. Thus, when pulling a pull wire arranged in a small channel along one side of the tubular structure, the tubular guide forms two elbows in the articulated parts. Such a guide structure is not favorable for the catheter to slide inside.
Furthermore, its relatively high rigidity between the joints can create difficulties in advancing the guide along the tortuous path leading to the coronary arteries or to other intervention sites.
The present invention aims to overcome the drawbacks mentioned above, by means of a tubular guide where it is possible to remotely control a bending of the front part of the guide in a determined lateral direction, but where the structure of the guide has a great flexibility when the traction element is not stretched.
For this purpose, the invention relates to a flexible tubular guide of the kind indicated in the preamble, characterized in that in said anterior part, the tubular structure comprises annular or helical elements which are axially spaced from each other at least along the side likely to shorten.
Other characteristics and advantages of the present invention will appear in the following description of various exemplary embodiments, with reference to the appended drawings, in which:
fig. 1 is a view in partial longitudinal section of a first embodiment of a guide according to the invention, comprising a single traction element,
fig. 2 shows the guide of FIG. 1 when its front part is curved by means of the traction element,
fig. 3 is a view similar to FIG. 1, representing a guide provided with two traction elements,
fig. 4 is an end view of a guide provided with three traction elements,
fig. 5 and 6 are views similar to FIGS. 1 and 2, representing another embodiment,
fig. 7 shows an alternative embodiment of the guide of FIG. 5,
fig.
8 is a cross-sectional view along the line Vlll-VIII of FIG. 7,
fig. 9 is a side view of the front part of a guide according to another embodiment of the invention,
fig. 10 is a cross-sectional view along the line X-X of FIG. 9,
fig. 11 is a view similar to FIG. 10, illustrating yet another embodiment,
fig. 12 is a view similar to FIG. 1, illustrating yet another embodiment,
fig. 13 is a cross-sectional view along line XIII-XIII of FIG. 12,
fig. 14 is a perspective view of the front part of another guide produced according to the invention, and
fig. 15 and 16 represent a metal sheet forming the tubular structure of the object of FIG. 14, respectively in developed view and in elevation.
Figs. 1 and 2 show a flexible tubular guide consisting of a flexible tubular structure 1, surrounding a central duct 2, and a pulling element 3 formed by a flat metal wire extending longitudinally in the central duct 2. The structure tubular 1 is formed in known manner by helical winding of a metal wire of substantially rectangular section, to form turns 4 which are contiguous over the entire length of the guide, except in the front part 5 thereof, where the turns 4 are spaced at regular intervals 6 to the front end 7 of the guide, where the wire 3 is fixed by a weld 8 to the first turn on the inner face of one side 9 of the tubular structure 1.
The other end of the wire emerges at the rear end (not shown) of the guide, so that a user can grasp the wire and pull it back while holding the tubular structure 1. It thus produces the efforts of traction T and compression C represented by the arrows in fig. 2. In the front part 5 of the tubular structure 1, the eccentricity of the traction T has the effect of elastically shortening the side 9 more strongly than the opposite side 10, therefore of bending the front part 5 on the side of the yarn. traction 3. On the other hand, it does not have the effect of bending the rest of the guide, because the turns 4 are contiguous thereto, provided that the guide is not bent by other external forces.
Thus, a user can flex the front part 5 of the guide in a known direction, which can be identified by a line on the outside surface of the guide, in order to deviate its trajectory while it pushes the tube to engage it in a conduit laterally oriented.
The wire constituting the tubular structure 1 is preferably made of stainless steel, but it could be made of any other elastic material suitable for the intended application of the guide, for example a carbon steel, a memory steel for superelastic wires or another special alloy.
Fig. 3 illustrates a guide having the same tubular structure 1 as in the previous example, but comprises two diametrically opposite traction elements 3 to allow the front end of the guide to flex selectively in two opposite directions. Similarly, there is shown in FIG. 4 the possibility of providing three traction wires 3 angularly spaced 120 DEG in the same tubular structure 1, which allows it to flex selectively in any direction by pulling two of the wires to an appropriate extent.
In the example of figs. 1 and 2, the pull on the wire 3 has the drawback of also producing a certain shortening of the opposite side 10, because of the elasticity of the turns 4, which reduces the curvature that it is possible to obtain. This disadvantage can be avoided by placing appropriate support elements between the turns 4 of the front part 5 of the guide. In the example of figs. 5 and 6, these support elements are rounded shims constituted by balls 12 placed between the turns 4 along the side 10 opposite the wire 3, each of these balls being fixed by a weld 13 to one of the two turns that it separates. Thus, the balls 12 constitute hinges between the adjacent turns and prevent an overall shortening of this part of the guide.
If two traction wires 3 are provided as in the case of FIG. 3, a hinge can be formed by a pair of balls arranged in the median longitudinal plane between these two wires.
In the example of figs. 7 and 8, the mutual spacing of the turns 4 is maintained along the side 10 of the tubular structure 1 by means of axial protrusions 15 produced by crushing each turn, for example by stamping on a mandrel placed in the central duct 2. The same method is applicable if the guide has two traction wires 3.
In the guide illustrated in fig. 9 and 10, the tubular structure is constituted by a tube 16, for example made of synthetic material, the front part 5 of which comprises a series of transverse notches 17 formed from the side 9 where the pulling wire 3 is located. These notches 17 do not completely pass through the tube 16, so that they define a series of annular elements 18 which are linked together by a flexible longitudinal wall 19 along the side 10 opposite the wire 3. In the example shown, this the latter is located in a longitudinal channel 20 formed in the thickness of the wall of the tube 16. However, it could also be provided in the central duct of the tube, as in the previous examples.
Fig. 11 schematically illustrates a construction similar to that of FIG. 9, but with two traction wires 3. The tube 16 then comprises pairs of lateral notches 21 symmetrical to one another and separated by two flexible bands 22 diametrically opposed, forming a median hinge.
Figs. 12 and 13 illustrate yet another possibility of producing a tubular guide according to the present invention. In this case, the tubular structure of the orientable front part 5 of the guide is formed by a series of separate directory elements 24 having a trapezoidal profile in lateral view, so that they bear against each other by their ends. 25 along the side 10 opposite the pulling wire 3. As in the previous example, the latter can be inserted in a longitudinal channel 26 of each element 24. Another longitudinal channel 27 passes through these elements along the opposite side 10 , to receive a relatively rigid metal wire 28 which assembles the elements 24 and keeps them elastically in a rectilinear position when the wire 3 is not pulled.
To prevent the elements 24 from clinging to obstacles, the entire front part 5 of the guide is wrapped in a continuous and flexible outer sheath 29, for example made of synthetic material.
In the guide illustrated in fig. 14 to 16, the tubular structure is produced by a cylindrical winding of a metal sheet 31, the front part 32 of which is cut to form transverse blades 33 connected by a longitudinal strip 34 which constitutes the edge which cannot be shortened. After winding, the blades 33 constitute annular elements separated by axial intervals which allow bending of the front part by traction on the wire 3 welded at 35 to the first blade.
The present invention is not limited to the exemplary embodiments and applications described above, but extends to multiple modifications or variants. In particular, it will be appreciated that guides of this kind make it possible to manipulate all kinds of mechanical, electrical or optical devices remotely in order to place them in a desired position in a location which is difficult to access. They may in particular be electrical or optical sensors, miniaturized tools, tubes for applying fluids, to be used in machines or apparatus as well as in the human or animal body.