FR2680671A1

FR2680671A1 - Catheter for an observation and/or treatment endoscope

Info

Publication number: FR2680671A1
Application number: FR9110925A
Authority: FR
Inventors: Croisy Renaud; Croisy Nicolas
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-09-04
Filing date: 1991-09-04
Publication date: 1993-03-05

Abstract

Catheter for an observation and/or treatment endoscope, intended to be inserted into a vessel (space) which is difficult to access, and especially into the human body through an internal, natural or artificial conduit, comprising an elongate cylindrical sheath (10) extending between an external proximal reading head (20) and a distal observation and/or treatment end (6), this filiform sheath being equipped with a certain number of longitudinal hollow channels (12, 14, 16, 18) which are intended to receive work means chosen from lighting, observation, treatment and irrigation means, this sheath being filiform with an external diameter of less than 2 mm, characterised in that it is made from a material which is rigid when in a solid block, but capable of conferring on it, taking into account its filiform dimensions, a pseudo-rigidity, that is a pliability (flexibility) sufficient for it to penetrate into a conduit possessing local curvatures, and a rigidity also sufficient for it to be oriented in this same conduit by the operator.

Description

CATHETER POUR ENDOSCOPE D'OBSERVATION ET/OU DE TRAITEMENT
La présente invention se rapporte de
façon générale au domaine de l'endoscopie au sens
général du terme, c'est-à-dire de ces sondes que l'on
introduit dans des conduits naturels ou artificiels
du corps humain pour observer l'état de certains tissus
ou organes et intervenir en fonction du résultat
d'observation.CATHETER FOR OBSERVATION AND / OR TREATMENT ENDOSCOPE
The present invention relates to
generally in the field of endoscopy in the sense
general of the term, that is to say of these probes that one
introduced into natural or artificial conduits
of the human body to observe the condition of certain tissues
or organs and intervene according to the result
of observation.

De façon plus précise encore, elles
concernent parmi ces endoscopes, des appareils dits
miniaturisés, c'est-à-dire appartenant à la génération
la plus récente de ceux-ci, que l'on peut caractériser
essentiellement par leur dimension radiale
particulièrement faible, égale ou inférieure par exemple
à 2 mm.Even more precisely, they
concern among these endoscopes, so-called devices
miniaturized, i.e. belonging to the generation
the most recent of these, which can be characterized
essentially by their radial dimension
particularly weak, equal or lower for example
at 2 mm.

Les premiers endoscopes réalisés étaient
des appareils rigides généralement métalliques et
rectilignes destinés à la vision pure et conformes
au schéma général de la figure 1 qui représente l'un
d'entre eux d'un type en soi connu. Sur cette figure,
on voit un endoscope qui se compose d'un tube métallique
2 à parois minces de quelques dizaines de centimètres
de longueur, et dont le diamètre radial est de l'ordre
de 3 à 4 mm. Dans le tube 2, se trouvent situées,
de place en place, des lentilles optiques 4 destinées
à retransmettre jusqu'à l'oeil 8 de l'observateur,
situé à l'entrée proximale (20) de l'endoscope 2, les
images de la partie observée. Les lentilles 4 et 6
sont alignées et constituent par conséquent dans le
tube 2 un système optique centré. Cette conception
d'endoscope qui était surtout utilisé pour les voies
digestives en gastroentérologie ainsi qu'en urologie,
conduit, en raison d'une part de sa rigidité et d'autre
part de son encombrement radial important, à un certain
traumatisme pour la patient qui nécessite son anesthésie
générale. De tels endoscopes sont commercialisés par
la Société Storz GmbH, D 7200 Tuttlingen, Postfach 4757, Allemagne. The first endoscopes produced were
generally metallic rigid devices and
straight lines for pure vision and conform
to the general diagram of Figure 1 which represents one
of them of a type known per se. In this figure,
we see an endoscope which consists of a metal tube
2 with thin walls of a few tens of centimeters
in length, and whose radial diameter is of the order
from 3 to 4 mm. In tube 2 are located,
from place to place, optical lenses 4 intended
to retransmit to eye 8 of the observer,
located at the proximal entrance (20) of the endoscope 2, the
images of the observed part. Lenses 4 and 6
are aligned and therefore constitute in the
tube 2 a centered optical system. This conception
endoscope which was mainly used for the channels
digestive in gastroenterology as well as in urology,
driven, partly because of its rigidity and partly
part of its large radial size, to a certain
trauma to the patient who requires anesthesia
general. Such endoscopes are marketed by
Storz GmbH, D 7200 Tuttlingen, Postfach 4757, Germany.

