Brevet FR2516782A1 — publié le 19830527

L'invention concerne un appareil électrochirurgical à courant haute fréquence, plus communément appelé bistouri électrique, ainsi qu'un procédé de mise en oeuvre. Des appareils sont déjà couramment utilisés en chirurgie. D'une manière générale, ils comportent un ou plusieurs générateurs haute fréquence, utilisables indifféremment, adaptés à envoyer un signal dans une électrode, dite active. Plusieurs types d'électrodes peuvent être utilisés suivant l'action à entreprendre, coupe ou coagulation: aiguille, anse, pince ou boules de différents diamètres. La fréquence des générateurs est également adaptée aux types d'actions à entreprendre, par exemple de 300 kllz à 1 KMB pour la coagulation et les actions de coupe et parfois même de l'ordre de quelques NHz pour certaines applications. En général, les retours du courant s'effectuent au générateur par l'intermédiaire d'une électrode inerte qui se présente sous forme d'une plaque, appelée par la suite plaque indifférente, qui s'étend sous le patient, entre celui-ci et la table opératoire. En raison des fortes puissances mises en jeu, qui peuvent être de tordre de plusieurs centaines de watts, cette technique de retour du courant présente pour le patient deux types de dangers: celui d'électrocution et celui de brûlure. Pour pallier ces inconvénients, diverses techniques ont déjà été mises en oeuvre. En général, le danger d'électrocution est limité par 1' emploi d'un circuit de retour à potentiel flottant auquel est raccordée la plaque indifférente. Cependant, on court toujours le risque d'un court-circuit qui aurait pour résultat de faire passer par cette plaque du courant du secteur à 50 ou GO périodes. Le deuxième danger cité se présente sous la forme de deux schémas possibles de brulures. D'une part, si pour une raison ou unrautre, la plaque indifférente se trouve isolée électriquement du générateur haute fréquence et n'assure plus le retour du courant, celuici risque de se faire par la table opératoire. le point de passage du courant entre la table et le corps du patient peut alors être localisé sur un point précis de ce dernier. Cela occasionne une brûlure locale par trop forte intensité. D'autre part, la surface de contact entre la plaque et le corps du patient peut se trouver limitée, par exemple pour des raisons de qualité locale de la peau (peau trop sèche), et on assiste également à une brûlure par trop forte intensité locale. Pour pallier ce dernier inconvénient on améliore le contact entre le corps humain et la plaque indifférente en recouvrant cette dernière, par exemple, avec des produits adhésifs ou des gels qui permettent d'assurer une meilleure conductibilité. Cependant, on n'a pas réussi a éliminer ainsi totalement le risque de brûlures en question. Pour ce qui est du risque d'isolation accidentelle de la plaque indifférente, on a utilisé un dispositif de contrôle du courant entre le patient et le générateur: chaque extrémité de la plaque est raccordée au générateur par un conducteur et ce dernier constitue la liaison électrique de retour du signal haute fréquence. De manière continue ou intermittente, on fait passer un courant continu dans ces deux conducteurs pour vérifier la continuité du courant électrlque, l'inconvénient de ce dispositif est que,-s'il permet de vérifier la continuité du courant électrique dans la liaison électrique de retour haute fréquence, il ne permet pas de vérifier que le courant haute fréquence passe effectivement entre le patient et la plaque. Pour pallier cet inconvénient, on utilise deux plaques indifférentes que l'on dispose, éloignées l'une de l'autre, sous le patient, chacune d'entr'elles étant raccordée au générateur par un seul conducteur et l'ensemble constituant la liaison électrique de retour du signal haute fréquence. De meme que précédemment, on fait passer dans les deux conducteurs un courant continu et on procède à une mesure de la résistance ohmique entre ces deux plaques, en sorte que, si cette résistance est importante, on admettra que le patient ne repose pas ou repose mal sur une des plaques en question et qu'il y a, en conséquence, risque de brûlures. L'inconvénient de cette disposition est que cette mesure de résistance ohmique, à courant continu, n'est pas représentative de la situation