Brevet FR2582506A1 — publié le 19861205

Dispositif ultrasonique pour des opérations chirurgicales La présente invention concerne un dispositif ultra- sonique pour des opérations chirurgicales qui permet la désagrégation de la partie de chair et des tissus dans la zone d'intervention et l'évacuation de la partie de chair et des tissus désagrégés à partir du champ opératoire. D'une manière courante, on connaît le scalpel chirurgical à laser et le scalpel chirurgical électrique qui permettent l'incision de même que l'étanchement. Ces scalpels chirurgicaux permettent de détruire non seulement les tissus mous tels que les muscles, les graisses ou analogues, mais également les vaisseaux sanguins et les nerfs. Pour procéder à une intervention à l'aide de l'un ou l'autre de ces scalpels sur les tissus hépatiques ou cérébraux dans lesquels les vaisseaux sanguins et les nerfs sont concentrés, il faut au chirurgien une technique spécialisée. Toutefois, même pour un chirurgien habile qui procède à une opération du foie ou autre à l'aide d'un tel scalpel chirurgical, il s'agit d'un travail difficile et prenant beaucoup de temps, du fait que les vaisseaux sanguins et les nerfs sont entremêlés d'une manière compliquée dans la zone d'intervention. - Pour pallier cet inconvénient, on a proposé un dispositif opératoire ultrasonique tel que représenté sur les Figures 5a, 5b et 5c. Sur ces figures, le repère numérique 50 désigne un vibrateur de type Langevin, assemblé à l'aide de boulons (non représentés). Le vibrateur 50 de type Langevin comprend une colonne arrière 50a, une colonne avant 50b, une paire d'éléments isolants de type à disque 50e, 50f entre les deux colonnes 50a, 50b et une paire d'éléments piézoélectriques de type à disque 50c, 50d entre les deux éléments isolants de type à disque 50e, 50f. Ces éléments 50a à 50f sont conjointement fixés par des boulons encastrés (non représentés). Un circuit équivalent du vibrateur de type Langevin est représenté sur la Figure 6 o les repères numériques 26 et 27 représentent des éléments piézo- électriques, tandis que les repères numériques 28 et 29 représentent des capacités ayant des propriétés isolantes. Le repère numérique 51 désigne une trompe ou corne, mécaniquement fixée au vibrateur de type Langevin 50. Le repère numérique 52 est un élément de contact pour le traitement médical, qui est fixé à la trompe 51. L'élément de contact vient directement en contact avec la zone d'intervention. Le repère numérique 53 désigne un tube d'aspiration prévu pour aspirer et évacuer toute matière désagrégée. Le repère numérique 54 désigne un tube d'irrigation prévu pour assurer l'irrigation dans une extrémité de la trompe 51. Le vibrateur de type Langevin 50, la trompe 51 et l'outil de traitement médical 52 forment respectivement un élément vibrant ultrasonique. Lorsqu'on applique des signaux électriques à la fréquence de résonance de l'élément vibrant ultrasonique, aux bornes T1, T2 par un circuit de commande (non représenté), le vibrateur de type Langevin 50 est mis en vibration par des ultrasons, la vitesse vibratoire de la colonne avant 50b s'élevant par suite à 100 kines (100 cm/seconde). La vibration est transmise à la trompe 51 et son amplitude est augmentée. Consécutivement la vibration est transmise à l'élément de contact 52, ce qui a pour effet de faire vibrer une extrémité de l'élément de contact 52 à l'amplitude d'environ 200 pmp-p (fréquence de 28 KHz). Lorsqu'on applique cet élément de contact vibrant 52 sur la zone d'intervention chez un patient, les tissus de la zone d'intervention sont incisés et désagrégés. Pour rendre aisée la transmission de la vibration ultrasonique à la zone d'intervention pendant l'incision, on alimente uneextrémité de la trompe 51 en liquide d'irrigation au moyen du tube d'irrigation 54. En méme temps, la partie de chair et les tissus qui ont été désagrégés par le dispositif opératoire ultrasonique sont aspirés par le tube d'aspiration 53 formé à l'intérieur de la trompe 51, et finalement évacués vers l'extérieur. Conformément à un dispositif opératoire ultrasonique classique, le tube d'aspiration 53 s'infléchit à l'intérieur de la trompe et se prolonge à l'extérieur de celle-ci. L'inconvénient qui en résulte est que cette construction est compliquée et que la fabrication de la trompe devient coûteuse. En outre, on ne peut pas régler la quantité de matière aspirée par l'intermédiaire du tube d'aspiration, au moyen