FR2461487A1 - Instrument chirurgical electrique pour operation de decoupe et de coagulation - Google Patents

Abstract

A.INSTRUMENT CHIRURGICAL. B.INSTRUMENT CARACTERISE EN CE QU'IL SE COMPOSE D'UNE POIGNEE ISOLANTE ET D'UN ASSEMBLAGE DE LAME MONTE DANS LA POIGNEE ET VENANT EN SAILLIE PAR RAPPORT A CELLE-CI, L'ASSEMBLAGE ETANT FORME D'UN ELEMENT ISOLANT AYANT UNE COMPOSITION D'ALUMINE D'UNE PURETE D'AU MOINS 96, UNE ELECTRODE CENTRALE ACTIVE, DE FORME LINEAIRE MONTEE SUR L'ELEMENT ISOLANT, UN ENSEMBLE D'ELECTRODES DE RETOUR DISPOSEES SYMETRIQUEMENT SUR L'ELEMENT ISOLANT.

Description

La présente invention concerne un instrument chirurgical et en particulier un instrument électrochirurgical, bipolaire stérilisé permettant de découper de façon sélective des tissus et/ou des éléments coagulés. De façon particulière, l'invention concerne une structure nouvelle, une composition et une construction de 1'extrémité formant la lame de l'instrument électrochirurgical.

Selon lart antérieur, il est bien connu d'utiliser divers types d'appareils chirurgicaux, électriques, utilisant un courant à haute fréquence pour des interventions chirurgicales.

Lutilisation d'un appareil chirurgical électrique utilisant des courants de haute fréquence, provoque la deStruction du tissu par un champ électrique oscillant à haute fréquence autour des électrodes amenant l'énergie électrique oscillante, de façon très fortement concentrée dans le tissu. La résistance du tissu aux oscillations crée des ruptures mécaniques des cellules et de la chaleur.

L'appareil chirurgical électrique le plus utilisé est monopolaire et comporte une électrode active reliée à une plaque de base métallique, sur laquelle est placé le patient. Ce type d'appareil chirurgical correspond à un fonctionnement à deux pales.

,8électrode de retour disperse le courant oscillant, sans danger ':Dans une surface très grande alors que 1 a électrode de traitement concentre l'énergie sur un point réduit du tissu. On ferme ainsi un circuit de façon à pouvoir effectuer des opérations de découpe et de coagulation. Un tel dispositif électrique est par exemple décrit dans le brevet U.S 3.601.126. Les dispositifs chirurgicaux de ce type, peuvent ttre dangereux en ce qu'ils nécessitent une plaque de masse ou de retour pour réduire l'impédance entre le patient et la masse et fermer le circuit travaillant à la fréquence radio.Les dispositifs nécessitant une telle plaque de masse peuvent non seulement glaner le chirurgien et présenter un effet physiologique néfaste pour le patient mais soumettre également le patient à un risque de brtlurespar les fréquences radio, lorsqu'il y a un contact non uniforme entre la plaque de masse et la peau du patient. Divers autres instruments chirurgicaux électriques utilisent un instrument chirurgical tenu à la main, qui est alimenté par une source d'énergie distincte de façon que l'extrémité de l'instrument reçoive l'énergie nécessaire à l'opération de découpe ou à la coagulation. De tels dispositifs sont par exemple décrits dans les brevet U.S. 3.875.945 et 3.699.967.

Le brevet U.S 3.699.967 décrit un générateur pour appareil chirurgical, comportant un seul étage de puissance qui fournit trois courants distincts et indépendants. Les trois niveaux donnent le courant de coagulation pour l'hémostase ou la destruction du tissu, un courant de coupe, pur, pour couper avec un minimum d'hémostase et un courant mixte de la coupe qui entratne un degré limité d'hémostase. Le générateur pour appareils chirurgicaux électriques se compose d'un étage de puissance réalisé en technique état solide, travaillant à deux fréquences distinctes qui donnent des caractéristiques de coupe et de coagulation essentiellement différentes. Un circuit indicateur donne une indication auditive et optique du générateur d'alimentation de l'appareil chirurgical électrique.De plus, le générateur assure l'isolation électrique de tous les branchements de sortie pour éviter que le patient ne soit brûlé par les chemins de courant électrique alternatif, de retour.

Diverses tentatives ont été faites pour créer des appareils chirurgicaux électriques ne comportant pas de dispositif monopolaire ou ne comportant pas de pointe de résistance chaude.

