Brevet FR2513130A1 — publié le 19830325

La présente invention concerne un dispositif permettant d'appliquer un champ électromagnétique de haute fréquence à un tissu vivant pour favoriser sa guérison. On sait depuis de nombreuses années qu'il est possible d'améliorer la vitesse de cicatrisation en appliquant des champs électromagnétiques de haute fréquence à un tissu blessé On a considéré que les effets thérapeutiques étaient dus à l'échauffement du tissu par le champ, et l'appareil de soin de la technique anté- rieure était configuré de façon à produire des niveaux énergétiques de haute fréquence permettant d'échauffer le tissu à sa surface ou dans sa profondeur Cette technique de chauffage est connue sous le nom de diathermie Le procédé consistant à rendre pulsé le champ de haute fréquence produit par l'appareil de diathermie est connu. Un exemple particulier des effets d'échauffement obtenus à l'aide d'un appareil de diathermie à champ pulsé est donné dans "A Trial Involving the Use of Pulsed Electromagnetic Therapy on Children Undergoing Orchipopexy", R H C Bentall et H B Eckstein, Zeits- chrift fur Kinderchirurgie und Grenzgebiete, p 380-398 Novembre 1975. Jusqu'ici, le champ électromagnétique pulsé a été produit à l'aide d'un équipement hospitalier ou de laboratoire comprenant un générateur de signal électrique alimentant une bobine d'induction montée sur un support, lequel est placé au voisinage d'une aire d'un patient à traiter Cet appareil est encombrant et présente l'inconvénient selon lequel il est impossible de traiter de manière intensive et continue un patient sans l'hospitaliser. Plus récemment, on a noté que la thérapie effectuée à l'aide d'un champ de haute fréquence appliqué ne se caractérisait pas seulement en termes d'effets d'échauffement du tissu par le champ Une discussion sur ce sujet est donné dans l'article écrit par le demandeur "Healing by Electromagnetism Fact or Fiction", New Scientist, 22 avril 1976. Le demandeur a conçu un appareil portatif de moindre puissance permettant de produire le champ électromagnétique et pouvant être monté sur un patient Cet appareil portatif est décrit dans la demande de brevet britannique publiée sous le N O 2 027 594 au nom du demandeur. 13130 Cet appareil portatif comprend un oscillateur de haute fréquence excité par pile et une antenne dotée d'une souplesse per- mettant de la placer au-dessus d'une aire de tissu à traiter L'ap- pareil peut donc être fixé au patient et rester en marche d'une manière sensiblement continue L'appareil portatif produit un champ électromagnétique d'une fréquence appartenant typiquement à l'intervalle de 3 à 30 M Hz, la fréquence particulière n'ayant pas grande importance quant à l'efficacité de la thérapie Le champ de haute fréquence est pulsé pour maximiser l'effet théra- peutique Le champ a une intensité telle qu'il ne produit aucun échauffement notable du tissu L'appareil portatif fonctionne donc à des niveaux de puissance beaucoup moins élevés que l'encombrant appareil de diathermie, de façon à produire typiquement un champ de haute fréquence de moins de 100 m W cm, cette valeur étant mesurée au niveau de la peau recouvrant le tissu, et s'appuyant sur une hypothèse de base fondamentalement différente quant à la manière dont un champ de haute fréquence peut être utilisé pour réaliser un traitement, à savoir que le champ n'a pas à produire un échauffement du tissu pour amener une amélioration de la vitesse de guérison. Un inconvénient du dispositif portatif est que son antenne émet de l'énergie électromagnétique-non seulement vers l'avant en direction du tissu mais également vers l'arrière à l'extérieur du patient, ce qui entra Ine qu'une partie importante de l'énergie émise ne passe pas dans le tissu De plus, l'énergie envoyée vers l'extérieur peut altérer le fonctionnement d'un équipe- ment électronique du laboratoire ou de la maison De plus, le substrat isolant souple de la technique antérieure présente un effet non souhaitable de barrière imperméable vis-à-vis de l'eau et de l'air au dessus de la blessure, ce qui peut empêcher la guérison dans certaines circonstances. Selon l'invention considérée sous un premier aspect, il est proposé un dispositif permettant d'appliquer un champ magné- tique de haute fréquence au tissu du patient pour favoriser la guérison, comprenant une antenne qui dirige le champ sur le patient et un circuit oscillant électrique conçu pour exciter l'antenne afin de réaliser la propagation de l'énergie électromagnétique en vue de faciliter la guérison du tissu sans produire aucun échauf- fement notable de celui-ci, l'antenne possédant un diagramme dxecion- nel configuré de manière que l'énergie se propage vers