FR2593382A1 - Appareil generateur d'ondes de choc de frequence elevee et son utilisation pour la destruction de cibles telles que des tissus, concretions, notamment des calculs renaux, bilaires - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un appareil générateur d'ondes de choc de fréquence élevée. Cet appareil comprend un réflecteur ellipsoïdal 3 ou 4A du type décrit dans le brevet US Rieber, no 2 559 227 dont le dispositif générateur d'ondes de choc 6, comprenant habituellement deux électrodes 8, 10, a été modifié de sorte que chaque électrode est solidarisée à un élément porte-électrode 9 électriquement conducteur, l'ensemble formé par l'électrode 8 et l'élément porte-électrode 9 est monté déplaçable dans un support isolant 12 fixé sur la paroi du réflecteur ellipsoïdal 1. Ainsi, il est possible d'avancer les électrodes de manière à compenser l'usure provoquée par les tirs successifs. (CF DESSIN DANS BOPI)

Description

Appareil générateur d'ondes de choc de fréquence élevée et son utilisation pour la destruction de cibles telles que des tissus, concrétions, notamment des calculs rénaux, biliaires.

L'invention concerne un appareil générateur d'ondes de choc de fréquence élevée et son utilisation pour la destruction de cibles, telles que des tissus, concrétions, notamment des calculs, renaux, biliaires, etc. Il est connu par le brevet US RIEBER n02,559,227 un appareil générateur d'ondes de choc de fréquence élevée, comprenant un réflecteur ellipsoidal tronqué 80 de réflexion des ondes de choc, comportant une cavité 81 constituant une chambre de réflexion desdites ondes de choc de même forme ellipsoidale tronquée, au moins un des deux foyers de l'ellipsoide est disposée dans ladite chambre à l'opposé de la partie tronquée, ladite chambre étant remplie d'un liquide de transmission des ondes de choc 83, par exemple une huile ; un dispositif générateur d'ondes de choc, comprenant habituellement deux électrodes 12, 13, est disposé au moins en partie à l'intérieur de ladite chambre 81, avec lesdites deux électrodes agencées pour générer une décharge ou arc électrique audit foyer situé dans ladite chambre à l'opposé de ladite partie tronquée, et des moyens 10, 11 sont prévus pour délivrer sélectivement instantanément une tension électrique auxdites deux électrodes 12, 13 provoquant ladite décharge ou arc électrique entre lesdites électrodes en générant ainsi lesdites ondes de choc dans ledit liquide contenu dans ladite chambre (voir figure 3 et colonne 7, ligne 51 à la colonne 9, ligne 30).

RIEBER maintient la chambre fermée par la présence d'une membrane 82. Les électrodes 12 et 13 sont réalisées en matériau hautement conducteur tel que du cuivre ou du laiton et sont montées sur un isolateur 26 qui est supporté de manière pivotante à l'aide d'un dispositif lia, 11b de manière à régler l'espacement entre celles-ci (voir colonne 4, lignes 42 à 53 et colonne 8, lignes 40 à 47).

Un générateur de puissance électrique 10 est prévu, notamment une batterie 34, alimentant sélectivement un transformateur 33 et un condensateur 11 (voir colonne 5, ligne 64 à la colonne 6,
Ligne 26). Ce condensateur peut être chargé jusqu'à une tension de 15.000 V pour générer l'arc ou décharge électrique entre les électrodes de maniere sélective à des intervalles déterminés (colonne 9, lignes 7 à 9 et 24 à 27).

La valeur de tension appliquée et la dimension du condensateur dépendent de la nature de l'emploi (colonne 9, lignes 27 à 29). Cet appareil est utilisé dans le domaine médical, en particulier pour la destruction de tissus (lithotritie extracorporelle) (voir colonne 3, lignes 30 à 64). Cet appareil peut également être utilisé pour l'exploration ou la stimulation de diverses parties du système nerveux (colonne 3, lignes 65 a 74).

Lorsque des ondes de choc sont générées à un foyer de l'ellipsolde par la formation d'un arc électrique entre les électrodes 12 et 13, ces ondes de choc sont transmises par le liquide diélectrique, réfléchies par la paroi ellipsoldale de la chambre 81 et focalisées å tEautre foyer dew erlipsoIåe qui doit coicider avec la cible à détruire (tissus ou concrétions).

Le positionnement de la cible au foyer opposé à celui où sont disposées les électrodes est naturellement obtenu par un moyen de repérage annexe quelconque.

Le document FR-A-2 247 195 décrit également un appareil similaire dans lequel le liquide est constitué par de l'eau (page 3, lignes 23-24).