De tels développements correspondent aux instruments chirurgicaux bipolaires ou multipolaires. Un tel instrument bipolaire est par exemple décrit au brevet U.S 166.184. Selon ce brevet, l'électrode comporte une tette solide, non conductrice, dans laquelle sont noyés les cables des électrodes de façon à être isolés l'un de l'autre. Le brevet U.S 1.814.791 décrit un instrument de coagulation, bipolaire, dans lequel les électrodes sont partiellement noyées dans la surface latérale d'une pointe isolante en étant séparées d'une distance uniforme de façon que le circuit de sortie soit refermé dans le tissu intermédiaire, en contact avec les électrodes. Le brevet U.S 1.983.669 décrit un dispositif de coagulation bipolaire, dans lequel deux câbles torsadés sont séparés l'un de l'autre par une couche de matière isolante.Le brevet U.S 3.460.539 décrit un appareil multipolaire dans lequel l'instrument chirurgical comporte plusieurs tiges conductrices, dégagées, réparties de façon périphérique dans le corps du matériau isolant pour assurer la cautérisation.

Les brevets U.S 3.970.088 et 3.987.795 concernent les dispositifs chirurgicaux électriques utilisant une structure d'électrode à six pâles. Ces dispositifs servent à couper, à coaguler et à traiter le tissu humain en utilisant une électrode de retour placée de façon asymétrique par rapport à l'élément conducteur de l'électrode active. Les dispositifs chirurgicaux sont réalisés de façon que l'électrode active soit séparée du tissu lorsque le dispositif est en contact avec le tissu pour avoir un arc de courant électrique entre l'électrode active et le tissu.

Lors de la mise en oeuvre de tels dispositifs, l'arc ou autre chute de tension importante, sont actifs sur une seule électrode, contrairement à ce qui se passe dans un appareil bipolaire. De plus, les électrodes actives et celles de retour se trouvent dans le champ opératoire comme dans le cas d'un dispositif à électrode bipolaire, et le rapport entre la surface de l'électrode et la surface de l'électrode de retour par rapport à l'électrode active est de l'ordre de 2/200.

On connatt également d'autres brevets intéressants décrivant des appareils chirurgicaux électriques tels que le brevet suisse 243.478 qui indique comment réduire la longueur des électrodes latérales dans un bottier ayant un moyen de-commutation fournissant l'énergie électrique. Le brevet U.S 1.735.271 décrit un couteau diathermique avec une taste allongée munie d'une arête de coupe en forme de Vs d'une extrémité recourbée et d'une fente ayant une partie large et une partie étroite et des épaulements.

Be brevet U.S 3.901.252 décrit un instrument chirurgical, électrique comportant deux tubes creux, espacés latéralement dont les extrémités distantes sont reliées par un élément transversal isolant électrique, sur lequel sont enroulées en hélice une paire d'électrodes, espacées l'une de l'autre avec des conducteurs d'électricité qui traversent les tubes pour être reliés à une source de courant de haute fréquence. On contact également les brevet U.S 452.220, 1.916.722, 2.056.377, 2.275.187 et 3.858.586.

La présente invention a pour but de créer un dispositif chirurgical électrique bipolaire, qui puisse servir à la fois pour une opération de découpe et une opération de coagulation, en combinaison avec un générateur adéquat. Le tissu dans la surface proche entourant la lame sert à fermer le circuit entre les électrodes isolées sur la lame.

La présente invention concerne à cet effet un appareil chirurgical électrique, qui se tient à la main et sert à couper et à coaguler, dans lequel on choisit le courant électrique servant à la découpe et à la coagulation, en réglant un commutateur qui met en oeuvre le circuit adéquat et transfère ainsi le courant du mode voulu sur l'électrode de l'invention formant la lame du dispositif chirurgical. L'instrument peut ainsi effectuer la fonction chirurgicale, électrique, choisie sans qu'il soit nécessaire d'utiliser des pointes de découpe, distinctes ou des instruments différents.

L'instrument comporte un assemblage à lame formé d'un élément isolant, une électrode centrale montée sur l'élément isolant ainsi que d'électrodes latérales, fendues de façon symétrique, fixées à l'élément isolant et séparées de l'électrode centrale. Les composants de la lame forment une arête de découpe coudée, pour l'électrode centrale, s'étendant au-delà de l'élément isolant. L'épaisseur de l'électrode centrale et le dépassement de celle donnent un rapport de surface optimale pour les électrodes, par rapport aux électrodes latérales fendues, ce qui diminue la force de poussée et permet des incisions plus nettes.

Les caractéristiques de la lame bipolaire selon l'invention,- par comparaison à une lame monopolaire, sont les suivantes 1) la coupe se fait avec une puissance beaucoup plus faible qu'avec
une lame monopplaire 2) pour des réglages de puissance et de vitesse de découpe, iden
tiques, la lame bipolaire donne une incision plus nette que la
lame monopolaire 3) il n'est pas nécessaire d'avoir une plaque de mise à la masse
pour la lame bipolaire 4) les lames monopolaire et bipolaire sont rapidement encombrées
de tissus brûlés ; toutefois comme on travaille à des puissances
plus faibles, le dépôt qui se forme sur les lames bipolaires
peut s'enlever facilement sans qu'il soit nécessaire de frotter
fortement 5) le cas échéant, on peut facilement faire une coagulation
électrique générale ou ponctuelle du tissu entre les électrodes.

