Brevet FR2486798A1 — publié le 19820122

CAS 1 La présente invention concerne un instrument de cryothé- rapie exerçant dans sa zone frontale un effet réfrigérant accusé. Des recherches cryobiologiques les plus récentes, il découle que la destruction est la plus efficace, en cryothé- rapie, quand la température opératoire de la pièce terminale est aussi basse que possible, cette température devant être établie en un temps aussi bref que possible après l'instant de mise en marche de l'instrument. C'est pourquoi les instruments de cryothérapie modernes fonctionnent le plus souvent à l'azote liquide et l'on s' efforce d'obtenir un effet réfrigérant maximum dans le fonc- tionnement de la pièce terminale. On connaît des instruments dans lesquels l'effet requis est obtenu au moyen d'échangeurs simples constitués par l'in- térieur creux, lisse ou nervuré, de l'instrument. Ces échan- geurs simples ont l'inconvénient d'entraîner une consommation d'azote relativement forte, qui se chiffre par litres d'azote liquide pour chaque intervention, avec une efficacité de re- froidissement médiocre. Dans d'autres instruments de cryothérapie connus, on obtient l'effet recherché en augmentant la surface de chaleur prévue à l'intérieur de l'échangeur de chaleur aamoyen d'un milieu poreux en une matière à haute conductibilité thermique. Il en est ainsi, par exemple, pour l'instrument de cryothéra- pie selon le certificat d'invention CS 199 443, suivant lequel l'échangeur est garni d'une colonne de grilles planes, par exemple en cuivre ou argent, orientée perpendiculairement à l'axe de l'instrument. Cette seconde version donne de bons résultats notamment quand c'est la zone cylindrique de la pièce terminale de 1' instrument de cryothérapie qui sert à une destruction cryo- génique, mais son efficacité est beaucoup plus médiocre quand seule la zone frontale de l'instrument doit être refroi- die, comme c'est le cas par exemple pour les applications gynécologiques ou dermatologiques. Du fait du développement de la cryothérapie, on attend une souplesse d'adaptation de plus en plus grande des pièces terminales, dont beaucoup ne présentent pas de symétrie axiale et doivent être appliquées sur le tissu à traiter sous un angle optimum choisi d'avance. Or, le contact thermique entre la pièce terminale d'échange et le corps de l'instrument est usuellement établi par un raccordement solide par exem- ple boulonné, qui définit ainsi rigidement la position angu- laire de chaque pièce terminale. On supprime les inconvénients précités des instruments de cryothérapie connus, tout en obtenant un effet réfrigérant accusé dans la zone frontale de l'instrument, en dotant d'anisotropie la matière consti- tuant la garniture d'échangeur de l'instrument de cryothéra- pie selon l'invention. L'anisotropie est la variation de propriétés physiques selon la direction d'examen. Dans le cas considéré, il s'agit d'anisotropie de la conductibilité thermique. En donnant une structure appropriée à la garniture d'échangeur, on peut faire en sorte que le prélèvement de chaleur ait lieu préférentiel- lement suivant la direction perpendiculaire à l'aire frontale de l'instrument. La présente invention supprime en outre le risque de voir la pièce terminale se décaler angulairement en fonctionnement et maintient un bon contact thermique entre cette pièce ter- minale et la zone antérieure refroidie de l'instrument. L'instrument de cryothérapie, comportant des moyens d' amenée et d'évacuation d'agent réfrigérant, un échangeur de chaleur à garniture poreuse en métal, par exemple argent ou cuivre, un thermomètre, des éléments chauffants et un réseau de canaux, est caractérisé en ce que la garniture d'échan- geur est formée d'une grille métallique ou d'une feuille mé- tallique perforée sous forme de bande enroulée autour de la partie moyenne du bâti d'échangeur et dont le bord est relié de manière inamovible à une plaque de contact dans laquelle une vis de raccordement est posée suivant son axe, un détec- teur de chaleur, par exemple thermomètre à résistance, ou un élément chauffant, par exemple enroulement chauffant, étant disposé sur le bâti d'échangeur ou sur la plaque de contact, et une cloison séparatrice étant interposée entre les débou- chés du tube d'amenée et du tube d'évacuation d'agent réfri- gérant et le manchon de succion de l'instrument. Dans un appareil de cryothérapie suivant une variante de l'invention, la garniture d'échangeur est formée d'un en- ensemble de grilles métalliques ou de feuilles métalliques perforées définissant des zones coaxiales ou concentriques qui sont en contact thermique avec la plaque de contact. Selon l'invention, on accuse l'effet réfrigérant, par rapport aux instruments de cryothérapie connus, en disposant la garniture d'échangeur de façon qu'elle soit en contact thermique avec la plaque de contact directement et non par 1' intermédiaire du bâti d'échangeur de chaleur, et en faisant en sorte que cette garniture ait une conductibilité nettement accrue en direction de la plaque de contact et plus faible