FR2511862A1 - Generateur radiofrequence pour electrochirurgie - Google Patents

Abstract

A.GENERATEUR RADIOFREQUENCE POUR ELECTROCHIRURGIE. B.CARACTERISE EN CE QU'IL COMPREND DES COMMUTATEURS 150 A 153, DES MOYENS 140141 DE BRANCHEMENT EN PONT SELON LES OPERATIONS DESIREES, DES MOYENS M-1 A M-8 DE BRANCHEMENT DE LA SOURCE DE PUISSANCE 111 ET DES MOYENS D'HORLOGE 100 DESTINES A LA COMMANDE SELECTIVE DES DIFFERENTS COMMUTATEURS SELON LE CHOIX D'OPERATIONS. C.L'INVENTION S'APPLIQUE AUX GENERATEURS RADIOFREQUENCE POUR ELECTROCHIRURGIE.

Description

Générateur radiofréquence pour électrochirurgie ".

L'invention concerne un générateur radio-

fréquence pour électrochirurgie, plus particulièrement destiné à effectuer des opérations chirurgicales au moyen

de courants électriques radiofréquence.

Outre les opérations chirurgicales effec-

tuées sur des tissus vivants au moyen d'instruments mé-

caniques tels que des scalpels ou des bistouris, la chirurgie peut également être pratiquée en faisant passer des courants électriques radiofréquence dans les tissus vivants Il existe essentiellement quatre opérations chirurgicales principales possibles dépendant des niveaux

de tensions et de puissance appliqués aux tissus Ces-

opérations sont typiquement la dessication, la fulgura-

tion, la coupe et la coupe avec hémostase Souvent, la

dessication est appelée coagulation et parfois la dessi-

cation et la fulguration sont désignées collectivement

par le terme de coagulation.

Le courant radiofréquence utilisé pour effec-

tuer les opérations chirurgicales est typiquement produit

par un générateur radiofréquence branché à un amplifica-

teur de puissance La sortie de l'amplificateur de puis-

sance est, à son tour, reliée à la masse des tissus au moyen de deux électrodes Les opérations chirurgicales

s'effectuent au moyen d'une électrode "active" injec-

tant le courant électrique radiofréquence dans la masse des tissus Etant donné que, ainsi qu'indiqué ci-dessus, les effets électrochirurgicaux dépendent essentiellement de la puissance et de la tension appliquée, l'électrode

active présente typiquement une faible section de ma-

nière à concentrer la puissance et à limiter les effets chirurgicaux à une petite zone bien contrôlée Le retour du courant radiofréquence à travers les tissus vers le générateur, est obtenu au moyen d'une plaque "passive" ou plaque de "patient" présentant une grande surface pour éviter la production d'effets électrochirurgicaux au point de retour du courant On peut, en variante, utiliser une paire d'électrodes actives fonctionnant en

mode bipolaire dans lequel les effets électrochirurgi-

caux sont limités à l'échantillon de tissu compris entre

les deux électrodes.

Une opération de dessication est effectuée en maintenant l'électrode active en contact étroit avec les tissus Le courant radiofréquence passe directement de l'électrode dans les tissus pour produire un chauffage de ceux-ci par effet de résistance électrique L'effet de chauffage détruit les cellules de tissus en produisant une zone nécrosée s'étalant radialement à partir du point de contact entre l'électrode et les tissus Du fait de la nature de la destruction des cellules, la nécrose

est également profonde L'escarre produite pendant l'opé-

ration est généralement de couleur claire et molle Pour obtenir les meilleurs résultats dans une opération de dessication, le générateur électrochirurgical utilisé doit être capable de fournir un courant radiofréquence crête de plusieurs ampères pour des tissus purulents

présentant une impédance d'environ 100 ohms.

Bien que la densité de courant radiofréquen-

ce crête soit élevée, la puissance fournie aux tissus est relativement faible du fait de la faible impédance de ces tissus De plus, on peut interrompre la forme d'onde de dessication pour obtenir un cycle utile global faible contribuant à réduire les effets de coupe Par suite, bien que les valeurs de courant crêtes soient élevées, la valeur efficace de ce courant est faible Au cours d'une opération de dessication, l'humidité des cellules de tissus est évacuée à un rythme bien contr 8 lé et l'impédance de ces tissus augmente au fur et à mesure que leur teneur en humidité diminue Par suite, pour maintenir à une faible valeur la puissance appliquée aux tissus et pour empocher les effets de coupe, comme décrit ci-dessus, il est nécessaire de limiter la puissance de sortie lorsque l'impédance des tissus augmente Dans

l'idéal, la diminution de puissance doit 9 tre proportion-

nelle à l'augmentation d'impédance.

Lorsque l'impédance des tissus augmente, on

peut obtenir un autre effet chirurgical suivant les ca-

ractéristiques de sortie du générateur électrochirurgi-

cal La coupe se produit lorsqu'une puissance suffisante

par unité de temps est appliquée aux tissus pour vapori-

ser l'humidité des cellules Si la puissance appliquée

est suffisamment élevée, une quantité de vapeur suffi-

sante est produite pour former une couche de vapeur entre l'électrode active et les tissus Quand la couche de vapeur se forme, un "plasma", constitué de molécules d'air et d'eau fortement ionisés, est obtenu entre

l'électrode et les tissus, ce qui fait monter l'impédan-

ce de ces tissus, vue du générateur, à environ 1 000 ohms. Si le générateur électrochirurgical peut fournir une puissance suffisante pour une charge de

1000 ohms et présente une tension de sortie suffisam-

ment élevée, un arc électrique radiofréquence se déve-

loppe dans le plasma Quand cela se produit, le courant pénétrant dans les tissus est limité à une zone égale à

la section de l'arc à l'endroit o celui-ci est en con-

tact avec les tissus, de sorte que la densité de puissan-

ce devient extrêmement élevée à cet endroit.

Par suite de la densité de puissance locale-

ment très élevée, l'eau des cellules se volatilise ins-

tantanément en vapeur en rompant l'architecture des tis- sus et en soufflant littéralement les cellules pour les

séparer Une nouvelle quantité de vapeur est ainsi pro-

duite pour maintenir la couche de vapeur entre l'élec-

trode et les tissus Si la densité de puissance fournie à la masse de tissus est suffisante, des cellules, en

quantité suffisante, sont détruites pour donner naissan-

ce à un effet de coupe.

Une onde de tension périodique, telle qu'une

sinusoïde, fournit une succession continue d'arcs et pro-

duit une coupe avec très peu de nécrose et d'hémostase.

Il est également possible d'obtenir une combinaison-des effets ci-dessus en faisant varier la

forme d'onde électrique appliquée aux tissus En particu-

lier, on peut, obtenir une combinaison de coupe et de

dessication (appelée coupe avec hemostase) en interrom-

pant périodiquement la tension sinusoïdale permanente

normalement utilisée pour produire une coupe électrochi-

rurgicale Si l'interruption est de durée suffisante, les particules ionisées du plasma situé entre l'électrode et les tissus, se diffusent à l'entour, ce qui provoque la disparition du plasma Quand cela se produit, l'électrode vient en contact momentanément avec les tissus jusqu'à ce qu'une nouvelle couche de plasma se forme Pendant la période o l'électrode est en contact avec les tissus, cette électrode dessèche les tissus en suturant ainsi les

petits vaisseaux sanguins situés au voisinage de l'élec-

trode.

Un autre effet chirurgical appelé fulgura-

tion peut être obtenu en faisant varier la tension et

la puissance par unité de temps délivrées par le généra-

teur électrochirurgical Bien que la fulguration soit souvent confondue avec la dessication, cette fulguration

constitue une opération nettement différente En parti-

culier, la fulguration est effectuée typiquement avec une forme d'onde présentant une tension crête très élevée,

mais un faible facteur de forme.

Si une électrode active fonctionnant avec une forme d'onde de ce type est amenée au voisinage

d'une masse de tissus et si la tension crête est suffi-

sante pour produire un arc radiofréquence (avec une impé-

dance de 5 000 ohms avant l'avalanche électrique), la

fulguration se produit à l'endroit o l'arc vient en con-

tact avec les tissus.

Du fait du faible facteur de forme de l'onde de fulguration, la puissance par unité de temps appliquée aux tissus est suffisamment faible pour que les effets de coupe dûs à la volatilisation explosive de l'humidité des cellules, soient réduits au minimum En effet, l'arc radiofréquence coagule les tissus au voisinage immédiat de l'électrode active en permettant ainsi au chirurgien qui opère de suturer les vaisseaux sanguins au voisinage

de l'électrode L'électrode de fulguration ne touche ja-

mais la surface des tissus et une escarre sombre et dure

se forme à la surface des tissus dans la zone de fulgura-

tion A l'inverse de la dessication, la fulguration est un processus de surface et la zone nécrosée est limitée

à la surface Par suite, la fulguration peut 9 tre utili-

sée là o la masse des tissus est très mince et o la

nécrose profonde produite par une opération de dessica-

tion risquerait d'endommager les organes sous-jacents.

La figuration est donc une opération très utile.

Pour effectuer convenablement les quatre

opérations chirurgicales ci-dessus, un générateur élec-

trochirurgical universel doit être capable de fournir des quantités importantes de puissance radiofréquence

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dans des tissus d'impédance variant d'un ordre de grandeur entre environ 100 ohms et environ 1000 ohms De plus, le générateur doit être capable de produire une tension crête

suffisante pour déclencher l'étincelage en modes de fulgu-

ration et de coupe Ces impératifs nécessitent que le gé- nérateur soit capable de mettre en oeuvre des tensions et

des courants radiofréquence internes très élevés.

Pour répondre à ces besoins, les générateurs selon l'art antérieur utilisaient des ocillateurs et des

amplificateurs de puissance à tubes électroniques présen-

tant l'inconvénient de dissiper de&grandes quantités de chaleur interne Pour évacuer cette chaleur interne, il fallait utiliser des appareils très gros et encombrants nécessitant une ventilation par ventilateurs évacuant

de l'air non stérile dans la salle d'opération.

Pour résoudre ces problèmes thermiques, les

appareils plus récents ont utilisé des éléments à semi-

conducteurs pour produire la puissance de sortie radio-

fréquence nécessaire Les dispositifs à semi-conducteurs dissipent intrinsèquement moins de chaleur que leurs équivalents à tubes électroniques, mais ne permettant

pas de supprimer complètement les problèmes thermiques.

De plus, quand ils sont utilisés en mode linéaire, les dispositifs à semiconducteurs continuent de dissiper

des quantités importantes de chaleur interne.

D'autres appareils ont utilisé des circuits de commutation à semiconducteurs produisant des formes

d'ondes rectangulaires au lieu des formes d'ondes sinu-

soldales des appareils antérieurs Le rendement de pro-

duction de ces formes d'ondes rectangulaires est meilleur que celui des ondes sinusoïdales, mais n'élimine pas complètement les problèmes thermiques En particulier,

comme les dispositifs à semi-conducteurs d'un généra-

teur universel doivent produire à la fois des tensions élevées et des courants élevés, il faut souvent utiliser

des dispositifs de commutation à semi-conducteurs de gran-

de puissance Ces dispositifs sont capables de prendre en compte les tensions et les courants nécessaires, mais

présentent l'inconvénient d'avoir des vitesses de commu-

tation lentes conduisant à une dissipation de chaleur in-

terne importante.

Par suite, de nombreux dispositifs à semi-

conducteurs selon l'art antérieur nécessitent encore des radiateurs de grandes dimensions et des dispositifs de ventilation Bien qu'il soit possible de trouver des composants à semi-conducteurs présentant des vitesses de

commutation rapides et, par conséquent, une faible dissi-

pation de chaleur interne, ces dispositifs n'ont pas été

utilisés dans les générateurs électrochirurgicaux univer-

sels de l'art antérieur, car ils ne sont pas intrinsèque ment capables de supporter les hautes tensions et les

forts courants requis De plus, l'utilisation d'une for-

me d'onde non sinusoïdale produit beaucoup de bruit ra-

diofréquence par suite des harmoniques d'ordre élevé du

2 C signal de sortie.

D'autres générateurs universels selon l'art antérieur ont été employés pour tenter de résoudre les problèmes de dégagement de chaleur interne en utilisant plusieurs circuits générateurs à semi-conducteurs séparés, optimisés chacun pour une opération électrochirurgicale particulière Cette solution de l'art antérieur permet d'adapter les circuits à semiconducteurs à la puissance

de sortie demandée pour chaque opération électrochirurgi-

cale Cette adaptation réduit les courants et tensions appliqués aux semiconducteurs, ce qui permet d'utiliser ceux-ci à des vitesses de commutation plus grandes en consommant moins de puissance interne Malheureusement, la multiplicité des éléments nécessaires pour mettre en oeuvre cette solution conduit à des appareils chers et

encombrants.

