Brevet FR2738381A1 — publié le 19970307

La présente invention concerne le domaine technique des appareils conçus pour générer des ondes de choc en vue de fragmenter une cible et elle vise, en particulier, les appareils de lithotritie conçus pour assurer une fragmentation des calculs biliaires ou urinaires par une variation rapide de la pression au contact ou au sein du calcul. L'objet de l'invention concerne plus particulièrement les appareils produisant une variation de pression générée par une onde de choc d'origine électrohydraulique. Un tel appareil électrohydraulique comporte généralement un générateur d'ondes de choc comportant deux électrodes plongées dans un milieu liquide contenu dans un récipient en forme de demi-ellipsoïde. Les électrodes qui sont placées au premier foyer de l'ellipsoïde sont reliées à un circuit de décharge composé d'un accumulateur d'énergie relié à un interrupteur commandé tel qu'un éclateur. D'une manière classique, l'accumulateur d'énergie est formé par une série de condensateurs connectés à une source haute tension. Lorsque l'éclateur conduit, les condensateurs se déchargent brusquement créant un plasma entre les deux électrodes. Par vaporisation du milieu liquide présent entre les électrodes, le plasma génère une onde de choc sphérique qui, une fois focalisée, est suffisamment puissante pour détruire une cible disposée au deuxième foyer de l'ellipsoïde. Cette méthode de fragmentation a prouvé son efficacité et se trouve largement utilisée pour le traitement des lithiases urinaires. Toutefois, il a été constaté que dans un milieu liquide, constitué par de l'eau dégazée, les trajets des lignes de courant à densité élevée, liés au plasma d'arcs, sont très différents entre chaque décharge entraînant une dispersion importante des valeurs de pression au second foyer. Pour résoudre notamment cet inconvénient, le brevet 2 649 252 a proposé de plonger les électrodes dans un milieu liquide électriquement conducteur. La création de la décharge dans un électrolyte permet de réduire la dispersion des valeurs de pression au second foyer, entraînant par suite, une fragmentation plus efficace de la lithiase. Toutefois, de tels appareils à ondes choc présentent un rendement électroacoustique absolu très faible, ce rendement étant défini comme le rapport de l'énergie de l'onde de choc mesurée près de l'arc avant réflexion sur l'ellipsoïde, sur l'énergie stockée dans les condensateurs. L'amélioration de ce rendement est lié à l'augmentation de la fréquence de décharge c'est-à-dire à la vitesse de libération de l'énergie électrique dans le milieu liquide. A cet égard, il doit être noté que la fréquence de décharge est une fonction inverse de l'inductance du circuit de décharge. L'augmentation du rendement est obtenu par une réduction de l'inductance qui est directement liée aux connections générateur - éclateur - électrode.De telles règles ont conduit à la réalisation d'un appareil compact visant à diminuer la longueur des connexions. I1 a été ainsi possible de réaliser un appareil dont l'inductance du circuit de décharge s'établit autour de 85 nH. Pour améliorer le rendement électroacoustique des générateurs d'onde de choc, l'article publié dans la revue "Innovation et Technologie en Biologie et Médecine" VOL. 16, N 1, 1995 page 67, propose de réduire de manière importante l'inductance du circuit de décharge, en utilisant le principe des lignes à constantes réparties ou lignes à décharges. L'utilisation de ce principe de décharge permet d'augmenter le rendement électroacoustique absolu d'un facteur 2 par rapport au générateur décrit ci-dessus. Dans les solutions techniques énoncées ci-dessus, le souci de l'homme du métier est de limiter les connexions pour réduire l'inductance du circuit en vue d'améliorer le rendement électroacoustique. Une telle contrainte conduit à la réalisation d'un appareil compact mais relativement encombrant, intégrant le générateur d'ondes de choc et son circuit de décharge associé. Contrairement aux prescriptions de l'art antérieur, l'objet de la présente invention vise à résoudre un nouveau problème technique consistant à proposer une solution permettant de délocaliser le générateur d'ondes de choc par rapport à son circuit de décharge