sui- vant en direction du courant d'agent réfrigérant. L'instrument selon l'invention, dont la garniture d'échangeur est en ma- tière poreuse dotée d'un net caractère anisotrope, sa conduc- tibilité thermique étant plus forte suivant la direction axiale, a un rendement thermique nettement supérieur à celui d'instruments à garniture d'échangeur réalisée en matière isotrope, pour un même rapport surface/volume de la garniture d'échangeur. On va maintenant décrire à titre d'exemples trois modes de réalisation de l'invention en se référant aux dessins anne- xés, sur lesquels: la figure 1 représente en coupe;longitudinale un instru- ment de cryothérapie suivant un premier mode de réalisation; la figure 2 représente en coupe longitudinale un instru- ment de cyrothérapie suivantune première variante; la figure 3 représente en coupe longitudinale un instru- ment de cryothérapie suivant une seconde variante, et la figure 4 est une vue en coupe transversale de l'ins- trument suivant la troisième variante. L'organe principal pour le fonctionnement de l'appareil selon le premier mode de réalisation illustré par la figure 1 est un échangeur de chaleur composé d'un bâti d'échangeur 1, d'une plaque de contact 2 et d'une garniture d'échangeur 3 en matière poreuse, à conductibilité thermique nettement plus forte axialement que radialement. La garniture d'échangeur 3 est par exemple formée d'une grille en argent ou en cuivre réalisée sous forme de bande, enroulée autour de la partie moyenne du bâti d'échangeur 1 et reliée-par son bord, de ma- nière inamovible, à la plaque de contact 2, par exemple par soudage. La garniture d'échangeur 3 peut aussi être formée d' un ensemble de cylindres coaxiaux formés soit de grilles, soit d'une toile de fils en un métal à haute conductibilité ther- mique, par exemple argent ou cuivre, soit de feuilles ou éven- tuellement de plaques minces perforées. Suivant l'axe de la plaque de contact 2 est posée une vis de raccordement 4 sur laquelle se visse une pièce terminale 10 de forme souhaitée, portant par sa surface plane contre la plaque de contact 2. Sur le bâti d'échangeur 1 est fixé un détecteur de chaleur 5, formé par exemple d'un fil métallique enroulé. Facultativement, le détecteur 5 peut être en contact thermique avec la plaque de contact 2, ce qui est particulièrement avantageux lorsqu'il est constitué par un thermocouple. Dans le bâti 1 de l'échan- geur sont ménagés un canal 7, de petits canaux principaux 8 et, éventuellement, de petits canaux auxiliaires 9. Par exem- ple, le canal 7 peut être un évidement circulaire, les petits canaux principaux 8, un ensemble de trous ou d'incisions et les petits canaux auxiliaires 9, un ensemble de trous. Les tubes d'amenée 11 et d'évacuation 12 d'agent réfrigérant, le tube 12 contenant en général les conducteurs qui desservent le détecteur de chaleur 5 et l'élément chauffant 6, par exem- ple enroulement chauffant, sont logés dans le manchon de succion 13. Le volume contenant l'échangeur est séparé du vo- lume de succion par une cloison 15. Dans l'instrument de cryothérapie selon la variante illustrée par la figure 2, la plaque de contact 2 est solidai- re du bâti de l'élément chauffant 6, par exemple enroulement chauffant. Le détecteur de température 5 est soit placé à l'inté- rieur de la plaque de contact 2, soit enroulé près de l'élé- ment chauffant 6 contre la plaque de contact 2. La garniture d'échangeur 3 est dans ce cas formée d'un ensemble de surfaces courbes, hémisphériques ou analogues, obtenues par exemple à partir de grilles métalliques ou feuilles métalliques per- forées auxquelles on confère par travail à la presse la forme souhaitée, ces surfaces étant en contact thermique avec la plaque de contact 2. L'agent réfrigérant liquide arrive par le tube d'amenée 11 et ressort par le tube d'évacuation 12. Le volume contenant la garniture 3 de l'échangeur est séparé par la cloison 15-du volume sous vide défini par le manchon de succion 13. Une autre variante de l'instrument est illustrée par la figure 3. Cette variante convient même pour des instruments de petits diamètres et résout la difficulté éprouvée à tenir en service des pièces terminales dépourvues de symétrie axiale en leur conférant une position angulaire choisie arbitraire- ment autour de l'axe de l'instrument. Le bâti 1 de l'échangeur est formé d'un petit tube percé de trous d'arrivée 16 et au- tour duquel est enroulée une bande de grille ou éventuellement, de feuille métallique perforée qui constitue la garniture 3 de l'échangeur. A la limite de cette bande, un détecteur de chaleur 5 ou un élément chauffant 6 est fixé, par exemple du fait qu'il est enfilé dans des jours frontaliers de la grille ou inséré dans des plis 18 formés par la grille à son extrémi- té. La garniture d'échangeur 3 est en contact thermique avec la plaque de contact 2 et est refermée à l'autre extrémité par une plaque de recouvrement 19. Le volume contenant la garniture d'échangeur 3 est séparé par une cloison 15 du volume sous vide entouré par le manchon de succion 