Ainsi, la lame bipolaire provoque moins de brûlures des tissus voisins de l'incision tout en nécessitant une force de poussée moindre.

L'électrode centrale de la lame bipolaire est beaucoup plus active que les électrodes latérales, si bien que la puissance de coupe est concentrée à l'endroit voulu.

La présente invention sera décrite plus en détail à des dessins annexés, dans lesquels
- la figure 1 est une vue en perspective de l'instru- ment chirurgical électrique.

- la figure 2 est un schéma de l'instrument de la figure 1 relié à un générateur électrique.

- la figure 3 est une vue de côté partiellement coupée à échelle agrandie, schématique de l'extrémité de l'instrument de la figure 2, montrant le passage des courants électriques d'un conducteur à l'autre à travers le tissu.

- la figure 4 est un schéma à échelle agrandie en vue de caté de la laine et du circuit relié à la lame.

- la figure 5 est une vue en plan partiellement agrandie de la lame de l'électrode fendue.

- la figure SA est une vue en élévation de face de la lame de la figure 5 selon la ligne 5A' - SA'.

- la figure 5B est une vue en élévation arrière de la lame de la figure 5 selon la ligne 5B' - 5B'.

- la figure 6 est une vue en élévation de e8té de la laine de l'électrode fendue de la figure 5.

- la figure 7 est une vue en perspective du corps de lame extrudé, non fini.

- la figure 8 est une vue en plan, éclatée, d'une variante de la lame de l'électrode fendue.

- la figure 9 est une vue de face partielle agrandie de la lame de la variante de la figure 8.

la figure 10 est un graphique montrant la force de traction de coupe, la propreté de la coupe et la tendance au bourrage, en fonction de l'épaisseur de l'électrode centrale de l'assemblage de la lame.

- la figure 11 est un graphique montrant la force de traction de coupe par rapport à la forme de l'ar8te de l'électrode centrale de l'assemblage à lame.

- la figure 12 est un graphique de la traction de coupe liée à la largeur exposée de l'électrode centrale de l'assemblage.

- la figure 13 est un schéma électrique du générateur et du circuit de commutation.

DESCRIPTION DETAILLEE DES MODES DE REALISATION DE L L'IN\7ENTI0N
La figure 1 montre un instrument chirurgical électrique 30 servant à la coupe et à la coagulation. Dans le mode de réalisation préférentiel de l'invention représenté aux figures 4-6, l'assemblage 32 de la lame bipolaire se compose d'un élément isolant 34, d'une électrode centrale 36 montée dans l'élément isolant ainsi que des électrodes fendues 38, 40 fixées à l'élément isolant 34. L'extrémité éloignée 33 de l'assemblage est montée dans un logement de lame formé dans le bottier 50 constituant la poignée non conductrice.

Selon la figure 3, le bottier formant la poignée 50 est muni de contacts 39 fixés au bottier et situés au voisinage du logement 51 de la lame facilitant le branchement électrique des électrodes 36, 38, 40 au générateur 52 de l'instrument chirurgical électrique. Selon la figure 4, les électrodes latérales 38, 40, fendues sont court-circuitées dans la poignée et constituent les électrodes de retour électriques pendant l'opération de découpe.

Des conducteurs isolés, souples, de longueur suffisante, ne limitent pas le mouvement du chirurgien et sortent du perçage 53 réalisé dans le bottier pour le branchement électrique entre les contacts et le générateur.

La poignée 50 a de préférence la forme d'un stylo adapté à la forme de la main ; la poignée comporte un commutateur 55 à trois positions à savoir : arr8t, coupe, coagulation. Le commutateur 55 permet à l'utilisateur de choisir le mode de fonctionnement voulu c'est-à-dire la forme de la courbe de l'énergie électrique fournie par le générateur 52. De cette façon, on peut utiliser l'instrument soit uniquement pour couper, soit uniquement pour coaguler. L'électrode centrale 36 est reliée à une sortie isolée, active 54 du générateur 52 par son contact correspondant et le conducteur de liaison isolé 56 ainsi que les électrodes latérales fendues 38, 40 sont reliés à une borne de sortie 58 pour le patient, isolée électriquement de la masse du générateur 52 par le contact correspondant et le conducteur de liaison, isolé 60.

