FR3065087B1 - HANDPIECE FOR DIRECTING A BRIGHT BEAM EMERGING FROM AN OPTICAL WAVEGUIDE - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne les pièces à main pour diriger un faisceau lumineux émergeant d'un guide d'onde optique Go comportant une fibre optique Fo de diamètre Df et une gaine Ga de diamètre Dg. La pièce à main se caractérise essentiellement par le fait qu'elle comporte un corps 10 d'axe 11, une percée 20 de diamètre Df réalisée dans le corps 10 et ouverte à ses extrémités proximale 14 et distale 15, un lamage 22 de diamètre Dg réalisé à l'extrémité proximale 12, débouchant à l'extrémité proximale 14 de la percée 20 et étant d'une longueur inférieure à celle de la percée 20, et des moyens 30 pour appliquer des forces radiales modulables sur la surface extérieure d'extrémité 31 du corps oblong 10 qui est en regard du lamage 22. Application, notamment, aux bistouris lasers chirurgicaux.The present invention relates to handpieces for directing a light beam emerging from an optical waveguide GB comprising an optical fiber Fo of diameter Df and a Ga sheath of diameter Dg. The handpiece is essentially characterized by the fact that it comprises a body 10 of axis 11, a breakthrough 20 of diameter Df made in the body 10 and open at its proximal ends 14 and distal 15, a countersink 22 of diameter Dg made at the proximal end 12, opening at the proximal end 14 of the bore 20 and being of a length less than that of the bore 20, and means 30 for applying adjustable radial forces on the outer end surface 31 of the elongated body 10 which is opposite the countersink 22. Application, in particular, surgical laser scalpels.
Description
PIECE A MAIN POUR DIRIGER UN FAISCEAU LUMINEUX EMERGEANT D’UN GUIDE D’ONDE OPTIQUEHANDPIECE FOR DIRECTING A BRIGHT BEAM EMERGING FROM AN OPTICAL WAVEGUIDE
La présente invention concerne les pièces dites « à main » pour diriger un faisceau lumineux émergeant d’un guide d’onde optique, qui trouvent une application particulièrement avantageuse comme bistouri laser.The present invention relates to so-called "handpieces" for directing a light beam emerging from an optical waveguide, which find a particularly advantageous application as a laser scalpel.
Il est déjà connu des pièces à main pour diriger un faisceau lumineux émergeant d’un guide d’onde optique, qui sont essentiellement constituées d’un corps oblong, avec lequel il est possible de coupler une fibre optique. Mais ces pièces à main connues du Demandeur présentent des inconvénients, essentiellement dus au fait que les moyens qui permettent de coupler une extrémité d’une fibre optique avec le corps oblong sont relativement complexes, ce qui rend difficile le découplage de la fibre optique et du corps oblong quand il est nécessaire de stériliser la pièce à main.It is already known to handpieces for directing a light beam emerging from an optical waveguide, which consist essentially of an oblong body, with which it is possible to couple an optical fiber. But these handpieces known to the Applicant have disadvantages, mainly due to the fact that the means for coupling an end of an optical fiber with the elongated body are relatively complex, which makes it difficult to decouple the optical fiber and the oblong body when it is necessary to sterilize the handpiece.
Or, notamment dans le cas de l’application de la pièce à main comme bistouri laser, les fibres optiques sont généralement à usage unique, mais la pièce à main peut être réutilisée de nombreuses fois, à condition qu’elle ait été stérilisée après chaque utilisation. Il est donc nécessaire de pouvoir facilement coupler la fibre optique avec la pièce à main, et de la découpler tout aussi facilement.However, especially in the case of the application of the handpiece as a laser scalpel, the optical fibers are generally disposable, but the handpiece can be reused many times, provided that it has been sterilized after each use. It is therefore necessary to be able to easily couple the optical fiber with the handpiece, and to decouple it just as easily.
Aussi, la présente invention a-t-elle pour but de réaliser une pièce à main pour diriger un faisceau lumineux émergeant d’un guide d’onde optique, dont la structure facilite grandement son couplage avec une extrémité d’une fibre optique, et son découplage, qui soit d’une réalisation très simple et facile à utiliser, sans que cela en augmente le prix de revient, mais au contraire pouvant même le réduire.Also, the present invention aims to provide a handpiece for directing a light beam emerging from an optical waveguide, whose structure greatly facilitates its coupling with an end of an optical fiber, and its decoupling, which is a very simple and easy to use, without that increases the cost price, but on the contrary can even reduce it.