Lorsque par la suite, l'intérêt et la nécessité de miniaturiser les endoscopes s'est fait sentir, on s'est vite aperçu que ce genre d'appareils ne supportaient pas d'être réalisés avec une dimension plus faible que 3 à 4 mm dans la direction radiale, en raison dtun risque de torsion qui détruisait le centrage du système optique et rendait l'endoscope inopérant. When, afterwards, the interest and the need to miniaturize endoscopes became apparent, we quickly realized that this kind of device could not bear to be made with a dimension smaller than 3 to 4 mm in the radial direction, due to a risk of twisting which destroyed the centering of the optical system and made the endoscope inoperative.

C'est pourquoi, la miniaturisation des endoscopes a surtout eu lieu jusqu'à maintenant en utilisant des endoscopes constitués d'une gaine en matériau plastique percées de conduits longitudinaux dans lesquels on insérait à la fois les moyens d'éclairage et d'observation sous la forme de fibres optiques et les moyens d'intervention (fibre au laser, appareil de microchirurgie ou moyen d'irrigation) dans des canaux longitudinaux traversant la gaine plastique précédente parallèlement à son axe. C'est le cas par exemple des endoscopes décrits dans les documents
GB-A-2 167 668 et PCT/FR88/00330 ou US-A-4 984 563.This is why, the miniaturization of endoscopes has mainly taken place until now by using endoscopes made up of a plastic sheath pierced with longitudinal conduits in which both the lighting and observation means were inserted under the form of optical fibers and the means of intervention (laser fiber, microsurgery device or irrigation means) in longitudinal channels passing through the preceding plastic sheath parallel to its axis. This is the case for example of the endoscopes described in the documents
GB-A-2 167 668 and PCT / FR88 / 00330 or US-A-4 984 563.

Lorsque la miniaturisation était poussée, comme c'est le cas dans ces deux derniers documents, jusqu'aux limites de la possibilité actuelle, c'est-à-dire avec des gaines faisant moins de 2 mm et des conduits creux internes séparés par des parois d'épaisseur inférieure à 0,10 mm, sont apparues de nouvelles difficultés inattendues. Si en effet, de tels endoscopes permettaient un progrès très important en chirurgie par le fait qu'ils étaient aptes à franchir des méats ou des sphincters naturels de très petites dimensions, il s'est avéré que leur forme filiforme allongée conjuguée avec leur matériau constitutif plastique, conduisaient à une souplesse tellement grande qu'il devenait très difficile, sinon impossible de les introduire dans des certains canaux de matière vivante relativement "mous" tels que les uretères, les veines, les trompes du système gynécologique féminin, et le système digestif car la commande de leur progression à l'aide de la seule manipulation manuelle effectuée par l'opérateur depuis l'extérieur, ne suffisait plus à maîtriser leur trajectoire.When the miniaturization was pushed, as is the case in these last two documents, to the limits of the current possibility, that is to say with sheaths less than 2 mm and internal hollow conduits separated by walls with a thickness of less than 0.10 mm, appeared unexpected new difficulties. If indeed, such endoscopes allowed a very important progress in surgery by the fact that they were able to cross méats or natural sphincters of very small dimensions, it turned out that their elongated filiform shape conjugated with their constituent material plastic, led to such flexibility that it became very difficult, if not impossible, to introduce them into certain relatively "soft" channels of living matter such as the ureters, veins, tubes of the female gynecological system, and the digestive system because controlling their progress using only manual manipulation by the operator from the outside was no longer enough to control their trajectory.

