Brevet FR2599980A1 — publié le 19871218

Appareil pour la production de rayonnements secondaires a usages thérapeutiques La présente invention a pour objet un appareil pour la production de rayonnements secondaires à usages thérapeutiques. De tels appareils ont déjà été proposés par exemple dans le brevet CH 525.681 ou dans son addition CH 537.196. Toutefois ces appareils antérieurs, bien que donnant des résultats thérapeutiques encourageants, étaient d'un maniement mal aisé du fait qu'ils ne garantissent pas l'absence d'émission de rayonnements primaires, même à très faibles doses, et qu'ils comportent une émission de neutrons. La présente invention tend à remédier à ces inconvénients et a pour but la création d'un tel appareil exempt de rayonnements primaires et de neutrons. Cet appareil se distingue en ce qu'il comporte une source radioactive 22 formée d'une source radioactive de césium 137 d'une valeur de 1 à 3 mCi. logée à l'intérieur d'un écran de protection 18, absorbant les rayons gamma primaires, de forme et de dimensions telles que ces rayons primaires ne sortent pas de l'appareil mais irradient un ensemble de diffusion 24, 25, 26, également logé dans l'écran de protection 18, en ce que cet ensemble de diffusion 24,25, 26 comporte, dans une gaine d'aluminium 23 présentant une ouverture axée sur l'ouverture radiante 28 de l'appareil, une ampoule 24 en pyrex, contenant un mélange sous forme colloldale, disposée à l'intérieur d'un mélange solide cristallin 25, le fond de l'ampoule 24 étant en regard de l'ouverture de la gaine d'aluminium 23 et en ce qu'un corps de chauffe 27 élève la température de lten- semble de diffusion 24, 25, 26. Le dessin annexé illustre schématiquement et à titre d'exemple un appareil selon l'invention. La figure 1 en est une vue générale en perspective. La figure 2 est une coupe suivant un plan vertical de la tête d'irradiation. La figure 3 est une coupe suivant la ligne 1-1 de la figure 2. L'appareil illustré comporte une banquette 1 sur laquelle un patient peut s'allonger, supportée par des pieds 2 servant également de supports à deux potences 3 portant des glissières 4 situées en-dessus de la banquette 1 et recevant un coulisseau 5 déplaçable longitudinalement le long de ces glissières. Ce déplacement peut être motorisé ou manuel de même que tous les autres déplacements de l'appareil qui seront décrits plus loin. Ce coulisseau 5 porte un pivot vertical 6 rotatif auquel est articulé un bras 7 autour d'un axe horizontal 8. Un étrier 9 est articulé à l'autre extrêmité du bras 7 autour d'un axe horizontal 10, parallèle à l'axe 8. Cet étrier 9 porte un palier horizontal, d'axe parallèle aux axes 8 et 10, dans lequel est pivoté un axe 12 portant la tête active 13 de l'appareil. Cette tête active 13 de l'appareil comporte un boîtier 14 muni d'un organe de manoeuvre 15. L'extrêmité libre de l'axe 12 porte une chambre, définie par une paroi de forme 16, située à l'intérieur du boîtier 14 tout en laissant un espace libre 17 entre cette chambre et ce boîtier. Cette chambre définie par la paroi 16 renferme un écran de protection en plomb 18 qui présente un premier logement 19 d'axe X-X et un second logement 20 d'axe Y-Y parallèle à l'axe 12 et perpendiculaire à l'axe X-X. Une cavité 21, renfermant une source de rayons primaires 22 débouche dans le second logement 20 mais est décalé par rapport à celui-ci de telle sorte que tout rayonnement primaire émis par la source 22 ne puisse en aucun cas sortir par l'ouverture du premier logement 19 du fait du blindage 18. La source 22 est une source radioactive de césium 137 de 1,5 millicuries (CSM-1 11). Cette source radioactive est positionnée dans l'appareil de telle sorte que son rayonnement est dirigé perpendiculairement à l'axe d'irradiation thérapeutique X-X en sortie de l'appareil. Seul ce montage est en effet apte à ne délivrer à l'extrêmité irradiante de l'appareil qu'un rayonnement secondaire, ionisant et non-ionisant. Seuls les rayons secondaires possèdent des longueurs d'ondes à propriétés thérapeutiques, longueurs d'ondes qui sont spécifiques pour un système de diffusion déterminé. Le logement 19 contient un ensemble de diffusions comportant un récipient en aluminium 23 de forme cylindrique, formant une enveloppe d'épaisseur définie. Ce récipient est conçu de telle sorte qu'il permet le positionnement en