Brevet FR2579104A1 — publié le 19860926

La présente invention se situe dans le domaine des matériels d' électrothérapie, c'est-à-dire des dispositifs destinés à faire passer dans le corps du patient des courants électriques de caractéristiques choisies, notamment pour réduire la douleur (effet antalgique) ou pour exciter des muscles. (effet excito-moteur). Plus précisément, l'invention se situe dans le domaine des dispositifs destinés à délivrer des courants électriques bidirectionnels, c'est-à-dire ayant des intensités moyennes à peu près égales dans les deux sens, et situés principalement dans la gamme dite des basses fréquences moins de 800 Hz ou dans les plus basses des moyennes fréquences, c'est-à-dire moins de 1.500 Hz. Les propriétés antalgiques des courants électriques de basse fréquence ne sont plus à démontrer et plusieurs théories sont proposées pour expliquer les effets physiologiques de l'électrostimulation. Au cours d'une séance d'électrothérapie, le patient s'habitue à la périodicité du courant électrique et l'effet de stimulation recherché diminue.Ceci se manifeste par le fait que le patient indique lui-même au bout de quelques minutes qu'il ne ressent plus le courant aussi nettement qu'en début de séance. Ce phénomène est connu depuis longtemps et dans -le document FR-A-839.556, on proposait d'y remédier en courant unidirectionnel, par l'émission d'un courant formé de deux phases dont la première était constante et la seconde était modulée entre une intensité égale à celle de la première phase et une intensité nulle, la fréquence des phases étant par exemple de 50 Hz et celle de la modulation de 1/6 Hz. Cette solution s'est répandue, mais est d'une utilisation limitée, notamment en durée d'application et d'efficacité. On connait par ailleurs des appareils, dits "wobulateurs" capables de délivrer un courant alternatif, c'est-à-dire bidirectionnel, d'intensité constante mais de fréquence variable suivant une loi déterminée à l'avance. Ces appareils, selon l'expérience faite, apporte une solution très partielle au problème de l'accoutumance. La présente invention a pour but de fournir un appareil capable de délivrer des courants d'électrothérapie qui puissent être réglés à volonté et avec lesquels l'apparition des phénomènes d'accoutumance peut être pratiquement supprimée ou tout au moins considérablement retardée par rapport à la \ technique antérieure, et suffisamment loin pour permettre des traitements de longue durée. L'invention fournit, pour obtenir ce résultat un dispositif destiné à produire du courant électrique à usage d'électrothérapie, dans le domaine des courants bidirectionnels de basse ou moyenne fréquence et d'intensité variable qui présente pour particularité qu'il comprend - un circuit générateur d'impulsions de base capable de délivrer des signaux de base bidirectionnels formés chacun d'une alternance ou d'un petit nombre d'alternances de faible durée suivies d'un temps de repos et émis à une première fréquence et, - un circuit générateur de courbe d'enveloppe,qui délivre des signaux de limitation de la valeur absolue de l'intensité maximale, formés chacun d'une première partie où la limite d'intensité varie de façon continuelle entre deux valeurs, suivie d'une deuxième partie ou la limite d'intensité maximale est nulle, ces signaux étant émis à une seconde fréquence, et que la dite première fréquence est inférieure à la dite seconde fréquence et n'est pas dans un rapport simple avec elle. Lorsqu' on\ dit que les première et seconde fréquences ne sont pas dans un rapport simple entre elles, cela signifie non seulement que ces fréquences ne sont pas des harmoniques l'une de l'autre mais que les nombres qui les représentent sont tels que le temps nécessaire pour que les signaux correspondants se retrouvent dans la même situation relative, et qui est l'inverse du plus petit commun diviseur de ces nombres, soit très grand par exemple supérieur à la seconde. Dans la dite première partie des dits signaux de limitation, la courbe représentative de la limite d'intensité à la forme d'un triangle symétrique, et toutefois, d'autres formes sont possibles, par exemple une croissance continue suivie d'une chute