Plus précisément, la présente invention a pour objet une pièce à main pour diriger un faisceau lumineux émergeant d’un guide d’onde optique, ledit guide d’onde optique comportant une fibre optique de diamètre extérieur de valeur Df et réalisée dans un matériau transparent au faisceau lumineux, et une gaine de protection entourant extérieurement ladite fibre et ayant un diamètre extérieur de valeur Dg, caractérisée par le fait qu’elle comporte : • un corps oblong défini selon un axe longitudinal entre ses deux extrémités proximale et distale, • une percée cylindrique de révolution de diamètre Df réalisée dans le corps oblong selon ledit axe longitudinal, ladite percée étant ouverte à ses deux extrémités, par une ouverture proximale réalisée en bout de l’extrémité proximale du corps oblong et par une ouverture distale réalisée en bout de l’extrémité distale du corps oblong, • un lamage cylindrique de révolution de diamètre Dg réalisé à l’extrémité proximale du corps oblong selon ledit axe longitudinal, ledit lamage débouchant sur l’ouverture proximale de la percée et étant d’une longueur inférieure à celle de ladite percée, et • des moyens pour appliquer des forces radiales modulables sur la surface extérieure d’extrémité du corps oblong qui est en regard dudit lamage. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description suivante donnée en regard des dessins annexés à titre illustratif, mais nullement limitatif, dans lequel la figure unique représente, sous forme schématique et en coupe longitudinale, une pièce à main selon l’invention montée en combinaison avec une fibre optique qui est elle-même reliée à une générateur de faisceau lumineux, une partie de cette figure unique représentant, par effet de loupe, la partie de la pièce à main située dans l’encadré indiqué Cad.More specifically, the present invention relates to a handpiece for directing a light beam emerging from an optical waveguide, said optical waveguide comprising an optical fiber of external diameter of value Df and made of a transparent material. to the light beam, and a protective sheath surrounding said fiber externally and having an external diameter of value Dg, characterized in that it comprises: an oblong body defined along a longitudinal axis between its two proximal and distal ends, cylindrical breakthrough of diameter Df revolution made in the oblong body along said longitudinal axis, said breakthrough being open at both ends, by a proximal opening made at the end of the proximal end of the elongated body and by a distal opening made at the end of the distal end of the oblong body, • a cylindrical countersink with a diameter of Dg real is at the proximal end of the elongate body along said longitudinal axis, said countersink opening on the proximal opening of the piercing and being of a length less than that of said piercing, and • means for applying adjustable radial forces on the outer end surface of the elongated body which is opposite said counterbore. Other features and advantages of the present invention will become apparent from the following description given with reference to the accompanying drawings for illustrative purposes, but in no way limiting, in which the single figure shows, in schematic form and in longitudinal section, a handpiece. according to the invention assembled in combination with an optical fiber which is itself connected to a light beam generator, a part of this single figure representing, by magnifying effect, the part of the handpiece located in the indicated box Cad.
Il est précisé que la figure ne représente qu’un seul mode de réalisation de l’objet selon l’invention, mais qu’il peut en exister d’autres qui répondent à la définition de cette invention.It is pointed out that the figure represents only one embodiment of the object according to the invention, but that there may be others that meet the definition of this invention.
Il est aussi précisé que, lorsque, selon la définition de l’invention, l’objet de l’invention comporte “au moins un” élément ayant une fonction donnée, le mode de réalisation décrit peut comporter plusieurs de ces éléments. Réciproquement, si le mode de réalisation de l’objet selon l’invention tel qu’illustré comporte plusieurs éléments de fonction identique et si, dans la description, il n’est pas spécifié que l’objet selon cette invention doit obligatoirement comporter un nombre particulier de ces éléments, l’objet de l’invention pourra être défini comme comportant “au moins un” de ces éléments.It is also specified that, when, according to the definition of the invention, the subject of the invention comprises "at least one" element having a given function, the embodiment described may comprise several of these elements. Conversely, if the embodiment of the object according to the invention as illustrated has several elements of identical function and if, in the description, it is not specified that the object according to this invention must obligatorily comprise a number particular of these elements, the object of the invention may be defined as comprising "at least one" of these elements.