d'impédance pour le courant haute fréquence qui s'écoule pendant l'opération. En effet, on peut détecter une résistance ohmique relativement faible, par suite des conditions d'humidité de l'épiderme du patient qui favorisent l'écoulement superficiel du courant continu, alors que l'impédance capacitive créée entre les plaques et la peau interne, conductrices, du patient est enlevée par suite d'un mauvais contact entre les plaques et l'épiderme, isolant, du patient. Le courant haute fréquence, s'écoulant par effet capacitif, se trouve obligé, pour son retour au générateur, de passer par une région limitée de l'épiderme et de la peau interne du patient. Une brûlure par trop forte intensité locale est ainsi, malgré tout, occasionnée. Pour pallier les inconvénients sus-visés, la présente invention propose un appareil d'électrochirurgie à courant électrique haute fréquence comprenant au moins une électrode active et une électrode de retour reliées à au moins un générateur haute fréquence de traitement du patient, ladite électrode de retour étant constituée par au moins deux plaques associées à un circuit électrique de surveillance, caractérisé en ce que ledit circuit de surveillance comporte un dispositif de mesure d'impédance capacitive. les inconvénients sus-visés sont éliminés d'office par l'emploi d'un appareil selon la présente invention. La mesure d'impédance capacitive est représentative des conditions de retour du signal haute fréquence, et, par cnnsé- quent, représentative du bon contact entre les plaques et 1' épiderme du patient. Le dispositif de mesure d'impédance capacitive est insensible à un éventuel changement d'état de surface de l'épiderme du patient en contact avec des plaques, par exemple par transpiration. En effet, dans ce cas, une simple mesure de résistance ohmique aurait laissé supposer que tout va bien, alors que la zone de contact entre les plaques et l'épiderme peut entre dangeureusement localisée sous forme d'une surface trop faible. Le dispositif suivant l'invention traduit donc fidèlement la qualité de contact que lton se propose finalement de surveiller sans qu'il soit perturbé par des phénomènes extérieurs. Avantageusement, pour certaines applications, les plaques sont recouvertes d'un film isolant diélectrique. le danger d'électrocution est ainsi éliminé si par hasard, le conducteur de retour haute fréquence venait au contact avec une source alternative à 50 ou 60 périodes (secteur). la présence de l'isolant permet également de s'affranchir encore mieux de l'état de surface de l'épiderme du patient, ce qui rend encore plus fiable la mesure d'impédance. En tout état de cause, le risque de brûlures es#t détecté avant que cette dernière puisse intervenir. la présente invention a également pour objet un procédé de mise en oeuvre d'un appareil d'électrochirurgie comportant au moins un générateur de courant haute fréquence et une électrode active pour le traitement d'un patient, caractérisé en ce qu'il comporte les opérations consistant à: disposer contre le corps du patient une électrode de retour du courant haute fréquence sous forme d'au moins deux plaques, en matériau conducteur, recouvertes d'un film isolant diélectrique; raccorder chacune des plaques d'une part audit générateur de courant haute fréquence, d'autre part à un circuit de mesure; faire circuler dans ce circuit un courant haute fréquence. Avantageusement et pour les raisons exposées ci-dessus, on choisit pour circuit de mesure un circuit de mesure d' impédance capacitive. les caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés sur lesquels: - la figure n est une représentation schématique d'un mode de réalisation de l'appareil selon l'invention; - la figure 2 est une vue à plus grande échelle et en coupe partielle de l'encart Il de la figure 1; - la figure 3 est un schéma électrique équivalent à ceux des figures 1 et 2; - la figure 4 est un schéma électrique de principe d'un mode de réalisation de l'appareil représenté à la figure 1; - la figure 5 est un schéma électrique de principe d'un autre mode de réalisation de l'appareil représenté a' la figure 1. Selon le mode de réalisation choisi et représenté aux figures I à 3, un patient P est allongé sur une table d' opération B. Un appareil d'électrochirurgie, désigné dans son ensemble par 1, comprend