son intérieur d'un récipient en verre 24 d'une contenance de 50 ml contenant un milieu collolde. Une fois remplie, cette ampoule est scellée à la base du récipient 23 en regard d'une ouverture de celui-ci obturée par une plaque transparente 26, généralement en verre. Le récipient 23 est ensuite rempli avec des éléments chimiques cristallins 25. Les deux milieux, cristallin 25 et collolde sont destinés à la production du rayonnement secondaire. Le volume total d'un tel récipient est de 200 ml. L'ampoule de verre 24 est positionné sur un socle, le verre 26, lui-même placé en guise d'obturateur d'un orifice de 25 mm de diamètre aménagé dans le récipient en aluminium au centre de sa base. La fenestration du récipient en aluminium est d'importance, puisque seul un tel aménagement est apte à laisser passer les longueurs d'ondes de 10 9 m et plus. Ce montage permet d'étendre considérablement le spectre utilisable du rayonnement secondaire. Le récipient en aluminium 23 présente son axe vertical aligné à l'axe X-X de I'extrêmité irradiante, c'est-à-dire perpendiculairement à l'axe Y-Y du rayonnement primaire. Les rayons gamma irradient donc tout l'hémicylindre droit du récipient 23, c'est-à-dire sur toute sa hauteur et son hémicirconférence. Ceci est réalisé grâce à la construction des enveloppes de protection interne 18. Le rayonnement secondaire naît du bombardement gamma primaire sur les éléments du système dit de diffusion, soit par effet Compton, soit par effet photo-électrique. Ces effets ne peuvent être obtenus suffisamment que si les éléments dudit système de diffusion sont conduits à un niveau énergétique pas trop éloigné de leur potentiel critique. Pour cette raison, le système de diffusion est soumis dans son ensemble à un rayonnement thermique permettant de porter la température moyenne desdits éléments vers 600C. Ce système de chauffage 27 est construit de telle sorte qu'il est totalement intégré au récipient qui contient les éléments nécessaires à la création du rayonnement secondaire. Il peut compter une résistance électrique. Toutes les parties intervenant dans la construction de l'appareil, qui ne servent que de support à la production desdits rayonnements secondaire, prennent en considération les données précédentes. De plus, un tel appareil est muni des enveloppes nécessaires à assurer la radioprotection de l'environnement et du personnel. Toutes ces parties ont été conçues de telle sorte que leur ensemble réalise un appareil maniable dans un quelconque de ses axes afin de permettre une application sélective au foyer pathologique, directement au contact de la peau. La construction interne, notamment des enveloppes de protection est définie de telle sorte qu'elle permet de diriger le rayonnement secondaire selon une ouverture conique à l'extrêmité irradiante de l'appareil au travers de l'ouverture 28 du boîtier 14. Ces enveloppes doivent en plus assurer par leur construction une non-diffusion du rayonnement primaire, mais au contraire l'orientation dudit rayonnement sur un trajet perpendiculaire au système de diffusion. L'ensemble de diffusion proprement dit comprend tous les métaux sauf le Polonium, l'Indium, le Mercure et le Francium car ceux-ci n'entrent pas dans la composition du corps humain. Il n'y a pas non plus de Radium en raison des risques de formation de Radon. Ces métaux se présentent sous forme de sels à la quantité de 2 gr chacun à l'exception de ceux du 11sème groupe qui s'y trouvent à la quantité de 7 gr. En ce qui concerne les éléments contenus dans l'ampoule de Pyrex à l'état colloïdal, on retrouve les mêmes métaux à leur état métal lique, à la quantité de 0,01 gr chacun. Ces éléments sont maintenus en dispersion dans une suspension colloïdale par addition de 50 ml d'eau et 5 gr de gélatine. L'espace 17 compris entre les enveloppes destinées à la radio protection 16, 18 et celles destinées à réaliser la carrosserie 14 est par couru par un courant d'oxygène de 0,5 1./min. afin de permettre la for mation de ions négatifs. L'oxygène est injecté par un canal 29. Ainsi, les rayonnements secondaires sont issus du bombardement gamma, provenant de la source radioactive, sur chacun des éléments en trant dans la composition de l'ensemble de diffusion. Ce rayonnement naît tant de l'effet photoélectrique avec réémis sion d'un rayonnement secondaire isoénergétique donc