13. La fixation de pièces terminales interchangeables 10 fi- letées extérieurement, avec une orientation arbitraire, est assurée par un écrou à embase 21. Cet écrou 21 est arrêté axialement par une butée 20 étroitement reliée à un prolonge- ment du manchon de succion 13 et, si besoin est, à la plaque de contact 2. Le canal d'arrivée 7 ménagé dans la garniture d'échangeur 3 présente des trous d'arrivée 16 permettant à l'agent réfrigérant liquide de passer dans la garniture d' échangeur 3. La fixation de la garniture d'échangeur 3 est opérée au moyen de pièces intercalaires 17. Le mode de fonctionnement de l'instrument de cryothérapie assurant sur le côté frontal un refroidissement hautement efficace est le suivant. Un agent réfrigérant liquide, par exemple azote liquide, arrive dans le canal 7 par le tube d'arrivée 11 et, après traversée de la garniture d'échangeur 3, des vapeurs de 1' agent réfrigérant passent par les petits canaux principaux 8 et, éventuellement, par les petits canaux auxiliaires 9, dans le tube 12 pour être évacuées, ce tube contenant géné- ralement les conducteurs qui desservent le détecteur thermique , l'élément chauffant 6. Le refroidissement de l'instrument est assuré soit comme décrit ci-dessus, soit par circulation de sens opposé, c'est-à-dire que l'agent réfrigérant liquide arrive par le tube d'évacuation 12, pénètre dans la garniture d'échangeur 3 à travers les canaux principaux 8 et est évacué en passant par le canal 7 dans le tube d'arrivée 11. Dans ce second cas, il est avantageux de faire sortir les conducteurs desservant le détecteur de chaleur 5 et l'élément chauffant 6, à travers un trou percé dans le prolongement d'un des pe- tits canaux principaux' 8, dans le canal 7 que l'on scelle après y avoir inséré les conducteurs, lesquels sortent ensuite de l'instrument par le tube d'arrivée 11. e Suivant la première variante, l'amenée et l'évacuation d' agent réfrigérant liquide sont assurées par les tubes d'arri- vée 11 et d'évacuation 12 d'agent réfrigérant. En ce qui con- cerne les possibilités d'intervertir les rôles de ces tubes et de modifier l'emplacement des conducteurs, les indications données en décrivant le fonctionnement de la première réalisa- tion demeurent valables. Selon la seconde variante, l'agent réfrigérant liquide arrive par le tube d'arrivée 11, passe par les trous d'arri- vée 16 dans le garniture d'échangeur 3 o il s'évapore et ses vapeurs passent ensuite entre les pièces intercalaires 17 pour pénétrer dans le tube 12 d'évacuation d'agent réfrigé- rant. REVENDICATIONS 1. Instrument de cryothérapie comportant un tube d'arri- vée et d'évacuation d'agent réfrigérant, des conducteurs électriques disposés dans ce tube, un échangeur de chaleur à garniture métallique poreuse, par exemple en argent ou cuivre, un thermomètre, des éléments chauffants et un ensemble de canaux, caractérisé en ce que la garniture d'échangeur (3) est formée d'une grille métallique ou d'une feuille mé- tallique perforée sous forme de bande enroulée autour de la partie moyenne du bâti d'échangeur (1) et dont le bord est relié de manière inamovible à une plaque de contact (2) dans laquelle une vis de raccordement (4) est posée suivant son axe, un détecteur de chaleur (5), par exemple thermomètre à résistance, ou un élément chauffant (6), par exemple enroule- ment chauffant étant disposé sur le bâti d'échangeur (1) ou sur la plaque de contact (2), et une cloison séparatrice (15) étant disposée entre les débouchés du tube d'amenée (11) et du tube d'évacuation (12) d'agent réfrigérant et le manchon de succion (13) de l'instrument. 2. Instrument de cryothérapie selon la revendication 1, caractérisé en ce que la garniture d'échangeur (3) est formée d'un ensemble de grilles métalliques ou de feuilles métalliques perforées présentant des surfaces coaxiales ou concentriques qui sont en contact thermiques avec la plaque de contact (2). 3. Instrument de cryothérapie selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'élément chauffant (6) et le détecteur de chaleur (5) sont disposés soit aux frontières des grilles métalliques ou des feuilles métalliques perforées formant la garniture d'échangeur de chaleur (3), soit entre des couches de celles-ci. 4. Instrument de cryothérapie selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la cloison séparatrice (15) et le manchon de succion (13) empiètent sur la plaque de contact (2). 5. Instrument de cryothérapie selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'une vis de raccordement (4) est reliée à la plaque de contact (2) au moyen d'un joint traver- sant amovible. 6. Instrument de cryothérapie selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plaque de contact (2) de l'instru- ment et la pièce terminale interchangeable (10) présentent entre elles une liaison mécanique et thermique assurée par un écrou à embase (21) prévu, en même temps qu'une butée (20), sur la plaque de contact (2) ou sur la pièce terminale inter- changeable (10), l'autre de ces deux pièces opposées (2 ou ) présentant un filetage.