D'autres appareils encore ont été utilisés

pour chercher à résoudre les problèmes ci-dessus en opti-

misant le générateur pour une ou deux opérations électro-

chimiques Ces appareils sont petits et compacts, mais donnent typiquement de mauvais résultats pour toutes les opérations autres que èlles pour lesquelles ils ont

été conçus.

L'invention a pour but de pallier les in-

convénients ci-dessus de l'art antérieur en créant un générateur électrochirurgical universel utilisant un circuit de commutation rapide à semi-conducteurs destiné à optimiser les tensions et courants correspondant à la coupe, à la dessication, à la coupe avec hémostase et à la fulguration, tout en maintenant une faible dissipation de chaleur interne Par suite, les radiateurs volumineux

et encombrants, et les ventilateurs, ne sont plus néces-

saires.

A cet effet, l'invention concerne un géné-

rateur électrochirurgical destiné à effectuer un certain 2 C nombre d'opérations électrochirurgicales, comprenant une source de courant continu, un circuit de sortie destiné

à être branché sur un patient et des moyens, manoeuvra-

bles par le chirurgien qui opère, pour choisir l'une de

ces opérations électrochirurgicales, générateur caracté-

risé en ce qu'il comprend un certain nombre de commuta-

teurs; des moyens répondant aux moyens de choix d'opéra-

tion pour brancher les commutateurs dans une configura-

tion en pont; des moyens répondant aux moyens de choix

d'opération pour brancher le pont à la source de puis-

sance; des moyens répondant aux moyens de choix d'opé-

ration pour brancher le circuit de sortie aux bornes du

pont; et des moyens répondant aux moyens de choix d'opé-

ration pour produire des signaux d'horloge permettant de

commander les commutateurs pour qu'ils branchent sélec-

tivement le circuit de sortie à la source de puissance.

Plus précisément, le générateur électrochi-

rurgical décrit ici utilise un seul circuit de commutation

de sortie et trois circuits de sortie Le circuit de com-

mutation est constitué de quatre commutateurs à transis-

tors à effet de champ pilotés par un circuit d'horloge

commun La configuration de branchement de ces commuta-

teurs à semi-conducteurs peut être modifiée par l'opéra-

teur de telle manière que, suivant l'opération électro-

chirurgicale à effectuer, les commutateurs soient montés

en pont ou en série Dans chaque configuration, les commu-

tateurs à semi-conducteurs sont branchés de manière à

fournir les tensions et les courants particuliers permet-

tant d'obtenir la puissance de sortie optimale correspon-

dant à l'opération chirurgicale associée Les formes d'onde de commande produites par le circuit d'horloge

pilotant le circuit de commutation sont également modi-

fiées à chaque opération électrochirurgicale pour pro-

duire les formes d'onde de sortieoptimales.

Plus particulièrement, dans la configuration correspondant aux opérations de coupe et de dessication, les quatre commutateurs à semi-conducteurs sont montés en pont Un circuit de filtre et un transformateur de sortie sont branchés aux bornes de cette configuration en

pont Le circuit d'horloge fait fonctionner les commuta-

teurs à semi-conducteurs en pont à onde complète de ma-

nière à fournir des impulsions rectangulaires au circuit de filtre Ces impulsions rectangulaires peuvent être produites avec un bon rendement, mais il est préférable

que le circuit de filtre transforme les impulsions rec-

tangulaires en une onde sinusoïdale alimentant le trans-

formateur, ce montage permettant de réduire le bruit

radiofréquence qui serait autrement produit par les har-

moniques d'ordre élevé de l'onde rectangulaire.

Quand la configuration correspond à un fonctionnement en fulguration, les quatre commutateurs à

semi-conducteurs sont montés en série pour produire la-

haute tension nécessaire à l'obtention d'une fulguration satisfaisante Les commutateurs à semi-conducteurs sont

commandés par un circuit d'horloge de manière à fonction-

ner en commutateur unique pour produire les formes d'on-

des donnant la fulguration optimale.

L'invention sera décrite en détail au moyen des dessins ci-joints dans lesquels: la figure 1 représente le schéma par blocs du générateur électrochirurgical selon l'invention;

la figure 2 représente les circuits dé-

taillés du générateur radiofréquence et des commutateurs à semiconducteurs; la figure 3 est un schéma par blocs d'un circuit d'horloge pouvant être utilisé dans la forme de réalisation illustré ici;

les figures 4 et 5 sont des schémas dé-

taillés des circuits représentés sous forme de blocs en figure 3;

la figure 6 représente les formes d'on-

des électriques particulières produites par les circuits des figures 4 et 5; la figure 7 représente un schéma du filtre de sortie pouvant être utilisé avec la sortie monopolaire de la forme de réalisation illustrée ici; la figure 8 représente un schéma du filtre de sortie pouvant être utilisé avec la sortie bipolaire de la forme de réalisation illustrée ici; et la figure 9 représente les formes d'ondes

de sortie fournies par les circuits du générateur illus-

tré ici.

La figure 1 représente le schéma de la par-

tie de sortie du générateur électro-acoustique selon l'invention Ce générateur comporte un ensemble de bornes de sortie séparées destinées à être utilisées avec des il

électrodes monopolaires (cet ensemble utilisant une élec-

trode active unique et une plaque de retour ou de "pa-

tient"), et un ensemble de bornes de sortie destinées à être utilisées avec des électrodes bipolaires (les deux électrodes étant actives) Comme décrit plus en détail ci-après, chaque ensemble d'électrodes peut être branché à un circuit de sortie produisant les formes d'ondes

électriques optimales pour chaque opération électrochi-

rurgicale Plus précisément, les électrodes bipolaires

peuvent être alimentées par des formes d'ondes optimi-

sées pour la dessication Les électrodes monopolaires

peuvent être alimentées par des formes d'ondes optimi-

sées pour la dessication, la coupe, la coupe avec hémos-

tase et la fulguration.

Selon l'invention, le circuit de sortie est reconfiguré automatiquement par le circuit du générateur interne, suivant l'opération chirurgicale choisie par le chirurgien. Plus précisément, les formes d'ondes de sortie produites par le générateur sont délivrées par trois transformateurs de sortie dont l'un est choisi en fonction de l'opération chirurgicale à effectuer Le

transformateur 175 fournit un signal de sortie aux élec-

trodes bipolaires 195 par l'intermédiaire des fils 186.

Le transformateur 170 fournit les formes d'ondes de cou-

pe, de coupe avec hémostase et de coagulation aux

électrodes monopolaires 192, 193 ou 194 par l'intermé-

diaire des fils 181; et le transformateur 116 fournit,

à son tour, la forme d'onde de fulguration aux élec-

trodes monopolaires 192, 193 ou 194, par l'intermédiaire des fils 130 Les transformateurs 170 et 116 partagent une plaque de retour commune 192 Cependant, la borne active des fils 181 et 130 est reliée à l'électrode ou aux électrodes appropriées 193, 194 par le commutateur

haute tension 190.

Le commutateur haute tension 190 peut être

constitué par un ensemble de relais haute tension com-

mandés, soit à la main, soit au pied par un commutateur

de conception classique.

Selon l'invention, les transformateurs 116, et 175 sont avantageusement commandés électriquement par un réseau de commutation unique constitué de quatre

commutateurs à semi-conducteurs 150 à 153 Ces commuta-

teurs 150 à 153 peuvent présenter une configuration en

"pont" fournissant des signaux bipolaires complets ali-

mentant les transformateurs 170 et 175 Dans une variante de réalisation, les commutateurs 150 à 153 peuvent Atre branchés en "série" pour alimenter le transformateur de

sortie de fulguration 116 comme cela sera décrit en dé-

tail ci-après.

Les commutateurs 150 à 153 sont, à leur tour, commandés par des pilotes radiofréquence 140 et

141 Pour piloter les commutateurs dans une configura-

tion en pont, le pilote 140 est branché aux commutateurs

2 G 150 et 153 par l'intermédiaire de conducteurs 144 et 145.

De la même façon, le pilote 141 est branché aux commuta-

teurs 151 et 152 par l'intermédiaire des conducteurs res-

pectifs 147 et 146 Les pilotes 140 et 141 sont commandés de manière à faire fonctionner les commutateurs 150 à 153 dans l'une ou l'autre des deux configurations grâce au circuit d'horloge 100 déclenchant les pilotes 140 et 141

par les ensembles de conducteurs respectifs 142 et 143.

Plus précisément, le circuit d'horloge 100 fournit les impulsions d'horloge par les ensembles de conducteurs

142 et 143 Ces impulsions amènent à leur tour les pilo-

tes 140 et 141 à fermer les commutateurs 150 à 153 con-

* venables pour fournir aux transformateurs de sortie des

formes d'ondes de commutation parfaitement bien définies.

En plus du fait qu'il fournit des signaux

d'horloge aux pilotes radiofréquence, le circuit d'hor-

loge 100 commande également le relais de mode 105 et le relais bipolaire 106 Le relais de mode 105-commande la configuration électrique des commutateurs 150 à 153 au moyen de contacts de transfert, comme cela sera décrit ci-après Le relais bipolaire 106 choisit l'un convena- ble des transformateurs 170 et 175 pour qu'il donne un

signal de sortie sous la commande du circuit de pont.

Chacun des modes actifs des trois transfor-

mateurs de sortie sera maintenant décrit en détail On supposera, par exemple, pour cela, que le chirurgien qui opère a choisi la production d'une forme d'onde de coupe ou de dessication sur les électrodes monopolaires

192 et 193 ou 194 Les formes d'onde de coupe et de coa-

gulation sont illustrées respectivement par les lignes A et B de la figure 9 Dans ce cas, la forme d'onde de sortie est fournie par le transformateur 170 sous le contr 8 le du circuit d'horloge 100 Plus précisément, sous la commande des commutateurs de panneau placés sur le panneau avant du générateur ou sous la commande des commutateurs déportés, à pied ou à main, manoeuvrés par le chirurgien, le circuit d'horloge 100 libère à la fois le relais de mode 105 et le relais bipolaire 106 En figure 1, ces relais sont représentés avec des contacts séparés Les contacts normalement fermés sont représentés par des lignes perpendiculaires au chemin électrique associé Inversement, les contacts normalement ouverts sont représentés par des lignes croisant le chemin

électrique associé.

Avec cette représentation, le relais libéré 105 ouvre ses contacts M-1 et M-2 en débranchant ainsi le transformateur 116 de la source de puissance 111 et du circuit de commutation Le transformateur 116 se trouve ainsi mis hors fonctionnement De la même façon,

le relais libéré 106 ouvre son contact B-2 en débran-

chant ainsi le transformateur 175 du circuit.

Par suite, le transformateur 170 est le seul transformateur branché au circuit de commutation La puissance de la source 162 est appliquée au commutateur à semi-conducteurs 150 par l'intermédiaire du contact M-3 et du fil 161, et au commutateur à semi-conducteurs 152 par l'intermédiaire du contact M-4 et du fil 154 La source 162 peut être constituée par une alimentation

régulée à courant continu fournissant une tension conti-

nue comprise entre O et 200 volts.

N'importe quel type d'alimentation régulée peut être utilisé, telle que, par exemple, l'alimentation "Sorensen Model DCR 600-3 B" Cette alimentation peut être commandée par des commandes placées sur le panneau avant du générateur électrochirurgical, ou par un réseau de rétro-action destiné à fournir une puissance de sortie constante lorsque la charge varie Un tel réseau de rétro-action est décrit, par exemple, par le Brevet

U.S A 3 601 126, déposé le 24 Août 1971 par J R R Estes.