une électrode active A, constituant le bistouri, et une électrode passive, sous forme de deux plaques PI et P2 disposées entre le patient et la table B. Ces plaques sont reliées par deux conducteurs 11 et 12 à un dispositif mélangeur T. Un générateur haute fréquence G est relié, d'une part à l'électrode A par un conducteur 10, d'autre part au dispositif mélangeur T par un conducteur 13. Un dispositif N de mesure est relié lui aussi au mélangeur T par des conducteurs 14 et 15. la figure 2 permet de comprendre le schéma équivalent représenté à la figure 3. les plaques PI et P2 sont recouvertes de films isolants diélectriques représentés en D1 et D2. La peau du patient P comporte en fait deux couches: un épiderme externe E, qui est isolant, et une couche de peau interne I, qui est conductrice. En figure 3, l'impédance Z représente l'impédance existant entre la sortie du générateur G à laquelle est raccordé le conducteur 10 et la couche de peau interne I du patient située à l'aplomb des plaques PI et P29 Deux capacités CI et C2 représentent respectivement la capacité existant entre la peau interne I, conductrice, et chacune des plaques PI et P2, qui sont métalliques dans la forme de réalisation représentée. Le diélectrique des capacités C1 et C2 est constitué, d'une part par les diélectriques D1 ou D2 et d'autre part, par 1' épiderme E, qui est lui aussi isolant. la résistance ohmique entre la peau interne I et chacune des plaques FI et P2, csest-à-dire la résistance de l'épiderme et des diélectriques D1 ou D2, est représentée, respectivement pour les plaques P1 et P2 par deux résistances RI et R2. Le fonctionnement de l'appareil, selon la forme de réalisation représentée, va maintenant être expliqué en regard de la figure 3. Le générateur G émet un signal de forte puissance, et dont la fréquence est située entre 300 kHz et 2 MHz. Ce signal est représenté sous forme d'un courant d'opération représenté par Iop sur la figure 3. Ce courant retourne au générateur G par l'intermédiaire des plaques PI et P2 des conducteurs 11, 12, 13 et du dispositif mélangeur T. Au noeud 25 'figure 3) le courant Iop se subdivise en deux courants Iop1 dans le conducteur 11 et Iop2 dans le conducteur 12. Le trajet des courants Iop1 et Iop2 dans le mélangeur T est représenté en traits mixtes à la figure 3. Ces Yeux courants se combinent au noeud 16 pour redonner un courant Iop après le noeud 16. Ce courant retourne au générateur G par le conducteur 13. le dispositif de mesure M émet un signal haute fréquence de faible puissance qui est représenté à la figure 3 sous forme d'un courant de mesure Im. Ce courant circule dans la boucle constituée par le dispositif de mesure M, les plaques PI, P2 et la couche de peau interne I à l'aplomb de ces dernières et les conducteurs 11, 12, 14 et 15. le dispositif mélangeur T est tel que, pour les hautes fréquences mises en jeu, tout se passe comme si le conducteur 12 était relié avec le conducteur 14 et le conducteur 11 était relié avec le conducteur 15, cela étant représenté à la figure 3, en traits pointillés. Selon la forme de réalisation décrite et représentée, et en raison des hautes fréquences mises en jeu, on peut considérer que le courant Im ne traverse que les deux capacités C1 et C2 en série, les résistances R1 et R2 étant négligeables. Le courant d'opération Iop traverse par contre les capacités Cl et G2 mises en parallèle. Un mauvais contact du patient avec les plaques PI, P2 aura tendance à faire diminuer la capacité C1 et/ou C2. Or, la capacité résultante de la mise en parallèle de CI avec C2 est toujours supérieure à la capacité mesurée, c'est-a-dire celle résultant de la mise en série de C1 avec C2. Cela revient à dire que si le contact entre les plaques et le corps du patient se détériore, la capacité mesurée traduit une situation plus pessimiste que la réalité, et l'alarme peut être donnée bien avant que le mauvais contact des plaques soit tel qu'une brûlure est occasionnée. On va maintenant décrire, en regard des figures 4 et 5, deux modes de réalisation de l'appareil représenté aux figures 1 et 3, les références des figures I à 3 étant conservées pour les éléments communs aux figures 1 à 5* Sur le schéma électrique de principe représenté à la figure 4, on reconnaît l'électrode active A et les deux plaques