brusque à zéro, l'essentiel étant d'éviter au maximum ce qui se rapproche d'une forme rectangulaire. De préférence aussi, le dispositif comprend un générateur de trains d'impulsions capable d'interrompre l'émission de signaux de base à une troisième fréquence inférieure à la dite première fréquence. Ou bien encore le dispositif comprend en outre des moyens d'obtention d'un glissement de la fréquence de la courbe d'enveloppe. Avantageusement, dans la pratique la durée des signaux de base est constante et la dite première fréquence à laquelle ils sont émis est réglable et correspond à une période de trois à cinq cent fois supérieure à cette durée, alors que la durée des premières parties des signaux de limitation est réglable et comprise entre trois et cinquante fois la dite durée des signaux de base, et la dite seconde fréquence est réglable et correspond à une période de une à cent fois la durée des dites premières parties, et selon la modalité préférée, la durée des signaux de base est comprise entre 0,01 et 10 millisecondes mieux, environ 0,3 milliseconde. L'invention va être maintenant décrite plus en détail à l'aide d'un exemple pratique et illustrée avec les dessins parmi lesquels Fig. 1 est un schéma explicatif du principe du procédé Fig. 2 est une simulation graphique du résultat obtenu, Fig. 3 à 8 sont des schémas de construction des différentes parties de l'appareil. Sur la Fig. 1 on a représenté en pointillé des courbes 1, 2 d'enveloppe de forme triangulaire, et un train plein des impulsions 3, 4, 5, 6, 7 telles que modifiées sous l'effet des signaux de limitation correspondant à ces courbes enveloppes. On volt que l'intensité des signaux résultants varie de façon d'apparence aléatoire. La Fig. 2, avec une échelle des temps contracté montre l'allure générale des impulsions résultantes. Les figures suivantes montrent les parties essentielles d'une réalisation pratique d'un appareil selon l'invention. La Fig. 3 montre le dispositif générateur d'impulsions de base 10 fournissant en B un signal de base, fixe, rectangulaire, de durée 0,3 milliseconde (ms) généré à une fréquence réglable de 10 Hz à 1.500 Hz. Ce générateur 10 comporte essentiellement un oscillateur constitué par un circuit intégré IC 1 "timer" délivrant un signal rectangulaire de 0,3ms réglé par la résistance ajustable P2 montée entre des bornes d'entrée de fréquence réglable par le potentiomètre P1, en série avec la résistance R2 ayant une valeur qui fixe la fréquence minimum à 10 Hz, Pi et R2 étant en série avec ICI. La Fig. 4 montre le dispositif générateur de courbe d'enveloppe 20 délivrant en C principalement un signal triangulaire de durée sélectionnée par l'inverseur INT 3, 1 ms - 5 ms - 15 ms, et dont la fréquence est réglable par potentiomètre P3 de - 15 Hz à 1050 Hz sur le calibre 1 ms - 3 Hz à 210 Hz sur le calibre 5 ms - 1 Hz à 70 Hz sur le calibre 15 ms La résistance R6 en série avec le potentiomètre P2 a pour but de fixer la valeur minimale de la fréquence. Le dispositif générateur 20 comporte principalement un oscillateur constitué par un circuit intégré 1C3 "timer" délivrant un signal rectangulaire de trois durées possibles sélectionnées par INT3, injecté à une cellule composée de résistances et condensateurs assemblés en filtre (mise en forme triangulaire du signal). Pour permettre de générer un signal le plus irrégulier possible, il est joint au générateur de courbe d'enveloppe un dispositif permettant le glissement de la fréquence de base de la courbe d'enveloppe (wobulation). Ce dispositif de wobulation est développé autour d'un circuit intégré 1C2 qui fait fonction d'amplificateur opérationnel. Un signal alternatif de fréquence 50 Hz (A) est appliqué à une entrée de 1C2 par l'intermédiaire d'une résistance de 1,2 M -L' R4. Le signal de sortie du dispositif de wobulation est une tension continue qui varie de quelques volts jusqu'à la valeur de l'alimentation (+ 12 V), puis décroît jusqu'à quelques volts, et ceci à une fréquence de 50 Hz, il alimente le circuit intégré IC3. La mise hors service du dispositif de wobulation s'effectue par l'inverseur INT2 qui applique le + 12 V sur l'entrée de 1C2 par la résistance R4, fixant ainsi la tension de