Les commutateurs à semi-conducteurs 150 et

152 sont, à leur tour, branchés directement aux commuta-

teurs 151, 153, respectivement par les conducteurs 160, 159 et 155, 156 Les commutateurs 151 et 153 sont reliés à la terre respectivement par les conducteurs 158, par le contact M-9 et par le conducteur 157 Les commutateurs et les conducteurs forment un réseau en pont contenant un commutateur dans chaque bras du pont Le transformateur primaire ou transformateur de sortie 170 est branché au centre du pont par les conducteurs 163, le contact M-6, le conducteur 166, le contact M-7 et le contact Bl Comme cela sera décrit plus en détail ci-après, le circuit d'horloge 100 déclenche les pilotes 140 et 141 pour

qu'ils actionnent à leur tour les commutateurs à semi-

conducteurs en déclenchant simultanément les commutateurs diagonalement opposés Ces commutateurs fonctionnent -35 alors en pont à onde complète fournissant des signaux

alternatifs au transformateur 170.

Plus particulièrement, le circuit d'horloge commande le pilote 140 au moyen des conducteurs 142 pour fermer tout d'abord les commutateurs 150 et 153 Le courant passe ensuite de la source 162 à la terre par le chemin suivant le contact M-3, le fil 161, le commutateur , le fil 160, le fil 163, le contact M-6, le primaire du transformateur 170, le contact B-1, le contact M-7, le fil 166, le fil 156, le commutateur 153, et le fil 157, pour arriver à la terre A la fin d'un intervalle de temps prédéterminé, le circuit d'horloge 100 amène le

pilote 140 à ouvrir les commutateurs 150 et 153 en cou-

pant ainsi le courant Ensuite, le pilote 141 est com-

mandé de manière à couper les commutateurs 151 et 152.

Le courant passe alors, en sens inverse, dans le primaire du transformateur 170 en empruntant le chemin suivant la source 162, le contact M-3, le contact M-4, le fil 154, le commutateur 152, le fil 155, le fil 166, le con-

tact M-7, le contact B-1, le primaire du transformateur

170, le contact M-6, le fil 163, le fil 159, le commuta-

teur 151, le fil 158, et le contact M-9, pour arriver à

la terre.

De cette manière, le circuit d'horloge 100 commande alternativement les commutateurs 150, 163 et les

commutateurs 151, 152 pour fournir des signaux alterna-

tifs au primaire du transformateur 170 Le montage en

pont décrit ci-dessus, des commutateurs 150 à 153, pré-

sente un certain nombre d'avantages De façon avantageuse, bien qu'une tension égale au double de la pleine tension

fournie par la source 162, apparaisse aux bornes du pri-

maire du transformateur 170, seule la tension d'alimen-

tation apparait aux bornes de l'un quelconque des commu-

tateurs Cette caractéristique permet d'utiliser des commutateurs à transistors à effet de champ très rapides,

en commutateurs à semi-conducteurs Cela permet d'amé-

liorer le rendement des circuits de commutation tout en

évitant les problèmes de claquage haute-tension typique-

ment rencontrés lorsqu'on utilise ces commutateurs.

De plus, comme on utilise un fonctionnement à onde complète, le primaire du transformateur 170 ne comporte pas de prise centrale Cette configuration évite le couplage du flux résiduel à l'autre section du transformateur à prise centrale, ce qui constitue la principale cause de bruit radiofréquence parasite dans

un environnement de salle d'opération.

Il est également préférable, selon l'inven-

tion, que les signaux fournis au primaire du transforma-

teur 170 soient des impulsions carrées effectivement pro-

duites par les commutateurs 150 à 153 Ces impulsions

sont, à leur tour, couplées au secondaire 171 du trans-

formateur 170 et appliquées au circuit de filtre 180 constitué ici par un filtre passe-bande comme indiqué en

figure 7.

Le circuit de filtre 180 effectue deux

fonctions selon l'invention Tout d'abord ce filtre éli-

mine les composantes haute fréquence de l'onde de commu-

tation appliquée au secondaire 171 du transformateur 170.

Le signal de sortie du filtre 180 apparaissant sur les conducteurs 181 représente donc approximativement une

onde sinusoïdale de fréquence fondamentale 500 k Hz.

L'élimination des composantes haute fréquence du signal par le circuit de filtre 180 emp 9 che la production de

bruit radiofréquence et permet un contr 8 le et une élimi-

nation plus faciles des fuites radiofréquence entre l'électrode active et la terre ou entre le patient et la terre. Cependant, la forme d'onde rectangulaire fournie au circuit de filtre 180 peut être efficacement produite par un circuit de commutation à transistors fonctionnant en "classe B" Lorsqu'il fonctionne en

classe D, le circuit de commutation à pont de semi-conduc-

teurs dissipe moins de puissance et ne nécessite donc pas

de ventilateur pour refroidir le circuit interne du géné-

rateur Comme un ventilateur est une source de contamina-

tion dans une salle d'opération, la suppression de ce ventilateur permet d'obtenir un bloc opératoire plus sur

pour la santé du patient.

En second lieu, lorsque le circuit de sortie fonctionne, selon l'invention, en mode de coagulation utilisant une forme d'onde interrompue, le circuit de

filtre 180 produit un effet de doublement de tension.

Laugmentation de tension de sortie en mode de coagulation contribue à augmenter la longueur de l'arc électrique pour

donner la forme d'onde optimale.

Comme décrit ci-dessus, l'un des fils 181

est branché à la plaque de retour de patient 192 et l'au-

tre fil est branché, par l'intermédiaire du commutateur haute tension 190, à l'électrode de sortie active 194 ou 193.

En supposant maintenant, dans un but d'il-

lustration, que le chirurgien qui opère désire utiliser les électrodes bipolaires 195, celui-ci actionne alors les commutateurs de panneau avant ou les commutateurs à distance (non représentés), pour que le circuit d'horloge 100 déclenche le relais bipolaire 106 Ce relais 106 ouvre

alors son contact B-1 et ferme son contact B-2 en débran-

chant ainsi le transformateur 170 du circuit en pont et

en branchant le transformateur 175 Le circuit fonction-

ne ensuite de manière analogue à celle décrite ci-

dessus Les impulsions bipolaires fournies au primaire du transformateur 175 sont appliquées au secondaire 176, puis au circuit de filtre 185 représenté plus en détail en figure 8 Le signal de sortie filtré est appliqué aux

électrodes bipolaires 195.

On supposera maintenant que, par utilisation des commutateurs convenables, le chirurgien qui opère

choisit la production d'un signal de sortie de fulgura-

tion sur les électrodes monopolaires 192, 193 ou 194.

Un exemple de signal de sortie de fulguration est repré-

senté par la ligne C de la figure 9 Dans ce cas, le circuit d'horloge 100 est commandé par des commutateurs

de panneau ou par des commutateurs à distance (non re-

présentés), pour actionner le relais de mode 105 et libérer le relais bipolaire 106 Le relais 105 ainsi mis en oeuvre ouvre les contacts M-6 et M-7 en isolant ainsi

les transformateurs 170 et 175 du circuit de commutation.

Le relais 105 ouvre également le contact M-3 en débran-

chant l'alimentation 162 du circuit de commutation, et

ferme les contacts M-1 et M-2 en branchant ainsi le trans-

formateur 116 en série avec l'alimentation 111 et les commutateurs 150 à 153 Enfin, le relais 105 ferme les contacts M-5 et M-8 en ouvrant les contacts M-4 et M-9 pour brancher ainsi les commutateurs 150 à 153 en série

avec le transformateur 116 et avec la masse de l'alimen-

tation.

D'autre part, comme décrit plus en détail ci-après, le circuit d'horloge 100 est déclenché par l'opérateur qui actionne les commutateurs de panneau ou les commutateurs à distance pour commander les pilotes

140 et 141 de façon qu'ils ferment et ouvrent simultané-

ment les commutateurs 150 à 153 en branchant ainsi effec-

tivement de manière répétitive le primaire du transforma-

teur 116 entre la source d'alimentation 111 et la terre.

En particulier, le primaire 124 du transformateur 116 est branché en parallèle avec le condensateur 115 et

forme un circuit résonnant "réservoir" haute fréquence.

Quand l'extrémité inférieure de l'enroulement primaire

124 est branchée à la terre, le courant de l'alimenta-

tion 111 passe par le contact M-1 et le primaire 124 du

transformateur.

Ensuite, quand le circuit d'horloge 100 dé-

clenche les pilotes 140 et 141 pour qu'ils ouvrent à leur tour les commutateurs 150 à 153, le circuit réservoir se vide en donnant un signal de sortie sinusoïdal amorti, comme indiqué par la ligne C de la figure 9 Comme le circuit d'horloge 100 ferme et ouvre périodiquement les commutateurs 150 à 153, on obtient une onde sinusoïdale amortie périodique Cette onde périodique est couplée au secondaire 125 du transformateur 116 et est appliquée (par l'intermédiaire des condensateurs 120, 121 et des fils 130) aux électrodes monopolaires constituées par la plaque de patient 192 et par les électrodes de sortie 193

ou 194.

Les éléments du circuit réservoir haute fré-

quence sont choisis pour donner une forme d'onde optimisée

pour une opération chirurgicale de fulguration Les dé-

tails particuliers du circuit de sortie de fulguration ne

font pas partie de l'invention et ne seront donc pas dé-

crits plus en détail Une description détaillée d'un cir-

cuit de fulguration utilisable ici peut 9 tre trouvée dans une demande de brevet en cours intitulée "Générateur électrochirurgical" déposée le 6 Juillet 1981 par Francis

T Mc Greevy sous le N O 281 005 et attribuée au mandatai-

re de la présente invention.

Plus particulièrement, pour exciter le cir-

cuit réservoir haute fréquence, le circuit d'horloge 100 ouvre et ferme, de façon répétitive, les commutateurs

à 153 au moyen de circuits de pilotage 140 et 141.

Le courant de l'alimentation 111 suit alors le chemin

suivant: le contact M-1, le primaire 124 du transforma-

teur 116, la résistance 117, le contact M-2, le fil 161, le commutateur 150, les fils 160 et 159, le commutateur 151, le fil 158, le contact M-8, le contact M-5, le fil

154, le commutateur 152, les fils 155 et 156, le commu-

tateur 153, et le fil 157, pour arriver à la terre.

Quand les commutateurs 150 à 153 sont ouverts, une rela-

tivement haute tension est produite par la force contre électromotrice induite au primaire 124 du transformateur 116 Cependant, comme les commutateurs 150 à 153 sont branchés en série, la haute tension se divise entre les quatre commutateurs en empêchant ainsi tout risque de claquage secondaire de l'un quelconque des commutateurs, même en utilisant des commutateurs à transistors à effet

de champ (T E C).

Pour protéger encore les commutateurs à T.E C, on utilise un circuit de détection de courant constitué d'une résistance 117 et d'un transformateur Le courant passant dans le circuit développe aux bornes de la résistance 117 une tension elle-même couplée, par le transformateur 110 et les fils 107, au circuit d'horloge-100 Comme décrit ci-après, une augmentation du courant passant dans la résistance 117 au-dessus d'une valeur de seuil prédéterminée, réduit le temps de passage des commutateurs 150 à 153 en réduisant ainsi le courant moyen traversant les commutateurs et en empêchant

ainsi tout risque de détérioration par surcharge de cou-

rant.

La figure 2 représente le détail des cir-

cuits des commutateurs à semi-conducteurs et des circuits de pilotage 140 et 141 Chacun des circuits de pilotage et 141 est constitué des mêmes éléments, et, pour plus de clarté, l'un seulement d'entre eux sera décrit

en détail De la même façon, les commutateurs à semi-

conducteurs 150 à 153 étant identiques, l'un seulement

d'entre eux sera décrit en détail La figure 2 représen-

te en détail les circuits de pilotage commandés par les signaux O et O fournis par le circuit de commande par l'intermédiaire des bornes 200 et 201 représentées du

c 8 té gauche de la figure 2 Le bloc de pilotage propre-

ment dit est constitué de deux blocs de commutateurs de pilotage identiques dont l'un seulement sera décrit en détail. Chaque bloc de commutateurs de pilotage du pilote 140 est branché à une extrémité du transformateur à point milieu 260 dont le secondaire pilote les commutateurs à semi-conducteurs Dans l'état de repos ou

d"'arrêt", l'entrée 200 du bloc supérieur se trouve nor-

malement maintenue dans l'état de tension "haute" par le circuit logique du circuit d'horloge De plus, la résistance 210 branchée à la source de tension positive

215 contribue à maintenir l'entrée 200 "haute" La ten-

sion positive de la borne 200 est appliquée, par l'in-

termédiaire du diviseur de tension constitué par les résistances 217 et 230, à la base du transistor 235 pour

le rendre conducteur Dans cet état conducteur-du tran-

sistor 235, un signal à bas niveau (voisin du potentiel

de terre) apparait au collecteur de ce transistor.