La figure 13 montre un commutateur à main 55 ou un commutateur à pédale 64 relié sélectivement à des dispositifs de commutation de puissance 66, 68 pour commander le passage de l'énergie électrique de fréquence radio servant à la coupe ou à la coagulation, vers la sortie 54 du générateur. Le commutateur de puissance 66 activé par le commutateur manuel 55 ferme le circuit représenté schématiquement par le bloc 70. Le circuit 70 est bien connu dans le domaine des générateurs de coupe et est représenté schématiquement par le tube triode 71. Un autre dispositif de Coultation de puissance 68 ferme le circuit représenté schématiquement par le bloc 72 pour créer le courant de coagulation comme cela est également connu. D'autres circuits et formes de courbe de courant électrique, connus, peuvent être utilisés dans le cadre de l'invention.Le circuit de haute fréquence 74, pour l'étincelle, se compose d'une bobine 76 à enroulement en spirale, recevant un courant alternatif par auto-induction pour élever la tension et l'abaisser proportionnellement à l'intensité du courant. Dans le circuit, le condensateur 78 emmagasine et libère l'énergie électri- que ; le transformateur 88 élève 1 tension du courant alternatif qui est par exemple de 110 volts jusqu'à 550 Volts. Le transformateur isole également appareil de l'alimentation directe.

bu point de vue des diverses courbes de courant créées, on peut également utiliser des générateurs de courant de forme habituelle tels que ceux fabriqués par la Société Valleylab Inc,
Electro Medical Systemsa Inc et Aspen Labs Inc. On contact ainsi les générateurs ESE System 1101 et Valley Labs SSE2-K.

La découpe du tissu par de l'énergie électrique à haute fréquence se fait en mettant le patient dans le circuit à deux es, La coupe se fait en utilisant une courbe sinusoidale 71(a) lui est un courant régulier pulsé. La courbe sinusoTdale provoque une lésion cellulaire par suite des forces mécaniques du champ électrique oscillant avec un dégagement minimum de chaleur. Dans la coagulation électrique, la destruction du tissu se fait essentiellement par la chaleur et de façon auxiliaire par les forces mécaniques du champ électrique à haute fréquence. Le patient est placé dans le circuit a deux bornes et l'effet est produit par la courbe amortie (apériodique) 72(a).Le tissu est cuit ou est brtlé, ce qui se traduit par une destruction complète de la structure cellulaire. L'effet de la courbe sinusoïdale est limité pratiquement à la lésion mécanique des cellules alors que la courbe amortie entraIns a la fois les lésions et un dégagement de chaleur.

Par la sortie 5@* on peut fournir à la lame de l'instru- ment chirurgical électrique lsune quelconque des deux courbes de courant ou encore une courbe combinée. Comme indiqué précédemment, les circuits fournissant de telles courbes sont bien connus et sont décrits dans l'art antérieur cité en préambule.

Le circuit de découpe et de coagulation est représenté à la figure 5B r selon la figure 5B, les références (A) et (B) concernent le branchement du générateur de l'instrument électrochirurgical pendant la découpe La désignation #AJ , EB3# concerne le branchement de l'électrode à un générateur de l'instrument électrochirurgical pendant la coagulation. La structure de la lame selon la présente invention permet d'avoir l'émission et le retour de l'énergie électrique à la fréquence radio, dans la surface proche pour effectuer l'opération de coupe ou de coagulation, suivant le type de courbe de courant utilisé, lorsque l'énergie électrique à la fréquence radio parcourt l'intervalle entre les conducteurs, à travers le tissu 80.Lorsque l'instrument chirurgical est mis en oeuvre par la commande du commutateur 55, un courant passe de la sortie 54 à travers le conducteur de branche ment 56, sous la forme d'un courant de coupe ou de coagulation, pour arriver à l'électrode centrale 36, puis traverse la peau ou le tissu 80 du patient pour rejoindre les conducteurs 38, 40 des électrodes latérales fendues, en refermant le circuit.

Les figures 4-7 représentent la meilleure forme géométrique de la lame électrochirurgicale. L'assemblage 32 a une structure symétrique, l'électrode centrale 36 étant montée dans les rainures 43 réalisées dans l'élément isolant 34. L'élément isolant 34 est de préférence extrudé en une seule pièce. De chaque côté de l'élément isolant 34 se trouvent des électrodes fendues 38, 40, latérales, métallisées, disposées de façon symétrique ; les électrodes 38, 40 sont séparées l'une de l'autre par une rainure 42 découpée dans l'élément isolant 34. En variante, la rainure 42 peut etre délimitée par les côtés des électrodes fendues et la surface de l'élément isolant.

Chaque caté de l'élément isolant 34 est formé d'une partie centrale plane 35 et de parties latérales inclinées 37.

