Brevet FR2507088A1 — publié le 19821210

So_ 7 '0 g La présente invention est relative aux disposi- tifs, usuellement dénommés bandages antalgiques, qui sont appliqués à une partie lésée du corps à l'effet de calmer ou de masquer la douleur causée par une lésion, et elle concerne en particulier les bandages antalgiques de ce genre qui sont autonomes, c'est-à-dire qui ne né- cessitent aucun câble ou fil de raccordement à des orga- nes extérieurs tels que sources d'alimentation, sources de signaux impulsionnels ou autres générateurs de si- gnaux, etc. A titre d'illustration de l'état de la techni- que, on peut se reporter aux brevets des Etats-Unis n O 4 014 347 et 4 105 017. Il existe à l'heure actuelle des dispositifs dénommés bandages antalgiques qui sont des unités autono- mes propres à être directement appliquées à une partie lésée du corps pour traiter ou modifier la douleur De tels dispositifs modifient la douleur par transmission de faibles signaux électriques à travers la peau aux nerfs sous-jacents conformément à une technique dénommée "électrostimulation nerveuse transcutanée", usuellement désignée par l'acronyme anglo-saxon TENS On a découvert que les courants électriques inhibent ou masquent d'une façon ou d'une autre la transmission des signaux de dou- leur par les nerfs périphériques immédiatements adjacents à la partie du corps lésée. Dans un bandage antalgique autonome connu met- tant en oeuvre l'électro-stimulation nerveuse transcuta- née, le bandage comporte un boîtier flexible contenant une source d'alimentation et un générateur d'impulsions qui attaque un circuit impulsionnel de sortie à l'effet de fournir des impulsions électriques répétitives à cou- rant faible et à amplitude et cadence de répétition fixes à des électrodes plates respectives prévues sur le fond du bo 5 tier Un élément flexible segmenté contenant un gel d'électrolyte est placé entre les électrodes prévues sur le fond du boltier et la peau du patient afin de permet- tre aux impulsions électriques de partir par conduction de l'une des électrodes et d'un segment d'électrolyte as- socié, de traverser la peau du patient et de revenir à un autre segment d'électrolyte et à la deuxième électrode associée Ces dispositifs sont des unités petites, porta- tives et relativement bon marché, comparativement aux au- tres unités d'électro-stimulation nerveuse transcutanée existant à l'heure actuelle, qui nécessitent la fixation de fils, de câbles ou d'électrodes à des emplacements pré- cis du corps et qui exigent un réglage du rythme des im- pulsions, de l'amplitude des impulsions et de la fréquen- ce des impulsions sur le générateur de signaux impulsion- nels extérieur Par contre, les bandages antalgiques, plus petits et moins onéreux, comportent une alimenta- tion et un générateur d'impulsions internes et autonomes. De telles unités autonomes peuvent être utilisées par qui- conque sans nécessiter aucun entraînement spécial vu que le rythme, l'amplitude et la fréquence des impulsions sont normalement fixes, et par conséquent non réglables. D'une façon générale, de tels dispositifs antalgiques fournissent des impulsions répétitives à un rythme d'en- viron 100 impulsions par seconde, avec une largeur d'im- pulsions d'environ 100 microsecondes et une amplitude d'impulsions d'environ 20 volts crête à crête pour un ban- dage de petites dimensions, cette amplitude allant jusqu' à 80 volts crête à crête pour un bandage plus important. Dans certaines situations de traitement, il est souhaitable d'appliquer plus d'énergie pendant la partie pulsée du signal de traitement Sur les grosses unités d'électro-stimulation nerveuse transcutanée, ceci peut être facilement effectué par élargissement des impulsions, augmentation de l'amplitude des impulsions, ou augmenta- tion de la puissance d'alimentation. On peut se reporter par exemple au brevet des Etats-Unis N O 4 105 017 cité plus haut, dans lequel est décrite une unité à deux modes dans laquelle un deuxième mode donne lieu à la délivrance d'un train répétitif d'im- pulsions multiples o la largeur du train est notablement plus grande que la largeur des impulsions