Brevet FR2332035A1 — publié le 19770617

L'invention concerne un appareil de chirurgie à haute fréquence comportant un générateur d'énergie à haute fréquence et un transformateur de sortie pour réaliser le surcouplage de l'énergie à haute fréquence aux électrodes de travail. Les appareils de chirurgie à haute fréquence fonctionnent en général avec une résistance de charge variant fortement = =50 à 2000 Q). Dans le cas d'un court-circuit aux sorties des électrodes, il apparatt une puissance de pertes élevée, qui peut conduire à un fort échauffement et, finalement, à la destruction de composants dans l'appareil de chirurgie. La présente invention a pour but d'indiquer un appareil de chirurgie du type indiqué plus haut qui, lors de la présence d'un court-circuit, coupe automatiquement la poursuite de l'alimentation en énergie aux électrodes, et ce essentiellement jusqu'à ce que le court-circuit soit supprimé. Ce problème est résolu conformément à l'invention au moyen d'un contrôleur automatique à resistances, raccordé à l'enroulement pri maire du transformateur de sortie et qui contrôle la valeur de la résistance de charge du transformateur, ramenée par transformation au côté primaire, et délivre un signal de coupure pour l'énergie à haute fréquence du générateur à haute fréquence lorsque la grandeur de la résistance transformée atteint ou tombe au-dessous d'une valeur de résistance pouvant être prédéterminée. Suivant une forme de réalisation avantageuse de l'invention, lecontrSeur automatique à résistances doit comprendre un organe formateur de différence pour deux signaux électriques, qui fournissent des grandeurs significatives pour la valeur de résistance, et que le signal de débranchement doit être produit lorsque le signal de différence dépasse ou tombe au-dessous d'une valeur de seuil pouvant être prédéterminée. Ceci peut être réalisé avec une dépense technique très faible grâce au fait que les signaux électriques sont deux tensions, dont ltune représente une mesure pour le courant etl'autre une mesure pour la tension alternative du côté primaire du transformateur de sortie.De préférence, les deux signaux de tension doivent être approximativement proportionnels au courant iRT ou à la tension alternative uRT du c#té primaire du transformateur, les constantes de proportionnalité KI et F pouvant être réglées par l'intermédiaire de diviseurs de tension de telle manière que l'on a pour le signal D de tension différentielle en fonction de la valeur de résistance transformée RT et de la valeur de résistance de seuil R#, les relations suivantes D > 0 pour RT D Irr 0 pour RT - R5 D RS Suivant une autre forme de réalisation préférée de l'invention, on utilise également un multivibrateur astable, par exemple une bascule de Schmitt à effet unidirectionnel, qui est branché en série et en aval du contr8leur automatique à résistances et qui, pendant la durée de la présence d'un signal de débranchement de l'appareil de contrôle, interrompt périodiquement, par l'intermédiaire d'un étage à bascule monostable, l'envoi d'énergie à haute fréquence au transformateur de sortie.Au moyen de l'interruption et du nouveau branchement périodiques de l'énergie à haute fréquence, on peut contrôler et établir si le courtcircuit existe encore ou bien stil s'est supprimé de lui-même entretemps le cas échéant. Etant donné que dans le cas d'un tel procédé de contre provisoire la durée de branchement du générateur d'énergie à haute fréquence lors d'un court-circuit est faible par rapport à l'intervalle de temps pendant lequel le générateur est débranché, ce dernier n'est également grevé que par une puissance de pertes moyenne très faible. Un échauffement de composants ne peut donc par conséquent également se produire que pendant une brève durée. A titre d'exemple, on a décrit ci-dessous et illustré schématiquement au dessin annexé une forme de réalisation du dispositif suivant l'invention. Sur la figure, qui représente un exemple de réalisation de l'invention selon un schéma de principe, la référence 1 désigne un oscillateur à haute fréquence (0,3 ... 1,7 MHz), l'énergie à haute fréquence est envoyée par l'intermédiaire d'une porte de commutation 2 et d'un étage d'attaque 3 branché en série et en aval, à l'amplificateur terminal 4 comportant l'étage de sortie 5 à transistors (formé par un groupe de transistors dont un seul est représenté). Au collecteur du transistor 5 est raccordé le transformateur de sortie 6 comportant 11 enroulement primaire 7 et l'enroulement secondaire 8. La tension UB2 représente la tension de service de collecteur du transistor 5. Le condensateur 9 est un condensateur de blocage de la haute fréquence.Du côté se conduire du transformateur 6, les références 10 et Il désignent les raccords pour une électrode active et pour l'électrode neutre. La résistance Rp située entre les raccords d'électrodes 10 et Il représente la résistance de charge, c'est-à-dire d'une fa çon générale la résistance formée par le patient. La résistance RT représentde en traits discontinus et située du côté primaire du transformateur 6 