Les cotés de l'élément isolant 34 sont séparés par une rainure 43 découpée dans la périphérie de l'élément isolant pour maintenir l'électrode centrale 36. Les rainures 43 sont de préférence coupées de façon inclinée dans l'élément-isolant pour que la base 45 soit plus large que l'ouverture 41. Cette augmentation de la largeur permet de mettre un matériau de liaison à la base et de le maintenir le long des parois de la rainure lorsque l'électrode centrale 36 est placée dans la rainure 43. Chaque caté de l'élément isolant est formé d'une partie avant 46 avec une section centrale avant 47 inclinée vers l'arrière et deux c8tés en biais 48, dirigés vers l'arrière de la lame, suivant un angle sensiblement égal à 450 à partir de la section centrale avant.Les extrémités métallisées 50 des électrodes fendues 38, 4Q sont montées sur la partie centrale avant 47 et se terminent dans un plan défini par les rainures 43. Les électrodes 38, 40 et les extrémités respectives 50 forment un chemin continu autour de chaque côté de l'élément isolant et une forme en L sur l'élément isolant 34.

La rainure ou l'intervalle 42 s'étend longitudinalement par rapport à l'élément isolant ; cette rainure est de préférence découpée dans la surface de l'élément isolant sur une profondeur de 0,01 mm à 0,02 mn, et une largeur de 0,02 mm à 0,07 mm. La tolérance de la profondeur et de la largeur est de l'ordre de 0,01 mm et la tolérance du rayon est également de l'ordre de 0,01 mm. Le rayon est celui des coins de la rainure 42. L'élément isolant de la lame est selon le mode de réalisation préférentiel extrudé avec une largeur sensiblement égale à 4 mm + 0,01 mm et une longueur de 4 cm + OeOl mm, une rainure d'une largeur de 6 mm + 0,01 mm et une patte d'une longueur de 12 mm + 3 mm.La rainure 42 forme une barrière qui évite l'effet d'arc d'une électrode fendue à l'autre. De façon optimale, chaque électrode fendue et chaque section d'extrémité a une largeur comprise entre 0,4 et 0,5 mn' et est placée au voisinage du bord de l'élément isolant en laissant une distance comprise entre 0,02 mm et 0,0, entre le caté de l'électrode et le bord de l'élément isolant.L'électrode centrale a une épaisseur de 0S25 mm + 0,02 mm en étant montée dans les rainures latérales 43 découpées dans les catés de l'élément isolant et débordant selon un mode de réalisation préférentiel de 0,2 à 0,4 mm par rapport # A l'élément isolant de façon que le rapport entre la surface de 13électrode de retour et la surface de l'électrode active soit compris entre 0,70 et 2,0.

La formule R = Surface de l'électrode de retour
Surface de l'électrode active permet de déterminer le rapport de l'électrode. Le rapport de fonctionnement optimum selon 13 invention a été trouvé par expié rience comme situé entre 1al et 1,5.

L'électrode centrale 36 peut avoir des bords inclinés 102, 104 forment des surfaces de découpe inclinées autour du corps de l'électrode. L'extrémité 44 à cavité en forme de V est découpée dans l'extrémité avant de l'électrode centrale (figure 3) alors que 13 extramite arrière 64 de l'électrode centrale forme les surfaces planes pour la patte de contact 35 de l'électrode centrale.

Lorsque la lame est logée dans la poignée 50, la patte de contact 35 de l'électrode centrale vient dans le logement de l'instrument chirurgical et est directement reliée au conducteur isolé 56.

L'élément isolant 34 est réalisé de préférence en une seule pièce extrudée, avec des évidements trapézoidaux en vue de-dessus. L'élément isolant 34 est formé de deux surfaces planes 112, 114 formant la partie supérieure et la partie inférieure, dans lesquelles sont découpées des rainures 42. Les électrodes latérales fendues 38, 40 sont montées au voisinage des rainures 42.

Les surfaces planes inclinées 116, 118 sont dirigées l'une vers l'autre et sont coupées par les surfaces 112, 114. Les surfaces inclinées ou recourbées 116, 118 sont séparées par une rainure 47 qui reçoit l'électrode centrale 36. Les bords latéraux inclinés 102, 104 de ltélectrode centrale représentée à la figure 11 s'étendent au-delà des c8tés inclinés 116, 118 de l'élément d'isolation pour former un bord de découpe autour de la lame. La paroi arrière verticale 122 et l'extrémité avant inclinée 46 de l'élément isolant délimitent cet élément comme représenté à la figure 5. L'extrémité avant 46 présente des surfaces latérales inclinées 48 formant une arête de coupe.