Cette situation, qui reflète l'état actuel de la microendoscopie chirurgicale semblait donc conduire à une impasse à laquelle la présente invention a précisément pour but de remédier et ce par des moyens de mise en oeuvre particulièrement simples. This situation, which reflects the current state of surgical microendoscopy therefore seemed to lead to an impasse which the present invention aims precisely to remedy and this by particularly simple means of implementation.

La présente invention a précisément pour objet un cathéter pour endoscope d'observation et/ou de traitement destiné à être introduit dans une enceinte difficile d'accès et notamment dans le corps humain à travers un conduit interne, naturel ou artificiel, comprenant une gaine cylindrique allongée, s'étendant entre une tête proximale externe de lecture et une extrémité distale d'observation et/ou de traitement, cette gaine filiforme étant munie d'un certain nombre de canaux creux longitudinaux destinés à recevoir des moyens de travail choisis parmi les moyens d'éclairage, d'observation, de traitement et d'irrigation, cette gaine étant filiforme avec un diamètre extérieur inférieur à 2 mm, se caractérise en ce qu'elle est réalisée en un matériau rigide à l'état massif, mais apte à lui conférer, compte tenu de ses dimensions filiformes, un état de pseudo rigidité, à savoir une souplesse suffisante pour pénétrer dans un conduit possédant des courbures locales et une rigidité également suffisante pour être orientée dans ce même conduit par l'opérateur. The present invention specifically relates to a catheter for observation and / or treatment endoscope intended to be introduced into an enclosure that is difficult to access and in particular in the human body through an internal conduit, natural or artificial, comprising a cylindrical sheath elongated, extending between an external proximal reading head and a distal observation and / or treatment end, this filiform sheath being provided with a certain number of longitudinal hollow channels intended to receive working means chosen from among the means lighting, observation, treatment and irrigation, this sheath being filiform with an outside diameter less than 2 mm, is characterized in that it is made of a rigid material in the solid state, but suitable for give it, taking into account its threadlike dimensions, a state of pseudo-rigidity, namely sufficient flexibility to penetrate a duct having curvatures l ocals and a rigidity also sufficient to be oriented in this same conduit by the operator.

De façon tout à fait inattendue et en allant à l'encontre de l'opinion courante de l'homme de métier concernant notamment les inconvénients irrémédiables dûes à la rigidité des endoscopes métalliques, les demandeurs ont mis en évidence qu'il était possible de constituer la gaine d'un cathéter du genre des cathéters souples précédemment décrits, non plus en matière plastique mais à partir d'un matériau rigide à l'état massif ; dans ce cas la forme filiforme de la gaine permet d'aboutir, même en utilisant un tel corps rigide à l'état massif, à une structure filiforme ayant une pseudo-rigidité intermédiaire entre la "molesse du plastique" et la "dureté du métal". Ceci résulte de la constatation que les dimensions d'une telle gaine d'endoscope (quelques centimètres de longueur pour 2 mm ou moins de diamètre) conféraient à cette structure filiforme une rigidité ou une souplesse inexistante dans le matériau constitutif considéré dans sa masse, à grande échelle. Quite unexpectedly and going against the current opinion of those skilled in the art, in particular concerning the irreversible disadvantages due to the rigidity of metal endoscopes, the applicants have demonstrated that it is possible to constitute the sheath of a catheter of the kind described above for flexible catheters, no longer made of plastic but from a rigid material in the solid state; in this case the filiform shape of the sheath makes it possible, even when using such a rigid body in the massive state, to a filiform structure having a pseudo-rigidity intermediate between the "softness of the plastic" and the "hardness of the metal ". This results from the observation that the dimensions of such an endoscope sheath (a few centimeters in length for 2 mm or less in diameter) gave this filiform structure a rigidity or a flexibility that does not exist in the constituent material considered in its mass, at large scale.

Selon l'invention un tel matériau rigide constituant la gaine peut être choisi parmi les métaux, les matériaux composites et les fibres de carbone ; de façon plus précise encore un métal qui convient parfaitement est l'acier inoxydable. According to the invention, such a rigid material constituting the sheath can be chosen from metals, composite materials and carbon fibers; more precisely, a metal which is perfectly suitable is stainless steel.