L'électrode de grille du commutateur à T E C 240, branchée au collecteur du transistor 235, se trouve ainsi

maintenue à la masse et le T E C 240 reste donc "coupé".

De plus, le signal à fort niveau apparaissant à la borne est appliqué, par l'intermédiaire du diviseur de

tension à résistances 216 et 218, à la base du transis-

tor 220 de manière à maintenir celui-ci dans l'état

"coupé".

Le bloc de pilotage devient actif lorsque le circuit de commande applique une impulsion devenant négative à la borne 200 Cette impulsion négative est appliquée, par l'intermédiaire du diviseur de tension à résistances 217 et 230, à la base du transistor 235 de manière à le couper De plus, l'impulsion négative est appliquée, par l'intermédiaire du diviseur de tension a résistances 216 et 218, à la base du transistor 220 de manière à le rendre conducteur Le courant passe ainsi à

la terre par l'intermédiaire de la diode 219, du tran-

sistor 220 et de la résistance 236, en faisant ainsi

11862

monter le potentiel du conducteur de grille du commuta-

teur à T E C 240 qui devient alors "conducteur' Le courant de la source de tension positive 251 peut ainsi passer à la terre par l'intermédiaire d'une moitié de l'enroulement primaire 250 du transformateur 260 et du

commutateur à T E C 240.

Le transformateur 260 commande, à son tour,

les commutateurs à semi-conducteurs au moyen des deux -

enroulements secondaires 270 et 271 Pour plus de clarté,

seul l'enroulement 270 est représenté branché à un commu-

tateur à semi-conducteurs sur les dessins, l'enroulement

271 étant branché de manière analogue à un autre commuta-

teur La sortie de l'enroulement 270 est reliée aux électrodes de grille et de source des commutateurs à semi-conducteurs T E C De plus, une paire de diodes Zener 275, 280 (de tension d'avalanche située à environ 12 volts) sont montées, en série avec la résistance 290, aux bornes de l'enroulement 270 Ces trois éléments ont pour but d'empocher qu'une pointe de haute tension

accidentelle appraissant au secondaire 270 du transfor-

mateur, risque d'endommager les transistors du commuta-

teur à semi-conducteurs.

A la fin de l'intervalle de temps de "con-

duction", la tension fournie par le circuit d'horloge à la borne 200, revient à son état de repos "haut", le transistor 235 devient "conducteur" et le transistor 220 devient "coupé", ce qui permet ainsi à la résistance 236 de ramener à la terre le potentiel de l'électrode de grille du T E C 240 Par suite, le T E C 240 cesse d'âtre conducteur et le courant cesse de passer de la

source 251 dans le primaire 250 du transformateur 260.

Cependant, pour s'assurer d'une commutation rapide des commutateurs à semi-conducteurs, ou "inverse" effectivement le courant dans l'enroulement primaire 250 du transformateur 260 pour faire tomber rapidement à zéro le flux dans les enroulements du transformateur, ce qui permet de faire tomber rapidement à zéro la tension du secondaire En particulier, comme décrit ci-dessus,

le circuit de commande envoie une courte impulsion, néga-

tive d'une durée d'environ 200 nanosecondes, à la borne 201 aussit 8 t après que la borne 200 soit revenue à son

état "haut" de repos De la même manière que celle dé-

crite pour le circuit de commutation de pilote supérieur, le circuit de commutation de pilote inférieur du pilote radiofréquence commute dans l'état "conducteur" le T E C 255, ce qui fait passer le courant de la source 251 dans l'enroulement primaire 250 du transformateur 260 Ce courant circule en sens inverse du courant immédiatement précédent Le flux magnétique résultant dans le noyau du

transformateur est orienté en sens inverse de celui pro-

duit par l'impulsion négative appliquée à la borne 200.

Cela permet d"'annuler" tout flux résiduel dans le noyau

de manière à garantir une commutation rapide des commu-

tateurs à semi-conducteurs.

La figure 3 représente un schéma, par blocs, simplifié, du circuit d'horloge commandant les pilotes

radiofréquence et, par suite, les commutateurs à semi-

oonducteurs, pour mettre en oeuvre le réseau de commuta-

tion en pont.

Le circuit d'horloge est muni d'un certain

nombre d'entrées commandant et synchronisant son fonc-

tionnement En particulier, deux signaux d'horloge sont appliqués aux conducteurs 300 et 302 Le signal d'horloge

du conducteur 300 est un signal à 1 mégahertz et le si-

gnal d'horloge du conducteur 302 est un signal à 20 kilo-

hertz Ces signaux d'horloge peuvent être fournis par

des générateurs classiques non représentés.

En plus des signaux d'horloge, le circuit

d'horloge reçoit également plusieurs signaux de déclen-

chement de mode appliqués aux conducteurs 301 et 303 à

305 Ces signaux de mode sont produits par des commuta-

teurs qui peuvent être placés sur le panneau avant du générateur électrochirurgical, ou par un circuit logique

(non représenté) lui-même commandé à distance par des com-

mutateurs de main ou de pied classiquement utilisés en

technique chirurgical.

Le fil 301 reçoit un signal logique "haut" lorsque le chirurgien désire obtenir une onde de sortie de fulguration De la même façon, le fil 303 reçoit un signal logique "haut" lorsqu'on désire obtenir une forme d'onde optimisée pour la dessication (coagulation) Le signal appliqué au fil 304 est "haut" lorsqu'on désire

obtenir une onde de sortie optimisée pour la coupe chi-

rurgicale Enfin, le signal appliqué au fil 306 permet de choisir si l'onde de sortie doit être optimisée pour une coupe simple ou pour une coupe avec hémostase (le signal étant "haut" dans le second cas et "bas" dans le premier). Si l'on choisit une forme d'onde optimisée pour la coupe avec hémostase, une tension continue,

fournie par un potentiomètre relié à un cadran (non re-

présenté) du panneau avant du générateur, est appliquée au fil 305 qui, comme décrit ci-après, choisit le cycle utile (temps de "marche") de la forme d'onde de coupe, de

manière à produire l'effet de coupe avec hémostase voulu.

Les signaux d'entrée des fils 301 et 303 à 306 peuvent être fournis par des circuits logiques (non représentés) permettant de s'assurer qu'on ne choisit qu'un seul mode

de sortie à la fois La construction de ces circuits lo-

giques est simple et évidente pour un spécialiste de la question. Le circuit d'horloge de la figure 3 fournit deux ensembles de signaux de sortie représentés du c 8 té

droit de la figure 3 et appelés 01, Fl et 02, 2.

Chacune des sorties 01 et 02 est appliquée à une entrée correspondante des circuits de pilotage de la figure 2, pour commander ensuite les commutateurs à semi-conducteurs. Comme décrit ci-après, le circuit d'horloge selon l'invention peut être reconfiguré sous le contrôle de signaux d'établissement de mode de façon que les deux circuits de pilotage radiofréquence puissent fonctionner, soit simultanément, soit alternativement, pour fournir les ondes de sortie optimales correspondant à chaque

opération chirurgicale choisie.

Plus précisément, le signal d'horloge à 1

mégahertz fourni au fil d'entrée 300 est appliqué au di-

viseur 307, ce dernier étant constitué par un dispositif

numérique classique recevant un signal d'horloge à l'en-

trée et fournissant un certain nombre de sorties consti-

tuées chacune par une onde carrée dont la fréquence est

un sous-multiple déterminé de celle de l'horloge d'en-

trée Par exemple, le diviseur 307 reçoit, à l'entrée,

le signal d'horloge à 1 mégahertz et fournit quatre si-

gnaux de sortie à des fréquences égales à 1/2, 1/4, 1/8 et 1/32 de la fréquence d'entrée, ainsi qu'un signal à la fréquence d'entrée Ainsi, un signal de sortie à 31,25 k Hz apparatt sur le fil 308, un signal à 250 k Hz apparatt sur le fil 309, un signal à 125 k Hz apparait sur le fil 310, et un signal à 500 k Hz apparatt sur le fil 311 Les signaux à 31,25 k Hz et 400 k Hz des fils 308 et 311 sont appliqués au générateur d'impulsions 320, et les signaux à 250 k Hz et 125 k Hz des fils 309 et 310

sont appliqués au générateur d'impulsions 325.

Le générateur d'impulsions 320 reçoit éga-

lement un signal du fil 301 de DECLENCHEMENT DE FULGURA-

TION, et le générateur d'impulsions 325 reçoit un signal du fil 303 de DECLENCHEMENT DE COAGULATION, et un signal

d'horloge supplémentaire du fil 302 d'HORLOGE A 20 k Hz.

Comme décrit ci-après, le générateur 320 répond à ses

trois signaux d'entrée par un signal de sortie apparais-

sant sur le fil 321 et consistant en un train d'impul-

sons durant chacune 1,85 microseconde et se répétant à

une cadence de 31,25 k Hz De la même façon, le généra-

teur 325 répond à ses quatre signaux d'entrée par un train d'impulsions durant chacune 6 microsecondes et se

répétant à une cadence -de 20 k Hz.

Le signal de sortie du générateur 320 sur le fil 321 et le signal de sortie du générateur 325 sur le fil 326, sont associés à une porte OU 338 Cette porte OU 338 est une porte de déclenchement fournissant, à sa sortie 350, un signal "haut" appliqué à l'entrée du registre à décalage 351, lorsqu'un signal "haut" est reçu à l'une quelconque de ses trois entrées Ce signal "haut" déclenche le registre à décalage pour qu'il donne des signaux de sortie comme décrit ci-après Le registre à décalage 351 est utilisé en oscillateur libre et en

circuit de synchronisation dépendant du mode de fonc-

tionnement du circuit Les signaux de sortie du registre 351 sur les fils 353 et 360, sont appliqués (après un certain traitement préliminaire) aux circuits de pilotage radiofréquence qui pilotent à leur tour les commutateurs

à semi-conducteurs pour donner les formes d'onde de sor-

*tie du générateur.

Le registre 351 peut avantageusement fonc-

tionner dans l'un de deux modes dépendant de la configu-

ration du circuit de commutation en pont et de la forme d'onde de sortie désirée par le chirurgien qui opère En particulier, la sortie Q du premier étage du registre 351 est reliée par le fil 354 à une entrée de la porte ET 355 La sortie de la porte 355 est reliée à l'entrée du registre à décalage Comme la sortie Q est une sortie inverseuse, le premier étage du registre 351 fonctionne en bascule de "calage" lorsque la porte 355 est mise en oeuvre, c'est-à-dire qu'il change d'état ou oscille à la réception du flanc de montée positif de chaque impulsion d'horloge (comme le registre à décalage est piloté par le signal d'horloge à 1 M Hz, les signaux de sortie changent

d'état à une cadence de 500 k Hz).

Conformément au mode de fonctionnement bien connu des registres à décalage, la sortie Q du premier étage du registre 351 est transmise à chaque impulsion d'horloge du second étage Ainsi, le signal de sortie Q du second étage est équivalent au signal de sortie Q du premier étage du registre 351, retardé d'une impulsion d" horloge Les deux étages du registre 351 fonctionnent ainsi en horloges déphasées lorsqu'on déclenche la porte 355, et sont utilisés pour piloter les côtés opposés du pont de commutateurs à semi-conducteurs Cette opération se produit pendant la coupe, la coupe avec hémostase, la

dessication, la coupe bipolaire et la coagulation bipo-

laire effectuées par le générateur électrochirurgical.

Cependant, pendant le fonctionnement du circuit en mode de fulguration, un signal "haut" est envoyé sur le fil 301 de DECLENCHEMENT DE FULGURATION et sur les portes 340 et 342 (le signal "haut" du fil 301 est inversé par l'inverseur 341 et appliqué sous forme

de signal "bas" à la porte NON-OU de déclenchement 342).

Par suite, le signal "haut" produit par la porte OU 338 (en réponse aux impulsions produites sur le fil 321 par

le générateur d'impulsions 320) est appliqué, par l'in-

termédiaire de la porte 340, à l'entrée préréglée du registre à décalage 351 D'autre part, ce signal est appliqué sous forme de signal "bas" à l'entrée de remise à zéro du registre à décalage 351, par l'intermédiaire

de la porte 342 et de l'inverseur 341.