d'une opération manuelle, de sorte que la chair et les tissus désagrégés sont susceptibles d'obturer le tube d'aspiration. Une fois qu'ils ont bouché le tube d'aspiration, un inconvénient apparaît du fait qu'il devient difficile de retirer le bouchcn de matière. Par ailleurs, comme représenté sur la Figure 7, la partie avant de la trompe 51 est si courte que l'angle entre e, d et f devient grand. En conséquence, le champ de visibilité du chirurgien devient plus étroit. C'est-à-dire qu'il n'est pas en mesure d'observer exactement l'aire entière du champ opératoire. Conformément à l'invention, on propose un dispositif ultrasonique d'intervention chirurgicale qui permet d'empêcher que le conduit d'aspiration ne soit obturé par la chair et les tissus désagrégés, qui assure le refroidissement efficace de l'extrémité de la trompe et qui élargit l'étendue de vision du champ opératoire. On propose en outre selon l'invention un dispositif ultrasonique d'intervention chirurgicale, dans lequel un conduit d'aspiration est formé longitudinalement dans la direction axiale du corps principal du dispositif opératoire ultrasonique permettant ainsi à toute matière constituée par la chair et les tissus désagrégés d'être aspirée à travers le conduit d'aspiration, et de régler manuellement la force d'aspiration. L'invention procure en outre un dispositif ultra- sonique d'intervention chirurgicale, dans lequel un organe de refroidissement de la trompe relié à un tube d'irrigation est adapté sur la trompe, permettant ainsi à une certaine quantité du liquide d'irrigation d'être envoyée sur la surface de la trompe en empêchant la surchauffe de celle-ci. L'invention sera décrite ci-après avec plus de détail à l'aide d'exemples donnés à titre indicatif, mais nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: La Figure 1 est une vue en coupe d'un mode de réalisation du dispositif opératoire ultrasonique de l'invention; La Figure 2a est un schéma de montage d'un circuit comprenant un groupe de filtres incorporés dans l'organe vibrant du dispositif opératoire ultrasonique de la Figure 1; La Figure 2b est un schéma de montage d'un circuit à fréquence de résonance correspondant au schéma de montage du circuit de la Figure 2a; La Figure 3 est une vue d'un mode de réalisation d'une trompe de l'invention; La Figure 4 est un graphique de distribution des efforts illustrant une comparaison entre une trompe classique et une trompe de l'invention; La Figure 5a est une vue de la partie d'extrémité d'un dispositif opératoire ultrasonique classique; La Figure 5b est une vue du tube d'aspiration d'un appareil opératoire classique; La Figure 5c est une vue d'un mode de réalisation d'un appareil opératoire classique; La Figure 6 est un circuit équivalent pour l'appareil opératoire classique de la Figure 5c; et La Figure 7 est une vue d'une trompe classique. On décrit ci-après un mode de réalisation.préférée de l'invention, en référence aux Figures 1 à 4. Dans la Figure 1, le symbole H désigne une trompe de forme allongée à l'intérieur de laquelle est aménagé un passage P1, tandis que le repère numérique 1 désigne un organe de refroidissement de la trompe qui est monté sur la surface de la trompe allongée H. L'organe de refroidissement 1 de la trompe comprend un premier canal 2 prévu pour y insérer un tube d'irrigation IP, un second canal 3 communiquant avec le premier canal 2 et un interstice annulaire 4 qui est formé entre la surface de la trompe H et la partie basse de l'organe de refroidissement 1 de la trompe. Lorsqu'on envoie le liquide d'irrigation dans le tube d'irrigation IP par l'intermédiaire d'un tube d'irrigation IT, le liquide d'irrigation parvient et est retenu sur la surface de la trompe H, si bien que la trompe H se trouve refroidie. Dans ce mode de mise en oeuvre, le liquide d'irrigation peut être une solution physiologique de chlorure de sodium. Le repère numérique 5 désigne un organe vibrant de type Langevin qui comprend un élément avant en forme de colonne 5b, un élément arrière en forme de colonne 5a, une paire d'éléments isolants 5e, 5f entre les deux éléments en forme de colonne 5a, 5b et une paire d'éléments piézo- électriques 5c, 5d entre les deux éléments isolants 5e, 5f. L'organe vibrant 5 de type Langevin est axialement pourvu d'un passage P2, dans lequel est formé un tube d'aspiration pour l'aspiration de toute matière formée par la chair et les tissus désagrégés. L'organe vibrant 5 