Brevet FR2546758A1 — publié le 19841207

La présente invention concerne un procédé et un dispositif de traitement de tissus et/ou de cellules vivants au moyen de champs électromagnétiques pulsés. On sait utiliser des champs électromagnétiques pulsés pour induire des signaux électriques alternatifs dans les tissus ou les cellules, de tels signaux s'étant avérés particulièrement efficaces pour favoriser la gué- rison des fractures et pseudarthroses à soudure retardée, et des lésions cutanées associées d'origine traumatique -ou vasculaire A cet égard, on considère comme fractures à soudure retardée les fractures d'os caractérisées par une faible présence du cale de l'os et un manque de remi- se en place des fragments au moins six mois après le trau- matisme, alors qu'il est plus correct de parler de pseu- darthrose lorsqu'il existe un état morbide évident avec évolution pathologique du processus de formation du cale au moins dix mois après le traumatisme On peut classer les appareils d'utilisation courantepermettant d'effectuer le traitement ci-dessus en deux grandes catégories Dans la première, on utilise des solénoïdes à faible impédance 2. pour produire le champ magnétique De tels solénoïdes permettent d'induire des courants électriques intenses dans les tissus, mais seulement pendant un très court laps de temps (inférieur à 300 microsecondes), et c'est pourquoi il faut utiliser des "trains d'impulsions" pour obtenir un effet suffisant sur les tissus La seconde catégorie d'appareils comprend un noyau en fer monté à l'intérieur des solénoïdes, ce qui permet l'emploi d'un champ magnétique d'intensité considérable et donc d'induire des courants moins intenses mais pendant des durées beaucoup plus longues Aucun des appareils des deux catégories précédentes n'a jamais favorisé la soudure d'une pseudarthrose par la formation du cale; en outre, ils ne peuvent être utilisés dans le cas des fractures dites "fraîches", c'est-àdire des fractures venant de se produire. L'objet de la présente invention est de définir un procédé et un dispositif permettant de traiter des tissus et/ou des cellules vivants au moyen de champs électromagnétiques pulsés qui, en particulier en ce qui concerne le traitement des fracturés (fractures pseudar- throses à soudure retardées, permettent d'obtenir de meilleurs résultats qu'avec les dispositifs de l'art anté- rieur et en particulier qui favorisent la formation du cale périostéal pour la soudure des extrémités opposées de la fracture. Cet objet est atteint selon la présente inven- tion dans un procédé de traitement des tissus et/ou des cellules vivants au moyen de champs électromagnétiques pul- sés, caractérisé en ce qu'il comprend essentiellement l'induction électromagnétique dans le tissu et/ou la cel- lule de signaux électriques alternatifs pulsés, ayant une forme d'onde qui comprend une partie positive composée, dans l'ordre chronologique, d'un premier, d'un second et d'un troisième segment, le premier segment définissant la 3, valeur de crête de la partie positive,-et une partie né- gative constituée respectivement d'un segment qui définit la valeur de crête et constitue la prolongation du troi- sième segment de la partie positive, et d'une zone s'éten- dant exponentiellement vers le zéro de la valeur de réfé- rence, la durée de la partie positive étant comprise entre 1 et 3 millisecondes. La présente invention concerne également un dispositif de traitement de tissus et/ou cellules vivants au moyen de champs électromagnétiques pulsés, caractérisé en ce qu'il comprend essentiellement au moins un induc- teur et au moins un circuit générateur de signaux à onde carrée alimentant cet inducteur d'une manière telle que ce dernier produit un champ électromagnétique alternatif pul- sé qui, à l'intérieur du tissu et/ou de la cellule, induit des signaux électriques ayant une forme d'onde qui com- prend une partie positive composée, dans l'ordre chronolo- gique, d'un premier, d'un second et d'un troisième seg- ment, le premier segment définissant la valeur de crête de la partie positive, et une partie négative constituée respectivement d'un segment qui définit la valeur de crê- te et constitue le prolongement du troisième segment de la partie positive, et d'une zone se prolongeant exponentiel- lement vers le zéro de la valeur de référence; la durée de la partie positive étant comprise entre 1 et 3 millisecon- des. * La présente invention sera bien comprise lors de la description suivante faite en liaison avec les des- sins ci-joints dans lesquels La figure 1 représente un schéma simplifié sous forme de blocs d'un dispositif selon la présente invention; La