Brevet FR2675371A1 — publié le 19921023

Dispositif de traitement thermique de tissus par groupe de séquence d'impulsions La présente invention concerne essentiellement un dispositif de traitement thermique de tissus comprenant l'emploi de deux groupes de séquence d'impulsions. Il est connu par les documents FOX US-A-4 784 132 ; 4 800 876 et 4 848 336 un procédé et un dispositif pour le traitement thermique de tissus comprenant un laser pourvu de moyens permettant d'émettre un rayonnement laser par impulsions selon un nombre suffisant pour délivrer une énergie totale résultant en ledit traitement thermique des tissus. Le rayonnement laser peut être amené dans un lumen du corps par voie semi-invasive par l'emploi d'un cathéter ou d'un endoscope contenant au moins une fibre optique de transmission du rayonnement laser depuis la source jusqu'aux tissus à traiter par voie thermique. L'application essentiellement décrite dans ces documents consiste en la destruction de plaques d'artériosclérose. L'énergie utilisée par impulsion est de L'ordre de 150 à 500 mJ (colonne 5, Ligne 27 de US-A-4 848 336). D'autre part, il est connu par l'article de McCORD et al. dans Symposium Lasers in Medicine und Biology du 22-25 juin 1977, pages 9-1 à 9-10, en particulier en page 9-5 le traitement thermique par coagulation de tissus par rayonnement Laser, en particulier à L'aide d'un laser à L'argon, au C02 ou Nd:YAG, par impulsions de 1 s avec un temps de repos de 1,3 s entre impulsions. McCORD démontre que le temps de pose n'est pas suffisant pour permettre un refroidissement évitant la température de vaporisation. Ainsi, McCORD conclut à la page 9-8.4 qu'il est possible d'utiliser des trains d'irradiation pulsés avec le laser néodynium yag Nd:YAG pour éviter une vaporisation de surface seulement lorsqu'un temps suffisant de pose est observé entre les impulsions successives, ce qui présente l'inconvénient majeur de conduire à un temps de traitement trop long, non acceptable en pratique. La présente invention a donc pour but de résoudre le nouveau problème technique consistant en La fourniture d'une solution permettant de réaliser un traitement thermique de tissus par rayonnement laser par impulsions, ne nécessitant que d'un minimum de temps de traitement par point. La présente invention doit également résoudre ce nouveau problème technique à L'aide d'une solution qui soit versatile et permette de réaliser soit une coagulation du tissu, soit une vaporisation à la volonté du praticien. La présente invention doit également résoudre ce nouveau problème technique à L'aide d'une solution qui permette de maintenir la température du tissu soit dans le domaine de coagulation, soit dans le domaine de volatilisation. La présente invention a encore pour but de résoudre le nouveau problème technique énoncé ci-dessus par la fourniture d'une solution qui permet d'utiliser des impulsions de durée variable, notamment en permettant de les regrouper en groupe de séquence d'impulsions. La présente invention a encore pour but de résoudre le nouveau problème technique énoncé ci-dessus en fournissant une solution qui permette de fournir au praticien un moyen aisé, efficace et fiable de réaliser un traitement thermique de tissus grâce à une programmation préalable de séquence d'impulsions en fonction de l'effet clinique recherché, à savoir principalement coagulation ou volatilisation des tissus, et en fonction de la nature des tissus à traiter, par exemple tumeur de l'estomac ou du foie, tumeur du colon, ou neurochirurgie. Tous ces problèmes techniques sont résolus pour la première fois par la présente invention d'une manière satisfaisante, souple d'utilisation permettant de faciliter au praticien la réalisation des traitements thermiques de tissus, et en particulier dans un langage adapté au praticien. Ainsi, selon un premier aspect, la présente invention fournit un dispositif de traitement thermique de tissus comprenant un laser pourvu de moyens permettant d'émettre un rayonnement laser par impulsions, selon un nombre suffisant d'impulsions pour délivrer une énergie totale résultant en ledit traitement thermique des tissus, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de réglage du nombre et de La durée des impulsions, lesdits moyens permettant d'émettre au moins deux groupes de séquence d'impulsions, un premier groupe de séquence d'impulsions délivrant environ 70 à 80 % de L'énergie totale et un deuxième groupe de séquence d'impulsions délivrant de 30 à 20 % de L'énergie totale. En particulier, cette énergie totale est avantageusement comprise entre environ 20 et environ 200 J. Selon une variante de réalisation avantageuse, L'énergie par impulsions du premier groupe est comprise entre environ 10 et 100 J. Selon une autre variante de réalisation avantageuse, L'énergie par impulsions du deuxième groupe est comprise entre