Brevet FR2533131A1 — publié le 19840323

1,s- La présente invention concerne un dispositif thérapeutique électromagnétique pour l'exécution d'une thérapie sur les parties affectées du corps humain par ap- plication d'un champ électromagnétique fluctuant produit par une bobine. On sait dans l'art que le magnétisme est efficace dans des opérations de thérapie pour soigner les parties affectées du corps telles que la raideur des épaules, les douleurs dans la poitrine, la sensibilité extrême au froid et analogue L'idée sousjacente dans une telle thérapie est que, lorsqu'un champ magnétique est appliqué au corps humain, une force électromotrice est produite dans le corps et des changements électrochimiques sont amenés à se produire sous l'effet de cette force électromotrice dans le corps,lequel est constitué de substances chieques produisant des ions,avec augmenta- tion de ces ions dans le sangce qui a pour effet de m Ddifier le fonc- tionnenment du systèm nerveux autonome et de faciliter la circula- tion régulière du sang, Les faits précédents sont supportés par plus de 20 années d'études du R, Kyoichi Nakagawa de l'hôpital Isuzu du Japon. Dans le but de produit la force électromotrice né- cess"ire au moyen d'un champ magnétique, il est nécessaire de faire varier le champ magnétique agissant sur le corps humain en cours de traitement ou de déplacer le corps à 2 2533131 l'intérieur du champ magnétique fixe. Dans l'art antérieur, s'agissant des dispositifs thérapeutiques magnétiques de cette nature, on a proposé et utilisé des systèmes impliquant la fixation avec une colle d'aimants permanents fabriqués à partir de granules métalli- ques sur la partie affectée du corps, et un dispositif pro- duisant un champ magnétique fluctuant au moyen d'un courant électrique ayant la fréquence du réseau de 50 à 60 Hz tra- versant une bobine enroulée sur un noyau de fer. Cependant, comme le premier dispositif utilise un aimant permanent, il n'y a pas de fluctuations du champ magnétique en relation avec la partie affectée du corps en cours de traitement et, par conséquent, lorsque le sang circule dans les vaisseaux sanguins situés dans le champ magnétique fixe, la force électromotrice est produite dans la paroi intérieure des vaisseaux,mais cette force est insignifiante C'est pour ce tte raison que l'effet thérapeu- tique est faible et qu'il n'y a aucun effet immédiat. D'autre part, dans le second dispositif thérapeuti- que magnétique qui utilise une source de 100 volts à une fréquence de 50/60 Hz, étant donné que le courant électriqu E circulant dans la bobine a la forme d'une onde sinusoïdale qui varie en fonction du temps comme représenté l(a), le champ magnétique produit par la bobine a la forme d'une on- de similaire à celle du courant électrique Par conséquent, lorsque le courant électrique sinusoïdal est amené à circul E dans la bobine, avec comme conséquence que les lignes de foi ce magnétiques traversent la partie du corps en cours de traitementla force électromotrice de l'onde sinusoidale dont la phase est décalée de 900 comme représenté en figure 1 (b), est produite par induction électromagnétique, mais la forme d'onde de tension est symétrique par rapport à la ver- ticale de sorte que, même si les ions sont produits par ac- tion électrochimique, les cations et anions résultants se neutralisent les uns et les autres et on ne peut attendre 1 a réaction électrochimique permettant d'améliorer l'effet thé- rapeutique sur le corps humain. De plus, bien que le second dispositif thérapeuti- 3,' que magnétique ait été approuvé comme dispositif thérapeu- tique par le ministère japonais de la Santé et du Bien-Etre, la spécification est telle que la densité du flux magnéti- que en surface est de 800 gauss 50 % (B max), la durée nominale d'application est de 30 minutes, la puissance no- minale de 260/210 VA, et les caractéristiques nominales de la source d'énergie de 100 volts et 50/60 Hz Comme cela apparattra d'après la spécification précédente, le temps d'utilisation en continu du dispositif thérapeutique est de 30 minutes Lorsqu'il est utilisé plus longtemps que la pé- riode spécifiée, il se produit une surchauffe qui risque de provoquer des brûlures sur le corps, ce qui pose un problè- me important La raison en est que le courant électrique circulant dans la bobine est toujours un courant relative- ment important, ayant une intensité de 2,67 ampères. De plus, la thérapie de l'application au corps humain de champs électromagnétiques du type à ondes ultra- courtes est jusqu'icibien connue Comme ces dispositifs thérapeutiques à ondes ultracourtes présentent une fréquen- ce -très élevée par rapport à la fréquence des sources com- merciales