Selon le mode de fonctionnement classique des registres à décalage, les entrées de préréglage et de remise à zéro du registre à décalage 351 prennent le pas sur tout signal d'entrée et commandent tous les étages simultanément pour les prérégler ou les remettre à zéro respectivement (en faisant respectivement passer

les sorties Q dans l'état "bas" ou dans l'état "haut").

Par suite, pendant le mode de fulguration, les étages du registre à décalage* 351 sont réglés et remis à zéro en réponse aux impulsions fournies par la porte OU 338 Les signaux de sortie du registre à décalage 351 commandent à leur tour le pont de commutation à semi-conducteurs et, comme décrit ci-dessus, tous les commutateurs à

semi-conducteurs passent simultanément en position "mar-

che" et "arrêt" pour produire la forme d'onde optimale

pour la fulguration.

Les signaux de sortie du registre à décalage 351 apparaissant sur les fils 353 et 360, sont appliqués

respectivement à une entrée des portes NON-OU 352 et 361.

Les autres entrées des portes NON-OU 352 et 361 reçoivent

sur le fil 391 un signal provenant du circuit 390 de ré-

glage de sens de courant et de largeur d'impulsions -

Comme décrit ci-après, le circuit 390 de réglage de sens de courant et de largeur d'impulsion, réduit la largeur

des impulsions de sortie fournies aux pilotes radiofré-

quence par les portes 352 et 361, dans le cas dans le-

quel le courant passant dans les transistors des commuta-

teurs à semi-conducteurs dépasse une valeur prédéterminée.

De plus, le circuit 390 règle la largeur des impulsions de sortie de façon qu'il n'y ait pas de recouvrement entre impulsions successives En effet, un recouvrement pourrait mettre simultanément en "marche" les deux bras

du pont à semi-conducteurs, ce qui risquerait d'endom-

mager le circuit De cette façon, les transistors des commutateurs à semiconducteurs sont protégés contre toute surcharge qui risquerait de les endommager ou de

les détruire.

Plus précisément, le signal de sortie de la porte 352 est appliqué, par l'intermédiaire du fil 370, a la borne de sortie 01, et sert, comme décrit ci-dessus,

à commander une paire de commutateurs à semi-conducteurs.

De plus, le signal de sortie de la porte 352 est égale-

ment appliqué à un multivibrateur monopulse 371 destiné à produire une impulsion de courte durée, légèrement

retardée, à la sortie 01 372 utilisée, comme décrit ci-

dessus, pour obtenir la coupure complète des commutateurs à semiconducteurs De la même façon, le signal de sortie de la porte NON-OU 361 est appliqué, par l'intermédiaire du fil 380, à la borne de sortie 02, et sert à commander l'autre paire de commutateurs à semi-conducteurs Le signal de sortie de la porte 361 est également appliqué,

par l'intermédiaire du fil 381, au multivibrateur mono-

pulse 382 qui produit également une impulsion de courte durée, légèrement retardée, sur le fil de sortie 383 pour s'assurer d'une coupure complète des commutateurs

à semi-conducteurs associés.

On supposera maintenant, dans un but d'il-

lustration, que le circuit d'horloge est configuré de manière à produire un signal de sortie optimisé pour la coagulation ou la dessication Dans ce cas, le fil 301 de DECLENCHEMENT DE FULGURATION porte un signal "bas", le fil 303 de DECLENCHEMENT DE COAGULATION porte un signal "haut", et le fil 304 de DECLENCHEMENT DE COUPE porte un signal "bas" Le générateur d'impulsions 325 reçoit un signal à 250 k Hz du diviseur 307, par le fil309, et un signal d'horloge à 125 k Hz du diviseur 307, par le fil 310 De plus, le générateur d'impulsions 325 reçoit un signal d'horloge à 20 k Hz du fil 302, et le signal "haut" de DECLENCHEMENT DE COAGULATION du fil 303 En réponse à ces signaux, le générateur 325 produit des impulsions de six microsecondes de durée se répétant à la cadence de 20 k Hz, ces impulsions étant appliquées

par le fil 326 à la porte OU 338.

Etant donné que, ainsi que décrit ci-dessus le signal de DECLENCHEMENT DE FULGURATION du fil 301 est "bas", les portes 340 et 342 sont hors service Ainsi, le registre à décalage 351 fonctionne comme deux horloges déphasées pilotant les deux moitiés opposées du pont de commutateurs à semi-conducteurs, de manière à produire une forme d'onde de coagulation Comme le signal du fil 326 n'est "haut" que pendant six microsecondes seulement, et comme le registre à décalage 351 fonctionne à un rythme de 500 k Hz, le registre à décalage 351 produit trois impulsions pendant chaque impulsion du générateur 325. On supposera maintenant que le circuit d'horloge est configuré de manière à produire un signal

de sortie optimisé pour la coupe électrochirurgicale.

Dans ce cas, le fil 304 de DECLENCHEMENT DE COUPE porte

un signal "haut", et le fil 303 de DECLENCHEMENT DE COA-

GULATION et le fil 301 de DECLENCHEMENT DE FULGURATION portent des signaux 'bas" En réponse aux signaux "bas" des fils 301 et 303, les générateurs d'impulsions 320 et 325 sont coupés Le mode de coupe comprend deux types

distincts de fonctionnement, c'est-à-dire la coupe sim-

ple et la coupe avec hémostase En coupe simple, un si-

gnal "haut" apparaît également sur le fil 306 de COUPE SIMPLE En réponse à ces signaux, le synchroniseur 330 fournit un signal "haut" constant à la porte OU 338 Ce signal "haut" déclenche le registre à décalage 351 pour

qu'il fonctionne en permanence sous la commande de l'hor-

loge à un mégahertz appliquée par le fil 327 L'oscilla-

tion libre du registre à décalage 351 produit un signal continu qui pilote les deux moitiés opposées du pont de commutateurs à semi- conducteurs, de manière à produire,

après filtrage par le circuit de sortie, une onde sinu-

soidale de sortie utilisable pour la coupe électrochi-

rurgicale.

Le circuit est configuré de manière à pro-

duire une onde de sortie optimisée pour la coupe avec hémostase lorsqu'un signal "haut" apparaît sur le fil 304 de DECLENCHEMENT DE COUPE et lorsqu'un signal "bas"

apparaît sur le fil 306 de COUPE SIMPLE Dans ces con-

ditions, le synchroniseur 330 produit en sortie un si- gnal "haut" déclenchant la porte OU 338 sous le contrôle du comparateur 335 En particulier, une tension continue représentant le pourcentage de temps pendant lequel la puissance de sortie doit être produite par le générateur, est appliquée au comparateur 335 par le fil 305 de NIVEAU D'HEMOSTASE Cette tension continue est comparée à une

tension produite par un générateur de dentsde scie 336.

Quand le signal de sortie de ce générateur 336 est infé-

rieur à la tension du fil 305 de NIVEAU D'HEMOSTASE, le

comparateur 335 donne un signal de sortie "bas" comman-

dant le synchroniseur 330 pour qu'il produise un signal de sortie "haut" destiné à son tour à déclencher la porte

OU 338.

Comme décrit ci-dessus, lorsque la porte

OU 338 est déclenchée, le registre à décalage 351 fonc-

tionne en permanence pour produire une onde sinusoïdale à la sortie du générateur Cependant, lorsque le signal produit par le générateur de dentsde scie 336 devient

égal à la tension continue du fil 305 de NIVEAU D'HEMOS-

TASE, le comparateur 335 produit un signal "haut" qui coupe le synchroniseur 330 en coupant ainsi la porte OU 338 et en stoppant le registre à décalage 351 De plus, le signal de sortie du synchroniseur 330 est appliqué, par le fil 337, pour remettre à zéro le générateur de

dents de scie 336 Par suite, en faisant varier la ten-

sion continue appliquée au fil 305 de NIVEAU D'HEMOSTASE,

on peut faire varier la durée du signal de coupe.

Le détail du circuit d'horloge est repré-

senté aux figures 4 et 5 La figure 4 représente les circuits détaillés du diviseur 307, des générateurs

d'impulsions 320 et 325, du synchroniseur 330, du compa-

rateur 335, du générateur de dents de scie 336, du regis-

tre à décalage 351 et du circuit de portes associé de la figure 3 La figure 5 représente, en détail, le circuit 390 de réglage de sens de courant et de largeur d'impul- sions, ainsi que le circuit de sortie représenté sous

forme d'un bloc en figure 3.

En figure 4, le circuit de commande reçoit un signal d'horloge à 1 M Hz à la borne d'entrée 4001 Ce

signal est appliqué à l'entrée du diviseur 4010 précé-

demment décrit et fournissant des ondes de sortie de fré-

quence 31,25 k Hz à la sortie 4011, 500 k Hz sur le fil de sortie 4015, 250 k Hz sur le fil 4022, et 125 k Hz sur le fil 4016 La sortie 4011 du diviseur 4010 est inversée par l'inverseur 4012 et appliquée à l'entrée d'horloge de la bascule JK 4025 La sortie 4015 du diviseur 4010 est appliquée à l'entrée de remise à zéro de la bascule JK 4025 Cette bascule 4025 est un circuit bien connu produisant un signal "haut" à sa sortie Q, sur le flanc de montée d'une impulsion d'horloge, si un signal "haut" est appliqué à son entrée J et si un signal "bas" est appliqué à son entrée K. En supposant que le circuit de commande est conçu pour fourni un signal de sortie optimisé pour la

fulguration électrochirurgicale, un signal "haut" appa-

rait sur le fil 4000 de DECLENCHEMENT DE FULGURATION

et ce signal "haut" est appliqué à l'entrée J de la bas-

cule 4025 par le fil 4013 De plus, en réponse aux si-

gnaux appliqués à ses entrées d'horloge et de remise à zéro, la bascule JK 4025 fournit à sa sortie Q un signal constitué par un train d'impulsions de 1 microseconde de durée et de 31,25 k Hz de fréquence de récurrence En particulier, la bascule 4025 fournit un signal "haut"

à sa sortie Q, sur le flanc de montée de chaque impul-

sion d'horloge fournie à son entrée d'horloge par le

diviseur 4010 Cette bascule est remise à zéro pour sup-

primer le signal "haut" de sa sortie Q en réponse au

signal à 500 k Hz appliqué à son entrée de remise à zéro.

La sortie de la bascule 4025 est donc représentée par le signal de la ligne A de la figure 6.

Ce signal est appliqué au circuit de déter-

mination de largeur d'impulsion constitué par les résis-

tances 4031, 4036, 4037, la diode 4032, le condensateur 4033 et le comparateur 4034 En particulier, le signal

haut de la sortie de la bascule 4025 charge le condensa-

teur 4033 par l'intermédiaire de la résistance 4031 et de la diode 4032 La résistance 4031 est de faible valeur,

de sorte que le condensateur 4033 se charge rapidement.

L'augmentation de tension aux bornes du condensateur 4033 est comparée à une source de tension de référence 4035 par le comparateur 4034 Quand les tensions sont égales, le comparateur 4034 fournit un signal de sortie "haut"

et la ligne 4040 est portée à l'état "haut" par la ré-

sistance 4039 et la source de tension 4038 Quand la

sortie de la bascule 4025 devient basse à la fin de cha-

que impulsion de 1 microseconde, le condensateur commen-

ce à se décharger dans la résistance variable 4036 et

dans la résistance 4037.

La diode 4032 empêche le condensateur 4033 de se décharger dans la résistance 4031 Les résistances 4036 et 4037 sont de beaucoup plus grande valeur que la résistance 4031, de sorte que le temps de décharge du condensateur 4033 est beaucoup plus long que son temps

de charge.

Le circuit de détermination de largeur

d'impulsions fonctionne donc en "élargisseur" d'impul-

sions, et l'instant o les tensions aux entrées du com-

parateur 4034 deviennent égales, est déterminé par le réglage de la résistance 4036 De la même façon, la largeur des impulsions présentes à la sortie 4040 du comparateur dépend du réglage de la résistance variable

4036 Dans la forme de réalisation illustrée ici, la ré-

sistance variable 4036 est réglée de façon que la lar-

geur des impulsions produites à la sortie du comparateur 4034 soit d'environ 1,85 microseconde, comme indiqué par

la ligne B de la figure 6.