Selon le mode de réalisation préférentiel, l'angle formé par les surfaces inclinées adjacentes 116, 118 de l'élément isolant 34 et l'électrode centrale 36 correspond sensiblement à 600. Cet angle eW formé entre les côtés inclinés, adjacents des parois 116, 118 de l'élément isolant et l'électrode centrale sera examiné ultérieurement. Cet angle est constant sur les parois latérales de l'élément isolant et de l'électrode centrale 36. Comme indiqué précédemment, l'électrode centrale 36 permet ainsi de définir deux surfaces inclinées 102, 104 qui forment le m#me angle critique.

Les électrodes latérales ou fendues, extérieures 38, 40 sont constituées par des feuilles minces d'une matière métallisée telle que de l'argent, appliquées par sérigraphie sur l'élément isolant avant une cuisson. En variante, l'élément isolant 34 peut formé de deux éléments identiques qui sont réunis l'un à l'autre par une résine époxy du commerce, mise en oeuvre à haute température.

La structure de la lame de l'électrode fendue représentée schématiquement à la figure 4 est une solution pratique au problème de démarrage qui se présente lorsqu'on utilise la lame pour l'incision initiale. La forme de l'électrode fendue fait qu'il n'est pas nécessaire d'exercer une force de traction élevée au début d'une incision en limitant la surface de l'électrode centrale en contact avec le tissu du corps-humain. Du fait que la sortie alternative de l'alimentation est totalement isolée, l'électrode qui établit le meilleur contact avec le tissu, reste pratiquement au potentiel du tissu c'est à dire qu'elle reste au repos.La surface limitée de l'électrode centrale fait qu'elle reste active en permanence et permet ainsi un démarrage sans difficulté Comme le montre également la figure 4, les électrodes latérales 38, 40 qui tendent à titre inactives, sont court-circui- tées dans la poignée et jouent le ralle de l'électrode de retour pendant l'opération de découpe. La lame bipolaire comparée à la lame monopolaire entralne une brtlure moindre des tissus voisins à la partie coupée, et il suffit d'une moindre force de traction pour manoeuvrer la lame Cette force correspond à la reaction opposée à la coupe pour une lame bipolaire ou une lame monopolaire d'un instrument chirurgical électrique.

Les figures 88 9 décrivent une variante de réalisatlon de 11 invention. Dans cette variantef toute la pointe est métallisee.

La lame active 136 a 1 aspect d'une "fourchette'# (figure 8), L'électrode active 136 en acier inoxydable est glissée dans les fentes 143 découpées dans l'é1#nent isolant 134 jusqu a ce qu'elle vienne en appui contre l'extrémité avant 146 de l'élément isolant (figure 9).

La figure 10 est un graphique montrant l'augmentation de la force de poussée ou de la réaction et de la pénétration de la lame en fonction de l'épaisseur de l'électrode centrale dans le cas dé l'électrode centrale en acier inoxydable 316 L. On constate que l'on a un optimum pour une épaisseur de l'électrode centrale comprise entre 0,18 et 0,40 mm. Selon le mode de réalisation préférentiel, épaisseur de l'électrode centrale est égale à 0,25 mm et déborde par rapport à lgéiément isolant d'une longueur de 0,25 mm. Les extrémités 50 ont une largeur de 0,45 mm et occupent sur la surface de l'élément isolant une longueur de 0,70 mm, les bords intérieurs étant espacés de 0,7 mm.Les électrodes fendues ont de préférence une largeur de 0e45 mm et sont séparées par une rainure 42 d'une largeur de 0,7 mm. Les parties latérales inclinées 48 sont coupées suivant un angle sensiblement égal à 450 par rapport à la partie avant centrale. L'encoche est découpée dans l'élément isolant 24 à environ 3 mm de la surface avant, de sorte que l'on arrive à un rapport égal à 1,1 .... 1,2.

Ces dimensions ont été déterminées comme constituant le meilleur compromis entre la force qui est nécessaire pour couper et la pénétration de la lame. On peut utiliser d'autres matériaux pour réaliser l'électrode centrale par exemple du tantale.

La figure 11 est un graphique montrant la forme de l'arête de l'électrode centrale et la force de coupe résultante en fonction de cette forme de l'électrode centrale. Les coins des extrémités de la lame sont inclinés de façon variable comme indiqué à la figure 11 ; les extrémités inclinées portant les références 3, 4, 5 ne se traduisent que par des différences faibles de la force de coupe. Les extrémités correspondant aux références 1 et 2 se traduisent par une difficulté de démarrage, notable pour plusieurs parcours, étant donné la forme de l'arete.

La figure 12 est un graphique de la force de découpe (mesurée en grammes) en fonction de la largeur exposée (mesurée en mm) de l'électrode centrale. On voit ainsi que des largeurs exposées correspondant à 0,2 - 0,5 mm donnent de bonnes caracté ristiques, la largeur optimale étant comprise entre 0,25 et 1,25 mm.