sortie de 1C2 à + 12 V (tension qui alimentera donc IC3 de façon fixe). La Fig. 5 montre le dispositif générateur de trains d'impulsions 30 délivrant en D un signal rectangulaire . de durée de repos réglable de une à deux fois le temps de travail, par le potentiomètre P7. Ce générateur comporte essentiellement un circuit intégré 1C4 "timer" alimenté par l'intermédiaire de l'interrupteur INT4 qui fournit des impulsions permettant le blocage du transistor T2, ce ci a pour effet d'annuler les signaux de commande issus des autres générateurs. Ce dispositif est mis hors service par l'inverseur INT4. La Fig. 6 montre le dispositif mélangeur de signaux 40 permettant de moduler les différents signaux B, C, O de les mettre en forme, de les adapter de manière à fournir en F à l'étage de puissance un signal compatible avec celui-ci. Ce mélangeur est composé d'un transistor PNP T1 qui inverse la polarité du signal d'enveloppe C et permet l'intégration de l'impulsion de base B dans la courbe d'enveloppe C par l'intermédiaire du transistor PNP T2. Lorsqu il est actif, le signal "trains d'impulsions" D bloque le transistor T2 ce qui a pour effet de supprimer toute forme de signal sur la base du transistor PNP T3. Dans le cas contraire, le signal est appliqué sur la base de T3 par l'intermédiaire du potentiomètre P5 réglant le débit du signal dont la valeur extrême a été fixée par la résistance ajustable P6. Le signal F délivré sur le transistor PNP T3 "suiveur" sera appliqué à l'étage de puissance (Fig. 8). La Fig. 7 montre un dispositif de visualisation du signal de référence 50 composé d'un transistor PNP T4 prélevant le signal E. Le signal E prélevé avant le réglage de niveau P5 est donc le signal maximal disponible et l'inversant. Ce signal résultant est appliqué à l'entrée du circuit intégré 1C5 qui fait office d'amplificateur opérationnel.La commande en puissance de la diode électroluminescente LED L2 est obtenue par un transistor PNP T5 monté en suiveur La résistance R22 permet de limiter le courant dans L2. La Fig. 8 montre le dispositif de puissance 60 délivrant le signal qui sera appliqué directement, ou par des dispositifs intermédiaires, aux patients. Toute composante continue est supprimée par la self Si qui shunte les électrodes, il en résulte un signal bidirection nel variable en intensité, en fréquence et en amplitude. La diode Zener Z stabilise la tension pour permettre à la diode électroluminescente 23 de visualiser le courant de sortie débité par l'ensemble des dispositifs. Ce dernier dispositif a été complété par un appareil de mesure mA qui indique la variation moyenne du courant parcourant le patient. L'interrupteur INTS permet de choisir le calibre en rapport avec le courant de sortie débité. Les modalités d'application de l'appareil, tel qu'on vlent de le décrire, sont les suivantes 1 - Dans un but antalgique, les électrodes sont appliquées directement sur les points douloureux, ou sur les dermatomes correspondants si on recherche un effet réflexe, selon les règles générales de l'électrothérapie et en respectant les précautions d'usage. L'intensité est réglée légèrement au-dessus du seuil de la perception et ne doit jamais attendre le seuil de la douleur. On peut constater l'apparition de quelques contractions musculaires à type de secousses élementaires, doues aux irrégularités du courant, mais l'intensité doit toujours rester très au-dessous du seuil de la tétanisation qui déclencherait une contraction globale des muscles sous-jacents. La durée de l'application est déterminée en fonction de chaque patient. La dépolarisation du courant permet d'éviter tout risque de brûlure chimique de la peau et par conséqueqnt autorise des traitements de quarante cinq minutes et même davantage. 