Brevet FR2735009A1 — publié le 19961213

GENERATEUR DE COURANT ELECTRIQUE HAUTE FREQUENCE DE COUPE ET/OU COAGULATION POUR INSTRUXENTS BIPOLAIRES La présente invention se rapporte à l'instrumentation électrochirurgicale bipolaire et plus précisément à un générateur de courant électrique haute fréquence apte à effectuer, à l'aide d'instruments à double électrode, des coupes de tissus vivants et/ou la coagulation du sang ou hémostase. L'électrochirurgie et en particulier la laparoscopie et l'endoscopie, utilise couramment pour la coupe et/ou la coagulation de tissus humains ou animaux, l'application locale d'un courant électrique à haute fréquence. Deux techniques ont été à cet effet développées, dont l'une, dite monopolaire, consiste à envoyer le courant haute fréquence à un instrument à électrode unique, le retour de courant au générateur s'effectuant au travers du corps du patient, via une plaque conductrice disposée sous ce dernier. L'autre technique, dite bipolaire, utilise des instruments munis de deux électrodes dont l'une sert au retour vers le générateur du courant. La technique monopolaire met en oeuvre des puissances importantes pouvant atteindre 500 watts, permettant ainsi des coupes de tissus, ces opérations nécessitant notablement plus de puissance que la simple hémostase. Si cette technique est efficace, car elle permet au chirurgien à la fois de couper et coaguler, elle présente néanmoins des dangers pour le patient dont le corps est traversé par le courant de retour, entre l'instrument chirurgical et ladite plaque de retour. I1 existe malheureusement encore trop d'accidents ou séquelles, telles que brûlures plus ou moins importantes au niveau de la plaque de retour, voire des décès dans les cas extrêmes. La technique bipolaire est plus sécurisante car elle évite de tels accidents, le courant électrique ne traversant qu'une fraction infime du corps du patient dans l'intervalle séparant les deux électrodes de l'instrument de coupe et coagulation. Toutefois, les moyens techniques actuellement utilisés ne donnent pas pleinement satisfaction et en particulier il n'existe pas de dispositif permettant, simultanément ou non, une coupe de tissu et une hémostase à l'aide du même instrument chirurgical. Les dispositifs les plus perfectionnés sont à la fois monopolaires et bipolaires et réalisent la coupe en monopolaire avec un instrument à électrode unique et une plaque de retour et l'hémostase en bipolaire avec un instrument à deux électrodes. Si la coupe n'est pas convenablement maîtrisée en bipolaire, c'est sans doute à .cause, d'une part, des puissances nettement plus importantes, de l'ordre du décuple, que celles mises en jeu dans l'hémostase et, d'autre part, des variations très importantes des caractéristiques diélectriques que subit le milieu très confiné traversé par le courant entre les deux électrodes, ni les instruments bipolaires, ni les générateurs électriques haute fréquence, actuels, n'étant aptes à assurer à la fois l'efficacité et la fiabilité nécessaires et sans causer d'échauffement localisé trop important et a fortiori de carbonisation des tissus environnants. La présente invention a précisément pour but de proposer un nouveau type de générateur palliant les inconvénients des dispositifs connus et susceptible notamment de fournir en sortie, en toute circonstance, une puissance grosso modo constante. L'invention vise également à réaliser un générateur apte à alimenter un même instrument bipolaire de coupe et coagulation, d'une part, en impulsions appropriées à la coupe et, d'autre part, en impulsions appropriées à la coagulation, non seulement en alternance mais également éventuellement en simultané. A cet effet, l'invention a pour objet un générateur de courant électrique haute fréquence de coupe et/ou coagulation pour instruments bipolaires, caractérisé en ce qu'il comprend un transformateur haute fréquence dont le primaire est susceptible d'être alimenté par deux sources indépendantes de tension alternative haute fréquence réglables sélectivement et dont le secondaire est constitué d'un enroulement unique dont les bornes sont reliées par l'intermédiaire d'un filtre passe-bas à un câble bifilaire de raccordement à un instrument bipolaire de coupe et/ou coagulation, ledit filtre passe-bas étant constitué, d'une part, de deux enroulements inductifs reliés chacun à l'une des bornes du secondaire et d'un enroulement inductif en parallèle entre les deux enroulements susdits et, d'autre part, d'un circuit capacitif dit interne constitué d'un circuit magnétique torique bobiné d'un câble bifilaire à faible capacitance dont une extrémité est reliée aux bornes dudit enroulement inductif en parallèle et dont l'autre extrémité est reliée audit câble de raccordement, via un circuit d'isolement du type condensateur/résistance, les valeurs des éléments inductifs et capacitifs dudit filtre étant déterminées, en fonction de la capacité parasite dudit câble de raccordement, en sorte de délivrer aux