Les impulsions présentes sur le fil 4040 sont transmises à une entrée de la porte OU 4041 Cette porte 4041 est une porte de déclenchement qui reçoit également les signaux provenant des parties "dessication"

(coagulation) et "coupe" du circuit Comme décrit ci-

après, quand un signal "haut" est présent à l'une des trois entrées de la porte 4041, des signaux "haut" sont produits à sa sortie 4045 de manière à déclencher le registre à décalage de sortie constitué des bascules

4066 et 4071 pour produire des signaux d'horloge comman-

dant les circuits de commutateurs à semi-conducteurs.

En particulier, si l'on suppose que le circuit est en mode de fulguration, un signal "haut" du fil 4000 de DECLENCHEMENT DE FULGURATION est appliqué aux portes ET 4063 et 4065 pour les déclencher Les autres entrées des portes ET 4063 et 4065 sont branchées par le fil 4045 à la sortie de la porte OU 4041 Par suite, quand un signal "haut" apparaît à la sortie du comparateur 4034 et du fil 4040, la porte OU 4041 produit

un signal "haut" à sa sortie 4045 et déclenche les por-

tes ET 4063 et 4065 Ces portes délivrent une impulsion "haute" aux entrées de réglage des bascules JK 4066 et 4071 avec une fréquence de récurrence de 31,25 k Hz Le signal à la sortie 4045 de la porte OU 4041 est également appliqué à une entrée de la porte NON-OU 4061 qui reçoit également une entrée "basse" de la sortie de l'inverseur 4060, lequel reçoit à son tour à son entrée le signal

"haut" sur le fil 4000 de DECLENCHEMENT DE FULGURATION.

La porte 4061 ne produit un signal "haut" en sortie que lorsque ses deux entrées sont "basses" et que lorsque le signal "haut" est appliqué par le fil 4072 aux entrées de

remise à zéro des bascules 4066 et 4071.

Ainsi les baxcules 4066 et 4071 reçoivent des signaux de réglage lorsque la sortie de la porte OU

4041 est "haute", et des signaux de remise à zéro lors-

que cette sortie est basse Les bascules 4066 et 4071 fonctionnent donc en loquets et donnent un signal de sortie semblable à celui de la ligne B de la figure 6, bien que légèrement retardé dans le temps Ce mode de fonctionnement se produit méme si les signaux d'horloge sont amenés par le fil 4052 aux entrées d'horloge des bascules 4066 et 4071 car, ainsi que cela est bien connu de la technique, les entrées de réglage et de remise à zéro prennent le pas sur les entrées d'horloge et sur les signaux d'entrées JK Les signaux apparaissent aux sorties Q des bascules 4066 et 4071 sont appliqués au circuit de sortie de la figure 5 par les fils respectifs

4140 et 4135.

Pendant le fonctionnement en mode de fulgu-

ration, les signaux de sortie sont avantageusement pro-

duits simultanément, selon l'invention, sur les fils 4135 et 4140 par les bascules 4066 et 4071 Comme décrit

ci-dessus, pendant le fonctionnement en mode de fulgura-

tion, les commutateurs à semi-conducteurs sont configurés en "p 8 le totem" Ainsi les signaux simultanés produits par les sorties des bascules 4066 et 4071 commandent les commutateurs à semi-conducteurs pour les faire passer simultanément en position de "marche", ce qui permet au

circuit de fournir l'onde de sortie optimale de fulgura-

tion. En supposant maintenant que le circuit d'horloge est configuré en mode de dessication ou de coagulation, un signal "bas" apparaît sur le fil 4000 de DECLENCHEMENT DE FULGURATION, ce signal étant produit

11862

par les commutateurs de panneau avant ou-autres circuits (non représentés) De plus, un signal "haut" apparaît

sur le fil 4002 de DECLENCHEMENT DE CQAGULATION Ce si-

gnal "haut" est appliqué à l'entrée J de la bascule 4050 qui constitue le générateur d'impulsions de coagulation

désigné par le générateur 325 en figure 3.

La bascule 4050 reçoit un signal d'horloge

à 20 k Hz, par la borne d'entrée 4003, à son entrée d'hor-

loge Comme l'entrée K de la bascule 4050 est mise à la

terre, cette bascule fournit un signal "haut" à sa sor-

tie Q 4051 lorsqu'une impulsion d'horloge est appliquée

à la borne d'entrée 4003 La bascule 4050 reçoit égale-

ment un signal de remise à zéro provenant de la porte ET 4023 par le fil 4053 La porte 4023 reçoit à son tour deux signaux d'entrée par les fils 4016 et 4022 Ces signaux sont le signal à 250 k Hz et le signal à 125 k Hz produits par le diviseur 4010 Par suite, la porte ET 4023 produit une série d'impulsions de 6 microsecondes de durée et de fréquence de récurrence 125 k Hz, comme

indiqué en ligne C de la figure 6.

Comme ces impulsions sont fournies à l'en-

trée de remise à zéro de la bascule 4040, celle-ci est remise à zéro six microsecondes après avoir été réglée par une entrée d'horloge Ainsi, la bascule 4050 produit des impulsions de 6 microsecondes de durée à une cadence de récurrence de 20 k Hz, comme indiqué par la ligne D de la figure 6 Ces impulsions sont appliquées par le fil

4051 à la porte OU 4041 En réponse à l'entrée d'impul-

sions, la porte OU 4041 fournit un signal de sortie "haut" sur son fil de sortie 4045 Cependant, comme un signal "bas" apparait maintenant sur le fil 4000 de DECLENCHEMENT DE FULGURATION, les portes 4061, 4063 et 4065 sont coupées, de sorte qu'aucun signal n'est fourni aux entrées de réglage et de remise à zéro des bascules

4066 et 4071.

Au contraire, le signal "haut" du fil 4045 à la sortie de la porte OU 4041, 4045 à la sortie de la porte OU 4041, est appliqué à la porte ET 4062 pour la déclencher La porte ET 4062 étant déclenchée, la sortie Q de la bascule 4066 est couplée, par le fil 4073, à l'entrée de la porte ET 4062 dont la sortie est branchée à son tour à l'entrée J de la bascule 4066 Dans cette configuration de branchement, la bascule 4066 se bloque et sa sortie change d'état sous l'action du flanc de

montée de chaque impulsion d'horloge Ce mode de fonc-

tionnement se poursuit tant que le signal "haut" est présent à la sortie de la porte OU 4041 La sortie Q de

la bascule 4066 est appliquée, par le fil 4070, à l'en-

trée J de la bascule 4071 L'entrée K de la bascule 4071

est reliée à une source de signal "haut".

Ainsi, un signal "haut" apparaissant à la sortie Q de la bascule 4066 est transféré vers la bascule 4071 et apparait sous forme de signal "bas" à sa sortie

Q sur le flanc de montée d'une impulsion d'horloge appli-

quée à l'entrée d'horloge de la bascule 4071 Comme les deux bascules 4066 et 4071 ne changent d'état que sur les flancs de montée des impulsions d'horloge appliquées par le fil 4052, la sortie Q de la bascule 4071 prend l'état de la sortie Q de la bascule 4066 avec le retard d'une impulsion d'horloge Comme la bascule 4066 est branchée en mode "bloqué", la bascule 4071 est également en mode bloqué", mais ses sorties sont déphasées d'exactement

1800 par rapport aux sorties de la bascule 4066.

Les sorties Q des deux bascules 4066 et 407: sont appliquées, par les fils 4135 et 4140, au circuit de sortie de la figure 5 Quand la porte OU 4041 reçoit l'impulsion de sortie de la bascule 4050 pendant le fonctionnement en mode de dessication, la sortie Q de la bascule 4066 apparait comme sur la ligne E de la figure 6 et la sortie Q de la bascule 4071 apparait comme sur la ligne F de la figure 6 Comme décrit ci-dessus, en mode de dessication, ces sorties commandent les bras opposés du pont de commutation à semi-conducteurs pour fournir un signal bipolaire aux transformateurs de sortie et aux circuits de filtres qui fournissent à leur tour aux

électrodes de sortie la forme d'onde de dessication opti-

male. En supposant, dans un but d'illustration, que le circuit d'horloge est configuré pour donner en

sortie une forme d'onde de coupe, ce circuit, en confi-

guration de coupe, présente, comme décrit ci-dessus, deux

modes de fonctionnement possibles à savoir la coupe sim-

ple et la coupe avec hémostase Quand le circuit est configuré pour donner une forme d'onde de coupe simple,

un signal "haut" apparaît sur le fil 4004 de DECLENCHE-

MENT DE COUPE et un signal "haut" apparaît sur le fil 4005 de COUPE PURE Ces deux signaux "haut" déclenchent la porte 4080 qui fournit à son tour un signal "bas" à son fil de sortie 4081 Ce signal "bas" est appliqué à la cathode de la diode 4090 de manière à polariser celle-ci en direct et à couper la sortie du comparateur 4088 De plus, la diode 4090 polarisée en direction fournit un signal "bas" à l'entrée K de la bascule 4094 pour amener celle-ci en mode de coupe simple comme décrit

ci-après.

Le signal "haut" du fil 4004 de DECLENCHEMENT

DE COUPE est également appliqué à l'entrée J de la bascu-

le 4082 Par suite, sur le flanc de montée d'une impul-

sion d'horloge fournie, via le fil 4083, par la borne d'entrée 4003 de l'horloge à 20 k Hz, la bascule 4082 est réglée et fournit un signal "haut" à sa sortie Q 4095, et un signal "bas" à sa sortie Q 4084 Les bascules 4082 et 4094 forment ensemble un synchroniseur (appelé synchroniseur 330 en figure 3) qui fonctionne pendant le mode de coupe avec hémostase En particulier, le

signal "bas" à la sortie Q de la bascule 4082 est inver-

sé par l'inverseur 4085 et appliqué au condensateur 4087 par la résistance 4086 Au bout d'un temps très court déterminé par la constante de temps de charge R C, la tension aux bornes du condensateur 4087 devient suffisante pour remettre à zéro la bascule 4082, de sorte que son signal de sortie est constitué par une impulsion de

courte durée synchronisée par le flanc de montée du si-

gnal d'horloge à 20 k Hz appliqué à la borne d'entrée 4003 comme indiqué sur la ligne G de la figure 6 Cette impulsion de courte durée est appliquée, par le fil 4095 à l'entrée de réglage de la bascule 4094 qui règle

à son tour la bascule.

Cependant, dans le mode de coupe simple, comme l'entrée J de la bascule 4094 est mise à la terre, de m 9 me que l'entrée K par l'intermédiaire de la diode 4090, la bascule 4094 une fois réglée donne un signal "bas" à sa sortie Q et un signal "haut" à sa sortie Q, puis reste dans cet état jusqu'à sa remise à zéro Le

signal "bas" de la sortie Q de la bascule 4094 est in-

versé par l'inverseur 4046 et appliqué sous forme de signal "haut" à la porte OU 4041, par l'intermédiaire du fil 4047 Le signal "haut" continu présent à l'entrée de

la porte OU 4041 déclenche le registre à décalage de sor-

tie constitué des bascules 4066 et 4071, de façon qu'il fonctionne en permanence, comme décrit ci-dessus, pour donner un signal de sortie continu (représenté sur la ligne H de la figure 6) fournissant une onde sinusoïdale à la sortie du circuit de sortie, cette onde sinusoïdale

étant appliquée aux électrodes de sortie.

Le fonctionnement du circuit se poursuit de cette manière jusqu'à ce que le signal "haut" du fil 4004 de DECLENCHEMENT DE COUPE se transforme en signal "bas" Un signal "bas" sur le fil 4004 met hors service la porte 4080 qui applique son signal "haut" de sortie

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4081 à la diode 4090 polarisée en inverse.

Comme cela sera décrit plus en détail ci-

après, la diode 4090 polarisée en inverse libère la sor-

tie 4091 du comparateur 4088 et la borne d'entrée K de la bascule 4094 Le comparateur 4088 reçoit un signal de

dents de scie à son entrée positive et une tension con-

tinue à son entrée négative, cette tension continue étant

appliquée par le fil d'entrée 4006 de NIVEAU D'HEMOSTASE.

Quand la dent de scie de tension devient égale à la ten-

sion présente sur le fil 4006, le comparateur 4088 four-

nit une sortie "haute" permettant de porter à l'état "haut" l'entrée K de la bascule 4094 par l'intermédiaire

de la résistance 4098 et de la source de tension 4097.