Des essais de découpes manuelles ont montré que le potentiel à la fréquence radio alimentant les lames constitue un élément variable, important pour le comportement des lames et que des lames de type monopolaire et des lames de type bipolaire répondent différemment aux variations d'alimentation.

La densité de courant liée à la forme de l'électrode fendue est relativement élevée pour l'électrode centrale. Les électrodes centrales en un métal très réfractaire fonctionnent correctement et le matériau du conducteur de l'électrode centrale doit être à la fois suffisamment réfractaire et compatible sur le plan médical. Des conditions relatives au matériau utilisé pour les électrodes latérales sont moins sévères.

Des travaux importants sur la toxicité ont été faits sur le tissu des nerfs car il s'agit du travail le plus délicat correspondant à l'exemple le plus mauvais. Des recherches dans le domaine orthopédique ont également été faites pour avoir des informations sur la toxicité des matériaux implantés. Des recherches dans ce domaine concernent à la fois les tissus durs et les tissus mous en particulier-les os, les tendons, les cartilages et les muscles. Des travaux importants ont été faits sur des cultures de tissus endiothéliques, car cela est nécessaire pour un matériau donnant un débit variable entre l'environnement physiologique et l'environnement externe.

Ces études indiquent que certains matériaux sont toxi ques pour les tissus animaux alors que d'autres ne le sont pas et sont ainsi acceptables sur le plan médical. Les matériaux choisis par les matériaux non toxiques peuvent s'utiliser pour l'électrode centrale des lames de coupe bipolaires, si les conditions physiques sont satisfaites. D'autres considérations dans le choix des matériaux sont le fait que les tissus sont détruits par la lame électrochirurgicale, au voisinage immédiat de l'incision. Ainsi on peut remplacer ces tissus par des tissus non fonctionnels.

L'effet d'une faible quantité de métal ou de céramique dans le tissu fibreux est négligeable. Les matériaux non toxiques qui ont été retenus dans le cadre de la présente invention et qui sont acceptables sur le plan métallique pour les applications électro chirurgicales, sont le tantale, le molybdène, le nickel, l'alumine nium, le nichrome, des aciers inoxydables déterminés tels que l'acier inoxydable de référence 316, l'iridium, A1203, la stéatite, la forsterite, le zircon et certains verres.

Selon un mode de réalisation préférentiel, on utilise du tantale ou de l'acier inoxydable comme matériaux pour l'électrode centrale. Les réalisations bipolaires, antérieures ont buté sur les difficultés importantes liées aux surfaces détruites et on a constaté qu'il était nécessaire d'utiliser de l'oxyde d'aluminium
A1203 de grande pureté pour éviter des accidents. Dans le mode de réalisation préférentiel de la lame, l'élément isolant 34 est formé en A1203 d'une pureté au moins égale à 86 - 99 %. Bien que l'alumine A1203 constitue un isolant préférentiel, on a trouvé certains matériaux dont les caractéristiques sont acceptables pour des isolants de lame bipolaire.Ces caractéristiques sont 1) un coefficient de perte maximum égal à 0,003 (# 250C et 1 MHz), 2) une résistance diélectrique minimale de 200 volts/mil fe 250C et 60 MH ) et 3) une résistance minimale de 3,5 ~ 103 bars.

Les isolants acceptables satisfaisant à de tels critères sont par exemple l'alumine A1203 fabriqués par la Société 3M sous les références + 772 et 805 ; Coors AD-995 et Duramic HT-990 et HT-998. D'autres matériaux pour 1'électrode latérale sont des compositions Mo-Mn. De tels matériaux pau coûteux et adhérant bien à la céramique nécessitent un revêtement d'argent ou d'or pour les protéger des tissus du corps humain pendant la découpe ou la cautérisation. Le mode de réalisation préférentiel utilise de l'argent métallique sous la forme de la composition 6216 fabriquée par Dupont pour réaliser les électrodes fendues.Les électrodes fendues ou électrodes latérales travaillent à un potentiel beaucoup plus faible que l'électrode centrale et peuvent ainsi être en un métal moins réfractaire qu'il est relativement facile d'appliquer. Comme des quantités insignifiantes de la matière des électrodes latérales se déposent le long de l'incision, un matériau tel que de l'argent qui ne convient pas pour les implants à cause de sa corrosion à long terme, ne constitue cependant pas de problème histologique.

Un procédé d'assemblage des lames c'est-à-dire de collage des demi-éléments isolants sur l'électrode centrale avec la colle Ecco Bond 104 durcie à environ lSO0C, augmente considérablement la résistance à la flexion. Des contractions thermiques différentes au niveau de l'électrode centrale métallique pendant le refroidissement se traduisent par des contraintes de compression résiduelles, dans les éléments latéraux en alumine A1203, une condition analogue à celle que l'on rencontre dans les poutres en béton précontraint.