Lors de l'emploi de l'appareil RIEBER ou appareil similaire, il a pu être constaté que la décharge au niveau des électrodes s'accompagne d'un arrachement de métal dû à l'obtention d'une température élevée soudainement atteinte et au potentiel brusquement appliqué entre les deux électrodes, ainsi qu'aux forces associées. Cet arrachement de métal conduit à une usure rapide des électrodes qui doivent être changées tous les 700 chocs environ, ce qui constitue un inconvénient majeur augmentant radicalement le coût d'utilisation de l'appareil.

La présente invention a donc pour but de résoudre un nouveau probleme technique consistant en la fourniture d'une solution permettant l'emploi d'électrodes utilisables en continu sans diminuer l'efficacité de destruction des cibles.

Ce nouveau probleme technique est résolu pour la première fois par la présente invention par la fourniture d'une solution d'un coût relativement faible, chaque jeu d'électrodes permettant d'exécuter de 8.000 à 10.000 chocs et plus, en augmentant ainsi le nombre de cibles détruites telles que des tissus, concrétions comme des calculs rénaux, biliaires, etc.

Ainsi, la présente invention fournit un appareil générateur d'ondes de choc de fréquence élevée, comprenant un réflecteur ellipsoidal tronqué de réflexion des ondes de choc, comportant une cavité constituant une chambre de réflexion desdites ondes de choc de même forme ellipsoïdale tronquée, au moins un des deux foyers de l'ellipsoïde est dispose dans ladite chambre à l'opposé de ladite partie tronquée, ladite chambre étant remplie d'un liquide diélectrique de transmission des ondes de choc, par exemple de l'eau ou une huile, un dispositif générateur d'ondes de choc, comprenant habituellement deux électrodes, est disposé au moins en partie à l'intérieur de ladite chambre, avec lesdites deux électrodes agencées pour générer une décharge ou arc électrique audit foyer situé dans ladite chambre à l'opposé de ladite partie tronquée, et des moyens sont prévus pour délivrer sélectivement sensiblement instantanément une tension électrique auxdites deux électrodes provoquant ladite décharge ou arc électrique entre lesdites électrodes et la génération desdites ondes de choc dans ledit liquide, caractérisé en ce que chaque électrode est solidarisée à un élément porte-électrode électriquement conducteur, l'ensemble formé par l'électrode et l'élément porte électrode est monté de manière déplaçable, de préférence par translation, dans un support isolant fixé sur la paroi de l'ellipsoïde.

Ainsi, on peut avancer les électrodes à l'intérieur de l'ellipsoïde en fonction de l'usure impliquée par les tirs successifs.

Selon un mode de realisation particulier, les deux électrodes precitées sont situées concourantes au foyer interne de l'ellipsoïde tronqué. Avantageusement, elles sont aussi situées dans le prolongement l'une de l'autre.

Selon une caracteristique particulierede l'invention, l'élément porte-électrode est forme par une tige disposée dans une cavité cylindrique coaxiale du support isolant, en étant ainsi déplaçable en translation.

Selon un mode de réalisation préféré, la partie arriere de l'élément porte-électrode est pourvue d'un système d'avancement de l'élément porte-électrode, par exemple un système vis-écrou.

Selon une caractéristique préférée de l'invention, le système d'avancement est commandé par un moteur à commande asservie sur le nombre de tirs exécutés et/ou sur la tension d'amorçage de l'arc.

Selon un mode de réalisation actuellement préferé, l'extrémité arrière de l'élément porte-électrode est pourvue d'un élément radialement saillant, tel qu'une collerette, solidarisé d'un organe de commande proprement dit monté à rotation coaxialemenx à l'élément porte-électrode de sorte que par rotation, de l'organe de commande, l'élément porteélectrode se déplace axialement le long du support isolant et provoque un déplacement relatif de l'élément porte-électrode par rapport au support isolant.

zaturerrelmenrLmraFFarerl selon l'invention est utilisé dans les conditions décrites par RIEBER dans le brevet US r. 2,559,227 dans le domaine médical, pour la destruction de cibles telles que des tissus, ou encore des concrétions et notamment des calculs rénaux, biliaires, etc. (lithotritie extracorporelle).

D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront clairement à la lumière de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins annexés représentant un mode de réalisation actuellement préfére de l'appareil selon l'invention donné simplement à titre d'illustration et qui ne saurait donc en aucune façon limiter la portée de l'invention. Dans les dessins - La figure 1 représente une vue de dessus, par la partie tronquée du
réflecteur ellipsoïdal, disposé verticalement comme représenté à la
figure 3 du brevet US RIEBER n02,559,227 mais sans membrane - la figure 2 représente une vue en coupe axiale, agrandie, de l'électrode
et du porte-électrode selon l'invention, représentés de manière générale
à la figure 1, et selon la ligne de trace II-II de la figure 1.