Il est précisé que lorsque, dans la présente description, une expression définit à elle seule, sans mention particulière spécifique la concernant, un ensemble de caractéristiques structurelles, ces caractéristiques peuvent être prises, pour la définition de l'objet de la protection demandée, quand cela est techniquement possible, soit séparément, soit en combinaison totale et/ou partielle.Where, in the present description, an expression alone defines, without specific particular mention concerning it, a set of structural characteristics, these characteristics may be taken, for the definition of the object of the protection requested, when this is technically possible, either separately or in full and / or partial combination.
Il est enfin précisé que, dans la présente description, si l'adverbe "sensiblement" est associé à un qualificatif d'un moyen donné, ce qualificatif doit être compris au sens strict ou approché.Finally, it is specified that, in the present description, if the adverb "substantially" is associated with a qualifier of a given means, this qualifier must be understood in the strict sense or approached.
En référence à la figure unique, la présente invention concerne une pièce à main pour diriger un faisceau lumineux émergeant d’un guide d’onde optique, notamment pour application aux bistouris chirurgicaux, quand le guide d’onde Go comporte une fibre optique Fo de diamètre extérieur de valeur Df et réalisée dans un matériau essentiellement transparent au faisceau lumineux, et une gaine de protection Ga, généralement en matière plastique ou analogue, entourant extérieurement cette fibre, et ayant un diamètre extérieur de valeur Dg.Referring to the single figure, the present invention relates to a handpiece for directing a light beam emerging from an optical waveguide, particularly for application to surgical scalpels, when the waveguide GB comprises an optical fiber Fo of outer diameter of value Df and made of a material substantially transparent to the light beam, and a protective sheath Ga, generally made of plastic or the like, surrounding said fiber externally and having an outside diameter of value Dg.
La pièce à main comporte un corps obiong 10 défini selon un axe longitudinal 11 entre ses deux extrémités proximale 12 et distale 13, et une percée 20 cylindrique de révolution de diamètre Df réalisée dans le corps obiong 10 selon cet axe longitudinal 11 et ouverte à ses deux extrémités, par une ouverture proximale 14 réalisée en bout de l’extrémité proximale 12 du corps obiong et par une ouverture distale 15 réalisée en bout de l’extrémité distale 13 du corps obiong.The handpiece comprises an obiong body 10 defined along a longitudinal axis 11 between its two proximal ends 12 and distal 13, and a cylindrical bore 20 of diameter Df revolution made in obiong body 10 along said longitudinal axis 11 and open to its two ends, by a proximal opening 14 made at the end of the proximal end 12 of the obiong body and by a distal opening 15 formed at the end of the distal end 13 of obiong body.
Un lamage 22 cylindrique de révolution de diamètre Dg est réalisé à l’extrémité proximale 12 du corps obiong selon l’axe longitudinal 11 de façon que la percée 20 et ce lamage 22 soient coaxiaux. En outre, ce lamage est réalisé de façon qu’il débouche à l’extrémité proximale 14 de la percée et qu’il soit d’une longueur très inférieure à celle de cette percée.A cylindrical countersink 22 of diameter Dg revolution is formed at the proximal end 12 of obiong body along the longitudinal axis 11 so that the breakthrough 20 and countersink 22 are coaxial. In addition, this counterbore is made so that it opens at the proximal end 14 of the piercing and that it is of a much shorter length than that of this breakthrough.
La pièce à main comporte en outre des moyens 30 pour appliquer des forces radiales modulables (en positif et en négatif) sur la surface extérieure d’extrémité 31 du corps oblong 10 qui est en regard du lamage 22.The handpiece further comprises means 30 for applying adjustable radial forces (positive and negative) on the outer end surface 31 of the elongated body 10 which faces the countersink 22.
Selon une réalisation très préférentielle, ces moyens 30 pour appliquer des forces radiales modulables sont constitués, en référence à la figure unique et à la partie encadrée en effet de loupe indiqué Cad, par un premier filetage 32 réalisé sur la surface extérieure d’extrémité 31 du corps oblong qui est en regard du lamage, une bague 33, et un second filetage 34 réalisé sur la surface intérieure de la bague 33, ce second filetage étant complémentaire du premier filetage 32 de façon que la bague 33 soit apte à se visser sur la surface extérieure d’extrémité 31 filetée du corps oblong 10 qui est en regard du lamage 22.According to a very preferred embodiment, these means 30 for applying modular radial forces are constituted, with reference to the single figure and to the portion of the magnifying glass indicated Cad indicated by a first thread 32 made on the outer end surface 31. the oblong body which is opposite the countersink, a ring 33, and a second thread 34 made on the inner surface of the ring 33, this second thread being complementary to the first thread 32 so that the ring 33 is able to screw on the threaded outer end surface 31 of the elongated body 10 which faces the countersink 22.