de type Langevin est rigidement fixé à la trompe H à l'aide d'un boulon tubulaire B1 qui est respectivement encastré dans les deux extrémités de l'organe vibrant 5 et de la trompe H. Les composants 5c, 5d, 5e, 5f entre les éléments avant et arrière en forme de colonne 5a et 5b sont tous fixés mutuellement au moyen d'un second boulon tubulaire B2. Ainsi, le passage P1 de la trompe H communique avec le passage P2 de l'organe vibrant 5 de type Langevin. Par ailleurs, un tube d'aspiration SP est inséré partiellement dans le conduit P2 de l'organe vibrant 5 de type Langevin. Avec un tel agencement, la chair et les tissus désagrégés peuvent être aspirés à travers le tube d'aspiration SP par actionnement d'une pompe d'aspiration (non représentée) et éliminés uniformément vers l'extérieur. La pompe d'aspiration est associée au tube d'aspiration SP. Le repère numérique 6 désigne un organe qui est prévu pour régler minutieusement la force d'aspiration et qui est monté sur la surface de l'organe vibrant 5 de type Langevin. L'organe 6 destiné au réglage minutieux de la force d'aspiration comprend un bottier 6a et un canal 6c formé à l'intérieur de celui-ci, ainsi qu'un tuyau de dérivation 6b raccordé au canal 6c. Lorsqu'on ferme à l'aide du doigt un orifice du canal 6c, la force d'aspiration de la trompe H devient plus importante, tandis que lorsqu'on laisse ledit orifice ouvert, la force d'aspiration de la trompe devient plus faible. Par suite, le chirurgien peut régler minutieusement la force d'aspiration en appliquant le doigt sur l'orifice du canal 6c. Par exemple, lorsque le chirurgien désire éliminer rapidement la chair et les tissus désagrégés, il peut obturer l'orifice du canal 6cavec le doigt. Ainsi, il ne se produit jamais d'obturation des passages P1, P2 par la matière désagrégée. Le dispositif opératoire ultrasonique est pourvu d'un circuit empêchant les courants de fuite afin d'empêcher la production d'un courant de fuite à l'extrémité de la trompe. La Figure 2a et la Figure 2b représentent des circuits d'empêchement des courants de fuite qui sont incorporés à l'organe vibrant 5, comme représenté sur la Figure 1. Sur la Figure 2a, on représenté un groupe 40 de filtres connectés entre les bornes T1 et T2. Le repère numérique 33 désigne une capacité (C0) équivalente aux capacités 28, 29, comportant une plaque isolante. Les repères numériques 34 et 37 désignent des inductances (L1, L2),les repères numériques 35 et 38 désignent des capacités (C1, C2) et les repères numériques 36 et 39 désignent des résistances (R1, R2). Ces composants 34 à 39 sont appelés,dans leur ensemble, groupe 40 de filtres. Le circuit équivalent de la Figure 2a correspond au circuit de la Figure 2b, dans lequel le repère numérique 41 désigne une capacité (C'0), les repères numériques 42 et désignent des résistances (R'1, R'2), les repères numériques 43 et 46 désignent des capacités (C'1, C'2) et les repères numériques 43 et 47 désignent des inductances (L' 1, L'2). Ces composants 42 à 47 sont appelés, dans leur ensemble, groupe 48 de filtres. Le circuit à résonance en courant continu du groupe de filtres correspond aux circuits à résonance respectifs du groupe de filtres 48. Dans le cas o la fréquence de résonance du dispositif opératoire ultrasonique est fU et la fréquence principale du courant perturbateur est fE (fE fU), on obtient les équations suivantes: _=C............ (1) Co 0 o 1 r = C O/C1 L1 = (1 + r1) 2L'1 C1 = C'1/r (1 + r1)........... (2) R1 = (1 + r1) L1/C'i1R'1 fU = 1/2 r iL'ic' r2 C0/C L2 (1 + r2) 2 L2 C2 C'2/r2 (1 + r2)............ (3) R2 = (1 + r2) 2 L'2/C'2R'2 fE = 1/2 u /L'2C'2 2 2 Dans le cas o l'amplitude de variation de fréquence du dispositif opératoire ultrasonique et celle du courant perturbateur sont respectivement AfU et AfE et la fréquence du groupe de filtres est 3 dB, AfU = R1/2 Â L1 (1 + 1)2 Ji 2 AfE = R2/2 T L2 (1 + r2 Lorsque R'1 = R' = (ouvert), l'impédance aux i 2 bornes T1 et T2 est infinie aux fréquences fU et fE, si bien qu'il est théoriquement possible de rendre nullela valeurdu courant perturbateur et d'empêcher la production dudit courant. Le groupe de filtres peut bien entendu être incorporé à un dispositif ayant en même temps une fonction ultrasonique et une fonction de scalpel chirurgical électrique. Comme représenté sur la Figure 3, la trompe H présente une partie en forme de colonne h1 et une partie sensiblement conique h2 associée à la précédente de façon à