électrodes de l'instrument une puissance haute fréquence demeurant dans une plage de valeurs relativement étroite lorsque la résistance de charge inter-électrodes dudit instrument varie dans une plage de plusieurs centaines d'ohms. Un tel générateur permet d'obtenir sur le secondaire unique du transformateur haute fréquence et donc d'envoyer au même instrument, des signaux de coupe seuls, des signaux de coagulation seuls, ou ces deux types de signaux simultanément, tout en fournissant par exemple en sortie une puissance qui, à l'intérieur d'une variation de ladite résistance inter-électrode de 100 à 2200 ohms, ne subit pas de chute supérieure à 50 W par rapport à une puissance maximale correspondant à une résistance inter-électrodes de l'ordre de 500 ohms. C'est précisément grâce à ce filtre, auto-compensateur en quelque sorte, que le générateur permet de fournir, en dépit des grandes variations de résistance rencontrées par les électrodes de l'instrument, aussi bien la puissance, relativement modeste et de l'ordre de 120 watts, nécessaire à la coagulation, que la puissance, sensiblement plus élevée et de l'ordre de 350 à 500 watts, nécessaire à la coupe, les deux puissances pouvant être fournies simultanément. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre d'un mode de réalisation du dispositif de l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement et en regard du dessin annexé sur lequel - Figure 1 est un schéma électrique d'un mode de réalisation d'un générateur selon l'invention, - Figure 2 illustre l'allure de la courbe de l'évolution de la puissance disponible en sortie de générateur en fonction des variations de la résistance de charge inter-électrodes de l'instrument chirurgical, et - Figure 3 représente une courbe analogue d'évolution de la puissance de sortie d'un générateur pour instrument bipolaire. Sur la figure 1, on a représenté schématiquement en 1 un transformateur haute fréquence dont le primaire est constitué de deux paires d'enroulements, respectivement P1 et P2, associés à deux sources de puissance indépendantes, respectivement S1 et S2, fournissant respectivement l'énergie nécessaire à la coupe et l'énergie nécessaire à la coagulation. Les deux sources S1, S2 comprennent chacune une source de tension continue 2 variable de 0 à 200 volts par exemple, connectée alternativement à l'un ou l'autre des deux enroulements primaires P1A, P1B ou P2A, P2B, via deux transistors de puissance ou analogues Q1A, Q1B ou Q2A, Q2B, commandés alternativement à la fréquence désirée, par exemple 500 KHz, par un circuit de commande approprié 4. Le signal de coupe que doit fournir le générateur doit de préférence avoir une forme d'onde approximativement sinusoidale, continue, alors que le signal de coagulation se présente sous la forme d'un train d'impulsions au nombre de 2 à 12, se répétant toutes les 100 microsecondes. On n'a pas représenté sur la figure 1 les moyens, bien connus, permettant au chirurgien d'agir sélectivement sur la source S1 ou la source S2 pour régler la puissance de sortie (en agissant sur la tension d'alimentation 2), la durée de la coupe et/ou de la coagulation (en agissant sur les circuits 4) et le nombre d'impulsions de chaque train du signal de coagulation (en agissant sur un potentiomètre approprié). Par ailleurs, le transformateur 1 comporte un enroulement secondaire unique S relié à deux bornes B1, B2 de sortie du générateur, via un filtre passe-bas F et un circuit d'isolement I. Les bornes B1, B2 sont susceptibles d'être connectées à un instrument chirurgical bipolaire de coupe et/ou coagulation symbolisé en 5, par l'intermédiaire d'un câble bifilaire de raccordement R, amovible et de longueur appropriée. Le filtre passe-bas F comprend deux enroulements inductifs 6, 7 reliés chacun à une extrémité du secondaire S et un enroulement inductif 8 monté en parallèle entre les extrémités libres des enroulements 6, 7. En outre, le filtre F comprend un circuit capacitif dit interne constitué d'un tore magnétique 9 sur lequel est bobiné, suivant un certain nombre de spires, un câble bifilaire symbolisé en 10, à faible capacitance, dont une extrémité est reliée aux bornes de l'enroulement parallèle 8 et dont l'autre extrémité est reliée aux deux bornes B1, B2, via le circuit d'isolement I. le circuit I est par exemple constitué de deux condensateurs 11 et 12 en série avec les deux conducteurs du câble 10 et d'une résistance de forte valeur 13 montée entre les bornes B1, B2. On a représenté en 14 la capacité parasite interne du câble de raccordement R. Le circuit secondaire ainsi constitué est symétrique, le cheminement du courant dans chacun des conducteurs issus du secondaire S vers les bornes B1, B2 étant identique. Ce circuit secondaire assure trois fonctions Il limite les courants de fuite haute fréquence vers la terre par le circuit inductif 9, 10. Il linéarise la puissance disponible sur la sortie haute fréquence (bornes B1, B2) lorsque la résistance de charge