Brevet FR2793613A1 — publié le 20001117

Dispositif de réduction des courants de fuite à haute fréquence La présente invention concerne un dispositif de réduction des courants de fuite à haute fréquence. Ce dispositif est principalement utilisé dans les appareils d'électro-chirurgie tels qu'un bistouri électrique. Les bistouris électriques de l'art antérieur sont basés sur le principe de l'utilisation d'un générateur de courant haute fréquence. Le courant circule dans un cordon à l'extrémité duquel est fixée une électrode dite active constituant le bistouri puis au travers du patient jusqu'à une électrode dite de dispersion qui est connectée au neutre du générateur. La densité du champ électrique accumulée à l'extrémité de l'électrode active est suffisante pour provoquer l'explosion des cellules du tissu cellulaire pour sectionner le tissu. L'électrode dispersive est suffisamment grande pour ne pas provoquer d'accumulation de champ électrique qui provoquerait une élévation de température de la plaque et donc des brûlures au patient. Cependant l'utilisation d'un courant haute fréquence présente des inconvénients. En effet, le cordon d'alimentation de l'électrode active et le cordon de retour au générateur de l'électrode dispersive forment en regard du sol des capacitances dont la valeur est aléatoire dans le temps en fonction de leur hauteur par rapport au sol ou par rapport à la table d'opération reliée à la terre électrique et de leur géométrie sur le sol. Ainsi, des courants de fuite du générateur, provoqués lorsque l'électrode active n'est plus en contact avec le patient, peuvent circuler entre l'une des électrodes et la terre en empruntant le chemin où la résistance électrique sera la plus faible. Compte tenu de l'existence des capacitances entre les cordons et la terre, ce chemin peut emprunter la terre puis passer par la terre au travers d'une pièce métallique en contact avec le patient. Si cette pièce possède une surface de contact relativement faible avec le patient, alors il peut survenir des brûlures sévères, compte tenu de la tension très élevée des courants de fuite (plusieurs milliers de volts). Pour remédier à cet inconvénient, plusieurs solutions sont apportées par l'art antérieur. Une solution enseignée par la demande de brevet français FR 2 759 573 consiste à mettre en place un dispositif de compensation du courant de fuite. Ce dispositif génère un courant contraire au courant de fuite et d'une tension suffisante pour diminuer, voire supprimer, les effets du courant de fuite. Ce dispositif présente l'inconvénient d'être complexe et coûteux. En effet, il faut mettre en place un deuxième générateur de courant haute fréquence ou bien un amplificateur de puissance. La présente invention a donc pour objet de pallier les inconvénients de l'art antérieur en proposant un dispositif de réduction des courants de fuite à haute fréquence éliminant les risques de brûlure. Ce but est atteint par le fait que le dispositif de réduction des courants de fuite à haute fréquence comprend un générateur de courant haute fréquence sur lequel sont connectées, par un premier cordon une électrode active et, par un deuxième cordon une électrode dispersive et est caractérisé en ce que le premier cordon est enveloppé d'une première enveloppe isolante entourée d'un matériau électriquement conducteur relié à la sortie neutre du générateur de courant haute fréquence. Selon une autre particularité, le premier et/ou le deuxième cordon comprennent une deuxième enveloppe de dimension supérieure à la première enveloppe constituée d'un matériau électriquement conducteur et reliée à la terre électrique, pour former un écran contre les interférences électromagnétiques émises par le premier et/ou le deuxième cordons. Selon une autre particularité, les caractéristiques électriques de la première et/ou deuxième enveloppes sont déterminées pour supporter la tension d'un courant de fuite générée par le générateur. Selon une autre particularité, le dispositif de réduction des courants de fuite à haute fréquence comprend des moyens de contrôle connectés d'une part au deuxième cordon, et d'autre part à la terre électrique, pour mesurer le potentiel existant entre l'électrode dispersive et la terre électrique. Selon une autre particularité, les moyens de contrôle sont connectés au générateur de courant de façon à mettre hors service ou à assurer la diminution de la tension du courant fourni par le générateur lorsque les moyens de