d'énergie, une force électromotrice importante peut être produite et appliquée à la partie affectée Ce- pendant F le corps est constitué de substances biochimiques. Ainsi, même si des ions sont produits dans le corps humain par action électrochimique lorsque la fréquence est exces- sivement élevée, la forme d'onde de la force électromotri- ce produite est sensiblement la même que celle représentée en figure l(b), de sorte que tant les cations que les anions produits par la force électromotrice sont immédiate- ment neutraliséset seuls des effets thermothérapeutiques peuvent être espérés. De manière à produire de manière effective la réaction électrochimique thérapeutique dans le corps hu- mainf i A f Qrce électromotrice devant être induite dans la partie affectée du corps en cours de chauffage doit avoir une fréquence basse (au-dessous de 20 Hz) avec une impul- sion en courant continu. La présente invention a résolu les problèmes pré- 4. cédents de l'art antérieur L'objet principal de la présen- te invention est un dispositif thérapeutique magnétique four- nissant un effet thérapeutique à la fois important et rapi- de. Un autre objet de la présente invention est un dispositif thérapeutique électromagnétique, exempt de sur- chauffe même s'il est utilisé longtemps, et consommant une énergie électrique relativement faible. pour atteindre les objets précédents, le disposi- tif thérapeutique électromagnétique qui constitue la présen- te invention est construit d'une façon telle que la forme d'onde du courant électrique circulant dans la bobine pro- duisant un champ électromagnétique fluctuant est transformé en forme d'onde à impulsion dont le rapport entre durées re- latives de montée et de descente est supérieur à 5/1 et la force électromotrice produite dans la partie affectée du corps en cours de traitement présente une impulsion en cou- rant continu alors que le champ magnétique fluctuant produit par la bobine traverse le corps. La présente invention sera bien comprise lors de la description suivante faite en liaison avec les des- sins ci-joînts dans lesquels: Les figures l(a) et l(b) sont des diagrammes de formes d'onde permettant d'illustrer la sortie d'un dispo- sitif classique de thérapeutie magnétique; La figure 2 est une illustration représentant un exemple d'utilisation du dispositif thérapeutique électroma- gnétique de la présente invention; La figure 3 est un schéma de circuit du générateur d'impulsions permettant de produire le champ électromagnéti- que semblable à des impulsions dans le dispositif thérapeuti- que électromagnétique de la présente invention; et La figure 4 est un diagranmre de formes d'onde per- mettant d'illustrer le dispositif thérapeutique électromagné- tique de la présente invention, Les modes de réalisation préférés de la présente invention seront maintenant décrits en liaison avec les des- sins, , En figure 2, une bobine, en forme d'anneau 1 du dispositif thérapeutique électromagnétique de la présente invention est glissée sur le genou 2 d'une jambe, et le courant électrique pulsé (voir figure 4 (a)) produit par un générateur d'impulsions 3 est fourni à la bobine 1 Dans ce cas, lorsque le champ électromagnétique pulsé ayant une fréquence d'environ 8 Hz est appliqué au genou, la circula- tion du sang dans le genou est rapidement améliorée de sor- te que, même pendant le bref laps de temps d'application du temps, le patient peut plier son genou, ce qu'il ne pou- vait normalement faire Pour la raideur des épaules, la bo- bine 1 est appliquée sur les épaules, la nuque, et aussi, pour soulager les douleurs de la poitrine, sur celle-ci. Pour des maux stomacaux ou pour une diarrhée, on applique la bobine 1 sur la surface de l'estomac Lorsqu'elle est appliquée à une partie o l'on a décelé une douleur et des problèmes de circulation sanguine, celle-ci a un effet thérapeutique marqué La figure 3 représente un schéma de circuit du générateur d'impulsions 3, qui est constitué d'un transformateur d'alimentation 11, relié à une source de tension de 100 volts, un circuit doubleur de tension 12 branché au secondaire du transformateur 11, un condensateur 13 pour charger le circuit doubleur de tension, et un cir- cuit d'oscillations de relaxation 15 pour déclencher un thy- ristor 14 branché en série avec la bobine 1, Une pluralité de prises T 1 T 6 permettant de faire varier la tension de sortie entre 25 et 100 volts sont prévues sur l'enroulement secondaire 1 la du transfor- mateur 11; la tension est réglée entre 25 et 100 volts et la tension présente entre les bornes llc et lld est obte- nue par l'action de commutation d'un curseur llb entre la prise T 1 et la prise TE. De plus, le circuit doubleur de tension 12 est constitué d'un condensateur 12 a et de diodes 12 b et 12 c pour un redressement à une alternce, et une tension double comprise entre 50 et 280 volts est produite en fonction de la tension de sortie du transformateur 11 à partir du cir- cuit 12 ? cette tension de sortie charge le condensateur 13. 