De façon avantageuse, les premier et second filetages 32, 34 sont réalisés sur des surfaces coniques dont le sommet commun est situé au-delà de l’ouverture proximale 14 de la percée 20 (c’est-à-dire en dehors du corps oblong 10), comme parfaitement visible sur la figure unique et sa partie en effet de loupe.Advantageously, the first and second threads 32, 34 are made on conical surfaces whose common apex is located beyond the proximal opening 14 of the breakthrough 20 (that is to say outside the oblong body). 10), as perfectly visible in the single figure and its magnifying glass part.
La réalisation avantageuse définie ci-dessus est un vissage de la bague 33 sur l’extrémité proximale 12 du corps oblong 10 selon un vissage dit “conique”. Ce filetage conique permet, en vissant plus ou moins fermement la bague sur l’extrémité proximale du corps oblong, de moduler l’intensité des forces radiales appliquées sur cette extrémité proximale du corps.The advantageous embodiment defined above is a screwing of the ring 33 on the proximal end 12 of the elongate body 10 according to a so-called "conical" screwing. This conical thread allows, by more or less firmly screwing the ring on the proximal end of the elongated body, to modulate the intensity of the radial forces applied to this proximal end of the body.
De par la déformation élastique de cette extrémité proximale du corps 10, sur la partie de gaine Ga qui se trouve dans le lamage ; il est donc possible d’obtenir un coincement de celle-ci par rapport au corps 10.By the elastic deformation of this proximal end of the body 10, on the Ga sheath portion which is in the counterbore; it is therefore possible to obtain a jamming thereof relative to the body 10.
Ces forces de coincement, résultantes des forces radiales, appliquées sur la gaine Ga seront déterminées par l’utilisateur de cette pièce à main, notamment par expérimentation, en fonction de la longueur/quantité de vissage (c.a.d. nombre de tours de vissage) de cette bague sur cette extrémité proximale du corps.These wedging forces, resulting from the radial forces, applied on the sheath Ga will be determined by the user of this handpiece, in particular by experimentation, as a function of the length / amount of screwing (ie number of turns of screwing) of this ring on this proximal end of the body.
De façon préférentielle, notamment pour des applications médicales, le corps oblong 10 et la bague 33 sont réalisés en un acier inoxydable pour instruments chirurgicaux, plus particulièrement celui qui répond à la norme EN ISO 7153-1 relative aux matériaux biocompatibles.Preferably, especially for medical applications, the elongated body 10 and the ring 33 are made of a stainless steel for surgical instruments, more particularly one that meets the EN ISO 7153-1 standard for biocompatible materials.
La pièce à main selon l’invention s’utilise de la façon suivante, dans le cas où un chirurgien veuille l’utiliser comme bistouri laser :The handpiece according to the invention is used as follows, in the case where a surgeon wants to use it as a laser scalpel:
Il commence par se procurer une fibre optique préalablement stérilisée, par exemple sous blister et soumise à l’action de radiations bien connues dans le domaine, dont il dénude une extrémité, c’est-à-dire enlève la gaine Ga, sur une longueur égale à la longueur du corps oblong moins la longueur du lamage 22.It begins by obtaining a previously sterilized optical fiber, for example in blister and subjected to the action of radiation well known in the field, which it denudes an end, that is to say, removes the Ga sheath, over a length equal to the length of the elongated body minus the length of the counterbore 22.
Il introduit ensuite cette extrémité dénudée dans le corps oblong en ayant eu soin au préalable de faire passer cette extrémité dans la bague 33. L’extrémité de la fibre dénudée est introduite en friction dans la percée 20 jusqu’à ce que la gaine restant autour de la fibre vienne se loger dans le lamage 22 et buter dans le fond de ce lamage, comme illustré sur la figure. Comme la longueur de la partie de fibre dénudée a été déterminée comme décrit ci-dessus, l’extrémité libre de la fibre se trouve dans le plan de l’ouverture distale 15 de la percée 20.It then introduces this stripped end into the oblong body having previously been careful to pass this end in the ring 33. The end of the stripped fiber is introduced in friction in the breakthrough 20 until the sheath remaining around fiber comes to lodge in the countersink 22 and abut in the bottom of this countersink, as shown in the figure. Since the length of the bare fiber portion has been determined as described above, the free end of the fiber is in the plane of the distal opening of the breakthrough 20.
