Brevet FR2291773A1 — publié le 19760618

La présente invention a trait à un appareil émetteur à haute fréquence permettant de traiter certaines structures biologiques et d'obtenir, électivement, certaines réactions en modifiant les paramètres de l'émission, les rythmes et la modulation des signaux. Cette invention s'applique en particulier mais non limitativement, aux domaines de la médecine humaine et animale. Il est connu dans l'art antérieur de réaliser des appareils émetteur de haute fréquence pour obtenir deux types d'effets biologiques : la première catégorie concerne les émissions en continu et à effets thermiques, la seconde catégorie ne provoque pratiquement aucune élévation de température des tissus. Ces effets dits athermiques sont obtenus par procédé dit de d' "Arsonvalisation ", c'est à dire émission rythmée, par exemple par décharge de condensateur pendant un temps plus ou moins court, suivi d'une période de relaxation. Ce procédé a aussi été réalisé de manières différentes. On a notamment haché une émission dont on avait fixé l'amplitude, pour fournir à rythme régulier des crénaux d'une durée fixée, à raison d'un certain nombre de crénaux par seconde. Ces différents procédés ne tiennent pas compte de considérations fondamentales très récentes sur les interéactions de la matière vivante et de l'énergie. Les appareils qui en sont issus ne comportent pas tous les paramètres utiles et présentent en outre #des dangers considérables. Par exemple, pour les procédés thermiques, sur des implants métalliques susceptibles d'exister, ou pour certains procédés dits athermiques, en dépassant certains niveaux ou certaines quantités d'énergie, on peut amener des destructions irréversibles. L'un des buts de la présente invention consiste à tenir compte des dernières découvertes fondamentales concernant le comportement des structures vivantes organisées, soumises à certaines formes d'énergie électromagnétique, tout en demeurant, de manière rigoureuse, dans les limites de sécurité et de tolérance biologiques. A cet effet, on agit sur différentes données et notamment ,mais non limitativement, sur la fréquence de base, le rythme des crénaux et leur durée, l'amplitude et la modulation. Simultanément, un dispositif électronique, quels que soient les paramètres choisis, limite la puissance moyenne de sortie à 10% du seuil d'agressivité et la quantité d'énergie dans les mêmes propor- tisons. Il convient à ce sujet de rappeler quelques définitions types pour effectuer une émission haute fréquence à des fins biologiques. La planche 1-3 figure 1 représente schématiquement un émetteur d'une catégorie connue utilisant une seule des fréquences réservées au domaine médical par les conventions internationales, soit en mégahertz, ou bien 13,6 ou 27,2 ou 2450. Cet appareil comporte trams généralement, un logement 1 pour les différents circuits composés notamment, d'une alimentation basse et haute tension, d'un étage haute fréquence à lampe ou à Magnétron, un bras articulé ou téléscopique 2 supportant un dispositif d'antenne directionnelle 3, un cable coaxial 4 amenant la haute fréquence à l'antenne, un tableau 5 où sont groupées les commandes diverses. La figure 2 représente une réalisation usuelle du tableau de commande. Outre le commutateur "marche-arrêt" on dispose d'une minuterie 6 déterminant la temporisation de l'émission, d'un commutateur ou d'un potentiomètre 7 agissant sur la puissance émise, parfois d'un commutateur 8 déterminant des crénaux périodiques d'émission et de silence, la durée des crénaux d'émission étant constante et brève, la durée des crénaux de silence égaux entre eux étant fonction du choix du nombre de signaux d'émission par seconde. Certaines réalisations comportent des dispositifs visualisant les paramètres choisis, par lampe ou sur cadrans de mesure. Les figures 3 et 4 présentent les deux formes types d'émission de haute fréquence qui ont été utilisées à ce jour, pour les traitements biologiques. La figure 3 représente une émission dite en continu et thermique, les seuls paramètres étant la