indifférentes P1 et P2. On retrouve également le générateur haute fréquence G et le mélangeur T sous forme d'un transformateur pouvant être à point milieu portant la même référence.Le dispositif de mesure M des figures 1 et 3, est remplacé ici par un générateur haute fréquence de faible puissance Gm, un transformateur Tm, une diode Dm, une résistance Rm, une capacité Cm et un comparateur Em. Ce comparateur comporte une entrée Vm et une entrée Vr ainsi qu'une sortie Vs. L'entrée Vr est raccordée à une source de tension Ur. La sortie Vs du comparateur est raccordée a' l'entrée d'un dispositif d'alarme AI, ce dispositif d'alarme étant couplé avec le générateur G, cela étant symboliquement représenté par une liaison 20 en traits mixtes. En fonctionnement, le générateur Gm émet, sur les conducteurs 14 et 15, une sollicitation haute fréquence bas niveau qui est transmise aux conducteurs 11 et 12, par le mélangeur T. Le générateur G émet une sollicitation haute fréquence à fort niveau qui est transmise sur le conducteur 10 et aux conducteurs Il et 12, par l'intermédiaire de l'électrode A du corps du patient (non représenté) et les plaques PI et P2. Ce signal haute fréquence retourne au générateur G, par l'intermédiaire du mélangeur X et du conducteur 13. Dans cette forme de réalisation, le générateur Gm ne fonctionne que lorsque le générateur G n'émet aucune sollicitation haute fréquence. Cette dépendance du générateur Gm est indiquée sur la figure 4 par une liaison en traits mixtes 21. Cela revient à dire que la qualité du contact entre le corps du patient et les plaques n'est mesurée que pendant les temps morts de l'opération, c'est-à-dire pendant les intervalles de temps où le chirurgien n'utilise pas le bistouri électrique Pendant ces temps morts, le générateur Gm émet le signal haute fréquence bas niveau indiqué plus haut. Comme on peut le voir sur la figure 4, ce générateur alimente les enroulements primaires du mélangeur T et du transformateur Tm. La tension primaire UUm1 du transformateur Tm varie en raison inverse de l'impédance présentée par le primaire du mélangeur T. Cette dernière est proportionnelle à l'impédance présente entre les deux plaques PI et P2, c'est-à- dire l'impédance représentée par les capacités C1 et C2 en série (voir figure 3). La tension UTm2 au secondaire du transformateur Tm, est donc représentative du contact entre les plaques P1 et P2 et le patient P. La diode Dm, la résistance Rm et la capacité Cm constituent pour leur part, un dispositif de redressement et per metteiit de recueillir, à la borne Vm du comparateur Km, une tension continue qui est fonction du contact patient-plaques. Cette tension continue est comparée à la tension Ur par le comparateur Km. La tension, à la sortie Vs du comparateur Km, est propre à inhiber le dispositif d'alarme AI, si le contact patient-plaques est correct ou à mettre ce dernier en oeuvre dans le cas contraire. L'alarme est donnée, dans ce mode de réalisation, sous forme d'un signal sonore et lumineux, et également sous forme d'une coupure du générateur G, cela étant schématiquement représenté par la: liaison 20. La figure 5 représente une variante de l'appareil représenté à la figure 4. La plupart des éléments de la figure 4 se retrouvent à la figure 5 et on se bornera ici à décrire les différences existantes. le ménérateur G a été remplacé par un générateur G' de fréquence ~1. Le çrénérateur Gm a été re:n;:ltc un ;;éné- rateur Gmt de fréquence f2 non harmonique de fi. La liaison 21 a été supprimée. Une cellule de filtrage Fm a été intercalée entre le secondaire du transformateur Xm, et la diode Dm d'autre part. En fonctionnement, les deux générateurs Ge et Gm' émettent leurs signaux en même temps. Comme précédemment, le signal de coupe ou de coagulation est transmis aux plaques par l'intermédiaire du mélangeur T et le signal de mesure aussi. Par contre, la mesure se fait à une fréquence différente de celle de la coupe ou de la coagulation. La cellule de filtrage Fm permet au dispositif de redressement constitué par la diode Dm, la résistance Rm, la capacité Cm de ne redresser qu'une tension représentative du contact patient-plaques. Bien entendu, l'invention ne se limite pas aux formes de réalisation décrites et représentées, mais englobe toutes variantes d'exécution. En