Brevet FR2642653A1 — publié le 19900810

La présente invention concerne un appareil d'électrothérapie. Depuis très longtemps il est connu de traiter le corps humain par l'électricité. On a utilisé à cet effet, des appareils à courant continu ou galvanique, seul ou en ionisation pour faire migrer certains médicaments. On a également utilisé des appareils produisant des courants excitomoteurs capables de provoquer une contraction musculaire, afin de mobiliser l'articulation atteinte. On a employé à cet effet des impulsions de courant électrique réglables en puissance et en fréquence, en général à basse fréquence pour des raisons techniques. On a obtenu ainsi de bons résultats mais ces résultats ont été limités par des problèmes de résistance cutanée et de brûlures chimiques lors de traitements longs.On s'est ensuite tourné vers des appareils produisant un courant périodique à moyenne fréquence dont la propriété est d'abaisser la résistance cutanée et donc de traiter en profondeur et sans brûler les tissus. On a alors pensé à moduler, en basse fréquence de O à 100 Hz, ce courant à moyenne fréquence, afin de conserver sa propriété de pénétration due -à la moyenne fréquence et d'obtenir également les avantages de la basse fréquence, c'est-à-dire la sécrétion d'endorphines ou de morphines naturelles qui calment les douleurs. Toutefois on rencontre, avec de tels signaux, un problème important, qui est celui de l'accoutumance du patient à une modulation trop régulière temps de travail-temps de repos, ce temps de repos devant être supérieur au temps de travail. Souvent le rapport entre le temps de travail et le temps de repos est de I à 2 ou de 1 à 3.Pour remédier à cette accoutumance on a conçu d'autres appareils d'électrothérapie produisant des signaux non périodiques, irréguliers mais les appareils de ce type présentent un inconvénient majeur à savoir celui de l'inconfort du patient par suite de trop d'irrégularités. La présente invention vise à remédier aux différents inconvénients des appareils d'électrothérapie connus actuellement en procurant un appareil efficace permettant d'agir d'abord sur les douleurs et les troubles fonctionnels locaux ou généraux, par action de commande directe ou à distance (traitements généraux), puis de traiter les douleurs lésionnelles. A cet effet cet appareil d'électrothérapie comprenant, en série, un générateur d'un signal électrique périodique à moyenne fréquence, un étage de mise en forme du signal périodique et un étage amplificateur de puissance à la sortie duquel sont reliées des électrodes destinées à être appliquées sur le corps d'un patient, est caractérisé en ce qu'il comprend un étage de modulation à basse fréquence de 0 à 100 Hz, un étage cadenceur branché entre l'étage de modulation basse fréquence et l'étage amplificateur de puissance, et un sélecteur de traitement relié à l'étage cadenceur afin de produire à la sortie de l'appareil, suivant le type de traitement, l'un ou l'autre de premier et second signaux périodiques, le premier signal étant constitué par une impulsion périodique bidirectionnelle à basse fréquence pouvant aller jusqu a 100 Hz et comprenant une alternance positive à front d'attaque brutal mais non vertical et se terminant par un bord de fuite courbe suivi d'une alternance négative non symétrique, moins raide, le second signal étant constitué par des impulsions ayant une fréquence de base voisine de la limite inférieure de la moyenne fréquence, ces impulsions à moyenne fréquence étant modulées en basse fréquence, de 0 à 100 Hz, pour donner une succession de trains d'impulsions dont chacun est présent pendant un temps de travail, séparés par des absences d'impulsion s'étendant chacun pendant un temps de repos, chaque impulsion du second signal ayant un front d'attaque pratiquement vertical suivi d'une partie hyperbolique dont l'asymptote tend vers l'horizontale, avec une amplitude maximale inférieure au seuil de la douleur, puis un front descendant légèrement en courbe, l'impulsion du second signal présentant ainsi deux alternances positive et négative a symétriques l'une par rapport à l'autre. On décrira ci-après, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de la présente invention, en référence au dessin