inter-électrodes de l'instrument 5, c'est-à-dire la résistance présentée au passage du courant électrique par les tissus dans l'espace entre électrodes, varie, le but recherché étant de disposer d'une puissance haute fréquence la plus constante possible. Ceci est assuré par les enroulements inductifs 6, 7, l'enroulement inductif parallèle 8, la capacité interne du circuit 9, 10 et la capacité parasite 14 du câble de raccordement R dont la valeur est connue ou facilement mesurable. Enfin, ledit circuit secondaire transforme les signaux rectangulaires du transformateur 1 en signaux approximativement sinusoïdaux. La figure 2 illustre une courbe d'évolution de la puissance disponible aux électrodes d'un instrument bipolaire 5, lorsque la résistance de charge inter-électrodes varie de 100 à 2200 ohms, le maximum de puissance étant délivré pour une résistance de 500 ohms. La courbe correspond à une tension d'alimentation Vo, fournie par la source 2, en régime de coupe, de 183 volts. On observe que la puissance disponible, à savoir la puissance crête de sortie, est maximale au voisinage de 500 watts, et chute, aux deux extrémités de la plage de résistance de charge, de moins de 50 , la chute étant moindre pour des valeurs élevées de résistance. Le filtre F permet ainsi de développer au niveau de l'instrument 5 une puissance haute fréquence relativement constante en dépit des variations substantielles de la résistance de charge, sans avoir à mettre en oeuvre un asservissement de puissance comme le font les générateurs actuels connus qui tentent de résoudre ce problème de variation de puissance, un tel asservissement soulevant des problèmes délicats de mesure de la tension et surtout du courant, au niveau des électrodes de l'instrument. En comparaison, on peut observer sur la figure 3 une courbe analogue d'évolution en fonction de la résistance de charge de la puissance de sortie d'un générateur fonctionnant en bipolaire de l'art antérieur. On note tout d'abord que la puissance disponible est faible (50 watts maximum). Ensuite, la courbe illustrée fait apparaître au démarrage une brusque montée en puissance jusqu'aux environs de 50 watts, la puissance chutant ensuite très rapidement pour atteindre, pour des valeurs de résistance au delà de 750 ohms, des valeurs largement inférieures à 50 W de la puissance maximale. Le générateur de l'invention présente enfin l'avantage, grâce à la connexion des deux sources de signaux S1, S2 en parallèle sur deux paires Pl, P2 d'enroulements primaires P1A, P1B ; P2A, P2B, d'envoyer simultanément à l'instrument 5, par le même circuit unique du secondaire, des signaux de coagulation et des signaux de coupe. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de mise en oeuvre représenté et décrit ci-dessus, mais en couvre au contraire toutes les variantes, notamment en ce qui concerne l'agencement des circuits de filtrage F et d'isolement I dans la mesure où il procure les mêmes effets. REVENDICATIONS =+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+= 1. Générateur de courant électrique haute fréquence de coupe et/ou coagulation pour instruments bipolaires, caractérisé en ce qu'il comprend un transformateur haute fréquence (1) dont le primaire est susceptible d'être alimenté par deux sources indépendantes (S1, S2) de tension alternative haute fréquence, réglables sélectivement et dont le secondaire est constitué d'un enroulement unique (S) dont les bornes sont reliées par l'intermédiaire d'un filtre passe-bas (F) à un câble bifilaire (R) de raccordement à un instrument bipolaire de coupe et/ou coagulation (5), ledit filtre passe-bas (F) étant constitué, d'une part, de deux enroulements inductifs (6, 7) reliés chacun à l'une des bornes du secondaire (S) et d'un enroulement inductif en parallèle (8) entre les deux enroulements susdits et, d'autre part, d'un circuit capacitif dit interne constitué d'un circuit magnétique torique (9) bobiné d'un câble bifilaire à faible capacitance (10) dont une extrémité est reliée aux bornes dudit enroulement inductif en parallèle (8) et dont l'autre extrémité est reliée audit câble de raccordement (R), via un circuit d'isolement (I) du type condensateur/résistance, les valeurs des éléments inductifs et capacitifs dudit filtre (F) étant déterminées, en fonction de la capacité parasite (14) dudit câble de raccordement (R), en sorte de délivrer aux électrodes de l'instrument (5) une puissance haute fréquence demeurant dans une plage de valeurs relativement étroite lorsque la résistance de charge interélectrodes dudit instrument varie dans une plage de plusieurs centaines d'ohms. 2. Générateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le primaire dudit transformateur (1) est constitué de deux paires (Pl, P2) d'enroulements (P1A, P1B ; P2A, P2B) auxquelles sont connectées deux sources d'alimentation (S1, S2) réglables, d'une part, en tension et, d'autre part, en fréquence par des transistors ou analogues (Q1A, Q1B Q2A, Q2B) commutables en alternance.