En référence aux figures 1 et 2, un appareil générateur d'ondes de choc de fréquence élevée selon l'invention est du type généralement décrit par RIEBER dans le brevet US n"2,559,227, notamment en référence aux figures 1 à 3. Ainsi, l'appareil selon l'invention comprend un réflecteur ellipsoïdal tronqué disposé verticalement portant la référence générale 1 de réflexion des ondes de choc ayant la forme représentée par RIEBER aux figures 1 et 3 du brevet US n02,559,227 ou encore la forme générale représentée au document
FR-2 247 195, figure 3.

Ainsi, ce réflecteur ellipsoïdal tronqué 1 comporte une cavité 2 constituant une chambre de réflexion des ondes de choc, de même forme ellipsoidale tronquée. Au moins un foyer, symbolisé par le numéro de référence 4, des deux foyers de l'ellipsoïde 1, est disposé dans la chambre 2, dans sa partie inférieure, on voit que selon le mode de réalisation de la figure 3 du brevet US RIEBER 2,559,227 les deux foyers de l'ellipsoïde sont disposés dans la chambre tandis que selon le mode de réalisation de la figure 3 de
FR-2 247 195, un seul foyer est contenu dans l'ellipsoïde, l'autre foyer étant disposé à l'extérieur de la chambre. Un dispositif générateur d'ondes de choc, représenté par le numéro de référence général 6, est présent et comprend habituellement deux électrodes 8, 10.Ce dispositif 6 est disposé au moins en partie à l'intérieur de la chambre 2 avec les deux électrodes 8, 10 agencées pour générer une décharge ou arc électrique au foyer 4 situé dans la chambre à l'opposé de la partie tronquée la. Des moyens (non représentés) sont prévus pour delivrer sélectivement sensiblement instantanément une tension électrique aux deux électrodes 8, 10 provoquant une décharge ou arc électrique entre les électrodes 8, 10 générant des ondes de choc de fréquence élevée au foyer 4. Les électrodes 8, 10 sont concourantes au foyer interne 4 de l'ellipsoïde tronque.

Ces moyens de delivrance sélective de cette tension sont tout à fait classiques et décrits dans le brevet US n02,559,227 ou dans le brevet FR-2 247 195, et en général comprennent une source de puissance délivrant une tension élevée, généralement de l'ordre de 12.000 à 20.000 V, à un condensateur disposé sur le circuit électrique connectant les électrodes à la source de puissance.

Selon la présente invention, en référence plus particulièrement à la figure 2, qui représente une coupe selon la ligne de trace II-II de la figure 1, chaque électrode 8, 10 est solidarisée à un élément porte-électrode tel que l'élément 9, électriquement conducteur, l'ensemble formé par l'électrode 8, 10 et l'élément porte-électrode tel que 9 est monté de manière déplaçable dans un support isolant 12, 14 fixé sur la paroi du réflecteur ellipsoïdal.

Selon une caractéristique avantageuse de l'appareil selon l'invention, les deux électrodes 8, 10 sont situées dans le prolongement l'une de l'autre et sont donc coaxialement disposées et symétriquement par rapport au foyer 4 du réflecteur ellipsoïdal situé dans la chambre 2, à l'opposé de la partie tronquée la de l'ellipsoïde.

Selon le mode de réalisation préféré représenté, l'élément porte-électrode, tel que l'élément 9, figure 2, est formé par une tige disposée dans une cavité de forme sensiblement cylindrique 13 du support isolant 12, et coaxiale.

En pratique, le support isolant 12 présente donc également la forme d'une tige qui était pleine à l'origine et dans laquelle a été réalisé un perçage définissant la cavité 13. La partie avant de la tige formant le support isolant 12 a été également percée et présente un orifice 15 de diamètre sensiblement égal au diamètre de l'électrode 8, de manière à servir de guidage et de maintien à l'électrode. Cette partie avant du support isolant 12 peut comporter un biseau 17 comme représenté, l'électrode 8 peut être solidarisée par brasage ou moyen équivalent dans un logement 18 d'un élément porte-électrode intermédiaire constitué aussi par une tige 19 en faisant saillie hors de ce logement 18. Cet élément 19 est à son tour solidarisé de manière démontable dans un logement approprié 21 de l'élément porte-électrode 9 en y étant fixé par exemple par l'intermédiaire de vis à tête noyée dans la masse de la tige 9. On a représenté le perçage et taraudage 20 dans l'élément intermédiaire 19 et le perçage 22 dans l'élément porteélectrode 9, pour le passage de la vis. On prévoit aussi une cavité 23 dans la partie avant du support 12 de dimension appropriée pour guider l'élément porte-électrode intermédiaire 19 et dont la paroi formant fond 25 sert de butée d'arrêt de mouvement. Naturellement, l'élément porte-électrode intermédiaire 19 est réalisé en un matériau électriquement conducteur. Dans certains cas, l'élément porte-électrode 9 et l'élément intermédiaire porte-électrode 19 sont réalisés en laiton.