ionisant (ce seront les gamma secondaires) que de l'effet Compton avec une énergie inférieure produisant le rayonnement secondaire non-ionisant. Le choix des éléments entrant dans la composition de ltélément de diffusion repose sur 15 ans d'expérimentation clinique qui a permis de démontrer la nécessité de chacun d'eux dans une pathologie déterminée. La dosimétrie du rayonnement issu de l'appareil est très faible (entre 0.5 - 3 mR / h). En ce qui concerne la fraction non-ionisante du rayonnement, dans un milieu cellulaire, composé essentiellement au point de vue radiophysique d'un milieu colloldal, il se propage selon le phénomène de transition, c'est-à-dire dans l'axe du rayonnement par transfert oscillatoire de l'énergie entre molécules contigües. L'énergie du photon secondaire sera cédée à l'éventuel métal (coenzyme) qu'il rencontrera sur sa trajectoire en créant un phénomene de résonnance dudit métal (correspondant à la longueur d'onde du rayonnement), phénomène qui transfert ce métal à un état activé. Dès lors dans le contexte d'une réaction enzymatique, faisant intervenir ledit métal, ce nouvel état énergétique du coenzyme permet le déroulement de la réaction enzymatique dans le sens réactionnel normal, même si toutes les conditions de Michalis-Menten ne sont pas réunies. En résumé ceci signifie que l'on peut ainsi promouvoir une réaction enzymatique déficiente au moment de l'observation, dans le sens réaction nel normal, soit en cas d'insuffisance de substrat, soit en cas d'accumulation pathologique du produit réactionnel, soit en cas d'enzyme anormale, soit enfin en cas de manque d'activation du complexe enzyme-substrat. On donnera dans ce qui suit à titre d'exemple une composition particulière et préférée pour la réalisation de l'ensemble de diffus on 24, 25. Cette composition est prépondérante, puisque d'elle dépend le spectre d'action thérapeutique du procédé. C'est la nature même de cet ensemble qui permet la création des longueurs d'ondes spécifiques du rayonnement de l'appareil. Le procédé reposant essentiellement sur la mise en résonance de certaines molécules ou atomes, il est nécessaire que la longueur d'onde spécifique de chaque élément cible soit présent dans l'ensemble de diffusion. 4 types d'éléments chimiques entrent dans la composition de l'ensemble de diffusion du procédé ici présenté. Le nombre total d'éléments est de 52. Eléments de type I Les éléments de ce groupe ne sont représentés que par des ME TAUX et des ELEMENTS DE TRANSITION. Ce sont les éléments qui peuvent intervenir dans les réactions enzymatiques sous le nom de coenzymes. Il s'agit de: I Métaux Lithium Beryllium Magnésium Aluminium Cuivre Zinc Gallium Rubidium Strontium Argent Cadmium Etain Césium Baryum Or Thallium Plomb Bismuth Il Eléments de transition Titane Vanadium Chrome Manganèse Cobalt Nickel Zirconium Niobium Molybdène Ruthénium Palladium Osmium Platine Le Césium, entrant dans la composition de la source radioactive, n'est pas rajouté dans le système de diffusion. Eléments de type Il Cette série est essentiellement -représentée par des éléments qualifiés de NON-METAUX. Ils entrent dans la composition du système de diffusion en raison de leur facilité à produire l'effet photo-électrique sous irradiation gamma. Il s'agit de Bore Fluor Phosphore Soufre Chlore Arsenic Selenium Antimoine Iode. Eléments de type III Ces éléments entrent dans la structure de base de toute molécule organique et par là interviennent principalement dans le mécanisme de transport du rayonnement à travers le corps selon le phénomène de transition. li s'agit de Hydrogène Carbone Azote Oxygène Sodium Potassium Calcium Fer. Eléments de type IV Ces éléments n'entrent pas dans la composition du corps humain, mais ils sont présents dans le système de diffusion en qualité d'amalgame. Il s'agit de Cérium Silicium Brome Tellure En ce qui concerne les éléments du type I, à l'exception du Vana dium, de l'Argent, du Chrome et de l'Osmium, tous les éléments de ce groupe apparaissent dans l'ensemble de ~diffusion sous forme métallique et sous forme ionique. Lorsqu'ils sont sous forme ionique, ils sont introduits à l'état cristallin en sel dont l'élément électronégatif sera l'un de ceux appartenant à la série des éléments de type Il. Ainsi, chacun apparaîtra sous forme de fluorure, phosphate, sulfure, sulfate, chlorure ou