Par suite, l'impulsion d'horloge suivante appliquée par le fil 4096 à la bascule 4094 remet celle-ci à zéro en produisant l'apparition d'un signal "haut" à sa sortie Q Ce signal "haut" est inversé et appliqué sous forme de signal "bas" à la porte OU 4041, ce qui met celle-ci

hors service et stoppe la production du signal de sor-

tie de coupe Comme un signal "bas" du fil de DECLENCHE-

MENT DE COUPE est appliqué à l'entrée J de la bascule 4082, cette bascule ne peut être réglée de nouveau et

l'onde de sortie disparaît.

Le circuit d'horloge peut également être con-

figuré de manière à fonctionner en mode de coupe avec hémostase Dans cette configuration, un signal "haut" apparaît sur le fil 4004 de DECLENCHEMENT DE COUPE et

un signal "bas" apparait sur le fil 4005 de COUPE SIM-

PLE De plus, une tension continue apparait sur le fil 4006 de NIVEAU D'HEMOSTASE, cette tension indiquant le pourcentage du temps pendant lequel la forme d'onde de coupe doit être présente dans le signal de sortie Le signal "bas" présent sur le fil 4005 de COUPE SIMPLE met hors service la porte 4080 qui polarise à son tour en

inverse la diode 4090 par l'intermédiaire du fil 4081.

La diode 4090 polarisée en inverse libère la sortie du comparateur 4088, comme décrit ci-après Le signal "haut" présent sur le fil 4004 de DECLENCHEMENT DE COUPE, est

appliqué à l'entrée J de la bascule 4082.

Comme décrit ci-dessus, la bascule 4082 four-

nit une impulsion de synchronisation sur le flanc de mon-

tée du signal d'horloge à 20 k Hz (ligne G de la figure 6), cette impulsion étant appliquée à l'entrée de réglage de la bascule 4094 Comme l'entrée K de la bascule 4094 n'est plus maintenue dans l'état "bas" par la diode 4090 polarisée en direct, cette bascule se trouve commandée par le comparateur 4088 et la source de tension 4097 En supposant pour le moment que la tension continue sur le

fil 4006 de NIVEAU D'HEMOSTASE est supérieure à la ten -

sion continue présente sur le fil 4092, cette tension du fil 4006 est appliquée à l'entrée positive du comparateur 4088 Dans ce cas, le comparateur 4088 produit en sortie 4091 un signal "bas" appliqué à l'entrée K de la bascule 4094 Par suite, comme en mode de coupe simple, l'entrée de réglage de la bascule 4094 reçoit une impulsion de synchronisation de la bascule 4082 La bascule 4094 est alors réglée et produit un signal "bas" à sa sortie Q Ce signal "bas" déclenche, par l'intermédiaire de l'inverseur 4046, la porte OU 4041 qui permet à son tour au registre

à décalage constitué des bascules 4066 et 4071, d'oscil-

ler en fréquence libre.

Cependant, le signal "bas" apparaissant à

la sortie de la bascule 4094 est appliqué, par l'intermé-

diaire de la résistance 4105, à la base du transistor 4115 Ce transistor 4115 est maintenu normalement "coupé"

par un signal de tension provenant de la bascule 4094.

Cependant, le signal "bas" appliqué à la résistance 4105

par la bascule 4094 fait passer en "marche" le transis-

tor 4115 Le transistor 4115 ainsi mis en marche forme avec la résistance 4110, la résistance 4107 et la diode 4106, une source à courant constant Sous la commande du transistor 4115, un niveau de courant constant passe de

la source 4108 au condensateur 4093 pour charger celui-

ci par l'intermédiaire de la résistance variable 4110.

La tension aux bornes du condensateur 4093 augmente ainsi linéairement (comme indiqué par la ligne I de la figure

6 en supposant un rapport marche/arrêt de 50 %) La ten-

sion aux bornes du condensateur 4093 est appliquée, par

le fil 4092, à l'entrée positive du comparateur 4088.

Eventuellement, la tension présente sur le fil 4092 devient égale à celle présente sur le fil 4006 de NIVEAU D'HEMOSTASE En ce point, le signal de sortie du comparateur 4088 devient "haut" Quand cela se produit, la source 4097 porte à l'état "haut" l'entrée K de la

bascule 4094 par l'intermédiaire de la résistance 4098.

Par suite, sur le flanc de montée de l'impulsion d'hor-

loge suivante, reçue à l'entrée d'horloge de la bascule 4094 par les fils 4052 et 4096, la sortie Q de la bascule

* 4094 devient "haute" et sa sortie Q devient "basse", com-

me indiqué par la ligne J de la figure 6 Un signal "haut" apparaissant sur la sortie Q de la bascule 4094 est inversé par l'inverseur 4046 et met hors service la porte OU 4041 en mettant ainsi fin à l'oscillation libre

des bascules 4066 et 4071.

De plus, quand une impulsion de synchroni-

sation est produite par la bascule 4082, sa sortie Q devient "basse" et ce signal "bas" est appliqué par le

fil 4084 à une entrée de la porte OU 4125 L'autre en-

trée de la porte OU 4125 reçoit un signal "bas" de la sortie Q de la bascule 4094, par l'intermédiaire du fil 4100 La porte 4125 applique ainsi un signal "haut, par

le fil 4120 et la résistance 4118, à la base du transis-

tor 4116 pour le rendre conducteur La mise en marche du transistor 4116 décharge le condensateur 4093 en remettant ainsi à zéro le circuit générateur de dents de scie A la fin de l'impulsion de réglage produite par la bascule 4082, le signal "bas" est supprimé de l'entrée supérieure de la porte NON-OU 4125 par le fil 4084, ce

qui " coupe" le transistor 4116 et remet à zéro le cir-

cuit pour qu'il charge de nouveau le condensateur 4093. Par suite, il est clair que la période

d'oscillation libre des bascules 4066 et 4071 est com-

mandée par la tension continue apparaissant sur le fil 4006 de NIVEAU D'HEMOSTASE et par la relation entre

cette tension et le temps de charge du condensateur 4093.

Le signal de sortie produit par le circuit est représen-

té par la ligne K de la figure 6 Un réglage approprié de ces éléments permet de régler convenablement la forme d'onde de sortie pour obtenir l'opération optimale de

coupe avec hémostase.

La figure 5 représente, en détail, le cir-

cuit de limitation de courant, le circuit de réglage de

largeur d'impulsions, et le circuit de sortie Plus pré-

cisément, le circuit de sortie est constitué des bascu-

les de réglage et remise à zéro 575 et 593, et de leurs

circuits associés Comme le circuit de sortie est dou-

blé pour fournir les signaux de sortie 01 et 02, un

seul ensemble de circuit de sortie sera décrit en détail.

Plus précisément, les impulsions de sortie apparaissant sur la sortie Q de la bascule 4066, sont appliquées par les fils 4073, 4140 et 540, à l'entrée supérieure de la porte NON-OU 570 De la même façon, les impulsions de sortie apparaissant à la sortie Q de la bascule 4071, sont appliquées, par les fils 4135 et 535, à l'entrée supérieure de la porte NON-OU 564 Les

autres entrées des portes NON-OU 564 et 570 sont com-

mandées par le circuit de limitation de courant et de réglage de largeur d'impulsions, comme décrit en détail ci-après Le signal apparaissant à lasortie de la porte NON-OU 564 est inversé par l'inverseur 584 et apparait

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à la borne 590 de la sortie 01 Comme décrit ci-dessus, -les impulsions apparaissant aux sorties y 1 et 02 sont appliquées au circuit de pilotage radiofréquence qui pilote à son tour les commutateurs à semi-conducteurs pour fournir les tensions de sortie requises. En supposant, en particulier, que la porte NON-OU 564 reçoit un signal "bas" à son entrée inférieure, ce signal provenant du circuit de limitation de courant et de réglage de largeur d'impulsions, par le fil 564, la porte 564 applique un signal "haut" à l'inverseur 584 qui applique à son tour un signal "bas" à la borne 590 de sortie 01 Ce signal "bas", comme décrit ci-dessous, met en "marche" le circuit de pilote radiofréquence De plus,

le signal "haut" apparaissant à la sortie de la porte NON-

OU 564, est appliqué, par le fil 557, à une entrée de la porte NON-OU 576 pour couper celle-ci Par suite, la porte NON-OU 576 fait appara:tre en sortie un signal

"bas" qui s'applique à l'entrée de l'inverseur 578, le-

quel fournit à son tour un signal "haut" en sortie.

Le signal "haut" apparaissant à la sortie de l'inverseur 587 est appliqué à son tour à la sortie 01 par la porte tampon 580 A ce moment, le signal "haut" présent à la sortie 01 est également appliqué à l'entrée de réglage de la bascule de réglage et remise à zéro 575 Ce signal règle la bascule pour qu'elle donne

à sa sortie Q un signal "bas" appliqué à l'entrée supé-

rieure de la porte 576 Cependant, cette porte 576 reste

maintenue dans l'état "COUPE" par le signal "HAUT" appli-

qué à son entrée inférieure.

A la fin de l'impulsion de sortie produite

par la bascule 4071, le signal à la sortie Q de la bas-

cule 4071 devient "HAUT" Ce signal coupe à son tour la porte NON-OU 564 en faisant apparaître un signal "bas" à sa sortie Ce signal "bas" est inversé par l'inverseur 584 et apparaît sous forme de signal "haut" à la sortie

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01 qui, à son tour, "coupe" les pilotes radiofréquence comme décrit cidessus Le signal "bas" présent à la sortie de la porte NON-OU 564 est également appliqué à l'entrée inférieure de la porte 576 en déclenchant ainsi celle-ci pour qu'elle produise un signal "haut" à sa sortie, ce signal "haut" étant inversé par l'inverseur

578 pour passer dans l'amplificateur tampon 580 et par-

venir, sous forme de signal "bas" à la sortie 01 Comme décrit ci-dessus, ce signal sert à "annuler" le flux dans le transformateur pilote du circuit pilote

radiofréquence associé.

Le signal "bas" de la sortie I 1 est égale-

ment appliqué à l'entrée de réglage de la bascule de ré-

glage et remise à zéro 585, de manière à régler cette bascule qui produit à son tour un signal "haut" à sa sortie Q, ce signal mettant hors service la porte 576 qui donne alors un signal de sortie "bas" Ce signal "bas" est inversé par l'inverseur 578 et appliqué à

l'amplificateur tampon 580 Cet amplificateur 580 four-

nit un signal "haut" à la sortie 01 de la borne 582 Le signal à la sortie 01 n'est donc "bas" que pour une courte période de temps égale à la somme des temps de transit dans la bascule de réglage et remise à zéro 575 et dans les portes 576, 578 et 580 Ce retard cumulé représente au total environ 200 nanosecondes L'impulsion de 200 nanosecondes produite à la sortie 01 est utilisée,

comme décrit ci-dessus, pour "annuler" le flux du trans-

formateur du circuit de pilote radiofréquence associé, de manière à obtenir une coupure rapide des circuits de

commutateurs à semi-conducteurs.

Les sorties 02 et 02 associées aux bornes de sortie 591 et 592 fonctionnent exactement de la meme manière sous la commande du signal de sortie fourni par

la porte NON-OU 570 et la bascule 593.

Pour empêcher toute détérioration des com-

mutateurs à semi-conducteurs, les portes NON-OU 564 et 570 sont commandées par le circuit de limitation-de courant et de réglage de largeur d'impulsions, constitué par les transistors 508, 512, 525, par la bascule de réglage et remise à zéro 560, par la porte 551 et par ses circuits associés. En particulier, comme décrit ci-dessus,

lorsque le courant augmente dans les commutateurs à semi-

conducteurs, la chute de tension aux bornes d'entrée de sens de courant 500 et 501 augmente Cette tension est appliquée aux bornes du diviseur de tension constitué par les résistances 505 et 506 Une tension croissante, apparaissant au point de jonction entre les résistances

5535 et 506, est appliquée à la base du transistor 508.

Le condensateur 507 contribue à accélérer le fonctionne-

ment du transistor 508 qui constitue, avec le transistor

512, un amplificateur différentiel.