durée t de l'émission et l'amplitude a de la courbe. La figure 4 représente une émission hachée dite athermique, les paramètres étant la durée t de l'émission, l'amplitude a de la courbe et la durée k des signaux d'émission, k est une constante, les temps de silence s sont variables et fonction du nombre de signaux k par seconde. L'appareil objet de l'invention comporte une présentation générale semblable à la figure 1 de la planche 1-3. Il en diffère notamment, mais non limitativement, par la nature des paramètres d'émission disponibles, répondant chacun à des indications biologiques précises, par le groupement de ces paramètres, par des circuits de sécurité d'utilisation et le dispositif dlautomatisation. Plus particulièrement, une version non limitative du tableau de commande planche 23 figure ; est donnée à titre d'exemple. Ce tableau est divisé en deux parties. Sur la première 1 sont disposées les commandes manuelles autorisant une libre disposition des paramètres. Sur la seconde 2 est prévu un dispositif de commande automatique par carte perforée, dispositif magnétique ou tout autre système permettant une programmation automatique. Par les commandes manuelles ont dispose notamment du libre règlage des paramètres suivants : Commutateur de temporisation 3 de la durée d'émission ; Bouton de règlage continu 4 de la fréquence d'émission, de 50 kilohertz à 5000 mégahertz, les fréquences extrêmes n'étant pas limitatives. Une version destinée à l'exploitation médicale courante ne comporte que les fréquences autorisées par les conventions internationales, c'est à dire en mégahertz 13,6 , 27,2 et 2450. Une commande 5 autorise le règlage de la puissance d'émission, la puissance de crête pouvant être portée mais non limitativement de 10 watts jusqu'à 5 kilowatts ; Commutateur de signaux 6 d'émission périodiques et rectangulaires semblables à ceux de la figure 4 planche 1-3, k ayant une durée variable de dix à cinq cent microsecondes.Une version médicale comporte trois durées de l'ordre de 25, 60, 80 microsecondes, durées susceptibles d'agir respectivement à différents niveaux cellulaires et tissulaires. Ces derniers signaux sont dispensés à rythme constant. Le choix de ce rythme, de quelques signaux à un millier de signaux par seconde étant déterminé par le commutateur 7. A ces signaux rectangulaires on superpose éventuellement par commandes séparées, une surmodulation de deux types différents, la première commandée par bouton 8 comporte des temps de silence et d'émission périodiques et ryhtmiques, figure #; par exemple mais non limitativement, une seconde marche une seconde arrêt.Le deuxième type commandé par bouton 9 est une modulation ryhtmique des signaux en amplitude, la période étant, mais non limitativement, par exemple, d'une seconde figure t; les surmodulations des figures 2 et 3 peuvent être éventuellement associées pour obtenir celle de la figure t L'invention comporte deux dispositifs de sécurité, intervenant quelles que soient les constantes affichées. Le premier est une sécurité de débit qui limite automatiquement la puissance moyenne fournie à l'antenne en watts/centimètre carré, à un niveau maximum qui est de l'ordre de 10% du seuil d'agressivité, le second est une sécurité dosimètrique qui limite dans les mêmes proportions la quantité maximum d'énergie dispensée par zone traitée. Il faut préciser que la quantité maximum d'énergie ayant été débitée, on a automatiquement coupure de l'émission. Il est alors nécessaire de réarmer la temporisation si l'on désire renouveler l'émission. Une commande 10 permet en outre, en inhibant la temporisation, de limiter la dose absorbée, mesurable en watts, à un niveau désirable inférieur à la dose de sécurité, l'émission est alors automatiquement interrompue dès que la quantité d'énergie choisie est atteinte. Ce dispositif permet donc unetexposition commandée par interrupteur dosimètrique. Il est prévu dans l'invention un contre optique des paramètres essentiels et du fonctionnement de la sécurité de débit. Ces contrôles optiques sont par exemple des indicateurs