environ 2 et 40 J. Ainsi, L'énergie par impulsions du deuxième groupe est inférieure à L'énergie par impulsions du premier groupe. Selon une autre variante de réalisation avantageuse, L'énergie totale délivrée par le premier groupe de séquence d'impulsions est suffisante pour chauffer le tissu traité dans le domaine de température de coagulation, L'énergie de chaque impulsion du deuxième groupe assure un maintien de la température des tissus dans le domaine de température de coagulation. Habituelle- ment, L'énergie totale délivrée pour atteindre le domaine de température de coagulation est habituellement comprise entre 20 et 120 J. Ce domaine de température de coagulation des tissus est typiquement compris entre 50 et 700C. Selon une autre variante de réalisation avantageuse, L'énergie totale délivrée par Le premier groupe de séquence d'impulsions permet de chauffer le tissu traité dans le domaine de température de volatilisation des tissus et L'énergie de chaque impulsion du deuxième groupe réalise le maintien de la température des tissus dans le domaine de température de volatilisation. Habituellement, L'énergie minimale nécessaire pour atteindre le domaine de température de volatilisation est comprise entre environ 30 et 200 J enfonction de la nature des tissus. Le domaine de température de volatilisation des tissus est typiquement compris entre 100 et 1200C. Selon un mode de réalisation avantageux de L'invention, celui-ci comprend des moyens de commande automatique de l'exécution des diverses séquences d'impulsions, qui sont programmées à L'avance. Selon un mode de réalisation préféré, ces moyens de commande automatique comprennent une mémoire contenant un certain nombres de séquences prédéfinies en fonction de la nature des tissus à traiter et des effets cliniques désirés. Ainsi, le dispositif selon L'invention contient de préférence en mémoire au moins deux programmes de traitement par type de tissus à traiter permettant de réaliser pour chaque tissu soit une coagulation, soit une volatilisation. Selon une caractéristique particulière, le premier groupe de séquence d'impulsions précité comprend une ou plusieurs impulsions de durée inférieure ou égale à 200 ms, de préférence environ 100 Selon une autre réalisation particulière, la puissance par impulsions du premier groupe est supérieure à 100 W, et encore de préférence est comprise entre 100 W et 1 000 W et encore mieux entre 100 et 500 W. Selon encore une autre variante de réalisation particulièvre, La durée de chaque impulsion du deuxième groupe est inférieure à la durée de n'importe quelle impulsion du premier groupe. En particulier, la durée d'impulsions d'une ou plusieurs d'impulsions du deuxième groupe est comprise entre 5 et 50 ms. Avantageusement, la durée entre impulsions du deuxième groupe d'impulsions est comprise entre 2 et 20 fois la durée de l'impulsion précédente. Selon un autre mode de réalisation particulièrement avantageux de L'invention, après les deux groupes de séquence d'impulsions précités, on prévoit une phase de repos qui de préférence présente une durée minimale d'environ 300 ms. Selon un autre mode avantageux de L'invention, le rayonnement laser est mis en oeuvre pour réaliser un traitement thermique par points impliquant La réaLisation pour chaque point des deux groupes de séquence précités, tandis que La phase de repos permet au praticien de déplacer le rayonnement laser d'un point de traitement donné au point de traitement suivant. Selon un mode de réalisation préféré, le rayonnement laser est transmis par au moins une fibre optique ce qui permet de faciliter le déplacement du rayonnement laser par le praticien. Selon un mode de réalisation préféré de L'invention, la durée totale du traitement des premier et deuxième groupes d'impulsions précités est inférieure à environ 1,5 s. Selon encore un autre mode de réalisation particuLière- ment préféré de L'invention, la durée totale du traitement par point des tissus précités est compatible avec le rythme respiratoire du patient traité. Le temps de repos est compris typiquement entre environ 200 ms et environ 1 s et de préférence entre 400 ms et 600 ms. Selon encore un autre mode de réalisation avantageux de L'invention, le dispositif comprend des moyens d'émission d'une information sonore ou lumineuse pendant toute la durée d'émission des impulsions des premier et deuxième groupes précités, ces moyens d'émission d'information sonore ou lumineuse étant inactifs pendant la phase de repos, ce qui constitue un moyen aisé pour le praticien pour synchroniser le déplacement du rayonnement laser d'un point de traitement à un autre. Selon un mode de réalisation encore avantageux de L'invention, ce dispositif comprend des moyens de détection du rythme respiratoire du patient traité et de synchronisation des groupes de séquence d'impulsions précités en fonction