Selon l'invention, les électrodes peuvent être constituées par des métaux ou alliages à température de fusion élevée.

Selon un mode de réalisation particulier, chaque électrode 8, 10 est réalisée en tungstène, de préférence en tungstène thorié, dont la teneur en oxyde de thorium est avantageusement de l'ordre de 4 %.

Selon l'invention, l'extrémité arrière 9b de l'élément porte-électrode 9 est pourvue d'un système 26 d'avancement de l'élément porte-électrode 9, tel que système vis-écrou de manière à réaliser le déplacement de l'élément porte-électrode 9 relativement au support isolant 12 qui est lui-meme solidarisé au réflecteur ellipsoidal 1 par la présence d'une pièce intermédiaire 40, on obtint ainsi le déplacement de l'électrode 8. La même structure est prévue pour l'électrode 10. Selon le mode de réalisation représenté, ce système d'avancement 26 est réalise comme suit : la partie arrière 9b de l'élément porte-electrode 9 est pourvue d'un élément radialement saillant 24, par exemple formé par une collerette, solidarisé à l'élément porte-électrode 9.Cet élément radialement saillant 24 est maintenu contre un organe de commande 34 par un couvercle de protection 50 solidarisé à l'organe 34 par un moyen de fixation quelconque, tel qu'une vis 52. Ce couvercle 50 fait partie du système d'avancement 26 et sert à bloquer l'élément 24 sur l'organe 34. Cet organe de commande est monté à rotation extérieurement et coaxialement au support isolant 12, ainsi qu'extérieurement au réflecteur ellipsoidal 1, de manière a permettre un mouvement relatif de l'organe de commande 34 relativement au support isolant 12.

On peut prévoir un filetage approprié 28 extérieurement au support isolant 12 et sur la paroi 30 de la cavité 32 prévue dans l'organe de commande 34 qui présente en fait une forme type écrou. On comprend ainsi aisément que, par mise en rotation du système d'avancement 26, on obtient un déplacement relatif par translation coaxiale de l'organe de commande 34 par rapport au support isolant 12 et ainsi un mouvement de translation du porte-électrode 9 et donc de l'électrode 8.

La pièce intermédiaire 40 est fixée sur l'ellipsoïde 1 de manière démontable, par exemple par vis. La pièce support 12 comporte un épaulement radialement saillant 44 serré contre une paroi plane lb externe de l'ellipsoïde 1 par la pièce 40, de manière à bloquer le support isolant 12 en empêchant une translation axiale de celui-ci suivant l'axe de symétrie de l'ensemble. Une clavette 45 est logée dans une cavité 42 de la pièce 40 et dans un orifice 43 de ltepaule- ment 44.

La structure relative à l'autre électrode 10 est identique.

Pour des raisons de remplacement aisé des électrodes 8, 10, on a prévu le couvercle 50 demontable relativement à l'organe de commande 34. Ainsi, pour changer les électrodes â, 10, il suffit de démonter le couvercle 50. Le couvercle 50 une fois enlevé libère l'élément 24 solidaire en 9b du porte-électrode 9 ; on retire le porte-électrode 9 de manière à avoir accès à l'électrode 8 et à son élément porte-électrode 19. Seuls Itelemen. porte-électrode 19 et l'électrode sont remplacés. Il en est de même pour l'autre électrode 10 et son élément porte-électrode associé.On comprend ainsi qu'il est possible de régler à volonté la position des électrodes 8 et 10 et qu'il est donc possible de réaliser une progression par translation axiale des électrodes à l'intérieurduréflecteur ellipsoidal 1 en fonction de l'usure impliquée par des tirs successifs.