numériques ou tout autre moyen d'affichage mesurant le temps d'exposition 11, la puissance de crête 12 fournie à l'antenne, le débit moyen en watts/cm2 13, par unité de surface utile à l'antenne et à quelques millimètres de distance de celle-ci. Cette surface de référence est en principe matérialisée par un diélectrique et doit constituer la surface de contact avec le corps à traiter. En commande manuelle et pour des raisons de sécurité, il est préférable de ne débiter que sur une antenne directionnelle à la fois, bien que l'appareil objet de l'invention comporte plusieurs sorties utilisables. Pour la commande automatique, on dispose de programmes qui peuvent inhiber la sécurité dosimètrique. En effet, l'invention prévoit que les programmes compor tent deux ou plusieurs débits consécutifs sur deux ou plusieurs antennes directionnelles, figure 9, de façon à limiter les manipulations de l'opérateur à une seule mise en place pour chaque intervention. Le programme pourra par conséquent permettre le traitement consécutif ou simultané de plusieurs zones avec des constantes différentes. L'invention comporte, en particulier, des programmes d'émission dites arythmiques où les modulations et/ou les surmodulations se présentent sans ordre apparent. Les temps k d'émission, les temps s de silence et/ou les amplitudes des signaux successifs étant premiers entre eux. Ce type d'émission, utilisé surtout pour désorganiser certains systèmes biologiques ou provoquer des effets particuliers sur les terminaisons nerveuses, ou encore pour dépolariser certains tissus, comporte des limites précises de sécurité et tout temps d'exposition arythmique doit être suivi, de préférence ou obligatoirement parfois, d'un temps d'exposition rythmique. Ceci eSt la raison qui a fait exclure dans l'invention les signaux arythmiques des commandes manuelles pour ne les réserver qu'à la programmation automatique qui les associe à des signaux rythmiques. Une réalisation pratique, destinée à la médecine, des circuits décrits dans l'invention est donnée par le schéma de la planche 3-3. Cette réalisation tient compte d'impératifs particuliers quant à la manipulation et des limitations des conventions internationales pour certains paramètres de base, mais ne peut être considéré comme une formule limitative. Ce système se divise notamment en cinq parties principales : La temporisation 1 élabore des signaux variables A2 par bonds de cinq minutes, ces signaux ont pour effet d'autoriser l'émission, Cet étage peut etre inhibé par l'information Ai provenant de l'étage de puissance. Cet étage recoit également l'information de RAZ provenant d'un bouton poussoir du pupitre de commande. La visualisation du temps de fonctionnement de cet étage est effectuée par deux indicateurs numériques 2 situés sur le pupitre de commande. Le générateur de signaux 3 élabore les temps d'émission Pi combinés aux temps de repos nécessaires au traitement effectué. Les durées des temps de travail, par exemple 30,60 ou 80 microsecondes sont sélectionnées par trois boutons- poussoir du pupitre de commande. Des temps de repos combinés permettent d'effectuer ces émissions, par exemple 50,100,200,400 et 800 fois par seconde. Cet étage élabore également deux signaux de surmodulation B22 le premier autorisant, par exemple, l'émission une seconde et l'inhibant une seconde, ceci aux rythmes choisis dans la temporisation et dans le générateur de signaux ; le second permettant une émission continue mais modulée en amplitude de telle manière que, par exemple, pendant une seconde, l'émission partant d'une puissance nulle passe par un maximum et revienne à zéro. L'étage de puissance 4 contient les tubes de puissance et peuvent délivrer pour cette version, mais non limitativement, cinq kilowatts crête de 500 kilocycles à 120 mégacycles et 750 watts crête à 2500 mégacycles. Ils sont montés en auto-oscillateur et leurs fréquences sont règlables linéairement pour le premier et par bonds pour le second. Ce mode d'emploi n'est autorisé qu'en cage de Faraday.En utilisation médicale et publique, trois