individuelles délivrées dans le premier mode Ce brevet fait état de l'intérêt de ce genre de train plus large d'impulsions multiples pour parvenir à opérer un certain traitement efficace des tissus L'obtention d'un train d'impulsions multiples, par opposition à une impulsion uniqua, est réalisée par mise en oeuvre de circuits de commutation dans lesquels sont utilisés deux oscillateurs dont l'un est à fréquence basse, et l'autre à fréquence plus élevée. On souhaite maintenant obtenir un accroissement de l'énergie par impulsion de traitement dans les dispo- sitifs d'électro-stimulation nerveuse transcutanée plus petits et portatifs du type formant bandage antalgique au- tonome Dans ce genre d'application, la solution consis- tant à faire appel à une commutation de deux oscillateurs n'est pas viable, vu qu'elle ne fournit pas une énergie accrue au train d'impulsions, et réduit par contre l'éner- gie effective, qu'elle augmente le prix de revient de l'appareil et qu'elle impose un encombrement plus grand. Ainsi, il est spécifiquement souhaité de réali- ser un circuit économique qui puisse appliquer des trains répétitifs d'impulsions multiples au même rythme de répé- tition que les dispositifs de bandage antalgique de la technique antérieure Si ce résultat était atteint, ce cir- cuit pourrait fournir l'augmentation désirée d'énergie dé- livrée par train sans nécessiter de modifier ni la source d'alimentation, ni la largeur des impulsions, ni l'ampli- tude des impulsions, ni le rythme de répétition couramment adoptés dans les bandages antalgiques existants. A cet effet, la présente invention propose un bandage portatif autonome adapté à être appliqué contre une partie douloureuse du corps d'un patient, comprenant un circuit générateur d'impulsions pourvu d'un étage de commande de sortie d'impulsions propre à donner naissance dans le corps du patient à des impulsions électriques répé- titives à courant faible destinées à calmer la douleur émanant de la partie douloureuse, et dans lequel est prévu un moyen de réinjection couplé à l'étage de commande de 2507 OC 8 sortie d'impulsions de façon à fournir des trains répéti- tifs d'impulsions multiples à l'effet d'accroître la quantité d'énergie disponible pour être appliquée au pa- tient pendant les impulsions Le bandage autonome compor- te une source d'alimentation, telle qu'une pile ou batte- rie électrique, et les impulsions électriques répétitives sont à rythme de répétition fixe Le moyen de réinjection comprend un circuit à réaction positive tel qu'un cir- cuit à résistance et condensateur montés en série relié aux bornes de l'étage de commande de sortie d'impulsions. Les trains répétitifs d'impulsions multiples ont un rythme de répétition qui est le même que le rythme de répétition fixe. Des moyens de variation d'amplitude sont cou- plés au circuit de sortie afin de permettre au patient de régler l'amplitude des trains répétitifs d'impulsions mul- tiples Des moyens acoustiques sont également couplée aux moyens de variation d'amplitude, de sorte qu'il y a dé- livrance d'un signal acoustique correspondant à l'ampli- tude du train répétitif d'impulsions multiples en réponse à la position de réglage des moyens de variation d'ampli- tude. Le bandage autonome perfectionné selon la pré- sente invention fournit avantageusement les trains répéti- tifs désirés d'impulsions multiples dans une unité entiè- rement autonome pour permettre à un patient de recourir à ce type de signal impulsionnel de traitement dans le mode d'électro-stimulation nerveuse transcutanée sans se trouver embarrassé par des fils d'alimentation électrique extérieure ou par des c 9 bles d'acheminement de signaux partant du bandage De plus, le patient a seulement be- soin de régler l'amplitude des impulsions à sa convenance, sans qu'un entraînement spécial lui soit imposé pour pou- voir régler la largeur d'impulsions ou le rythme de répé- tition. La description et les figures annexées, données à titre d'exemple, feront comprendre comment l'invention peut être réalisée* La figure 1 est une vue en perspective repré- sentant un bandage autonome appliqué directement