former une seule pièce avec celle-ci. La section droite S(x) verticale relativement à la direction axiale de la partie sensiblement conique h2 de la trompe peut satisfaire l'équation suivante: S(x) = S1 e x (0 1 2 dans laquelle = 1 ln S H2 S2 H2 est la hauteur de la partie sensiblement conique h2 qui est supérieure à la hauteur H1 de la partie en forme de colonne h1, S1: le bord le plus grand de la partie sensiblement conique h2 qui est une section droite verticale relativement à la direction axiale, S2: le bord plus petit de la partie sensiblement conique h2 qui est une section droite verticale relativement à la direction axiale. Comme représenté sur la Figure 3, la hauteur de la partie sensiblement conique h2 est nettement plus grande que celle de la partie en forme de colonne h1, si bien que l'on peut rendre petit l'angle à une extrémité de la trompe H. En conséquence, l'intervalle de vision du chirurgien est élargi et il peut observer exactement le champ opératoire. En outre, comme représenté sur la Figure 4, les efforts maximaux supportés par la trompe de l'invention sont plus faibles que ceux observés dans le cas d'une trompe classique, si bien que la durabilité de la trompe de l'invention est largement améliorée. Conformément à ce mode de réalisation, on réalise la trompe en alliage au titane, mais un autre métal peut être utilisé, à condition qu'une certaine résistance soit assurée. Comme décrit ci-dessus, conformément à un aspect du dispositif opératoire ultrasonique de l'invention, un passage d'aspiration est percé longitudinalement dans la direction axiale du corps principal du dispositif opératoire ultrasonique, permettant ainsi à toute matière formée par la chair et les tissus désagrégés d'être aspirée à travers le tube d'aspiration et évacuée vers l'extérieur. Conformément à un autre aspect de l'invention, le chirurgien peut éventuellement régler la force d'aspiration en manoeuvrant le doigt. Conformément à un autre aspect de l'invention, comme la trompe peut être refroidie par l'alimentation du liquide d'irrigation dans l'organe de refroidissement de la trompe, il est possible d'empêcher la surchauffe de l'extrémité de la trompe. Conformément à un autre aspect de l'invention, comme le circuit d'empêchement des courants de fuite est incorporé au corps principal du dispositif de l'invention, il est possible d'empêcher qu'un courant de fuite ne circule dans l'extrémité de la trompe. Bien que l'invention ait été décrite ci-dessus en rapport avec un mode de réalisation préférée, il est entendu que l'on peut toutefois mettre en oeuvre ladite invention suivant de nombreuses modifications et variantes sans toutefois s'écarter de son cadre et de son esprit. REVENDICATIONS 1. Dispositif ultrasonique pour interventions chirurgicales, caractérisé par le fait qu'il comprend: une trompe (H) comportant un premier passage (P1) d'aspiration dans la direction axiale; un organe (1) de refroidissement de la trompe adapté sur la surface de ladite trompe, ledit organe de refroidissement de la trompe étant pourvu d'un canal (2) communiquant avec un tuyau d'irrigation (IP); un organe vibrant (5)fixé à ladite trompe et comportant à l'intérieur de celui-ci un second passage (P2) d'aspiration dans la direction axiale et une paire d'éléments piézoélectriques (5c, 5d); ledit premier passage d'aspiration de ladite trompe communiquant avec ledit second passage d'aspiration dudit organe vibrant, permettant ainsi à toute matière désagrégée en provenance du champ opératoire d'être aspirée et évacuée vers l'extérieur à travers lesdits premier et second passages d'aspiration par actionnement d'une pompe d'aspiration; et un organe (6) pour le réglage minutieux de la force d'aspiration, ledit organe étant monté sur la surface dudit organe vibrant. 2. Dispositif ultrasonique pour les interventions chirurgicales selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite trompe comprend une partie en forme de colonne (hl)et une partie sensiblement conique (h2 mutuellement associées et d'une seule pièce, et que la section droite S (x) verticale relativement à la direction axiale de la partie sensiblement conique de la trompe peut satisfaire l'équation suivante: S(x) = S1 e yx (0 à la direction axiale. 3. Dispositif ultrasonique pour les interventions chirurgicales selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'un circuit d'empêchement des courants de fuite est incorporé audit organe vibrant.