iodure. Ce choix est libre car la nature réelle du sel ne semble pas avoir d'importance. Chacun de ces éléments représente 2 gr (1 sous forme métallique et 1 sous forme saline). Les exceptions citées ci-dessus se trouvent en solution colloYdale en phase gel. En ce qui concerne les éléments de type Il, l'Arsenic, le Selenium et l'Antimoine apparaissent sous forme de sels comme définis pour les éléments de type I, à la quantité de 1 gr. L'atome électronégatif pouvant être le fluor, le phospore, le soufre, le chlore ou l'iode. En ce qui concerne le Bore, il intervient en qualité de stabilisateur de l'humidité et il est présent sous forme d'acide borique à la quantité de 100 gr. En ce qui concerne les éléments du type III, ils apparaissent dans le mélange sous forme d'Hydrogénophosphate de sodium, de Carbonate de Calcium, de Tétracyanoplatinate de Baryum, de Cyanacétamide et de Carbonate de Potassium. Ils sont également présents à l'état cristallin à la quantité de 1 gr. Le Fer forme une exception dans ce groupe et se trouve dans la solution colloldale. Tous les éléments du type IV, à l'exception du Brome sont présents sous forme de sels, sulfate ou phosphate. On les trouve à la quantité de 5 gr chacun. Le Brome est présent dans la solution colloldale. Ainsi, le mélange total des substances à l'état cristallin représente un poids total de 177 gr. La solution colloïdale contenue dans l'ampoule 24 est obtenue par l'addition de 5 gr de gélatine R-150 dans un volume de 50 ml d'eau distillée contenant du Vanadium, du Fer, du Chrome, de l'Osmium, de l'Argent et du Brome. Chacun de ces éléments y est représenté à l'état métallique selon une préparation homéopathique du type D 2 chacun (O,01 gr). L'application principale du procédé thérapeutique avec les rayonnements secondaires issus de l'appareil dont le procédé est décrit ci-avant, est la rhumatologie. Par rhumatologie, on entend toute affection du tissu conjonctif en général et plus particulièrement toute atteinte du système ostéo-articulaire, atteinte dégénérative, inflammatoire ou traumatique. L'efficacité du procédé a été jugée par deux études. La première est une étude rétrospective cumulative portant sur environ 2700 patients, traités entre 1969 et 1977 (voir Tableau I). La cotation des résultats est très bonne, ce qui signifie amélioration symptomatique et fonctionnelle, bonne, ce qui signifie amélioration uniquement symptomatique ou nulle. Cette étude a été pratiquée en autoévaluation en ce qui concerne les symptomes. A titre de comparaison, l'effet placebo en rhumatologie, qui a été étudié d'une manière très approfondie par W. Janke (Experimentelle Untersuchungen zur Wirkung von Placebo. Habilitationsschrift der Math. Nat. Fakultàt GIESSEN. 1967) se situe à 49 % d'effets positifs. La première étude a permis de situer l'effet thérapeutique positif (très bon) à 78 %. Une seconde étude pratiquée à Genève (1984-85) est portée sur 24 patients a permis de déterminer l'efficacité du procédé même chez des patients chroniques, ayant résisté à tous les traitements conventionnels et dont l'anamnèse remonte à 4 ans en moyenne (voir tableaux Il et III). Cette étude a permis de montrer un effet positif chez encore 58 % des patients. Par conséquent le procédé thérapeutique présente un réel effet thérapeutique dans les affections rhumatismales. Dans une variante particulièrement conçue pour le traitement des parodontoses et des affections de la bouche, l'ensemble de l'appareil peut être fortement miniaturisé, les compositions de la source radioactive, du filtre cristallin et du filtre en phase collordalerestant toutefois in changées. Dans une telle exécution, la source radioactive peut être située dans l'axe de la fiole en pyrex contenant la solution colloldale. L'intensité radioactive de cette source est alors réduite pour qu'aucun rayonnement primaire ne s'échappe par l'orifice radiant de l'appareil. TABLEAU I AFFECTIONS NOMBRE DE CAS TRAITES TRES BONS BONS NULS Cervicarthrose + scapulo-humérale 31 20 8 3 Arthrose de l'épaule 289 200 40 49 Arthrose lombo-sacrée 7 5 2 Gonarthrose 3 2 1 Arthrose métacarpienne 1 - - 1 Arthrose mains + poignets 1 - - 1 Arthrose diffuse 2 2 - Coxarthrose unilatérale 106 78 11 17 Coxarthrose bilatérale 4 2 - 2 Coxarthrite unilatérale 2 1 1 Artrose dorsale 1153 879 119 155 Arthrose métatarsienne + cheville 87 68 7 12 Arthrose