à une partie douloureuse du corps d'un patient et mettant en oeuvre les dispositions de base de la présente invention. La figure 2 est un schéma fonctionnel représen- tant le circuit électrique à moyens de réinjection prévu dans le bandage antalgique de la figure 1 selon la pré- sente invention. La figure 5 est un schéma électrique détaillé d'un moyen de réinjection, de moyens de réglage d'ampli- tude et de signalisation acoustique faisant partie d'un bandage antalgique selon les dispositions de base de la présente invention pour fournir des trains répétitifs d'impulsions multiples. La figure 4 est un tracé schématique représen- tant les trains répétitifs d'impulsions multiples obtenus conformément aux dispositifs de base de la présente in- vention O Dans les figures, les repères numériques sem- blables désignent des éléments constitutifs semblables. La figure 1 représente un bandage antalgique au- tonome 10 adapté à 8 tre appliqué à une partie lésée du corps d'un patient, tel que son avant-bras 12 Le banda- ge antalgique 10 comporte un bottier flexible qui présen- te un compartiment 14 contenant une source d'alimentation portative, telle qu'une pile ou batterie électrique, un compartiment 16 contenant un circuit générateur d'impul- sions alimenté par la batterie, un interrupteur marche/ arrêt 18 et un cadran 20 destiné à régler à la valeur dé- sirée l'amplitude des impulsions des signaux impulsion- nels de sortie Les compartiments 14 et 16 sont d'un seul tenant avec une base 22 qui contient des électrodes pla- tes respectives prévues sur la surface du fond de celle- ci qui est située du c 8 té du corps du patient Comme con- nu en soi, un tampon d'électrolyte flexible contenant des portions segmentées de gel est intercalé entre les élec- trodes de la base et le corps du patient L'ensemble est 2507088- ensuite retenu en place par des bandes de ruban appro- priées 24 placées par-dessus la portion de base 22. La figure 2 représente sous forme de schéma fonctionnel un circuit électrique 26 qui est enfermé dans le compartiment 16 et fournit des trains répétitifs d'impulsions multiples dans le bandage autonome 10 con- formément aux dispositions de base de la présente inven- tion Un générateur d'impulsions 28 fournit des impul- sions élémentaires répétitives 30 qui sont ensuite trans- mises, par l'intermédiaire d'un moyen 32 formant circuit tampon et conformateur d'impulsions, à un circuit de sor- tie d'impulsions 34 Un circuit de réaction positive 36 est monté aux bornes du circuit de sortie d'impulsions 34, d'o s'ensuit l'obtention de trains répétitifs d'im- pulsions multiples 38 dont l'amplitude est réglée grâce à un moyen de réglage d'amplitude 40 pour transmettre les trains répétitifs par l'intermédiaire de bornes A et B aux électrodes respectives situées audessous de la base 22 Un transducteur 42 réagit aux variations de l'ampli- tude en fournissant un niveau sonore correspondant qui est représentatif de l'amplitude instantanée du train ré- pétitif 58, telle que réglée par le moyen de réglage d'am- plitude d'impulsions 40. La figure 3 représente, sous forme de schéma électrique, le circuit électrique correspondant au schéma fonctionnel de la figure 2, exception faite pour l'étage déclencheur d'entrée 44 représenté par la figure 3 En variante à l'utilisation de l'interrupteur marche/arrêt 18 pour déclencher le générateur d'impulsions 28, il est fait appel à un circuit déclencheur 44 dont une entrée est reliée par une borne C à une électrode respective addi- tionnelle prévue sur le fond de la base 22 Dans le cir- cuit de la figure 3, lors de la mise en place du bandage sur la peau, le circuit déclencheur 44 se trouve dé- clenché par actionnement de l'interrupteur marche/arrêt 18 placé en série avec l'alimentation électrique pour dé- clencher le circuit 44 et lui faire amorcer la délivrance dtimpulsions 30. Sur la figure 3, lorsque le circuit déclencheur 44 est activé, un transistor 46 se trouve amené en con- duction maximum de façon à placer la batterie électrique d'alimentation aux bornes d'un circuit à résistance 48 et condensateur 50 en série, lequel joue le