6 2533131 De plus,le circuit d'oscillations de relaxation 15 com- porte un potentiomètre 15 a et un condensateur 15 b en sé- rie avec le potentiomètre, et ce circuit en série est relié à un circuit redresseur d'une alternance 16 constituée d'une didde 16 a et d'un condensateur-16 b branchés aux bornes de l'enroulement secondaire lla du transformateur 11 La gril- le du thyristor 14 est reliée aux-bornes du condensateur b par une diode de déclenchement 15 c La fréquence du circuit 15 est ajustée à une valeur comprise entre 4 et 20 Hz en faisant varier la résistance du potentiomètre 15 a. On décrira maintenant le fonctionnement de ce mo- de de réalisation de la présente invention. Lorsque le commutateur d'alimentation SW est mis sur la position "fermé", une tension, fonction de la posi- tion du curseur llb sur les prises Tl T 6, est présente aux bornes de sortie llc et lld du transformateur 11 Cette ten- sion est transformée en tension double avec le redresseur à une alternance par le condensateur 12 a et les diodes 12 b et 12 c, puis appliquée au condensateur 13. La tension de sortie du circuit de redressement 16 charge-le condensateur 15 b par l'intermédiaire du potentio- mètre 15 af et le condensateur 15 b Lorsque la charge dépas- se la tension de déclenchement de la diode 15 c, celle-ci est mise en oeuvre, et l'impulsion de déclenchement appli- quée à la grille du thyristor 14 Lorsque l'impulsion de dé- clenchement est appliquée, le thyristor 14 est actionné et la charge électrique accumulée dans le condensateur 13 se décharge dans la bobine 1, et la bobine 1 produit un champ électromagnétique pulsé Lorsque le nombre de spires de la bobine 1 est d'environ 40, son diamètre étant d'envi- ron 17 cmun courant électrique important circule, attei- gnant 25 A en pointe, La constante de temps CR = T, du po- tenti Qmètre 15 a et du condensateur 15 b peut déterminer la fréquence des impulsions résultantes, et la fréquence pro- duite peut être modifiée par réglage du potentiomètre 15 a. La figure 4 (a) représente la forme d'onde du cou- rant électrique traversant la bobine 1 et la variation résul- tante du champ magnétique de la bobine 1 appliqué à la par- 7 ' 2533131 7. tie affectée du corps en cours de traitement devient fon- damentalement semblable & la figure 4 (a) De plus, la fi- gure 4 (b) représente la forme 'd'onde de la force électro- motrice produite dans la partie affectée par le champ magné- tique appliqué à la partie affectée comme représenté en figure 4 (a), et comme il apparaît d'après ce qui précede, la forme d'onde de la force électromotrice devient verti- calement asymntrique, étant centrée autour de la ligne de référence t et d'autre part, la différence entre le niveau 'upérieur et la ligne de référence est supérieure d'environ fois à la différence entre le niveau inférieur et la li- gne de référence; en outre, les aires des niveaux supérieur et inférieur sont égales. Par conséquent,' dans le cas o le côté secondaire sur lequel travaille 'le champ électromagnétique de la bo- bine est semblable à une charge linéaire telle qu'un fil en cuivre, le potentiel alternativement positif et négatif de la force électromotrice est sujet & annulation, mais la partie affectée du corps en cours de traitement au côté secondaire sur lequel travaille le champ magnétique de la bobine 1 n'est pas une charge'linéaire ayant une résistan- ce pure, mais au contraire est une charge non linéaire ayant une valeur de seuil Pour cette raison, 'lorsqu'est appliquée la tension supérieure à VTH^ comme représenté en figure 3 (b), c'est-à-dire la tension au-dessus de la valeur de seuil de la partie affectée en contact avec le disposi- tif (de dix & plusieurs centaines de mv par cellule), un courant électrique circule Il en résulte que la tension re- présentée en figure 4 (b) est produite dans la partie affec- tée, et la forme d'onde de la partie supérieure dépasse seu- lement la valeur de seuil VTH de la partie affectée de sor- te que le courant continu pulsé circule vers la partie affec- tée comme représenté en figure 4 (c), D'après la description précédente, un courant con- tinu pulsé peut être produit dans la partie du corps en cours de traitement, qui provoque des réactions électrochimiques dans cette partie, ce qui implique des effets thérapeutiques importants dans cette partie,' en particulier en cas de mau- 8. vaise circulation - On décrira maintenant le