annexé sur lequel La figure 1 est un schéma synoptique d'un appareil d'électrothérapie suivant l'invention. La figure 2 est un schéma électrique d'une forme d'exécution d'un appareil d'électrothérapie suivant la figure 1. Les figures 3 et 4 sont des diagrammes illustrant les formes d'onde des deux types de signaux périodiques principaux produits par l'appareil d'électrothérapie suivant l'invention. L'appareil d'électrothérapie suivant l'invention comprend essentiellement, ainsi -qu'il est représenté sur la figure 1, une alimentation à courant continu 1, constituée par une batterie ou par un transformateur suivi d'un redresseur, permettant un branchement sur le réseau électrique, un interrupteur de commande générale 2, un sélecteur 3 du type de traitement choisi, relié à deux étages 4,5 permettant de régler respectivement la puissance ou le volume et la fréquence des impulsions de courant, un étage générateur de fonction 6 relié à l'étage de réglage de puissance 4 et auquel sont connectés deux électrodes 7 d'application d'un courant galvanique, un compteur de pilotage électronique ou cadenceur 8 relié à l'étage de réglage de la fréquence 5 et connecté, par deux sorties, respectivement à deux étages générateurs de fonction 9 et 10 qui produisent respectivement, entre des paires d'électrodes 11,12, deux types de signaux périodiques A et B. La figure 2 est un schéma détaillé de l'appareil d'électrothérapie de la figure 1. L'appareil comprend un étage générateur de fréquence 13 qui est relié à l'alimentation continue 1 et qui produit à sa sortie, c'est-à-dire à celle d'un amplificateur opérationnel 14, un signal carré de fréquence comprise entre 800 et 1000 Hz, par exemple de 930 Hz. Ce signal est appliqué à l'entrée d'un étage de mise en forme 15 qui comprend deux amplificateurs opérationnels 16,17. Cet étage permet d'obtenir la courbe de variation voulue pour les signaux A et B utilisés dans le traitement. Ce signal est transmis à un étage amplificateur de puissance 18 comprenant un amplificateur opérationnel 19 et un transformateur de sortie 21 à l'enroulement secondaire duquel sont reliés les électrodes 11,12. L'appareil comprend également un étage de modulation basse fréquence de 0 à 100 Hz lequel est constitué d'un générateur de fréquence fixe 23, suivi d'un compteur diviseur 24, et d'un moyen 25 (circuit RC) permettant le réglage externe de la fréquence.Cet étage de modulation basse fréquence 22 est connecté à un étage cadenceur 26 qui contient le sélecteur 3 du traitement choisi 3, L'étage cadenceur 26 comprend trois circuits intégrés 27,28,29 qui sont normalement connectés en série, ainsi qu'il est représenté sur la figure 2, à la base d'un transistor 30, par l'intermédiaire d'un contact 3a du sélecteur de traitement 3. Lorsque le contact 3a est commuté, à partir de sa position représentée sur la figure 2, dans sa position opposée il relie uniquement le circuit intégré 27 à la base du transistor 30. Le collecteur du transistor 30 est relié à l'entrée du circuit intégré 19 de l'étage amplificateur de puissance 18.Le sélecteur de traitement 3 comprend un autre contact 3b qui est branché entre l'alimentation 1 et un générateur de courant continu 31 comprenant un amplificateur opérationnel 32' et un transistor 33 et qui est relié aux électrodes 7. L'appareil d'électrothérapie suivant l'invention permet d'appliquer au corps humain trois types de signaux. En premier lieu si le sélecteur de traitement 3 est placée dans une première position assurant la fermeture du contact 3b, le générateurNBe courant continu 31 est mis en service et l'on obtient entre les électrodes 7 une tension continue C permettant le galvanisme médical ou l'ionisation médicamenteuse#. Le sélecteur de traitement 3 peut être placé dans une deuxième position dans laquelle seul le circuit intégré 27 est relié, par le contact 3a basculé, à la base du transistor 30. Dans ce cas l'étage amplificateur de puissance 18 délivre, entre les électrodes 11, appliquées sur le corps, un signal périodique A qui permet d'obtenir une dépolarisation de la fibre nerveuse entraînant une pointe d'action intense qui va franchir la jonction neuromusculaire et entraîner une contraction du muscle strié ou lisse et exciter certaines