r 8 le d'un cir- cuit à constante de temps RO pour régler la fréquence d'oscillation ou rythme de répétition du signal impulsion- nel final La résistance 48 et le condensateur 50, en as- sociation avec le transistor unijonction 52, fournissent un signal impulsionnel 30 dont le rythme de répétition est inférieur à 150 impulsions par seconde, avec une lar- geur d'impulsions comprise entre 50 et 400 microsecondes et une amplitude d'impulsions comprise entre un minimum crête-à-crête de O volt et un maximum crtte-à-crgte d'en- viron 60 à 80 volts. Un circuit tampon et conformateur PNP compor- tant un transistor 54 optimise l'impulsion 50 quant à sa largeur et à son amplitude, et il délivre les impulsions de sortie correspondantes à travers une résistance 56 et un circuit de sortie comportant uin transistor NPN 58 et un transformateur de sortie 60 Le transformateur de sor- tie 60 comporte un enroulement primaire 62 et un enroule- ment secondaire à prise médiane 64 Dans la forme de réa- lisation de l'invention représentée par la figure 3, le circuit à réaction positive 36 comprend un circuit à ré- sistance 66 et condensateur 68 montés en série qui relie la borne de prise médiane 70 à la borne d'entrée 72 Aux bornes du secondaire du transformateur de sortie est mon- té un potentiomètre 74 dont l'une des bornes est reliée à la borne A. On a constaté que par réglage du potentiomètre 66, on peut obtenir, entre les bornes de sortie A et B, des trains d'impulsions contenant 1, 2 ou 3 impulsions A titre d'exemple, la figure 4 représente un train répéti- tif de trois impulsions au même rythme de répétition que le rythme déterminé par un train d'impulsions contenant le signal impulsionnel 30 établi par le générateur d'impul- sions 28 Comme montré sur la figure 4, chaque train 78 contient une combinaison d'impulsions 80, 82, 84 séparées par un niveau de repos 86. La sortie d'amplitude d'impulsions est réglée en faisant varier la position du curseur 76 du potentio- mètre 74 Un indicateur acoustique à cristal piézoélectri- que 88 relié aux bornes de la sortie variable fournit une indication acoustique de l'amplitude instantanée des im- pulsions de sortie Ainsi, lorsqu'on procède au réglage de l'amplitude des impulsions de sortie, le niveau de sor- tie de l'indicateur piézoélectrique 88 varie, les varia- tions de niveau d'amplitude de sortie de l'indicateur étant ainsi plus fortes pour une amplitude de sortie d'im- pulsions plus forte et étant à un niveau d'amplitude de sortie plus faible à proportion pour les amplitudes d'im- pulsions plus faibles Ainsi, l'utilisateur dispose d'une corrélation directe entre l'intensité acoustique et l'am- plitude de sortie des impulsions Un condensateur de dé- couplage 9 o est monté aux bornes de la source d'alimenta- tion électrique. Dans une forme de réalisation de l'invention construite conformément aux dispositions des figures 3 et 4, on a obtenu un train répétitif d'impulsions multiples présentant un rythme de répétition d'environ 70 Hz, une largeur de train 78 d'environ 160 microsecondes, et une amplitude de train réglable d'environ O volt à environ 60 à 80 volts crgte-à-crtte Les composants utilisés pour ob- tenir un tel signal impulsionnel sont les suivants (en considérant la figure 3) Résistance 11: 50 kilohms; ré- sistance 13: 200 kilohms; résistance 48: 68 kilohms; résistance 15: 100 ohms; résistance 17: 220 ohms; résistance 19: 5,6 kilohms; résistance 21: 47 ohms résistance 23: 1 kilohm; résistance 56: 10 kilohms; potentiomètre 66: 50 ohms; potentiomètre 74: 5 kilohms; condensateur 50: 0,1 /u F; condensateur 90: 10 /u F, électrolytique; condensateur 68: 0,1 /u F; transistor 46: MPS A 20; transistor unijonction 52: 2 N 2646 ou 2 N 4871; transistor 54: 2 N 3906; transistor 58: MPS A 14. Le transformateur de sortie 60 était formé par un trans- formateur basse fréquence présentant aux fréquences acous- tiques une impédance d'enroulement primaire de 8 ohms et une impédance d'enroulement secondaire aux fréquences acoustiques de 1 kilohm, avec une résistance de primaire en courant continu de 0,95 ohm et une résistance de se- condaire en courant