l'avant, pour traiter le tissu, dans une proportion notablement supérieure à celle dirigée vers l'arrière, afin de minimiser l'émission de l'énergie à l'extérieur du patient. A cet effet, l'antenne peut comprendre un élément émet- teur conçu pour être excité par le circuit oscillant afin de pro- pager ladite énergie, et un moyen réflecteur qui réfléchitdans cette direction avantl'énergie émise par l'élément émetteur dans la direction> arrière De préférence, le moyen réflecteur est conçu de façon que l'énergie renvoyée par lui s'ajoute de manière cons- tructive à l'énergie propagée par l'élément émetteur vers l'avant. L'antenne peut comprendre, en plus du moyen réflecteur, ou à la place de ce dernier, un élément absorbant destiné à absor- ber l'énergie émise vers l'arrière. L'antenne peut comporter un élément "parasite", c'est- à-dire une partie d'antenne directionnelle non reliée directement à l'émetteur, afin de modifier le diagramme dixectiontne naturel d'émis- sion de l'énergie à partir de l'élément émetteur. De préférence, l'élément émetteur comprend une configura- tion conductrice de l'électricité se présentant sous forme d'une boucle qui entoure un espace autorisant le passage de fluides afin de permettre à la blessure du tissu de respirer Si cela est souhai- table, l'espace peut comporter un pansement La configuration con- ductrice peut Otre constituée par une boucle de câble coaxial. Du point de vue d'un deuxième aspect, l'invention pro- pose un dispositif se révélant supérieur au dispositif portatif de la demande de brevet citée o l'antenne est configurée de façon à émettre un champ électromagnétique spatialement uniforme sur au moins une majeure partie d'une aire circonscrite par l'antenne placée en utilisation en regard du tissu à traiter. Selon ce deuxième aspect de l'invention, il est possible d'effectuer des traitements dont le caractère peut être mieux prédit et quantifié que cela n'était possible jusqu'ici> du fait que, avec le dispositif portatif de la technique antérieure, l'intensité du champ auquel le tissu est soumis varie sur l'étendue spaciale de l'antenne de sorte que des régions différentes du tissu reçoivent des traitements de modalités différentes. De préférence, l'antenne à champ uniforme est configurée sous forme d'un élément du type feuille souple pour se conformer au corps des patients Par exemple, l'antenne peut comprendre un cir- cuit imprimé souple qui porte en outre les composants d'un oscil- lateur de basse tension, du type alimenté par pile. Selon les deux aspects de l'invention, l'inductance propre de l'antenne peut être utilisée comme partie d'un circuit LC définissant la fréquence d'oscillation de l'oscillateur de haute fréquence qui excite l'antenne, d'une manière décrite plus en détail dans la demande de brevet citée. La description suivante, conçue à titre d'illustration de l'invention, vise à donner une meilleure compréhension de ses caractéristiques et avantages; elle s'appuie sur les dessins annexés, parmi lesquels: la figure 1 est une vue en plan simplifiée d'un dis- positif selon l'invention; la figure 2 est une vue en coupe du dispositif pré- senté sur la figure 1, prise suivant la ligne A'-A; la figure 3 est une représentation simplifiée d'un autre dispositif selon l'invention, destiné à produire un champ spatialement uniforme; et la figure 4 est une représentation simplifiée d'un autre dispositif selon l'invention permettant de produire un champ uniforme. On se reporté d'abord aux figures 1 et 2 Le dispositif comporte une boucle de cable coaxial 1 disposée suivant une forme appropriée permettant de la placer au-dessus d'une blessure, d'une plaie ou d'une aire endommagée analogue de tissu 2 La boucle est souple de manière à s'adapter à la surface de la peau du patient. A une extrémité, le câble 1 possède un conducteur interne 3 et un conducteur 4 formant une gaine de blindage connectés à un oscil- lateur de haute fréquence dont la plus grande partie est constituée par un circuit 5 représenté schématiquement, le circuit 5 étant monté sur un substrat de support 6 en matière plastique qui relie des bords de la boucle de cable coaxial et est fixé à ceux-ci. Le substrat de support 6 porte également une alimentation élec- trique 7 sous forme de pile destinée à l'oscillateur Le circuit 5 coopère avec le cable 1 pour produire dans le câble des impulsions de haute fréquence a une vitesse de répétition prédéterminée La haute fréquence peut appartenir à l'intervalle de 3 à 30}f Hz et est, de manière souhaitable, de 27,12 M Fz, car il s'agit d'une fréquence légalement attribuée aux utilisations médicaleso Toutefois> la valeur précise de la haute fréquence n'est pas cruciale en ce qui concerne