représente au contraire la résistance de charge rapportée par transformation au primaire. Sur la figure, la résistance d'émetteur du transistor 5 est constituée par une résistance de faible valeur ohmique 12 en parallèle de laquelle est branché un diviseur de tension constitué par des résistances 13 et 14 possédant une forte valeur ohmique par rapport à la résistance 12. Un diviseur de tension constitué par d'autres résistances ohmiques 15 et 16 est au contraire raccordé par l'intermédiaire d'une capacité 17, prévue pour le découplage vis-à-vis d'une tension continue, au collecteur du transistor 5. Les composants 18 et 19 sont deux diodes à semiconducteurs tandis que le composant 20 est une autre résistance ohmique.Cette dernière résistance ohmique 20 constitue, avec la résistance 14, un dispositif de superposition de potentiel, qui superpose directement une tension négative appliquée par l'intermédiaire de la diode 18 à une tension appliquée par l'intermédiaire de la résistance 14. La tension appliquée par l'intermédiaire de la résistance 14 est directement proportionnelle au courant iRT passant dans l'enroulement primaire du transformateur 6 et le signal superposé à cette tension est une tension qui est directement proportionnelle aux composantesnégativesde la tension alternative URT appliquée à l'enroulement primaire du transformateur, comme cela va être encore expliqué de façon plus détaillée ci-après. Au montage décrit précédemment et constitué de résistances et de diodes est en outre raccordé, par l'intermédiaire d'une troisième diode 21, un multivibrateur astable 22 qui est relié du coté entrée à des résistances ohmiques 23 et 24 ainsi qu'à des capacités 25 et 26, la résistance 23 et la capacité 25 constituant un organe RC possédant une constante de temps suffisamment élevée, qui écarte des pointes de tension apparaissant pendant un bref intervalle de temps, de l'entrée du multivibrateur astable. La résistance 27 représente une autre résistance de câblage pour le multivibrateur astable. En série et en aval du multivibrateur as table 22 est en outre raccordé un étage à bascule monostable 28 comportant une capacité de couplage par réaction 29 et une résistance 30.La sortie de cet étage à bascule monostable 28 est reliée à ltentrée de commande de la porte 2. Les tensions UBI et UBB désignent d'autres tensions de fonctionnement pour le montage. Du point de vue du contrôle des court-circuits et de la coupure automatique de l'énergie à haute fréquence lors de la détection d'un court-circuit, le mode de fonctionnement du montage décrit est le suivant Dans l'exemple de réalisation, une tension UiRT est prélevée par l'intermédiaire de la résistance 12 et du diviseur de tension 13, 14 sur l'émetteur du transistor 5, ladite tension étant approximativement proportionnelle au courant iRT traversant l'enroulement primaire 7 du transformateur de sortie 6 de l'étage final de sortie 4 de l'appareil de chirurgie. Il en va de même, avec le diviseur de tension 15, 16 pour la tension alternative uRT sur le côté primaire du transformateur 6.Par suite de l'action de soupape des diodes 18 et 19, seules des parties négatives de cette tension alternative parviennent cependant à l'appareil de superposition de potentiel 14, 20 (la résistance 14 étant d'une valeur ohmique nettement plus faible que la résistance 20), en sorte que, par conséquent, à une composante positive de tension K2iRT appliquée par l'intermédiaire de- la résistance 14 est superposée une composante négative de tension K1uRT appliquée essentfel- lement par l'intermédiaire de la résistance 20.Les valeurs de ltensemble des résistances ohmiques sont accordées les unes aux autres de telle manière que pour la tension différentielle D-obtenue par l'intermédiaire des résistances 14 et 20 en fonction de la valeur de résistance transformée RT et de-la valeur de la résistance de seuil R5 pour la détermination d'un court-circuit, on a les relations suivantes D > 0 pour RT C RS D Pv 0 pour RT N RS D R3 Si par conséquent un court-circuit est présent à la sortie du transformateur 6, il apparat par l'intermédiaire des ré- sistances 14 et 20 un signal différentiel D qui est approximati vexent nul ou supérieur à zéro. Ce signal peut#onc dépasser la tension de seuil de la diode 21 et parvenir au multivibrateur astable 22. Ce dernier est placé en oscillations et, avec les impulsions de sortie apparaissant périodiquement, place l'étage à bascule monostable 28 dans l'état instable. L'impulsion de sortie délivrée alors par étage à bascule commande la porte 2 pendant un intervalle de temps pouvant titre prédéterminé (durée de 1'1m- pulsion de sortie de l'étage à bascule) en la bloquant.De ce fait, la ligne d'amenée de l'énergie à haute fréquence de l'oscillateur 1 à l'étage d'attaque 3 et à l'étage final de sortie subséquent 4 est interrompue. Lors du basculement en retour de l'étage à bascule monostable 28 l'amenant dans son état stable, la porte 2 est au contraire rendue passante à nouveau pendant un bref intervalle de temps, ce qui permet à énergie à haute fréquence de parvenir