de ce rythme respiratoire, de manière à ne délivrer les deux groupes précités de séquence d'impulsions exclusivement que pendant la phase de repos du rythme respiratoire. Selon encore une autre variante de réalisation avantageuse de L'invention, ce dispositif comprend des moyens permettant de réaliser un temps de montée en puissance du rayonnement laser d'environ 100 W/ms. Selon encore une variante de réalisation avantageuse, le laser est un laser émettant un rayonnement de type continu surexcité par augmentation temporaire du courant dans la lampe d'excitation du cristal. Avantageusement, le Laser émet un rayonnement à environ 1 060 nm ou 1 320 nm, en particulier grâce à l'emploi d'un cristal néodynium yag Nd-YAG ou erbium yag Er-YAG ou Holmium-YAG. Selon encore une autre variante de réalisation avantageuse de L'invention, le dispositif comprend des moyens permettant de mesurer la température des tissus après chaque groupe de séquence d'impulsions et de modifier Le ou les groupes de séquence d'impulsions ultérieurs en fonction de la détection de température ainsi observée. Les moyens de détection de température sont bien connus à L'homme de l'art. On peut citer comme moyens de détection de température préférés, par un moyen de détection de température sur le tissu sans contact, soit par détection infrarouge, soit par mesure de réflexion, soit par mesure colorimétrique. Ceci peut être réalisé soit par l'emploi de capteurs optiques tels que des fibres optiques, soit par des caméras détectant la température de chauffe des tissus. D'autres dispositifs comprennent des pyromètres. On comprend ainsi que la présente invention permet de résoudre les nouveaux problèmes techniques énoncés précédemment et fournissent ainsi au praticien un moyen aisé, rapide, versatile et fiable de traitement thermique de tissus, et ceci d'une façon extrêmement précise puisqu'un tel traitement peut être réalisé par points dont la dimension peut être éventuellement réglée à volonté, grâce par exemple à l'emploi de fibres optiques de diamètre variable. Une valeur typique de la dimension du point traité est d'environ 4 mm. La présente invention sera également aisément comprise en relation aux figures annexées donnant un mode de réalisation actuellement préféré d'un dispositif de traitement thermique de tissus selon la présente invention donné simplement à titre d'illustration et qui ne saurait donc en aucune façon limiter la portée de L'invention. - la figure 1 représente schématiquement un dispositif de traitement thermique des tissus selon la présente invention ; - la figure 2 représente les deux groupes de séquence d'impulsions utilisés par point de traitement pour réaliser ici un traitement de coagulation des tissus ; - la figure 3 représente la courbe de température obtenue en fonction du temps, suite à L'envoi des deux groupes de séquence d'impulsions de la figure 2, montrant la plage de température de o coagulation comprise entre environ 50 et 70 C ; - La figure 4 représente un deuxième groupe de deux séquences d'impulsions prédéfinies en vu de réaliser la volatilisation de tissus, et ceci par point de traitement ;; - la figure 5 représente la courbe de température obtenue en fonction du temps pour le groupe de séquence d'impulsions objet de la figure 4, montrant le domaine de volatilisation des tissus o compris entre environ 100 et environ 120 C. A la figure 1, on a représenté par le numéro de référence général 10 l'ensemble du dispositif de traitement thermique des tissus selon la présente invention, comprenant une tête laser 20 contenant un cristal 22 approprié, bien connu à L'homme de l'art. Par exemple, ce cristal 22 peut être du type Nd-YAG ou Er-YAG ou holmium-YAG. Ce cristal peut être excité par une lampe d'excitation 24 déclenchée par un dispositif de déclenchement 26 lui-même alimenté par un dispositif d'alimentation laser 28 bien connu de L'homme de l'art qui est déclenché par une centrale de commande 30 pouvant comprendre par exemple un microprocesseur ou un microordinateur grâce à des interfaces appropriées telles que 32 par exemple sous forme de bus, et/ou 34, en particulier pour permettre au praticien de démarrer une opération, par exemple par une commande à pédale 36 ou un autre moyen équivalent. La centrale de commande 30 commande naturellement l'ensemble des opérations, que ce soit le déclenchement ou l'arrêt. Cette centrale de commande 30 comprend avantageusement au moins une mémoire 40 qui peut être de type actif ou passif et qui comprend un ou plusieurs programmes contenant un certain nombre de groupes de séquence d'impulsions prédéfinies, en fonction des divers paramètres de traitement, qui incluent d'une part la nature du tissu à traiter et d'autre part l'effet clinique désiré, à savoir principalement une coagulation ou une volatilisation des tissus. Par exemple, ces paramètres