figure 2 est une vue schématique d'un exemple d'application du dispositif de-la figure 1; et- La figure -3 représente une forme d'onde obtenue avec le dispositif de la figure 1 et déterminée au moyen d'un détecteur approprié. En figure 1, la référence 1 représente les grandes lignes d'un dispositif permettant de produire un champ électrique pulsé -dans les conditions de la pré- sente invention Le dispositif 1 comprend une alimenta- tion 2 fournissant une tension réglable en courant conti- nu, un oscillateur 3 produisant une onde carrée, un étage de puissance 4 connecté à la sortie-de l'oscillateur 3, et un circuit oscillant 5 connecté entre les sorties de l'étage 4 et de l'alimentation 2 Plus spécifiquement, la sortie de l'alimentation 2, o est présente une tension ajustée à une valeur comprise entre 100 et 300 volts, est connectée respectivement, à la cathode d'une diode 6, à la première borne d'un condensateur 7 dont la seconde- borne est à la masse, et à la première borne d'un inducteur 8 qui est monté en série avec un autre inducteur-9, cet en- semble étant branché en parallèle aux bornes de la diode 6. Commodément, les inducteurs 8 et 9 comportent chacun un nombre de spires supérieur à 1000 et ont une impédance qui, selon le type d'enroulement, peut varier entre 200 et 300 ohms de sorte que l'impédance totale est comprise en- tre 400 et 600 ohms La fréquence de l'oscillateur 3 est choisie à une valeur appropriée supérieure à 50 Hz, de manière à commander l'anode de la diode 6, au moyen de l'étage de puissance 4, alternativement à la tension pré- sente entre la sortie de l'alimentation 2 et la masse. En figure 2, les références 8 et 9 représen- tent les inducteurs de la figure 1, entre lesquels on a placé un membre 10 (dont seule la structure de l'os est représentée) qui présente une fracture dans la zone repré- sentée par la référence 11 L'os du membre 10 est ainsi divisé en deux parties 12 et 13 en regard l'une de l'autre dans la zone 11, autour-de laquelle un cale périostéal est représenté en 14. La figure 3 représente la configuration du 5. signal électrique ( 20 en figure 3) déterminée au moyen d'une sonde appropriée (non représentée) disposée dans la zone 11 de la figure 2 Le signal électrique 20 est du type alternatif, avec une période de répétitionindi- quée par TI',qui est fonction de la fréquence à laquelle le signal de l'oscillateur 3 est émis Le signal 20 com- porte une partie positive 15 et une partie négative 16, dont les durées sont représentées respectivement par T+ et T- Plus spécifiquement, la partie positive 15 est constituée essentiellement, dans l'ordre chronologique de trois segments indiqués respectivement par les référen- ces 21, 22, 23, le premier segment ( 21) définissant la va- leur de crête (T+) de la partie positive 15 La partie négative est constituée essentiellement d'un segment 24 qui constitue le prolongement du segment 23 et définit la valeur de crête représentée par V-, de la partie négative 16 Cette dernière comprend également une zone 25 s'éten- dant exponentiellement vers le zéro de la valeur de réfé- rence Commodément,-les valeurs entre lesquelles varie la tension de crête V+ sont comprises essentiellement entre 1,2 et 5 millivolts La longueur du segment 21 est appro- ximativement le double de celle du segment 23, laquelle est de son côté presque égale à celle du segment 24. S'agissant du temps, on peut voir que la durée de la demi-période T+ est commodément comprise entre 1 et 3 millisecondes, et cette plage de valeur doit être consi- dérée comme essentielle pour obtenir les résultats théra- peutiques que permet le procédé de la présente invention. En ce qui concerne le fonctionnement, on doit prendre certaines précautions avant d'utiliser le disposi- tif 1 pour un traitement thérapeutique En particulier,la zone entourant la fracture doit être immobilisée Cette immobilisation peut être assurée par des moyens de synthê- se internes ou externes dans la mesure o ils ne possèdent pas de propriétés magnétiques qui viendraient perturber le 6. champ induit, ou par des pièces coulées en plâtre Une telle immobilisation doit être rigoureuse en ce sens que la persistance de micro-mouvements peut être à l'ori- gine d'un échec de la thérapie Même avec des pseudarthro- ses serrées, il est souvent commode d'utiliser une pièce légère en plâtre, un dispositif en cuir ou un lien. Le caractère axial des extrémités de la pseudar- throse doit être excellent On doit corriger au préalable dans la mesure du possible les difformités angulaires ou rotatoires. Ayant pris ces précautions, les inducteurs 8 et 9 sont disposés comme représenté en figure 