continu de 6,5 ohms L'avertisseur piézoélectrique 88 était un composant du commerce du type 7 BB-20-6 A O fabriqué par la firme Murata, Il doit Otre bien entendu que la description détaillée qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple purement illustratif et que diverses modifications et va- riantes évidentes pour l'homme de l'art peuvent y 9 tre apportées sans que l'on sorte pour autant du cadre de l'invention tel que défini par les revendications ci-an- nexéeso REVENDICATIONS 1 Bandage autonome adapté à être appliqué con- tre une partie douloureuse du corps d'un patient, ledit bandage comprenant un circuit ( 28) propre à donner nais- sance à des impulsions électriques répétitives à courant faible dans le corps du patient afin de calmer la douleur provenant de la partie douloureuse, caractérisé par un mo- yen de réinjection ( 34, 36) couplé audit circuit ( 28,32) de façon à fournir des trains répétitifs d'impulsions mul- tiples destinés à être appliqués au patient pendant les- dites impulsions. 2 Bandage autonome selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moyen de réinjection ( 34,36) comprend un moyen de réaction positive ( 36). 3 Bandage autonome selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit moyen de réaction positive ( 36) comporte une résistance ( 66) et un condensateur ( 68) montés en série. 4 Bandage autonome selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite résistance ( 66) montée en sé- rie est variable à l'effet de faire varier le taux de réaction positive et le nombre résultant d'impulsions mul- tiples au sein desdits trains répétitifs. Bandage autonome selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen ( 74) propre à faire varier l'amplitude desdits trains répétitifs d'im- pulsions multiples* 6 Bandage autonome adapté à être appliqué sur une partie lésée du corps d'un patient, ledit bandage com- prenant une source d'alimentation et un moyen à circuit pourvu d'un générateur d'impulsions et d'un circuit de sortie d'impulsions à l'effet de donner naissance à des impulsions électriques répétitives à courant faibles et à amplitude et rythme de répétition fixes dans le corps du patient afin de calmer la douleur provenant de ladite lé- sion, et étant caractérisé par un moyen de réinjection ( 34,36) couplé audit moyen à circuit à l'effet de fournir 1 l des trains répétitifs d'impulsions multiples, lesdits trains étant au m 8 me rythme de répétition que ledit ryth- me de répétition fixe; un moyen de variation d'amplitude ( 40) couplé à la sortie dudit moyen à circuit à l'effet de faire varier l'amplitude desdits trains répétitifs d'impulsions multiples; et un moyen acoustique ( 42) cou- plé audit moyen de variation d'amplitude à l'effet de fournir un signal acoustique correspondant à l'amplitude dudit train répétitif d'impulsions multiples en réponse audit moyen de variation d'amplitude. 7 Bandage autonome selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit moyen de réinjection ( 34,36) comprend un circuit de réaction positive ( 36) monté aux bornes dudit circuit de sortie d'impulsions ( 34). 8 Bandage autonome selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit circuit de réaction positive comporte une résistance ( 66) et un condensateur ( 68) mon- tés en série. 9 Bandage autonome selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit circuit de sortie d'impulsions comporte un transformateur ( 60 ') présentant un enroulement secondaire ( 64) de sortie à prise médiane, un moyen ( 66,68) reliant ledit moyen de réinjection à ladite prise médiane ( 70) et à l'entrée ( 72) dudit circuit de sortie d'impul- sions. Bandage autonome selon la revendication 9, caractérisé en ce que le moyen de variation d'amplitude comporte un potentiomètre réglable ( 74) monté aux bornes dudit enroulement secondaire de sorties 11 Bandage autonome selon la revendication 10, caractérisé en ce que ledit moyen acoustique comporte un organe indicateur piézoélectrique ( 88). 12 Bandage autonome selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit moyen de réinjection ( 34,36) ne comprend que des composants passifs,