particulier, il convient de noter que toute méthode de mesure d'impédance complexe peut être utilisée pour l'évaluation du couplage, entre les plaques PI et P2 par l'intermédiaire du patient P. L'homme de l'art appréciera le fait que l'on peut employer toutes sortes de couplages entre les générateurs G et Gm, de telle sorte oue la mesure du contact patientplaques soit effectuée pendant les temps morts des opérations seulement (cas de la figure 4). De même, tous types de couplages peuvent être réalisés entre le dispositif d'alarme AI et le générateur G et l'on peut prévoir divers niveaux d'alarme (fonction de la tension à la borne Vs), en sorte que le chirurgien puisse, dans un premier temps, être averti si le contact se détériore et dans un deuxième temps, le générateur G mis hors circuit dès que le contact devient dangereux. De plus, on peut facilement envisager l'utilisation de plusieurs générateurs G, par exemple, un pour la coupe et un pour le coagulation, ces générateurs pouvant être couplés entre eux et/ou avec le générateur Gm et le dispositif d'alarme AL. Il est à remarquer que la mise en oeuvre d'un appareil d'électrochirurgie est un processus qui relève d'une technique industrielle Indépendamment des méthodes d'électrochirurgie qui sont en dehors du cadre de la présente invention et relèvent de l'art m'#ical. REVENDICAUIONS 1. Appareil d'électrochirurgie à courant électrique haute fréquence comprenant au moins une électrode active et une électrode de retour reliées à au moins un générateur haute fréquence de traitement du patient, ladite électrode de retour étant constituée par au moins deux plaques associées à un circuit électrique de surveillance, caractérisé en ce que ledit circuit de surveillance comporte un dispositif de mesure (M) d'impédance capacitive. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites plaques (PI, P2) sont recouvertes d'un film isolant diélectrique (D1, D2).. 3. Appareil selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le générateur haute fréquence (G) et le dispositif de mesure (M) sont reliés aux plaques (PI, P2) par l'intermédiaire d'un mélangeur#(T). 4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que le mélangeur (T) est constitué par un transformateur. 5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif de mesure comporte un générateur haute fréquence (Gm) de mesure, un transformateur (Tm) dont le primaire est raccordé en série avec le primaire du transformateur (T), le secondaire du transformateur (Tm) étant raccordé à un dispositif redresseur (don, Rm, Cm), la sortie du redresseur étant raccordée 4 l'entrée (Vm) d'un comparateur (Km), une deuxième entrée de ce comparateur étant r accordée à une source de tension (Ur) de référence et la sortie (Vs) de ce comparateur étant raccordée à un dispositif d'alarme (AI). 6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que le dispositif (AI) est couplé au générateur (G) de traitement du patient. 7. Appareil selon l'une quelconque des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que la fréquence (f2) du générateur de mesure (Gm'), est différente de celle dudit premier générateur (G'), en ce qu'un dispositif de filtrage (Fm) est intercalé entre le secondaire du transformateur (Tm) et l'entrée du dispositif de redressement (Vm, Rm, Cm)O 8. Procédé d'électrochirurgie mettant en oeuvre au moins un générateur de courant haute fréquence et une électrode active pour le traitement d'un patient, caractérisé en ce qu'il comporte les opérations consistant à: disposer contre le corps du patient une électrode de retour du courant haute fréquence sous forme d'au moins deux plaques, en matériau conducteur, recouvertes d'un film isolant diélectrique ; raccorder chacune des plaques d'une part audit générateur de courant haute fréquence, d'autre part à un circuit de mesure ; faire circuler dans ce circuit un courant haute fréquence. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'on choisit pour circuit de mesure un circuit de mesure d 'impédance capacitive 10. Procédé selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce qu'on raccorde lesdites plaques audit générateur et audit circuit de mesure par l'intermédiaire d'un mélangeur. 11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'on choisit pour mélangeur un transformateur0.