en vue de rendre maniable le générateur d'ondes. Ainsi, la présente invention a pour objet de résoudre le nouveau problème technique consistant en la fourniture d'un appareil dont le générateur d'ondes de choc est adapté pour être manipulé aisément en vue de son application aux différentes parties du corps humain, cet appareil présentant par ailleurs, un rendement électroacoustique du même ordre que celui des appareils connus. Pour résoudre un tel problème, l'appareil pour générer des ondes de choc est du type comportant: - un circuit de décharge composé d'un accumulateur d'énergie relié à un interrupteur commandé, - et un générateur d'ondes de choc comportant deux électrodes plongées dans un milieu liquide, reliées au circuit de décharge et entre lesquelles sont crées des arcs électriques générant lesdites ondes de choc. Conformément à l'invention, l'accumulateur d'énergie est caractérisé en ce qu'il est relié au générateur d'ondes par l'intermédiaire d'une ligne électrique flexible dont l'impédance caractéristique est adaptée à l'impédance de l'accumulateur d'énergie et à l'impédance du générateur d'ondes, permettant de délocaliser le générateur d'ondes par rapport à l'accumulateur d'énergie. La figure unique montre un exemple de réalisation d'un appareil conforme à l'invention. Tel que cela ressort de la figure unique, l'appareil 1 selon l'invention est adapté pour générer des ondes de choc de manière à détruire une cible c, tel que par exemple un calcul contenu dans le rein R d'un patient P. L'appareil 1 comporte un circuit 2 de décharge d'une énergie électrique, composé d'un accumulateur d'énergie 3 relié à un interrupteur commandé 4. L'appareil 1 comporte également un générateur d'ondes de choc 5 comportant deux électrodes 6 et 7 plongées dans un milieu liquide 9 contenu dans un récipient 11 en forme de demi-ellipsoïde fermé par une membrane souple 12. Les deux électrodes 6, 7 sont placées au premier foyer de l'ellipsoïde de sorte qu'entre-elles sont créés des arcs électriques générant des ondes de choc. Le générateur 5 est placé de manière que la cible c se trouve située au deuxième foyer de l'ellipsoïde de sorte que les ondes de choc après focalisation, puissent fragmenter la cible c. Conformément à l'invention, I'accumulateur d'énergie 3 est relié au générateur d'ondes 5 par l'intermédiaire d'une ligne électrique flexible 13 dont l'impédance caractéristique est adaptée à l'impédance de l'accumulateur d'énergie 3 et à l'impédance du générateur d'ondes 5 L'utilisation d'une ligne de raccordement électrique 13 souple ou flexible entre le générateur 5 et son circuit de décharge permet de délocaliser le générateur S par rapport à l'accumulateur d'énergie 3 permettant de rendre maniable le générateur 5. Par exemple, le générateur 5 peut être déplacé manuellement ou monté sur des moyens de déplacement tel qu'un bras mobile permettant le positionnement aisé du générateur par rapport à toute partie du corps d'un patient. Selon cette dernière variante de réalisation, le générateur 5 est, bien entendu, équipé de moyens de montage sur le bras mobile.De plus, la mise en oeuvre d'une ligne électrique flexible dont l'impédance caractéristique présente une valeur sensiblement du même ordre que le générateur d'ondes 5 et l'accumulateur d'énergie 3 permet de conserver un rendement électroacoustique du même ordre que ceux obtenus par les solutions antérieures. D'une manière préférée, la ligne électrique flexible 13 présente une impédance caractéristique adaptée à l'impédance du générateur d'ondes 5 et à l'impédance de l'accumulateur d'énergie 3 dans un rapport compris entre 1/5 et 5. L'impédance caractéristique de la ligne est définie, comme il est bien connu de l'homme du métier, par l'expression (L/C), avec L et C, les valeurs respectivement de self linéique et de capacitance linéique de la ligne. Dans l'exemple de réalisation illustré, la ligne électrique flexible 13 est reliée à l'accumulateur d'énergie 3, par l'intermédiaire de l'interrupteur commandé 4. Bien entendu, il doit être considéré que la ligne électrique flexible 13 peut être reliée, d'un côté, directement à l'accumulateur d'énergie 3 et, de l'autre côté, au générateur d'ondes 5 par l'intermédiaire de l'interrupteur commandé 