contrôle mesurent un potentiel entre l'électrode dispersive et la terre électrique supérieur à un seuil déterminé. Selon une autre particularité, les moyens de contrôle comprennent des moyens de réglage du seuil déterminé. D'autres particularités et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après faite en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 représente un schéma de principe d'un appareil électro- chirurgical équipé du dispositif selon l'invention, - la figure 2 représente un schéma d'un appareil électro-chirurgical de l'art antérieur pouvant entraîner des brûlures, - la figure 3 représente une vue de détail du cordon de l'électrode active du dispositif selon l'art antérieur, - la figure 4 représente une vue de détail du cordon de l'électrode active d'un appareil électro-chirurgical selon l'invention, - la figure 5 représente une deuxième variante de réalisation du dispositif selon l'invention. Afin de mieux comprendre l'invention, nous allons, dans un premier temps, revenir sur le fonctionnement d'un appareil électro-chirurgical de l'art antérieur et sur les risques de brûlure liés à l'utilisation de cet appareil. La figure 2 représente un appareil de l'art antérieur et la figure 3 représente une vue de détail permettant de mettre en évidence les phénomènes électriques mis en aeuvre. Selon l'art antérieur, un appareil électro-chirugical comprend essentiellement un générateur (1) de courant haute fréquence auquel est connecté une électrode active (21) constituant le bistouri et une électrode dispersive (31). Cette électrode dispersive (31) a une surface de contact avec le patient la plus étendue possible afin d'éviter toute accumulation de lignes de courant sur une petite zone qui entraînerait inévitablement des brûlures. L'électrode active (21) est connectée au générateur (1) par un premier cordon (2) d'alimentation et l'électrode dispersive (31) est connectée au générateur (1) par un deuxième cordon (3) d'alimentation. Comme représenté sur la figure 3 un cordon (2, 3) d'alimentation de l'art antérieur est constitué d'un fil (200) conducteur enveloppé ou noyé dans une gaine isolante (201). Ainsi, lorsque l'électrode (21) active n'est pas en contact avec le patient (8), le fil conducteur (200) des cordons (2, 3) forme avec le sol (S) des condensateurs de capacité variable, notamment en fonction de la distance entre le fil (200) conducteur et le sol (S). En effet, une première électrode du condensateur fictif est formée par le fil (200) et la deuxième électrode des condensateurs est formée par le sol (S) constituant la terre électrique. L'isolant est alors constitué de la gaine (201) et éventuellement de l'air situé entre le cordon (2) et le sol (S). Ces condensateurs (6, 7) fictifs sont représentés symboliquement sur les figures 2 et 3. Le risque de brûlure sur le patient (8) ou éventuellement l'opérateur du bistouri intervient lorsque ceux-ci sont en contact ponctuel avec un objet (4) électriquement conducteur et reliés électriquement à la terre ou formant un condensateur de valeur importante vis-à-vis de la terre électrique. Ce cas de figure se produit très souvent, en effet, dans un bloc opératoire, de nombreuses pièces métalliques conductrices telles que les supports de bras ou de jambes du patient sont en contact avec le patient et avec la table d'opération qui elle, est reliée à la terre électrique ou forme un condensateur de valeur importante vis-à-vis de la terre électrique. Ainsi, lorsque l'électrode active (21) n'est plus en contact avec le patient (8), le générateur fournit des courants haute fréquence ayant des tensions très élevées qui peuvent s'échapper du premier cordon vers la terre électrique par les condensateurs (6) fictifs. Ce courant peut passer de la terre vers un objet (4) métallique en contact avec le patient (8), puis au travers du patient vers le générateur (1), fermant alors le circuit de courant haute fréquence. Si la surface (5) de contact entre l'objet (4) et le patient est faible, il se produit alors une forte accumulation de courant qui provoque des brûlures. Le principe de l'invention est en fait de supprimer les condensateurs fictifs de sorte qu'il n'existe plus de chemins autres que celui passant de l'électrode (21) active vers le patient puis vers l'électrode dispersive, pour le courant haute fréquence. Le dispositif selon l'invention va à présent être décrit en référence aux figures 1 et 4. Selon l'invention, le fil (200) conducteur du