des doigts 67 42 11 14 Arthrose sacro-iliaque 162 90 32 40 Arthrose du coude 51 33 9 9 Lombo-sciatalgie 12 6 4 2 Coccycodynie post traumatique 4 4 - Coccycodynie non traumatique 5 5 - Polyarthrite rhumatismale 60 24 11 25 Epicondylite 18 16 - 2 Epitrochléite 2 2 - Ostéochondrite disséquante 60 59 1 Ténosynovite 131 131 - Maladie de Dupuytren 14 8 2 4 Distension capsulo-ligamentaire 223 223 - Contusion articulaire 201 201 - Spondylite rhizomélique 2 - 1 1 TOTAL 2698 2101 (78%) 260 (9.7%) 337 (12.5%) TABLEAU II DIAGNOSTICS Nb de patients Résultat + Résultat +/- Résultat - Périarthrite hanches 2 1 1 STC + Guyon 1 1 Fract. patho. côtes 1 1 Arthrose cevicale 3 2 1 Gonarthrose bilat. 5 3 1 1 Gonarthrose unilat. 1 1 coxarthrose bilat. 4 1 2 1 PSH 3 2 1 Epicondylite 3 3 PCE 1 1 TOTAL 24 14 7 3 en % quotation patient 100 % 58,3 % 29,2 % 12,5 % en % quotation médecin 62,5 % 16,7 % 21 % TABLEAU III DIAGNOSTICS TRAITEMENTS ANTERIEURS DUREE TTT COTATION COTATION DES SYMPTOMES après RS MEDECIN PATIENT ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Périarthrite hanche infilt. + anti " " inflam. + phys. 5 ans # +/- +/ " " infilt. + anti. inflam. 4 mos # + + ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- STC + Guyon infilt. 6 ans # + + ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Fract. patho. côtes (RXttt) antalg. + ati. inflam. 10 ans # - +/ ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Arthrose cervicale # ttt 1 an # - +/ " " # ttt 6 ans # +/- + " " anti. inflam. 3-4 ans # + + ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Gonarthrose bilat. antalg. 1 an # + + " " physio+cures+homéop. 7 ans # + +/ " " anti. inflam. 4 ans # + + " " # ttt 1,5 an # + + " " # ttt 10 ans Anti-infl, - ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Gonarthrose unilat. # ttt 1 an # + + ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Coxarthrose anti. inflam. thomop. 2 ans # - +/ " anti. inflam. 7-8 ans # + +/ " anti. inflam. 1 an # +/- " homéo+RS + ant. inflam. 10 ans # + + ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- PSH infilt. + physiottt + " acupunct. 6 ans # + + " anti. inflam. 1 an # +/- +/ " # ttt 3-4 ans # + + ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Epicondylite anti. inflam. + platre 4 ans # + + " anti. inflam. + infilt. + " acupunc. + physio 2 ans # + + " # ttt 6 mois # + + ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- P.C.E. 12 ans # - - REVENDICATIONS 1 - Appareil pour la production de rayonnements secondaires à usages thérapeutiques, caractérisé en ce qu'il comporte une source radioactive (22) formée d'une source radioactive de césium 137 d'une valeur de 1 à 3 mCi. logée à l'intérieur d'un écran de protection (18), absorbant les rayons gamma primaires, de forme et de dimension telles que ces rayons primaires ne sortent pas de l'appareil mais irradient un ensemble de diffusion (24, 25, 26), également logé dans l'écran de protection (18), en ce que cet ensemble de diffusion (24, 25, 26) comporte, dans une gaine d'aluminium (23) présentant une ouverture axée sur l'ouverture radiante (28) de l'appareil, une ampoule (24) en pyrex, contenant un mélange sous forme colloldale, disposée à l'intérieur d'un mélange solide cristallin (25), le fond de l'ampoule (24) étant en regard de ltouverture de la gaine d'aluminium (23) et en ce qu un corps de chauffe (27) élève la température de l'ensemble de diffusion (24, 25, 26). 2 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps de chauffe (27) est incorporé dans le mélange cristallin solide (25) de l'ensemble de diffusion (24, 25, 26). 3 - Appareil selon la revendication I ou la revendication 2, caractérisé en ce que l'axe de symétrie (Y - Y) du logement (20) recevant la source radioactive est perpendiculaire à l'axe de symétrie (X - X) de l'ampoule (24) de l'ensemble de diffusion (24, 25, 26) qui lui est confondu avec l'axe du rayonnement secondaire. 4 - Appareil selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'ouverture de la gaine d'aluminium (23) est obturée par une plaque en verre (26), l'ampoule (24) en pyrex étant posée sur cette plaque en verre. 5 - Appareil selon les revendications 1, 2 ou 4, caractérisé en ce que l'axe de symétrie (Y - Y) du logement (20) recevant la source radioactive (22) est coaxial avec l'axe de symétrie (X-X) de l'ensemble de diffusion (24, 25, 26).