mode préféré de réalisa- tion de la présente invention, Le nombre de spires de la bobine 1 est de 40 (diamètre 17 cm), et la forme d'onde est choisie de façon que le temps de montée du courant électrique traversant la bobine 1 soit de 0,1 l msec et le temps de descente de 1 msec, le rapport entre temps de montée et de descente étant de (se reporter à la figure 4 (b)), et la fréquence de cou- rant électrique triangulaire traversant la bobine 1 est ré- glée à 8 Hz par le circuit 15, et la tension de charge du condensateur 13 à 280 volts. Une bobine 1 fonctionnant dans les conditions pré- cédentes est appliquée au genou d'un patient souffrant de rhumatismes articulaires comme représenté en figure 2, et la thérapie exécutée pendant plusieurs périodes de 10 minu- tes, d'ot il résulte qu'un genou ne pouvant antérieurement être plié peut l'être maintenant De tels cas se produisent en grand nombre Des exemples des effets de la thérapie décri te précédemment ont fait l'objet de rapports de patients qui ont utilisé le dispositif thérapeutique électromagné- tique de la présente invention De plus, les raisons de l'effet thérapeutique précédent sont que la force électro- motrice produite dans la partie traitée du corps est de loin supérieure à celle qu'on peut obtenir avec les systèmes classiques de thérapie, et que l'impulsion est une impul- sion en courant continu. Le résultat de mesures de la force électromo- trice produite dans le corps par le dispositif de la présen- te invention et ceux des systèmes classiques dans lesquels la fréquence du réseau de 50 à 60 Hz est appliqué à la bobi- ne pour produire le champ magnétique fluctuant sont indi- qués ci-après, On prépare plusieurs bobines de 9 spires On branche en série une diode et un condensateur de 0,047 WF et on mesure la tension aux bornes du condensateur Dans le système classique, une tension de 0,34 volt est induite alors que dans le système de la présente invention elle est de 9, 34,5 volts I 1 en résulte que la force électromotrice dans la partie traitée, obtenue avec la présente invention, est d'environ 100 fois supérieure à celle du système clas- sique Le rapport entre courants électriques consommés est de 2,63 ampères/0,9 ampère, c'est-à-dire inférieur à 1/30, de sorte que l'efficacité est d'environ 3000 fois plus gran- de que dans les systèmes classiques La réaction électro- chimique de la partie traitée du corps est grandement dif- férente, de plus, il ne se produit pas de surchauffe et le dispositif de la présente invention peut être utilisé en continu, pour la thérapie de la partie affectée, pendant de longues durées. La capacité du condensateur, le nombre de spires de la bobine, le rapport entre temps de montée et de des- cente du courant électrique traversant la bobine 1, et la période de commutation de la présente invention ne sont pas limités aux valeurs Qptimum mentionnées dans ce qui pré- cède et peuvent être choisis dans la plage suivante: Capacité du condensateur: 0,5 50 PF Charge maximum du condensateur:50 500 volts en courant conti- nu Nombre de spires de la bobine: 10 200 Fréquence de commutation: 4 20 Hz En outre, dans le mode de réalisation précédent, on a cité le cas o le temps de montée et le temps de des- cente du courant électrique traversant la bobine 1 était réglé à 1/10, mais on peut obtenir le même effet en réglant le temps de montée à 1 msec et le temps de descente à 0,1 msec, à l'inverse du cas précédent, On notera cependant, qu'il est préférable que le rapport entre temps relatifs de montée et de descente de la forme d'onde du courant électri- que soit réglé à 5/1, La présente invention n'est pas limitée aux exem- ples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui appara Ztront à l'homme de l'art. 10. REVENDICATIONS l Dispositif thérapeutique électromagnétique, caractérisé en ce qu'il comprend: un dispositif incorporant un moyen de circuit pour produire une tension alternative de niveau prédétermi- né, un condensateur chargé avec la tension de sortie du moyen de circuit et produisant une tension de décharge de 500 volts, une bobine de 10 200 spires branchée aux bornes du condensateur au moyen d'un élément de commuta- tion de manière à produire un champ électromagnétique,et un moyen de circuit de déclenchement pour la commutation de l'élément de commutation à une fréquence de 4 20 Hz de manière à décharger la charge électrique du condensateur dans la bobine. 2 -, Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé en ce que la forme de l'onde du courant électrique tra- versant la bobine pour produire un champ magnétique fluc- tuant devient une forme d'onde dont le rapport entre temps relatifs de montée et de descente est supérieur à 5/1.