premier cordon (12), correspondant au cordon de connexion de l'électrode active, est séparé par une première gaine (204) isolante d'une première enveloppe (202) constituée d'un matériau électriquement conducteur relié au générateur par son autre pôle. Cette première enveloppe (202) est également enrobée ou noyée dans une deuxième gaine (201) isolante du cordon (12). Cette première enveloppe (202) est connectée électriquement à la sortie neutre du générateur (1). Ainsi, le fil (200) conducteur et la première enveloppe (202) forment un condensateur (61) fictif. Cependant, contrairement au cordon de l'art antérieur, ce condensateur (61) fictif n'est pas formé avec une électrode correspondant au sol (S). Par conséquent, si un courant de fuite vient à s'échapper du fil (200) conducteur, il trouvera un chemin de retour au générateur par la première enveloppe (202) et non par le sol (S) ou la terre électrique. Le circuit du courant formé par le fil (200) conducteur, la première enveloppe (202) et le générateur, est alors fermé sans passer au travers du patient. Par conséquent, la mise en place de cette première enveloppe (202) élimine le risque que les courants de fuite empruntent un chemin passant au travers du patient, éliminant ainsi tous risques de brûlure lorsque l'électrode active (21) n'est pas en contact avec le patient (8). La première enveloppe (202) du cordon forme avec le sol (S) un autre condensateur fictif (6'). Cependant, ce condensateur (6') fictif n'est traversé par du courant que lorsqu'un courant de fuite s'échappe du fil (200) conducteur. Par conséquent, comme expliqué précédemment, puisque la première enveloppe est connectée au neutre du générateur, le courant de fuite suivra le chemin ayant la plus faible différence de potentiel, c'est-à-dire de la première enveloppe (202) jusqu'au générateur (1). En effet, le chemin consistant à traverser la première enveloppe pour passer à la terre électrique possède une différence de potentiel beaucoup plus importante du fait de la présence de la gaine isolante et éventuellement de l'air. Dans une autre variante, chaque cordon (12, 13) peut être enveloppé d'une deuxième enveloppe (203) noyée dans la partie isolante (205) de chaque cordon entre la première enveloppe conductrice (202) et la surface extérieure de la deuxième gaine (202) isolante, de sorte que cette deuxième enveloppe recouvre la première enveloppe de chaque cordon (12, 13). Cette deuxième enveloppe (203) est connectée à la terre électrique et est constituée d'un matériau électriquement conducteur. Ainsi, cette deuxième enveloppe (203) constitue un blindage contre les interférences électromagnétiques émises par le fil (200) conducteur, et protège ainsi les appareils électriques et/ou électroniques situés à proximité des cordons (2, 3). Le matériau et les dimensions de la première enveloppe (202, 203) sont déterminés pour que la première enveloppe supporte une tension correspondant à un courant de fuite généré par le générateur (1). En d'autres termes, en aucun cas la première enveloppe (202) ne doit se détériorer ou être sectionnée lorsqu'elle est traversée par un courant de fuite. De même, afin de conserver les caractéristiques électro-chirurgicales de l'électrode active, le générateur peut être modifié, notamment en augmentant la puissance du générateur, pour supporter les capacitances supplémentaires générées du fait de la première enveloppe. Il existe un autre cas de figure pouvant provoquer des brûlures au patient (8). Ce cas de figure est représenté à la figure 5, ainsi, qu'une variante de réalisation du dispositif permettant de remédier à cette éventualité. En effet, des courants de fuite peuvent apparaître lorsque l'électrode active est mise en contact avec un objet relié électriquement à la terre. Dans ce cas de figure le courant de fuite peut s'échapper de l'électrode active vers la terre électrique puis circuler dans un objet (4) également relié à la terre électrique ou formant un condensateur de valeur importante vis-à-vis de la terre électrique. Si cet objet est en contact avec le patient, le courant de fuite traverse alors le patient pour retourner vers le générateur (1) en passant par l'électrode dispersive fermant alors le circuit de courant haute fréquence. De même que précédemment, si la surface (5) de contact entre l'objet (4) et le patient est sensiblement ponctuelle, il se crée une accumulation de courant au niveau de cette surface de contact qui peut provoquer des