Claims (14)

REVENDICATIONS

1 ) Instrument chirurgical électrique destiné à être relié sélectivement à une source d'énergie pour recevoir un courant électrique de haute fréquence servant à des opérations de découpe, de coagulation ou autres traitements du corps humain, instrument caractérisé en ce qu'il se compose d'une poignée isolante et d'un assemblage de lame monté dans la poignée et venant en saillie par rapport à celle-ci, l'assemblage étant formé d'un élément isolant ayant une composition d'alumine d'une pureté pureté d'au moins 96 %, une électrode centrale active, de forme linéaire montée sur l'élément isolant, un ensemble d'électrodes de retour disposées symétrique ment sur l'élément isolant en étant espacées entre elles et par rapport à l'électrode centrale, une partie de l'électrode centrale débordant de l'élément isolant, cette partie de l'électrode cen- trale et les cotés de l'élément isolant formant l'assemblage avec une ar8te en biais, un moyen pour relier les électrodes à la source d'énergie électrique qEui fournit le courant électrique de haute fréquence dont la boucle se referme par le tissu du corps humain, cette source ayant un moyen pour créer sélectivement et fournir un courant d'une forme donnC#e aux électrodes pour effectuer les

onctions voulues.

20) Instrument selon la revendication 1 caractérisé en ce que 1 électrode centrale est en acier inoxydable

30) Instrument selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rapport entre la surface de l'électrode de retour destinée zà être reliée au tissu, et de la surface de l'électrode active également reliée au tissu, est de l'ordre de 0,70 à 2,0, des moyens étant prévus pour relier l'électrode active à la borne de sortie active et les électrodes de retour pour mettre en oeuvre 1 @instrument.

40) Instrument selon la revendication 1, caractérisé par plusieurs éléments conducteurs dont les extrémités ont une forme en L.

50) Instrument selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément d0électrode active a une forme analogue à une fourchette et est monte autour du support isolant de l'électrode.

60) Instrument selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'élément de l'électrode active a des arêtes de coupe ayant, A encoche

70) Instrument selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support de l'électrode active résiste à des contrain tes de 3,5 ~ 10103 bars et a une résistance électrique supérieure à 200 volts/mil à une température de 250C et pour une fréquence de 60 MH

z

80) Instrument selon la revendication 1, caractérisé en ce que les électrodes de retour sont une combinaison de métal noble d'une largeur d'environ 0,4 à 0,45 mm.

90) Instrument selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément isolant est de l'alumine A1203 d'une pureté au moins e > égale à 99,5 %.

100) Instrument chirurgical comportant un assemblage de lame ayant une électrode centrale active, de forme linéaire, un élément isolant en alumine avec plusieurs rainures, le corps de l'électrode étant monté dans les rainures réalisées dans l'élément isolant en alumine et s'étendant de l'élément isolant en alumine pour former une ar#te de lame, un ensemble d'électrodes de retour latérales, symétriques, espacées les unes des autres et qui sont fixées sur les côtés opposés de l'élément isolant pour que le rapport R suivant R = surface des électrodes de retour

-surface de l electride active soit compris entre 0,7 et 2,0, l'électrode centrale et l'élément isolant formant l'ar8te de la lame.

110) Instrument selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'élément isolant en alumine a une pureté d'au moins égale à 96 % et une résistance diélectrique supérieure à 200 volts/mil à urie température de 250C sous une fréquence de 60 MHz et ayant une résistance à la compression égale à 3,5 .103bars.

120) Instrument selon la revendication 10, caractérisé en ce que 1'élément isolant en alumine a une pureté d'au moins égale à 96 % et forme une pointe avec la partie frontale et les catés inclinés, la pointe étant inclinée suivant un angle d'environ 450 par rapport à la partie frontale, l'électrode active ayant tin bord extérieur dont l'épaisseur ne dépasse pas 0,4 mm.

130) Instrument selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'électrode a une largeur dégagée comprise entre 0f2 mm et 0,5 mm.

140) Instrument selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'élément isolant en alumine, à surface inclinée et l'électrode centrale font un angle d'environ 600 pour former l'arête de coupe.

150) Instrument selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'élément isolant est incliné ou est coupé en biais et son alumine A1203 a une pureté supérieure à 96 % et l'électrode active, linéaire, a une épaisseur comprise entre 0,1 et 4 mm, et l'électrode centrale et l'élément isolant forment l'assemblage au niveau des électrodes de retour pour permettre une découpe peu profonde lorsque le tissu est soumis à la tension électrique, un moyen étant prévu pour relier les électrodes à une source d'énergie électrique, le circuit du courant de haute fréquence se refermant à travers le tissu du corps humain.