4, qui est monté en association avec le générateur 5. Selon une caractéristique préférée de réalisation, l'accumulateur d'énergie 3 est constitué par une ligne à constantes réparties ou ligne à décharge comme décrit dans l'article paru dans la revue "Innovation et Technologie en Biologie et Médecine" VOL. 16 N 1, 1995 page 67, et ayant pour titre "amélioration du rendement électroacoustique des générateurs d'onde de choc par l'utilisation d'une ligne à décharge : application à la lithotritie extracorporelle". Conformément à cet article, l'accumulateur 3 comporte une ligne coaxiale 14 constituée d'un tube conducteur externe 15 et d'une âme conductrice 16 entre lesquels est interposé un matériau diélectrique 17. Le tube conducteur externe 15 et lame conductrice 16 sont reliés à une source d'alimentation haute tension 19. La ligne coaxiale de stockage d'énergie électrique 14 est reliée, dans l'exemple illustré, à l'interrupteur 4 qui est constitué par un éclateur coaxial comportant notamment une bougie d'allumage 21 commandée par une impulsion de déclenchement 22. L'éclateur coaxial 4 est relié, par tous moyens de raccordement appropriés, à la ligne électrique flexible 13 constituée par un câble coaxial. La ligne électrique flexible 13 est reliée aux électrodes 6 et 7 qui sont de préférence réalisées de manière coaxiale. De préférence mais non exclusivement, les électrodes 6, 7 sont plongées dans un milieu liquide électriquement conducteur tel que celui décrit dans le brevet n- 2 649 252. Dans un exemple de réalisation, le câble coaxial de raccordement 13 présente les caractéristiques suivantes - diamètre extérieur avec gaine isolante : 23 mm, - diamètre extérieur du conducteur : 22 mm, - diamètre intérieur du conducteur:20 mm, - épaisseur du diélectrique 1 mm, - nature du diélectrique : gaine thermorétractable commercialisée sous la dénomination RAYCHEM, - Cr =4, - longueur du câble coaxial : 2 m. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS: 1 - Appareil pour générer des ondes de choc, du type comportant - un circuit de décharge (2) composé d'un accumulateur d'énergie (3) relié à un interrupteur commandé (4), - et un générateur d'ondes de choc (5) comportant deux électrodes (6, 7) plongées dans un milieu liquide (9), reliées au circuit de décharge (2) et entre lesquelles sont créés des arcs électriques générant lesdites ondes de choc, caractérisé en ce que l'accumulateur d'énergie (3) est relié au générateur d'ondes (5) par l'intermédiaire d'une ligne électrique flexible (13) dont l'impédance caractéristique est adaptée à l'impédance de l'accumulateur d'énergie (3) et à l'impédance du générateur d'ondes (5), permettant de délocaliser le générateur d'ondes par rapport à l'accumulateur d'énergie. 2 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la ligne électrique flexible (13) est un câble coaxial. 3 - Appareil selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la ligne électrique flexible (13) présente une impédance caractéristique adaptée à l'impédance du générateur d'ondes (5) et de l'accumulateur d'énergie (3), dans un rapport compris entre 1/5 et 5. 4 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'accumulateur d'énergie (3) est relié indirectement à la ligne électrique flexible (13), par l'intermédiaire de l'interrupteur commandé (4). 5 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'accumulateur d'énergie (3) est relié directement à la ligne électrique flexible (13) qui est connectée au générateur d'ondes (5) par l'intermédiaire de l'interrupteur commandé (4). 6 - Appareil selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la ligne électrique coaxiale (13) est reliée à l'interrupteur commandé (4) formé par un éclateur coaxial. 7 - Appareil selon la revendication 1 ou 3, caractérisé en ce que l'accumulateur d'énergie (3) est constitué par une ligne à constantes réparties, reliée à une source haute tension (19). 8 - Appareil selon la revendication 1 ou 3, caractérisé en ce que le générateur d'ondes (5) comporte deux électrodes (6, 7) plongées dans un milieu liquide électriquement conducteur. 9 - Appareil selon la revendication 1 ou 6, caractérisé en ce que le générateur d'ondes (5) est équipé de moyens de montage sur des moyens de déplacement.