Selon le principe de fonctionnement bien

connu des amplificateurs différentiels, lorsque le tran-

sistor 508 devient non conducteur en réponse à l'augmen-

tation de tension au point de jonction entre les résis-

tances 505 et 506, le transistor 512 devient encore plus conducteur Plus précisément, lorsque le transistor 508

se coupe, une moins grande quantité de courant le traver-

se et le courant de la source de tension 510, passant dans la résistance 511, diminue Ainsi le potentiel de l'émetteur du transistor 508 augmente Comme la base du transistor 512 est branchée à la source de tension de référence 515, ce transistor 512 tend à devenir encore plus conducteur et son débit de courant augmente Un courant croissant provenant du collecteur du transistor 512 est appliqué à la résistance 520 et à la base du transistor 525 pour le rendre conducteur Lorsque le transistor 525 devient conducteur, le courant qui le

traverse augmente en augmentant ainsi la chute de ten-

11862

sion de l'alimentation 547 aux bornes de la résistance 555 Ce courant croissant fait ainsi diminuer le signal appliqué à l'entrée de réglage de la bascule de réglage

et remise à zéro 560.

Lorsqu'est atteint un point donné, la bas- cule 560 est réglée et sa sortie Q devient "basse" Ce

signal "bas" est appliqué à une entrée de la porte NON-

OU 562 qui, à son tour, applique un signal "haut" aux

portes 564 et 570 de manière à les mettre hors service.

Ainsi, lorsque le courant augmente dans les commutateurs à semiconducteurs, les portes 564 et 570 sont coupées de plus en plus tôt pendant le cycle de "marche", ce qui réduit la largeur d'impulsions effective du signal de sortie du circuit de commande et, par conséquent, le

courant passant dans les commutateurs à semi-conducteurs.

A la fin de l'impulsion, un signal "bas" provenant, par

le fil 545, de la sortie de la porte OU 4041, est appli-

qué à l'entrée de remise à zéro de la bascule de réglage et remise à zéro 560 pour remettre à zéro cette bascule

en vue d'effectuer un autre cycle.

Le circuit de réglage de largeur d'impul-

sions constitué de la porte 551, de la diode 552, de la résistance 553, du condensateur 554 et de la bascule de

Schmidt 556, est utilisé pour régler la largeur des im-

pulsions produites par le circuit de sortie, comme décrit ci-dessus, de façon que les impulsions successives ne se recouvrent pas Ce circuit ne fonctionne que pendant les modes de coupe et de coagulation, lorsque le circuit de commutation en pont est en service Plus précisément, pendant les modes de coupe et de coagulation, le fil 4000 de DECLENCHEMENT DE FULGURATION (figure 4) porte un signal "bas" Ce signal "bas" est transmis, par les fils 4130 et 530, à l'inverseur 557 qui, à son tour, applique

un signal "haut" à l'entrée supérieure de la porte ET 551.

L'entrée inférieure de la porte 551 reçoit des fils 4150 et 550 un signal d'horloge à 1 M Hz Ainsi, la porte 551 produit un signal de sortie "haut" pendant la partie

"haute" du signal d'horloge.

Le signal de sortie "haut" de la porte 551 charge le condensateur 554 par l'intermédiaire d'une résistance variable 553 Quand la tension aux bornes du

condensateur 554 atteint la tension de seuil de la bas-

cule de Schmidt 556, ce circuit 556 applique à-la porte NON-OU 562 un signal "bas" qui déclenche cette porte 562 de façon qu'elle applique un signal "haut" aux portes 564 et 570 pour les mettre hors service On peut donc contr 8 ler ainsi la-largeur des impulsions produites par les portes 564 et 570, en réglant la résistance variable

553 Cette résistance est réglée de façon que les impul-

sions successives ne se recouvrent pas.

Claims (4)

R E V E N D I C A T I O N S

1 ) Générateur électrochirurgical destiné à

effectuer un,certain nombre d'opérations électrochirurgi-

cales, comprenant une source de courant continu ( 111), un circuit de sortie ( 130/181) destiné à être branché sur un patient et des moyens, manoeuvrables par le chirurgien

qui opère, pour choisir l'une de ces opérations électro-

chirurgicales, générateur caractérisé en ce qu'il com-

prend un certain nombre de commutateurs ( 150 à 153);

des moyens ( 140/141) répondant aux moyens de choix d'opé-

ration pour brancher les commutateurs dans une configura-

tion en pont; des moyens (M-1 à M-8) répondant aux moyens de choix d'opération pour brancher le pont à la source de puissance; des moyens répondant aux moyens de choix d'opération pour brancher le circuit de sortie aux bornes du pont; et des moyens ( 100) répondant aux moyens de choix d'opération pour produire des signaux d'horloge permettant de commander les commutateurs pour qu'ils branchent sélectivement le circuit de sortie à la

source de puissance.

2 ) Générateur électrochirurgical selon la revendication 1, caractérisé en ce que le pont comporte quatre bras contenant chacun un commutateur ( 150 à 153),

et en ce que les moyens d'horloge ( 100) commandent alter-

nativement les paires de commutateurs placés dans les bras diagonalement opposés pour brancher le circuit de

sortie à la source de puissance ( 111).

3 ) Générateur électrochirurgical selon

l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé

en ce qu'il comprend, en outre, des moyens ( 140/141)

répondant aux moyens de choix d'opération pour reconfi-

gurer les commutateurs ( 150 à 153) et le circuit de sor-

tie ( 130/181) dans une configuration en série se bran-

chant aux bornes de la source de puissance ( 111).

4 ) Générateur électrochirurgical selon

l'une quelconque des revendications 1 et 3, caractérisé

en ce que les moyens d'horloge ( 100) commandent simulta-

nément tous les commutateurs.

) Générateur électrochirurgical selon

l'une quelconque des revendications 1 à 4, permettant

d'effectuer plusieurs opérations électrochirurgicales,

comprenant une source de courant continu ( 111), un pre-

mier circuit ( 301) de sortie destiné à être branché sur

un patient pour effectuer une opération électrochirurgi-

cale de fulguration, un second circuit ( 304) de sortie pouvant être branché sur un patient pour effectuer des opérations électrochirurgicales de dessication ou de coupe, et des moyens commandables par le chirurgien qui

opère, pour choisir l'une de ces opérations électrochirur-

gicales, générateur caractérisé en ce qu'il comprend un réseau de commutateurs reconfigurable ( 150 à 153); des noyens de branchement de ce réseau de commutateurs à la source de puissance; un premier dispositif répondant

aux moyens de choix d'opération ( 307/336/390) pour confi-

gurer le réseau de commutateurs de manière à brancher le premier circuit de sortie aux bornes de la source de puissance ( 111); et un seconddispositif répondant aux moyens de choix-d'opération pour configurer le réseau de commutateurs de manière à brancher le second circuit de

sortie aux bornes de la source de puissance.

) Générateur selon la revendication 5, caractérisé en ce que le réseau de commutateurs (M-1 à M-8) est constitué d'un certain nombre de commutateurs

et en ce que le premier dispositif de configuration ré-

pond aux moyens de choix d'opération pour brancher les

commutateurs en série avec le premier circuit de sortie.

) Générateur selon l'une quelconque des

revendications 5 et 6, caractérisé en ce que le second

dispositif de configuration répond aux moyens de choix d'opération pour brancher les commutateurs (M-1 à M-8) dans une configuration en pont aux bornes de la source de puissance ( 111); et en ce qu'il comprend, en outre, des moyens répondant aux moyens de choix d'opération pour

brancher le second circuit de sortie aux bornes de la con-

figuration en pont. ) Générateur selon l'une quelconque des

revendications 5 à 7, caractérisé en ce que le premier

circuit de sortie est constitué par un réseau L/C ( 115/ 124) parallèle, et en ce que le second circuit de sortie

est constitué par un transformateur ( 110).

) Générateur selon l'une quelconque des

revendications 5 à 8, caractérisé en ce que le réseau

L/C ( 115/124) parallèle comprend un condensateur branché aux bornes de l'enroulement primaire d'un transformateur

( 116).

) Générateur électrochirurgical selon

l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé

en ce qu'il comprend une source de courant continu ( 111), un premier transformateur de sortie ( 116) comprenant un enroulement primaire ( 124) et un enroulement secondaire ( 125) pouvant être branché sur un patient pour effectuer

une opération chirurgicale de fulguration; un condensa-

teur ( 115) branché aux bornes de l'enroulement primaire

du premier transformateur de sortie; un second transfor-

mateur de sortie comprenant un enroulement primaire et un enroulement secondaire pouvant etre branché sur un

patient pour effectuer des opérations électrochirurgi-

cales de dessication ou de coupe; des moyens de com-

mande manoeuvrables par le chirurgien qui opère pour choisir l'une des opérations électrochirurgicales; un certain nombre de commutateurs (M-1 à M-8); un premier dispositif de mode répondant aux moyens de commande

pour brancher les commutateurs, en série avec l'enrou-

lement primaire du premier transformateur de sortie,

aux bornes de la source de puissance; un second dispo-

2,11862

sitif de mode répondant aux moyens de commande pour bran-

cher les commutateurs, dans une configuration en pont, aux bornes de la source de puissance, et pour brancher

l'enroulement primaire du second transformateur de sor-

tie aux bornes de ce pont. ) Générateur selon la revendication 10, caractérisé en ce que la configuration en pont comprend quatre commutateurs dont deux paires ( 150 à 153) sont branchées en série aux points milieux, chacune de ces

paires de commutateurs étant branchée en parallèle.

) Générateur selon l'une quelconque des

revendications 10 et 11, caractérisé en ce que l'enrou-

lement primaire ( 170) du second transformateur de sortie est branché entre les points milieux de la configuration

en pont.

) Générateur selon l'une quelconque des

revendications 10 à 12, caractérisé en ce qu'il comprend,

en outre, des moyens ( 140/141) répondant aux moyens de commande pour manoeuvrer sélectivement les commutateurs afin de brancher sélectivement le premier et le second

transformateur de sortie à la source de puissance.

) Générateur selon l'une quelconque des

revendications 10 à 13, caractérisé en ce que les moyens

d'horloge ( 100) répondent aux moyens de commande pour commander sélectivement les commutateurs branchés dans les bras diagonalement opposés de la configuration en pont. ) Générateur selon l'une quelconque des

revendications 10 à 14, caractérisé en ce qu'il comprend,

en outre, un circuit de filtre de sortie ( 180) branché à l'enroulement secondaire du second transformateur ( 170) de sortie pour éliminer les composantes haute fréquence

de la forme d'onde de sortie.

) Générateur électrochirurgical selon

l'une quelconque des revendications 1 à 15, pour effec-

tuer un certain nombre d'opérations électrochirurgicales, comportant un circuit de sortie pouvant être branché sur un patient, et des moyens commandables par le chirurgien

qui opère pour choisir l'une des opérations électrochirur-

gicales possibles, générateur caractérisé en ce qu'il comprend des moyens ( 307, 336, 351, 390) répondant aux moyens de choix d'opération pour produire sélectivement une forme d'onde rectangulaire dont la fréquence et le cycle utile permettent d'effectuer convenablement les opérations électrochirurgicales choisies; et des moyens de filtre répondant à la forme d'onde pour fournir au

circuit de sortie une onde de sortie permettant d'effec-

tuer convenablement les opérations électrochirurgicales.

) Générateur selon la revendication 16, caractérisé en ce que les moyens générateurs d'ondes sont constitués par un amplificateur en classe D. ) Générateur selon la revendication 18,

caractérisé en ce que les moyens de filtre sont consti-

tués par un filtre passe-bande.

190) Générateur électrochirurgical selon

l'une quelconque des revendications 1 à 18, pour effec-

tuer une opération électrochirurgicale nécessitant une forme d'onde interrompue périodiquement, ce générateur comprenant un circuit de sortie pouvant être branché sur un patient, et des moyens commandables par le chirurgien

qui opère pour choisir l'une des opérations électrochi-

rurgicales possibles, générateur caractérisé en ce qu'il

comprend des moyens répondant aux moyens de choix d'opé-

ration pour produire sélectivement une forme d'onde rec-

tangulaire périodiquement interrompue dont la fréquence et le cycle utile permettent d'effectuer convenablement l'opération choisie; et des moyens de filtre répondant a cette forme d'onde pour fournir au circuit de sortie

une forme d'onde de sortie permettant d'effectuer conve-

noblement les opérations électrochirurgicales, cette forme d'onde de sortie présentant une tension égale au

double de la tension de l'onde rectangulaire.

) Générateur selon la revendication 19, caractérisé en ce que les moyens générateurs d'onde sont constitués par un amplificateur en classe D. 210) Générateur selon la revendication 19,

caractérisé en ce que les moyens de filtre sont consti-

tués par un filtre passe-bande.