l'efficacité du traitement La boucle de câble coaxial 1 fait fonction d'élément émetteur d'une antenne et propage les impulsions d'énergie de haute fréquence Le diagramme d Lxectionnel d'émission naturel est sensiblement uniforrae suivant la section radiale du câble coaxial et, par conséquent, l'énergie de haute fréquence tend à Étre émise par le câble I à la fois vers l'avant, en direction du tissu 2 à traiter, et viers l'arrière, dans le sens opposé au patient. Toutefois, en plus de l'élément émetteur 1, l'antenne comporte un réflecteur 8 qui peut Otre constitué d'un treillis métallique souple ou d'un feuillet métallique, réfléchissant l'énergie de haute fréquence dirigée vers l'arrière qui a été émise par le câble I Le réflecteur 8 est, de manière convenable, séparé du cable coaxial 1 par une couche d'écartement diélectrique 9, si bien que l'énergie de haute fréquence réfléchlie par le réflec- teur 8 s'ajoute constructivement a l'énergie émise par le câble 1 vers l'avant, ceci améliorant la densité de l'énergie de haute fré- quence reçue par le tissu 2. L'antenne peut comporter un élément "parasite", c'est-à- dire une partie d'antenne directionnelle non reliée directement à l'émetteur, désigné par la référence 10 et comprenant une boucle formée de plusieurs spires d'un fil conducteur i 1 l en cuivre contenu à l'intérieur d'une gaine 12 L'effet de l'é ment parasite 9 est de modifier le diagramme directionnel naturel d'mission des hautes fréquences par la boucle de câble 1, de façon a réduire l'émission dans les directions transversales à la direction vers l'avant, et à ainsi placer un lobe principal de l'antenne en direction de l'avant En outre, l'antenne peut comporter un matériau absorbant la haute fréquence (non représenté) destiné à sélectivement absorber le rayonnement de haute fréquence émis vers l'arrière ou sur le côté, de façon à modifier le diagramme directionnel de l'antenne, ainsi que cela peut être souhaitable dans certaines circonstances. Il faut noter que la boucle de c&ble 1 entoure un espace ouvert 13 qui peut s'étendre au-dessus d'une blessure et qui permet à la blessure de respirer L'espace peut comporter un pansement (non représenté). De façon souhaitable,-l'antenne est excitée de façon à produire une densité énergétique de haute fréquence qui, mesurée au niveau de la peau du tissu 2, est inférieure à 100 m W cm et est de préférence de l'ordre de quelques microwatts par centimètre carré Ceci ne produit aucun échauffement notable du tissu La vitesse de répétition des impulsions de haute fréquence est choisie de façon à rendre maximale l'efficacité du traitement Typiquement, la vitesse de répétition d'impulsion appartient à la gamme de 0,1 à 10 000 Hz. Dans le domaine des hautes fréquences, le c Able coaxial présente une inductance entre son conducteur interne 3 et son con- ducteur de blindage 4 Cette inductance est utilisée comme compo- sant de détermination de la fréquence dans le circuit oscillant 5. Ceci offre l'avantage selon lequel le circuit 5 ne doit pas com- porter d'inductances L'oscillateur comprend essentiellement un circuit LC alimenté par un transistor, dont le composant d'induc- tance L est défini par l'inductance du c Able coaxial, tandis que les composants de l'oscillateur qui ne sont pas le composant L, sont contenus dans le circuit 5 Le circuit 5 peut donc commodém- ment etre fabriqué sous forme d'un circuit intégré monolytique. Selon une variante au dispositif décrit, le substrat de support 6, qui porte le circuit 5 et l'alimentation électrique 7 par pile, peut être détaché de l'antenne pour être réutilisé avec une nouvelle antenne sur un type différent de blessure. L'antenne peut comporter sur sa face antérieure un matériau autocollant destiné à la fixation sur la peau Le matériau 13130 autocollant peut s'étendre à l'extérieur du périmètre défini par la boucle de c Able 1. On notera que l'antenne décrite présentement est souple et peut s'adapter à la forme extérieure du patient Alors que, ainsi que le montre la figure 1, le câble coaxial 1 se présente sous forme de boucle elliptique, il peut être disposé suivant d'autres formes choisies pour s'adapter aux contours de parties particulières de l'anatomie, par exemple la mâchoire ou le nez, les membres ou le tronc Il est possible de configurer une paire d'antennes de façon qu'elle ressemble à une paire de lunettes de protection, pour le traitement des yeux. De plus, il est possible d'exciter à l'aide d'un cir- cuit oscillant commun plus d'une antenne Le circuit oscillant peut être conçu de façon à exciter les antennes suivant un ordre prédéterminé. Selon un autre mode de réalisation, les conducteurs de l'élément émetteur et de l'élément "parasite" peuvent se présenter sous forme d'une boucle disposée sur une plaquette de circuit imprimé souple, et le réflecteur peut être réalisé par une couche de métallisation, ou une configuration métallisée, sur la plaquette. De préférence, l'antenne est configurée de façon à présenter, vis- à-vis du tissu, une densité d'énergie de haute fréquence qui est sensiblement spacialement uniforme sur au moins une majeure partie de l'aire de l'antenne tournée vers le tissu. Les dispositifs présentés sur les figures 3 et 4 illustrent des modes de réalisation qui permettent d'obtenir un champ électromagnétique de haute fréquence spacialement uniforme pour le traitement d'un patient, le champ étant uniforme sur au moins une majeure partie de l'étendue spaciale de l'antenne qui, en utilisation, est tourné vers le patient Les enseignements tirés de la manière d'obtenir le champ spacialement uniforme décrite ci-après en relation avec les figures 3 et 4 peuvent être utilisés en combinaison avec les enseignements obtenus en relation avec les figures 1 et 2, ou séparément. Dirr i u e f 5 qiore 3, et a-ntennt N c uboe at une cofigurcuti imprimé souple 15 qui porte une antenne comprenant une configuration 13130 de métallisation 16, telle que représentée, qui est connectée à un circuit intégré 17 monté sur le substrat Le circuit intégré 17 est alimenté par une alimentation à pile 18, également montée sur le substrat On notera que le circuit 17 et la pile 18 peuvent cor- respondre au circuit 5 et à la pile 7 de la figure 2 En utilisa- tion, le substrat 15 est disposé au-dessus du tissu vivant à traiter et est classiquement fixé à la peau du patient par un moyen adhésif non représenté Le circuit intégré 17 comprend les composants d'un oscillateur et d'un circuit de cadencement montés de façon à exci- ter la configuration de métallisation 16 au moyen d'impulsions de haute fréquence Comme cela est décrit en relation avec la figure 2, il est possible d'utiliser l'inductance de l'antenne comme composant de détermination de la fréquence dans l'oscillateur La fréquence de l'énergie de haute fréquence se situe typiquement dans la gamme de 3 à 30 M Hz et est commodément 27,12 M Hz On verra que la confi- guration de métallisation 16 entoure une aire donnée du substrat et traite donc une aire correspondante du tissu du patient se trou- vant au-dessous du substrat 15 La configuration de métallisation 16 est formée de manière qu'il y ait émission, en direction du tissu, d'un champ électromagnétique de haute fréquence qui présente une intensité sensiblement uniforme sur au moins une majeure partie du substrat 15 De façon souhaitable, l'intensité du champ ne dépasse pas 100 m W cm et s'exprime de préférence en microwatts par cm Une telle intensité ne produit pas d'échauffement notable du tissu. La configuration de métallisation comporte plusieurs parties con- ductrices linéaires 16 a orientées parallèlement entre elles et - transversalement à la longueur du substrat 15 On choisie le taux de répétition des impulsions de haute fréquence de manière à rendre maximale l'efficacité du traitement. Le substrat souple 15 présente l'avantage de pouvoir s'adapter à la surface de la peau d'un patient et, ainsi, de pou- voir être enroulé autour d'un membre par exemple. Le dispositif présenté sur la figure 4 est analogue à celui de la figure 3, mais les parties conductrices 16 a sont dis- posées longitudinalement au substrat 15 Parmi les variantes qui sont naturellement possibles, on indiquera que, par exemple, au lieu d'utiliser un circuit imprimé souple, il est possible de for- mer la configuration de parties conductrices définissant l'antenne à partir d'un conducteur formant un serpentin suivant l'une ou l'autre des configurations des figures 3 et 4, un revêtement électriquement isolant maintenant le conducteur sous la forme d'un serpentin. Bien entendu, l'homme de l'art sera en mesure d'ima- giner, à partir des dispositifs dont la description vient d'être donnée à titre simplement illustratif et nullement limitatif, diverses autres variantes et modifications ne sortant pas du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Dispositif destiné à appliquer un champ électromagné- tique de haute fréquence à un tissu d'un patient pour favoriser la guérison, caractérisé en ce qu'il comprend une antenne ( 1, 16) destinée à diriger le champ sur le patient et un circuit oscil- lant ( 5, 17) conçu pour exciter l'antenne afin de propager de l'énergie électromagnétique pour favoriser la guérison du tissu mais sans produire aucun échauffement notable de celui-ci, l'antenne possédant un diagramme directirnnelconfiguré de sorte que l'énergie est propagée dans la direction avant suivant une proportion sensible- ment plus grande que dans la direction arrière opposée afin de mini- miser l'émission du rayonnement à l'extérieur du patient. 