La bague 33 est ensuite vissée en force sur l’extrémité proximale filetée du corps oblong 10 jusqu’à ce que, par déformation élastique de cette partie de corps oblong sur laquelle est réalisé le filetage 32, cette extrémité proximale vienne s’ancrer dans la portion de gaine introduite dans le lamage 22, cet ancrage étant favorisé par le fait que la partie du corps oblong entourant le lamage est amincie et peut donc ainsi subir une déformation élastique, et non pas plastique.The ring 33 is then screwed into force on the threaded proximal end of the elongate body 10 until, by elastic deformation of this oblong body portion on which the threading 32 is formed, this proximal end comes to anchor in the sheath portion introduced into the counterbore 22, this anchoring being favored by the fact that the portion of the elongated body surrounding the countersink is thinned and can thus undergo elastic deformation, and not plastic.
De cette façon, la fibre et la pièce à main sont parfaitement solidaires l’une de l’autre, ce qui permet au chirurgien d’utiliser cet ensemble comme bistouri laser sans craindre que la fibre optique ne se désolidarise de la pièce à main lors des nombreux mouvements qu’il doit effectuer pour réaliser l’opération.In this way, the fiber and the handpiece are perfectly integral with one another, which allows the surgeon to use this set as a laser scalpel without fear that the optical fiber will separate from the handpiece when many movements he must perform to perform the operation.
Quand l’opération est terminée, le démontage de l’ensemble se fait facilement en dévissant la bague 33, ce qui libère la fibre optique de la pièce à main.When the operation is complete, disassembly of the assembly is easily done by unscrewing the ring 33, which releases the optical fiber of the handpiece.
Dans le cas d’une opération chirurgicale, la fibre est généralement à usage unique. Elle est donc mise au rebut avec sa gaine. En revanche, la pièce à main (corps oblong et bague) peut facilement être stérilisée à haute température et/ou avec des produits stérilisants, pour une nouvelle utilisation avec une nouvelle fibre toujours à usage unique. A la description ci-dessus, il apparaît nettement que les buts visés par la présente invention ont été atteints.In the case of a surgical operation, the fiber is generally for single use. It is therefore scrapped with its sheath. On the other hand, the handpiece (elongated body and ring) can easily be sterilized at high temperature and / or with sterilizing products, for a new use with a new fiber always for single use. From the above description, it is clear that the aims of the present invention have been achieved.
La présente invention a aussi pour objet un instrument chirurgical comportant au moins une pièce à main ayant au moins l’une des caractéristiques définies ci-dessus, un guide d’onde optique Go comportant une fibre optique de transmission Fo de diamètre extérieur de valeur Df et une gaine Ga entourant extérieurement la fibre optique, cette gaine ayant un diamètre extérieur de valeur Dg, le guide d’onde optique étant défini entre deux extrémités 91, 92, une première 91 de ses deux extrémités étant montée en coopération avec la pièce à main, un générateur de faisceau lumineux 100 comportant une sortie 110 par laquelle est apte à émerger le faisceau lumineux, et des moyens pour coupler la seconde extrémité 92 du guide d’onde optique avec la sortie du générateur de faisceau lumineux.The present invention also relates to a surgical instrument comprising at least one handpiece having at least one of the characteristics defined above, an optical waveguide GB comprising an optical transmission fiber Fo of outside diameter of value Df and a sheath Ga surrounding the optical fiber externally, this sheath having an outside diameter of value Dg, the optical waveguide being defined between two ends 91, 92, a first 91 of its two ends being mounted in cooperation with the piece to hand, a light beam generator 100 having an output 110 through which is able to emerge the light beam, and means for coupling the second end 92 of the optical waveguide with the output of the light beam generator.
Pour des applications aux bistouris à laser, de façon avantageuse le générateur de faisceau lumineux 100 est un générateur laser apte à émettre un faisceau laser présentant une longueur d’onde comprise entre environ 1000 nm et 2000 nm, par exemple une diode laser modèle 6432-P2 SDLFor applications to laser scalpels, advantageously the light beam generator 100 is a laser generator capable of emitting a laser beam having a wavelength between about 1000 nm and 2000 nm, for example a laser diode model 6432- P2 SDL
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