De plus, il est possible, et ce en fonction des applications prévues pour l'endoscope, et notamment de la plus ou moins grande résistance des tissus humains dans laquelle on l'introduit, en choisissant le matériau et les dimensions de la gaine, d'obtenir un endoscope ayant une souplesse suffisante pour pénétrer dans un conduit possédant des courbures
locales, mais aussi le cas échéant une rigidité également suffisante pour qu'il puisse être orienté dans ce même conduit par le chirurgien. Compte tenu des caractéristiques physiques du matériau utilisé et des dimensions choisies pour la gaine, l'homme de métier est parfaitement en mesure à l'aide d'un simple calcul de résistance des matériaux de prévoir le degré de souplesse ou de rigidité de la gaine endoscopique ainsi fabriquée. Elle peut même si nécessaire se voir attribuer une rigidité suffisante pour rester par exemple rectiligne dans certaines applications concernant le tube digestif ou la gastroentérologie ; pour d'autres applications au contraire telles que la pénétration dans les artères et leur observation, on peut la réaliser avec une grande souplesse puisque ces derniers tissus ont une très bonne tenue mécanique propre.In addition, it is possible, depending on the applications planned for the endoscope, and in particular the greater or lesser resistance of the human tissue into which it is introduced, by choosing the material and the dimensions of the sheath, d '' obtain an endoscope with sufficient flexibility to penetrate a duct with curvatures
local, but also if necessary a rigidity also sufficient so that it can be oriented in this same conduit by the surgeon. Given the physical characteristics of the material used and the dimensions chosen for the sheath, those skilled in the art are perfectly able, using a simple calculation of the resistance of the materials, to predict the degree of flexibility or rigidity of the sheath endoscopic thus manufactured. It can even if necessary be assigned sufficient rigidity to remain for example rectilinear in certain applications relating to the digestive tract or gastroenterology; for other applications, on the contrary, such as penetration into the arteries and their observation, it can be carried out with great flexibility since the latter tissues have very good own mechanical strength.

De toute façon, la présente invention sera mieux comprise en se référant à la lecture qui suit d'un exemple de mise en oeuvre, exemple qui sera décrit de façon illustrative et non limitative en se référant à la figure 2 qui montre en coupe selon l'axe un cathéter pour endoscope d'observation conforme à l'invention. In any case, the present invention will be better understood by referring to the following reading of an example of implementation, an example which will be described in an illustrative and nonlimiting manner with reference to FIG. 2 which shows in section along l axis an observation endoscope catheter according to the invention.

Sur la figure 2 qui représente en coupe un cathéter pour endoscope d'observation et de traitement, conforme à l'invention, on a représenté la gaine 10 par exemple en acier inoxydable, dont le diamètre extérieur est de 2 mm. Dans cette gaine, sont percés dans la masse même de l'acier inoxydable et dans l'exemple décrit ici, quatre conduits cylindriques creux longitudinaux respectivement référencés 12, 14, 16 et 18. Le conduit 12 d'une dimension diamétrale de 150 à 200 micromètres est rempli d'un certain nombre de monofibres d'éclairage esquissées schématiquement sur le dessin, qui sont destinées à transmettre une lumière d'éclairage depuis l'extrémité proximale externe jusqu'à l'extrémité distale d'intervention. Le conduit 14 est occupé par une fibre optique d'observation composée d'un système optique à multi-coeurs qui peut avoir par exemple une dimension radiale de 0,4 à 0,5 mm. avoir par exemple une dimension radiale de 0,4 à 0,5 mm. In Figure 2 which shows in section a catheter for observation and treatment endoscope, according to the invention, there is shown the sheath 10 for example of stainless steel, whose external diameter is 2 mm. In this sheath, are drilled in the same mass of stainless steel and in the example described here, four longitudinal hollow cylindrical conduits respectively referenced 12, 14, 16 and 18. The conduit 12 with a diametrical dimension of 150 to 200 micrometers is filled with a number of lighting monofibers sketched schematically in the drawing, which are intended to transmit lighting light from the proximal external end to the distal intervention end. The conduit 14 is occupied by an observation optical fiber composed of a multi-core optical system which may for example have a radial dimension of 0.4 to 0.5 mm. for example have a radial dimension of 0.4 to 0.5 mm.