2 Dispositif conçu pour être porté par un patient et destiné à appliquer un champ électromagnétique de haute fréquence à un tissu du patient pour favoriser sa guérison, caractérisé en ce qu'il comprend une antenne souple ( 1, 16) destinée à se conformer à la forme du patient, une pile ( 7, 18) et un moyen oscillant élec- trique ( 5, 17) destiné à être excité par la pile et conçu pour exciter l'antenne afin de propager de l'énergie électromagnétique de haute fréquence pour favoriser la guérison du tissu mais sans produire aucun échauffement notable de celui-ci, l'antenne ayant un diagramme directiornel configuré de sorte que l'énergie est propagée dans la direction avant suivant une proportion sensiblement plus grande que dans la direction arrière opposée afin de minimiser l'émission de l'énergie à l'extérieur du patient. 3 Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'antenne comprend un élément émetteur ( 1) conçu pour être excité par le circuit oscillant afin-de propager l'énergie et un moyen réflecteur ( 8) destiné à réfléchir dans la direction avant l'énergie émise par l'élément émetteur dans la direction arrière. 4 Dispositif selon la r evendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen ( 9) qui sépare le moyen réflecteur de l'élément émetteur de sorte que l'énergie réfléchie par le moyen réflecteur s'ajoute constructivement à l'énergie émise par l'élément émetteur dans la direction avant. 13130 Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte un élément absorbant destiné à absorber l'énergie émise dans la direction arrière. 6 Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'antenne comprend un élément parasite ( 10) destiné à modifier le diagramme directionnel naturel d'émission de l'énergie par l'élé- ment émetteur. 7 Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'élément émetteur comprend un agencement conducteur élec- trique ( 3, 4) présentant la forme d'une boucle qui entoure un espace ( 13) autorisant le passage de fluides, si bien qu'il per- met à la blessure du tissu de respirer. 8 Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit espace comporte un pansement. 9 Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'élément émetteur comprend une boucle de c&ble coaxial ( 3, 4). Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'antenne entoure une aire donnée en vue de traiter une aire correspondante de tissu, et l'antenne est conçue pour produire ledit champ avec une intensité de champ spacialement uniforme sur au moins une majeure partie de ladite aire. 11 Dispositif destiné à appliquer un champ électromagnétique de haute fréquence à un tissu d'un patient afin de favoriser la guérison, caractérisé en ce qu'il comprend une antenne ( 1, 16) destinée à être placée au-dessus d'un tissu d'un patient, l'antenne entourant une aire donnée en vue de traiter une aire de tissu cor- respondante du patient, un moyen oscillant électrique ( 5, 17) conçu pour exciter l'antenne afin de propager de l'énergie électromagné- tique pour favoriser la guérison du tissu mais sans produire aucun échauffement notable de celui-ci, l'antenne étant conçue pour pro- duire ledit champ avec une intensité de champ spacialement uniforme sur au moins une majeure partie de ladite aire donnée. 12 Dispositif conçu pour être porté par un patient et destiné à appliquer un champ électromagnétique de haute fréquence à un tissu du Datient afin de favoriser sa guérison, caractérisé en ce au'il comprend une antenne souple ( 1, 16) destinée à s'adapter à la forme du patient, l'antenne entourant une aire-donnée en vue de traiter -2513130 une aire de tissu correspondante du patient, une pile ( 7, 18) et un circuit oscillant électrique ( 5, 17) conçu pour exciter l'an- tenne afin de propager de l'énergie électromagnétique pour favori- ser la guérison du tissu mais sans produire aucun échauffement notable du tissu, l'antenne étant conçue pour produire ledit champ avec une intensité de champ spacialement uniforme sur au moins une majeure partie de ladite aire donnée. 13 Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'antenne comprend un substrat isolant souple ( 15) destiné à être placé au-dessus d'un tissu d'un patient, et une configuration de métallisation ( 16) formée sur le substrat. 14 Dispositif selon la revendication 2 ou 11, caractérisé en ce que l'antenne présente une inductance pour l'énergie de haute fréquence produite par le moyen oscillant, et ladite inductance constitue un composant de circuit de détermination de la fréquence dans le moyen oscillant.