2 - Dans un but excito-moteur, ce courant, dont la configura tion à l'oscilloscope se rapproche du tracé électromyogra phique de la contact ion d'un muscle sain, peut être utilisé pour tétaniser des muscles normalement innervés, en plaçant les électrodes sur les points moteurs de ces muscles. L'intensité est réglée légèrement au-dessus du seuil excito-moteur. La fréquence doit être réglée suffisamment élevée pour éviter les secousses musculaires trop brutales. Le courant doit être délivré en trains d'impulsions d'environ une à trois secondes, séparés par des temps de repos égaux ou supérieurs aux temps de travail. Ces courants bidirectionnels sont applicables sur un patient porteur de pièce métallique. Ces courants étant de basse fréquence, ils sont formel lement contre-indiqués au niveau de l'aire cardiaque. Les résultats I - Action antalgique Utilisés dans le cadre d'indications classiques, entorses du ligament latéral externe de la cheville ou du ligament latéral Interne du genou, lombalgies, sciatalgies, névralgies cervico-brachiales, la diminution de la douleur obtenue est satisfaisante, mais cela n'est pas particulier à cette forme de courant puisqu'il existe de nombreux autres courants antalgiques qui ont fait leurs preuves. L'intérêt des courants à variation d'intensité et de fréquence fournis, par le dispositif selon l'invention, est qu'en fin d'application, le patient continue à ressentir les stimule nettement plus que lorsqu'on utilise dans les mêmes conditions un courant dont les paramètres sont constants. On en déduit logiquement que ces courants retardent l'apparition des phénomènes d'accoutumance et par conséquent qu'ils provoquent une électrostimulation dont les effets biologiques diminuent moins avec la durée de l'application. Il - Action excito-motrice Renforcement musculaire Traitement de la contracture musculaire (le temps de repos égale deux à trois fois le temps de travail) L'emploi du dispositif permet donc des traitements plus prolongés donc plus efficaces à chaque séance, tant dans le domaine des actions antalgiques que dans celui des actions excito-motrices. On notera par ailleurs que chaque patient ayant une perception des différents courants électriques qui lui est propre, le praticien a toujours interêt à disposer du plus grand éventail possible de courants afin de pouvoir choisir celui qui convient le mieux. On doit aussi remarquer que le protocole décrit de modulation du courant entrain une modulation de la forme et de la durée des impulsions de base. On peut évidemment utiliser d'autres fréquences, pour les impulsions et pour les courbes d'enveloppes que celles données ci-dessus à titre d'exemples. REVENDICATIONS 1. Dispositif destiné à produire du courant électrique à usage d'électrothérapie, dans le domaine des courants bidirectionnels de basse ou moyenne fréquence et d'intensité variable, caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison - un circuit générateur d'impulsions (10) de base capable de délivrer des signaux de base bidirectionnels formés chacun d'une alternance ou d'un petit nombre d'alternances de faible durée suivies d'un temps de repos et émis à une première fréquence, et - un circuit générateur de courbe d' enveloppe (20) qui délivre des signaux de limitation de la valeur absolue de l'intensité maximale formés chacun d'une première partie où la limite d'intensité varie de façon continuelle entre deux valeurs, suivie d'une deuxième partie où la limite d'intensité maximale est nulle, ces signaux étant émis à une seconde fréquence, différente de la première. et en ce que la dite première fréquence est inférieure à la dite seconde fréquence et n'est pas dans un rapport simple avec elle. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans la dite première partie des dits signaux de limitation, la courbe (1, 2) représentative de la limite d'intensité a la forme d' un triangle symétrique. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un dispositif générateur de trains d'impulsions (30) capable d'interrompre l'émission de signaux de base à une troisième fréquence inférieure aux premières fréquences. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la durée des signaux de base est constante et la dite première fréquence à laquelle ils sont émis est réglable et correspond à une période de trois à cinq cents fois supérieure à cette durée, alors que la durée des premières parties des signaux de limitation est réglable et comprise entre trois et cinquante fois la dite durée des signaux de base, et la dite fréquence est réglable et correspond à une seconde pé- riode de une b cent fois la durée des dites premières parties.