brûlures au patient. Afin de remédier à cet inconvénient, le dispositif selon l'invention comprend des moyens (9) de contrôle du potentiel électrique haute fréquence entre l'électrode (31) dispersive et la terre électrique. Ces moyens (9) de contrôle sont, par exemple, constitués d'un voltmètre connecté d'une part, par une première liaison (93) électrique, au fil conducteur du cordon de l'électrode (31) dispersive et d'autre part, par une deuxième liaison (92) électrique, à la terre électrique. Ces moyens (9) de contrôle permettent donc de déterminer l'existence et la valeur de la tension des éventuels courants de fuite pour déclencher l'action correctrice adéquate, lorsqu'un courant de fuite est détecté par les moyens (9) de contrôle. Les moyens (9) de contrôle peuvent être conformés pour agir sur le générateur (1) de courant, lorsqu'un potentiel supérieur à un seuil déterminé est mesuré par le voltmètre, soit en le mettant or service, soit en diminuant la tension délivrée. Pour ce faire, les moyens (9) de contrôle sont par exemple reliés au générateur (1) par des moyens de commande pour commander la mise sous tension ou la valeur de la tension délivrée au générateur. Les moyens de commande sont couplés au voltmètre de sorte que lorsque le voltmètre mesure une tension supérieure au seuil déterminé, les moyens de commande provoquent un arrêt ou une diminution de la tension fournie par le générateur (1). Le seuil de tension est déterminé de sorte que si le courant de fuite mesuré est inférieur au seuil de tension, alors il ne provoque pas de brûlure au patient. De même, la valeur du seuil de tension peut être réglable par l'intermédiaire par exemple d'un rhéostat (94) ou d'un potentiomètre monté, par exemple, en série entre la terre électrique et les moyens (9) de contrôle. On conçoit que le dispositif selon l'invention permet de façon simple, de diminuer, voire d'éliminer complètement, les risques de brûlure dues à l'existence de courant de fuite lors de l'utilisation d'un appareil électro- chirurgical. Il est clair que d'autres modifications à la portée de l'homme du métier entrent dans le cadre de l'invention REVENDICATIONS 1. Dispositif de réduction des courants de fuite à haute fréquence comprenant un générateur (1) de courant haute fréquence sur lequel sont connectées, par un premier cordon (12), une électrode active (21) et, par un deuxième cordon (3), une électrode (31) dispersive, caractérisé en ce que le premier (12) cordon est enveloppé d'une première enveloppe isolante (204) entourée d'un matériau (202) électriquement conducteur relié à la sortie neutre du générateur (1) de courant haute fréquence. 2. Dispositif de réduction des courants de fuite à haute fréquence selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier (12) et/ou le deuxième cordon (3) comprennent une deuxième enveloppe (203) de dimension supérieure à la première enveloppe conductrice (202) constituée d'un matériau électriquement conducteur et reliée à la terre électrique, pour former un écran contre les interférences électromagnétiques émises par le premier (12) et/ou le deuxième (3) cordons. 3. Dispositif de réduction des courants de fuite à haute fréquence selon la revendication 2, caractérisé en ce que les caractéristiques électriques de la première (12) et/ou deuxième (3) enveloppes sont déterminées pour supporter la tension d'un courant de fuite générée par le générateur (1 ). 4. Dispositif de réduction des courants de fuite à haute fréquence selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le dispositif de réduction des courants de fuite à haute fréquence comprend des moyens (9) de contrôle connectés d'une part au deuxième cordon (3), et d'autre part à la terre électrique, pour mesurer le potentiel existant entre l'électrode dispersive (31) et la terre électrique. 5. Dispositif de réduction des courants de fuite à haute fréquence selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens (9) de contrôle sont connectés au générateur (1) de courant de façon à mettre hors service ou à assurer la diminution de la tension du courant fourni par le générateur (1) lorsque les moyens de contrôle mesurent un potentiel entre l'électrode dispersive (31) et la terre électrique supérieur à un seuil déterminé. 6. Dispositif de réduction des courants de fuite à haute fréquence selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que les moyens (9) de contrôle comprennent des moyens (94) de réglage du seuil déterminé.