Un canal de dimension plus importante (0,8 à 1 mm) référencé 16 est prévu pour l'introduction de moyens d'intervention tels que par exemple des fibres à ultrasons et/ou des fibres au laser permettant de détruire ou de brûler certains tissus indésirables. A larger channel (0.8 to 1 mm) referenced 16 is provided for the introduction of intervention means such as for example ultrasonic fibers and / or laser fibers making it possible to destroy or burn certain tissues undesirable.

Ce canal 16, représenté vide sur la figure 2, peut également recevoir, selon les besoins du chirurgien, une micropince à biopsie, une "dormia" ou panier métallique au bout d'une tige pour piéger les calculs néphrétiques ou encore des aiguilles radioactives d'irridium pour des irridiations gamma locales. Enfin, un canal 18 est prévu pour assurer le passage d'un flux de liquide de rinçage de la partie sur laquelle on intervient, de façon à maintenir, à l'extrémité distale, un champ de vision aussi clair que possible.This channel 16, shown empty in FIG. 2, can also receive, according to the surgeon's needs, a biopsy micropince, a "dormia" or metal basket at the end of a rod to trap nephritic stones or even radioactive needles of 'irridium for local gamma irridations. Finally, a channel 18 is provided to ensure the passage of a flow of rinsing liquid from the part on which one intervenes, so as to maintain, at the distal end, a field of vision as clear as possible.

Comme il a été expliqué précédemment, la structure décrite sur la figure 2 et qui est réalisée en acier inoxydable massif, est calculée en dimensions radiale et longitudinale de façon à obtenir pour le cathéter de l'endoscope des propriétés de souplesse ou de rigidité déterminées à l'avance en fonction de l'application envisagée. As explained previously, the structure described in FIG. 2 and which is made of solid stainless steel, is calculated in radial and longitudinal dimensions so as to obtain properties for the endoscope catheter of flexibility or stiffness determined at the advance depending on the intended application.

Bien entendu, la description qui vient d'être faite précédemment en se référant à la figure 2, n'est qu'un exemple parmi d'autres et il doit être bien entendu que l'on ne sort pas du cadre de l'invention en déterminant le nombre, la nature et
les dimensions des conduits creux creusés
longitudinalement dans la gaine d'acier inoxydable, ainsi que la nature des moyens qu'ils servent à loger, à chaque fois en fonction des desirata de l'homme de métier. Of course, the description which has just been made previously with reference to FIG. 2, is only one example among others and it should be understood that it is not going beyond the ambit of the invention determining the number, nature and
the dimensions of the hollow hollow ducts
longitudinally in the stainless steel sheath, as well as the nature of the means they serve to accommodate, each time according to the wishes of the skilled person.

Claims

1. Catheter for observation and / or treatment endoscope intended to be introduced into an enclosure which is difficult to access and in particular in the human body through an internal conduit, natural or artificial, comprising an elongated cylindrical sheath, (10) s extending between an external proximal reading head (20) and a distal observation (6) and / or treatment end, this filiform sheath being provided with a number of longitudinal hollow channels (12, 14, 16, 18 ) intended to receive working means chosen from the lighting, observation, treatment and irrigation means, this sheath being filiform with an outside diameter of less than 2 mm, characterized in that it is produced in a rigid material in the massive state, but capable of imparting to it, taking into account its filiform dimensions, a state of pseudo rigidity, namely a sufficient flexibility to penetrate a duct having local curvatures and a rigidity é also sufficient to be oriented in the same conduit by the operator.

2. Endoscope catheter according to claim 1, characterized in that the rigid material constituting the sheath is chosen from the group comprising metals, composite materials and carbon fibers.

3. Endoscope catheter according to claim 2, characterized in that the rigid material constituting the sheath is stainless steel.