à la sortie du transformateur 6. S'il apparatt à nouveau un court-circuit, le signal différentiel parvenant par l'intermédiai- re des résistances 14 et 20 est également à nouveau positif en sorte que l'étage à bascule monostable est placé à nouveau dans son état instable par l'intermédiaire de l'impulsion suivante du multivibrateur astable 22. De ce fait, on obtient une nouvelle interruption de l'alimentation en énergie au moyen d'une nouvelle fermeture de la porte 2. Ce processus se répète jusqutà ce que le court-circuit soit levé de lui-m8me ou bien ait été supprimé par des moyens auxiliaires adéquats. Dans le présent exemple de montage, le découplage de la tension alternative uRT s'effectue par l'intermédiaire de résistances ohmiques 15 et 16. Le découplage et la division de tension peuv#tcependalrt autre réalisés, aussi bien, de façon capacitive, par exemple en utilisant des condensateurs possédant#un dimensionnement adéquat. REVENDICATIONS 1. Appareil de chirurgie à haute fréquence comportant un générateur d'énergie à haute fréquence et un transformateur de sortie pour réaliser le surcouplage de l'énergie à haute fréquence aux électrodes de travail, caractérisé par le fait qu'il comporte un contrôleur automatique à résistances (12 à 20) raccordé à l'enroulement primaire (7) du transformateur de sortie (6)etqui contrôle la valeur de la résistance de charge (RT) de transformateur, ramenée par transformation au côté primaire de ce dernier, et qui délivre un signal de coupure pour l'énergie à haute fréquence du générateur (1) d'énergie à haute fréquence lorsque la résistance transformée atteint ou tombe au dessous d'une valeur de résistance (Rs) pouvant tre prédéterminée. 2. Appareil de chirurgie à haute fréquence suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le contrôleur automatique à résistances (12 à 20) comporte un organe formateur de différence (14, 18 à 20) pour deux signaux électriques qui fournissent des grandeurs significatives pour la valeur de résistance (RT), et que le signal de coupure est produit lorsque le signal de différence dépasse ou tombe au-dessous d'une valeur de seuil pouvant Entre prédéterminée. 3. Appareil de chirurgie à haute fréquence suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que des signaux électriques sont deux tensions dont l'une fournit une mesure pour le courant (iRT), tandis que l'autre fournit une mesure pour la tension alternative (uRT) du côté du primaire du transformateur de sortie (6). 4. Appareil de chirurgie à haute fréquence suivant la revendication 3, caractérisé par le fait que les deux signaux de tension sont au moins approximativement proportionnels au courant (iRT) et à la tension alternative (uRT) du côté du primaire, les constantes de proportionnalité (K1 et K2) pouvant étre réglées essentiellement par l'intermédiaire de diviseurs de tension (13, 14 et 15, 16) de telle manière que l'on a pour le signal de tension différentielle (D) en fonction de la valeur de résistance transformée (RT) et de la valeur de la résistance de seuil (RS), la relation suivante :: D > 0 pour RT RS D ru 0 pour RT N R5 D R8 5. Appareil de chirurgie à haute fréquence suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que organe formateur de différence (14, 18 à 20) comporte un appareil de superpositior de potentiel, par exemple un diviseur de tension, qui superpose, en sens inverse, au signal de tension proportionnel au courant (iRT) le signal de tension proportionnel à la tension alternative (URT) 6.Appareil de chirurgie à haute fréquence suivant la revendication 5, caractérisé par le fait qu'au signal de tension proportionnel au courant sont superposéoeuniquement les composantes négatives du signal de tension proportionnel à la tension alternative, cependant que de préférence un circuit de diodes (18, 19) sert à réaliser le blocage des composantes positives de la tension alternative. 7. Appareil suivant l'une quelconque des revendication i à 6, caractérisé par le fait qu'en série et en aval du contrt- leur automatique à résistances est branché un multivibrateur astc ble (22) qui, pendant la durée de la présence d'un signal de débranchement de l'appareil de superposition, interrompt périodiqu ment, par l'intermédiaire d'un étage à bascule monostable (28), l'alimentation en énergie à haute fréquence au transformateur de sortie(6). 8. Appareil de chirurgie à haute fréquence suivant la revendication 7, caractérisé par le fait qu'on utilise, comme organe de coupure de l'énergie à haute fréquence, une porte électro nique (2) placée entre le générateur (1) d'énergie à haute fréquf ce et le transformateur de sortie (6) et qui peut être placée dar son tat bloqué par les impulsions de sortie de l'étage à basculez monostable (28) pour une durée pouvant être prédéterminée. 9. Appareil de chirurgie à haute fréquence suivant 1' des revendications 7 ou 8, caractérisé par le fait qu'en série el en amont du multivibrateur astable (22) est branché un organe RC (23, 25) qui écarte du multivibrateur des pointes de tension ntas paraissant que pendant une brève durée.