peuvent être introduits par l'intermédiaire d'un clavier 50 de dialogue avec L'organe central de commande 30 qui est avantageusement combiné avec des moyens d'affichage 52 bien connus à L'homme de l'art. Naturellement, la tête laser 20, de manière bien connue à L'homme de l'art, délivre un rayonnement laser L par l'inter- médiaire par exemple d'une optique adaptée 60 qui assure L'injection de L'énergie laser, ici de préférence dans une fibre optique 62 de transmission de L'énergie laser au point du tissu à traiter, ce qui peut être réalisé de manière extracorporelle ou bien par voie semi-invasive, par exemple endoscopique. Il peut être également prévu des moyens 70 de détection de température comprenant par exemple au moyen de fibres optiques 72 combinées à un capteur 74 et transmettant à une interface 76 tes éléments d'information correspondant à L'organe central de commande 30. Ces informations peuvent alors être traitées par L'organe central 30 à partir des programmes contenus dans sa mémoire 40. On comprend également que l'alimentation laser 28 est prévue de manière à comprendre des moyens permettant de réaliser un temps de réponse de l'impulsion Laser de 100 W à 200 W/ms. Ainsi, avec ce dispositif de traitement thermique de tissus selon la présente invention, on peut réaliser par exemple les traitements thermiques suivants en référence aux figures 2 à 5 annexées I - Traitement de coagulation de tissus de l'estomac Pour ce faire, on réalise une première séquence d'impulsions référencée à la figure 2, comprenant en pratique deux impulsions référencées respectivement 1-1 et I-2, de durée d'impulsions différente, la première impulsion 1-1 présente une durée d'impulsions de 100 ms, une puissance de 500 W et délivre une énergie de 50 J.Cette première impulsion 1-1 est suivie d'un temps de repos de 300 ms, puis d'une deuxième impulsion I-2 d'une durée de 30 ms à la même puissance de 500 W délivrant une énergie complémentaire de 15 J, suivi d'un temps de repos de 200 ms à la suite duquel on procède à un deuxième groupe de séquence d'impulsions référencé Il, comprenant quatre impulsions individuelles référencées respectivement II-2, II-3, II-4 et II-5, la première impul sion du deuxième groupe II-2 étant d'une durée de 20 ms et les trois impulsions suivantes étant de même durée de 10 ms. Ces quatre impulsions sont séparées d'un temps de repos de 200 ms.Enfin, après le deuxième groupe d'impulsions de type Il, on a une phase de repos référencée PR de 560 ms avant de recommencer L'opération pour un autre point des tissus à coaguler. On a tracé à la figure 3 la courbe de température des tissus obtenue au cours du traitement en fonction du temps exprimé en milliseconde et où l'on a repéré les pics de température atteints avec chaque impulsion représentée à la figure 2. On observera que les impulsions 1-1 et I-2 du premier groupe permettent d'atteindre le domaine de température de coagulation des tissus, tandis que les impulsions du second groupe de type Il permettent de maintenir la température des tissus dans le o domaine de température de coagulation, qui est ici d'au moins 50 C et jusqu'à 700C. De la même manière, à La figure 4, on a représenté un cycle de traitement de tissus de L'estomac permettant de réaliser une volatilisation des tissus comprenant également deux groupes référencés de manière générale I et Il, chaque impulsion à l'inté- rieur du groupe étant repérée respectivement 1,2 ou 1,2,3. On a également, de manière similaire à la figure 3, représenté à la figure 5 la courbe de température des tissus obtenue pour chaque impulsion. On observera que de la même manière, Les impulsions du premier groupe permettent d'amener les tissus à la température du domaine de température de volatilisation, qui est d'au moins 1000C, tandis que les impulsions du second groupe permettent de maintenir la température des tissus dans le domaine de température de volati Lisation des tissus, soit entre 1000C et 1200C environ. De cette manière, on raccourcit de manière radicale le cycle total de traitement de chaque point des tissus. La durée totale du cycle de traitement par points est ainsi avantageusement inférieure 1,5 s et, en y ajoutant la période de repos PR, d'être inférieure à 2,2 s, ce qui permet de réaliser le cycle des deux groupes d'impuLsions et le temps de repos dans un cycle respiratoire ce qui permet d'exécuter un traitement rapide d'une tumeur d'une superficie relativement grande, ce qui n'était pas possible avec les dispositifs de l'art antérieur. De la même manière, on peut réaliser le traitement thermique des tissus du colon. REVENDICATIONS 1. Dispositif de traitement thermique de tissus comprenant un laser pourvu de moyens permettant d'émettre un rayonnement laser par impulsions selon un nombre suffisant d'impulsions pour délivrer une énergie totale résultant en ledit traitement thermique des tissus, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de réglage du nombre et de la durée des impulsions, lesdits moyens permettant d'émettre au moins deux groupes de séquence d'impulsions, un premier groupe de séquence d'impulsions délivrant environ 70 à 80 % de L'énergie totale et un deuxième groupe de séquence d'impulsions délivrant de 30 à 20 % de L'énergie totale. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que L'énergie par impulsions du premier groupe est comprise entre environ 10 et 100 J. 3. Dispositif selon La revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que L'énergie par impulsions du deuxième groupe est comprise entre environ 2 et 40 J. 4. Dispositif selon L'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le premier groupe comprend une ou plusieurs impulsions de durée inférieure ou égale à 200 ms, de préférence environ 100 ms. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la puissance par impulsions du premier groupe est supérieure à 100 W, et encore de préférence est comprise entre 100 W et I 000 W et encore mieux entre 100 et 500 W. 6. Dispositif selon L'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la durée de chaque impulsion du deuxième groupe est inférieure à la durée de n'importe quelle impulsion du premier groupe. 7. Dispositif selon L'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la durée d'impulsion d'une ou plusieurs impulsions du deuxième groupe est comprise entre 5 et 50 ms. 8. Dispositif selon L'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la durée entre impulsions du deuxième groupe est comprise entre 2 et 20 fois la durée de l'impulsion précédente. 9. Dispositif selon L'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que, après les deux groupes de séquence d'impulsions précités, on prévoit une phase de repos qui de préférence présente une durée minimale d'environ 300 ms. 10. Dispositif selon L'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les deux groupes de séquence précités d'impuLsions sont mis en oeuvre par point de traitement, et une phase de repos est prévue pour permettre le déplacement du rayonnement laser d'un point à un autre. 11. Dispositif selon La revendication 10, caractérisé en ce que le rayonnement laser est transmis par au moins une fibre optique, ce qui facilite au praticien le déplacement du rayonnement laser d'un point de traitement donné au point de traitement suivant. 12. Dispositif selon L'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le laser est un laser émettant un rayonnement de type continu surexcité par augmentation temporaire du courant dans la lampe d'excitation du cristal. 13. Dispositif selon L'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que la durée totale du traitement des premier et deuxième groupes précités est inférieure à environ 1,5 s. 14. Dispositif selon L'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'émission d'une information sonore ou lumineuse pendant toute la durée d'émission des impulsions des premier et deuxième groupes précités et aucune information sonore ou lumineuse pendant la phase de repos. 15. Dispositif selon L'une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que L'énergie totale délivrée par le premier groupe de séquence d'impulsions est suffisant pour chauffer le tissu traité dans le domaine de température de coagulation et L'énergie de chaque impulsion du deuxième groupe assure le maintien de la température des tissus dans le domaine de température de coagulation. 16. Dispositif selon L'une des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que L'énergie totale délivrée par le premier groupe de séquence d'impulsions est suffisante pour chauffer le tissu traité dans le domaine de température de volatilisation des tissus et L'énergie de chaque impulsion du deuxième groupe maintient la température des tissus dans le domaine de température de volatilisation. 17. Dispositif selon L'une des revendications 1 à 16, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de commande automatique de l'exécution des diverses séquences qui sont programmées à l'avance. 18. Dispositif selon la revendication 17, caractérisé ce qu'il comprend une mémoire contenant un certain nombre de séquences prédéfinies, le dispositif comprend également de préférence des moyens permettant de réaliser un temps de montée de 100 W/s. 19. Dispositif selon L'une des revendications 1 à 18, caractérisé en ce que le laser émet un rayonnement à environ 1 060 nm ou 1 320 nm, en particulier grâce à l'emploi d'un cristal néodynium Nd-YAG ou Er-YAG ou holmium-YAG. 20. Dispositif selon L'une des revendications 1 à 19, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de détection du rythme respiratoire du patient traité et de synchronisation des groupes de séquence d'impulsions précitées en fonction de ce rythme respiratoire.