zones de plus faible résistance cutanée. La pointe d'action est directement liée à l'entrée d'ions sodium et à la sortie d'ions potassium. Si la stimulation est suffisante, le sodium entre plus vite que le potassium ne Sort, ce qui explique l'importance de la pointe d'action. La chute de la pointe d'action s'explique par l'équilibre des gradients électrochimiques et une augmentation de la résistance électrique de la fibre nerveuse entraînant un potentiel de repos et une phase réfractaire.Le signal A, pour être efficace, doit donc provoquer une diminution très rapide de la résistance de la fibre nerveuse, permettant une augmentation massive de l'entrée des ions sodium, et ensuite le signal A doit permettre de maintenir cette perméabilité le plus longtemps possible jusqu'à l'obtention de la phase réfractaire. Le signal A se présente sous la forme d'une stimulation bi-directionnelle asymétrique dont la périodicité est fixée par le cadenceur 26 et plus particulièrement par le circuit intégré 27 seul alors actif. En effet le collecteur du transistor 30 applique une tension de blocage périodique à l'entrée du circuit intégré 19 de l'étage amplificateur de puissance 18 en ne laissant passer que certaines des impulsions sortant de l'étage de mise en forme 15, à la fréquence de 930 Hz. La modulation exercée par le cadenceur 26 peut aller de O à 100 Hz.Autrement dit le signal A appliqué entre les électrodes 11 a une fréquence qui peut aller 0 à 100 Hz. Comme on peut le voir sur la figure 3, chaque impulsion du signal A comprend une alternance positive qui présente un front d'attaque brutal al, permettant d'obtenir une dépolarisation rapide de la fibre nerveuse, mais non vertical afin de conserver un certain confort au patient et de présenter une variation de l'angle d'attaque directement dépendante de la résistance cutanée du patient. Ceci permet d'avoir un effet optimal quel que soit le sujet. Le front d'attaque al présente ensuite une modification de courbure progressive favorisant l'entrée massive des ions sodium et la fuite du potassium de façon à obtenir une pointe d'action élevée. Lorsque la fibre nerveuse atteint sa période réfractaire, la stimulation se termine par un bord de fuite courbe a2 suivi d'une stimulation négative non symétrique, moins raide, pour renforcer l'antalgie cutanée.Le signal A est donc un courant bi-directionnel, asymétrique, délivré de 0 à 100 Hz, à angle d'attaque variable avec la résistance cutanée et permettant de traiter les douleurs aiguës, les troubles fonctionnels divers ou les troubles généraux, en plaçant les électrodes Il soit directement sur les points douloureux soit à distance de ces points suivant que l'on désire réaliser une thérapie à action directe ou indirecte, par régulation du système énergétique de l'organisme. Lorsque l'on place le sélecteur de traitement 3 dans sa troisième position, dans laquelle le contact 3a occupe la position représentée sur -la figure 2, les trois circuits intégrés 27,28,29 sont connectés en série à la base du transistor 30 et l'étage cadenceur 26 intervient sur la transmission du signal périodique appliqué à l'entrée de l'étage d'amplificateur de puissance 18, pour produire, à la sortie de# cet étage, le signal périodique B. Ce signal B qui apparaît alors aux électrodes 12, se présente sous la forme de trains d'impulsions apparaissant pendant des périodes de travail T qui sont séparées par des périodes de repos R, sans impulsions présentes. Le signal B permet d'agir sur les douleurs récentes et surtout anciennes avec un maximum d'efficacité dans le temps.Il évite les contre-indications et les effets secondaires et donne des résultats thérapeutiques nouveaux en inhibant au maximum la première cause d'insuccès de l'électrothérapie, à savoir l'accoutumance. Le signal B est constitué d'un train d'impulsions bidirectionnelles et présentant une double asymétrie. Chaque impulsion présente un front d'attaque pratiquement vertical pour atteindre très rapidement le seuil supra-liminaire sl, suivi d'une partie hyperbolique dont l'asymptote tend vers l'horizontale afin d'entraîner un recrutement maximun de fibres musculaires dans la zone située entre le seuil supraliminaire sl et le seuil douloureux s2. On obtient une