2, c'est-à-di- re d'une manière telle que la zone 11 à traiter se trou- ve au centre aussi loin que possible de la zone entourée par les solénoides O On règle à la valeur de la tension produite par l'alimentation 2, en tenant compte de la dis- tance entre les inducteurs 8 et 9 de manière à induire dans le tissu de l'os une densité de courant comprise entre 2 et 30 microampères/cm A ce point on commence la stimu- lation, et le signal électrique induit dans la zone 11 à traiter est essentiellement celui qui est représenté en figure 3, avec une demipériode positive d'une durée T+ qui, comme indiqué ci-dessus, est essentiellement compri- se entre 1 et 3 millisecondes La durée quotidienne mini- mum de la stimulation doit être comprise entre 8 et 14 heures, sans que cela soit nécessairement continu Il est également possible d'exécuter le traitement pendant la nuit De manière à centrer la zone 11 entre les inducteurs 8 et 9 avec la précision la plus grande possible, il est souhaitable de procéder à un contrôle radiographique sui- vant deux projections orthogonales de manière à avoir l'assurance que les lignes de force du champ magnétique, représentées en figure 2, soient exactement perpendiculai- res à l'axe principal du segment de squelette traité. On a trouvé que le signal 20 représenté en 7. figure 3 favorise la guérison grâce à une stimulation intense tendant à la formation du-cale périostéal, ceci étant interprété comme une conséquence de l'effet vasculai- re important induit avec précision grâce à la durée de la demi-période T+ qui est beaucoup plus élevée que celle des demi-périodes analogues des signaux induits dans le cas des dispositifs de l'art antérieur. Enfin, il apparaît que des modifications peuvent être apportées au procédé et au dispositif décrits sans sortir de l'esprit de la présente invention En particu- lier, comme la-démonstration a été faite, que des champs électromagnétiques pulsés ont un effet favorable sur les processus de remise en état des tissus à tous les niveaux (ostéocartilagineux, nerveux, vasculaire, parenchymal, etc), il apparaît que le procédé décrit peut être avanta- geusement-appliqué à des traitements qui sont en dehors de la pathologie décrite à titre d'exemple A cet égard, on a récemment observé que le procédé et le dispositif précédents permettent d'obtenir également des résultats importants dans le domaine dit des fractures "fraîches". La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de modifications et de varian- tes qui apparaîtront à l'homme de l'art. 8. 1 Dispositif de traitement de tissus et/ou de cellules vivants au moyen de champs électromagnétiques' pulsés, caractérisé en ce qu'il comprend essentiellement au moins un inducteur ( 8, 9) et au moins un circuit gêné- rateur de signaux à onde carrée alimentant l'inducteur ( 8, 9) d'une manière telle que ce dernier produit un champ électromagnétique alternatif pulsé qui, à l'inté- rieur du tissu et/ou de la cellule, induit des signaux électriques ( 20) ayant une forme d'onde qui comprend une partie positive ( 15) constituée dans l'ordre chronologi- que, d'un premier,d'un second et d'un troisième segment ( 21, 22, 23), le premier segment ( 21) définissant la valeur de crête (V+) de la partie positive ( 15), et une partie négative ( 16) constituée respectivement d'un segment- ( 24) définissant la valeur de crête (V-) et constituant le prolongement du troisième segment ( 23) de la partie posi- tive ( 15), et d'une zone ( 25) s'étendant exponentielle- ment vers le zéro de la valeur de référence; la durée (T+) de la partie positive ( 15) étant comprise entre l et 3 millisecondes. 2 Dispositif selon la revendication 1-, carac- térisé en ce que le générateur de signaux pulsés comprend une alimentation ( 2) pour fournir une tension en courant continu, un oscillateur ( 3) générateur d'ondes carrées, et un circuit oscillant ( 5) comprenant au moins une diode ( 6), un condensateur ( 7) et l'inducteur ( 8, 9). 3 Dispositif selon la revendication 2, carac- térisé en ce que la tension produite par l'alimentation est réglable entre 100 et 300 volts. 4 Dispositif selon la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisé en ce que la fréquence d'os- cillation de l'oscillateur ( 3) est supérieure à 50 Hz. Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 4, caractérisé en ce que l'inducteur ( 8, 9) a une impédance comprise entre 400 et 600 ohms. 6 Dispositif selon la revendication 5, - :,. 9. caractérisé en ce que l'inducteur est constitué d'une paire d'inducteurs ( 8, 9) entre lesquels, en fonctionne- ment, est place le tissu et/ou la cellule devant 8 tre soumis au traitement.