Naturellement, on peut automatiser cette pénétration progressive des électrodes en assurant la commande de l'organe de commande 26 par un dispositif de commande automatique, par exemple comprenant un moteur à commande asservie sur le nombre de tirs exécutés et/ou sur la tension d'amorçage de l'arc. On comprend aisément que les électrodes 8, 10 sont connectées au condensateur habituel du circuit électrique par l1intermé- diaire d'un coaxial souple ou analogue autorisant le déplacement en trois directions de la tête de tir formée par le réflecteur ellipsoïdal 1 ou demi-ellipsoïde.

On obtient donc tous les avantages techniques précédemment décrits. Ainsi, l'appareil selon l'invention peut être utilisé dans le domaine médical, en particulier pour la destruction de tissus ou de concrétions comme des calculs rénaux, biliaires, que l'on a disposé à l'autre foyer du réflecteur ellipsoïdal 1 comme cela est bien connu et décrit dans les documents US 2,559,227 et FR 2 247 195.

Naturellement, l'invention comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs diverses combinaisons. Ainsi, le liquide diélectrique qui remplit la chambre 2 peut etre constitué par de l'eau ou par une huile en étant de préférence constitué par de l'eau. Les conditions de fonctionnement dépendront de la cible à détruire, comme le potentiel appliqué et la fréquence et le nombre de décharges ou arcs électriques générés entre les électrodes 8 et 10. On peut également éventuellement prévoir l'électrode d'amorçage comme décrit dans le document US RIEBER n 2,559,227. La présence d'une membrane formant ia chambre du réflecteur ellipsoïdal contenant le liquide n'est pas nécessaire et c'est pourquoi selon l'invention celle-ci a été supprimée. On peut également prévoir la présence d'un écran 60 diminuant les équipotentiels dans l'espace supérieur de l'ellipsoïde comme décrit dans la demande de brevet n déposée le même jour. Le réflecteur ellipsoïdal 1 est de preférence réalisé en laiton.

Claims (8)

REVENDICATIONS

1. Appareil générateur d'ondes de choc de fréquence élevée, comprenant un réflecteur ellipsoïdal tronqué (1) de réflexion des ondes de choc, comportant une cavité (2) constituant une chambre de réflexion desdites ondes de choc de même forme ellipsoïdale tronquée, au moins un (4) des deux foyers de l'ellipsoïde est disposé dans ladite chambre (2) à l'opposé de ladite partie tronquée (la) ladite chambre (2) étant remplie d'un liquide de transmission des ondes de choc, par exemple de l'eau ou une huile, un dispositif générateur d'ondes de choc (6), comprenant habituellement deux électrodes (8, 10) est disposé au moins en partie à l'intérieur de ladite chambre (2), avec lesdites deux électrodes (8, IC) agencées pour générer une décharge électrique au foyer (4) situé dans ladite chambre (2) à l'opposé de ladite partie tronquée ; et des moyens sont prévus pour délivrer sélectivement sensiblement instantanément une tension électrique auxdites deux électrodes (8, 10) en provoquant ladite décharge ou arc électrique entre lesdites électrodes générant lesdites ondes de choc dans ledit liquide audit foyer (4), caractérisé en ce que chaque électrode (8, 10) est solidarisée à un élément porte-électrode (tel que 9) électriquement conducteur, l'ensemble formé par l'électrode (8, 10) et l'élément porte-électrode (tel que 9) est monté de manière déplaçable dans un support isolant (12, 14) fixé sur la paroi du réflecteur ellipsoïdal (1), de préférence en translation axiale.

2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux électrodes précitées (8, 10) sont situées concourantes au foyer interne de l'ellipsoïde tronqué.

3. Appareil selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'élément porte-électrode (tel que 9) est formé par une tige disposée dans une cavité cylindrique coaxiale (13) du support isolant (12, 14).

4. Appareil selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la partie arrière (9b) de l'élément porte-electrode (9) est pourvu d'un système (26) d'avancement de l'élément porte-électrode (9), tel que système vis-écrou.

5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif d'avancement (26) comprend un élément radialement saillant (24) solidarise à la partie arrière 9b de l'élément porteélectrode 9 et a un organe de commande (34) monte à rotation extérieur rement au support isolant (12, 14).

6. Appareil selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que le système d'avancement (26) est commandé par un dispositif de commande automati.que, avantageusement comprenant un moteur à commande asservie sur le nombre de tirs exécutés et/ou sur la tension d'amorçage de l'arc entre les électrodes (8, 10).

7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que chaque électrode est réalisée en tungstène, de préférence thorié et encore de préférence ayant environ 4 Z en poids de teneur en oxyde de thorium.

8. Utilisation de l'appareil tel que défini par l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans le domaine médical, pour la destruction de cibles, telles que des tissus, concrétions, notamment calculs rénaux, biliaires, etc.