fréquences sont sélectionnées par boutons poussoirs situés sur le tableau de commande, 13,6 mégahertz, 27,2 mégahertz et 2450 mégahertz. Le règlage des circuits de sortie et l'adaptation du transducteur d'antenne sont automatiques. Cet étage dispose de deux organes# de sécurité, l'un inhibant le système en cas de dépassement de la puissance d'émission maximum moyenne par centimètre carré autorisée, l'autre inhibant le système en cas de dépassement du niveau maximum d'énergie dispensée pendant le traitement AI. La puissance crête 5 et la puissance moyenne par centimètre carré 6 pendant l'émission, sont visualisées par quatre indicateurs numériques sur le tableau de commande. L'alimentation 7 contient l'alimentation basse tension utilisée dans la logique et l'alimentation très haute tension destinée aux tubes de puissance. Cette très haute tension est variable et seléctionnée par bonds à l'aide de cinq boutons poussoirs situés sur le tableau de commande. Cet étage reçoit également un signal de règlage de l'étage de puissance P ; Cette information est utilisée pour réduire la très haute tension de manière que la puissance d'émission n'excède pas la puissance maximum moyenne par centimètre carré autorisée. Le lecteur de cartes 8, en position automatique, se substitue aux affichages manuels. Il ne fonctionne qu'en cas de relâchement général des boutons poussoirs. L'appareil objet de l'invention, peut être utilisé pour traiter médicalement par les différents paramètres d'une émission de haute fréquence ou par leur association particulière. il peut aussi être utilisé en biologie animale et végétale sous la forme la plus étendue dans la recherche, sur le comportement cellulaire normal et malin. REVENDICATIONS 1 - Appareil émetteur de signaux de haute fréquence rythmés et modulés, caractérisé par le fait qu'il comporte un dispositif de sécurité de débit maximum moyen par unité de surface à l'antenne, intervenant quelles que soient les constantes choisies. 2 - Appareil conforme à la revendication 1 caractérisé par le fait qu'il comporte une sécurité dosimètrique interrompant l'émission dès qu'une quantité choisie d'énergie a été atteinte. 3 - Appareil conforme aux revendications 1 et 2 caractérisé par le fait qu'il comporte des paramètres d'émission de haute fréquence de caractères nouveaux dans les domaines d'applications biologiques et organiques. 4 - Appareil conforme aux revendications 1 à 3 caractérisé par le fait qu'il comporte un groupement nouveau des paramètres d'émission de haute fréquence dans les~domaines d'applications biologiques et organiques. 5 - Appareil conforme aux revendications 1 à 4 caractérisé par le fait qu'il comporte une large bande de fréquences d'émission, des longueurs d'ondes kilomètriques aux longueurs d'ondes millimètriques. 6 - Dispositif selon la revendication 5 caractérisé par le fait qu'il permet un balayage temporisé en fréquence, des longueurs d'ondes kilométriques aux longueurs d'ondes millimètriques. 7 - Appareil conforme aux revendications 1 à 6 caractérisé par le fait qu'il comporte des signaux d'émission réglables de quelques microsecondes à plusieurs centaines de microsecondes. 8 - Appareil conforme aux revendications 1 à 7 caractérisé par le fait qu'il comporte une surmodulation rythmique et/ou arythmique temporisée des signaux d'émission. 9 - Appareil conforme aux revendications 1 à 8 caractérisé par le fait qu'il comporte une surmodulation en amplitude des signaux d'émission. 10 - Appareil conforme aux revendications 1 à 9 caractérisé par le fait qu'il comporte une libre disposition manuelle des paramètres d'émission et/ou un dispositif de programmation automatique inhibant les commandes manuelles. 11 - Dispositif selon la revendication 10 caractérisé par le fait que les programmes automatiques permettent l'utilisation associée des signaux arythmi- ques et des signaux rythmiques. 12 - Dispositif selon la revendication 10 caractérisé par le fait que les programmes automatiques permettent l'utilisation simultanée ou alternée de plusieurs transducteurs d'antenne.