contraction instantanée de la fibre musculaire suivie d'un recrutement progressif donnant l'effet optimal recherché. La stimulation négative qui y fait suite est asymétrique et caractérisée par un front d'attaque beaucoup moins raide et un bord de fuite oblique pratiquement rectiligne.Ce train d'impulsions est émis à la limite inférieure de la basse fréquence située entre 800 et 1000 Hz pour permettre une pénétration cutanée suffisante, une dissociation seuil de perception seuil douloureux convenable tout en conservant un maximum de surface d'impulsion active pendant une seconde et surtout pour permettre la mise en valeur de la double asymétrie positive et positive-négative entrainant à cette fréquence une rupture de l'harmonie rythmique stimulation/ recrutement. Ce train d'impulsions est ensuite modulé à basse fréquence entre 0 et 100 Hz afin de bénéficier des vertus antalgiques durables des courants basse fréquence.Pour éviter toute fatigue musculaire et pour renforcer la rupture de rythme afin de retarder l'effet anti-accoutumance, on a opté pour un rapport cyclique non habituel volontairement établi à 0,714 (mais que l'on pourra élargir par exemple de 0,638 à 0,879) donnant des rapports de touche de 0,317 à 518. Le signal B est donc un courant bi-directionnel, doublement asymétrique, émis en moyenne fréquence pour permettre une bonne pénétration cutanée sans brûler la peau, modulé en basse fréquence de 0 à 100 Hz pour stimuler la production des endorphines suivant un rythme non habituel qui associé à l'effet signal et à l'effet signal fréquence permet des traitements de longue durée tout en retardant au maximum l'accoutumance. Le signal B est donc indiqué dans le traitement des douleurs lésionnelles et des douleurs chroniques où les séances seront longues et où le signal devra bien- pénétrer les tissus afin d'obtenir les résultats désirés. L'appareil est destiné à traiter dans un premier temps les douleurs ou les troubles fonctionnels, les atteintes viscérales, ou à réaliser des traitements généraux et dans un deuxième temps les douleurs chroniques où les indications seront longues et répétitives sans pour autant créer d'accoutumance ou d'inconfort. Il s'applique également dans les traitements où l'on désire réaliser une ionisation ou un galvanisme médical. On donnera maintenant, dans ce qui va suivre quelques exemples d'application pratique de l'appareil d'électrothérapie suivant l'invention. Le signal A peut être utilisé seul ou en combinaison avec le signal B. Au moyen du signal A utilisé seul on peut traiter des troubles fonctionnels du type colopathie fonctionnelle ou règles douloureuses, et des troubles généraux du type fatigue, nervosité. Un exemple d'application de l'appareil dans lequel on utilise les deux types de signaux A et B, est le traitement de la douleur aiguë du coude ou épicondylite connue plus couramment sous le nom de "tennis elbow". Dans ce cas, après avoir placé les deux électrodes 11 de part et d'autre de l'articulation, on fait passer un courant A de fréquence comprise entre 50 et 80 Hz, pendant environ 15 min, puis on utilise le signal B à une fréquence de 40 à 60 Hz, pendant 20 min environ. Ce traitement, répété deux à trois fois par jour, conduit à une disparition rapide de la douleur. Pour le traitement d'une lombalgie chronique du type arthrose on applique le signal A à une fréquence de 40 à 50 Hz, pendant environ 10 min puis on applique le signal B à une fréquence de 5 à 10 Hz pendant environ 30 min. On répète ce traitement deux fois par jour jusqu'à la disparition des douleurs. Les traitements indiqués ci-dessus sont seulement certain des nombreux traitements qui peuvent être mis en oeuvre au moyen de l'appareil d'électrothérapie suivant l'invention. REVENDICATIONS 1.- Appareil d'électrothérapie comprenant, en série, un générateur (13) d'un signal électrique périodique à moyenne fréquence, un étage (15) de mise en forme du signal périodique et un étage amplificateur de puissance (18) à la sortie duquel sont reliées des électrodes (11,12) destinées à être appliquées sur le corps d'un patient, caractérisé en ce qu'il comprend un étage (22) de modulation à basse fréquence de 0 à 100 Hz, un étage cadenceur (26) branché entre l'étage de modulation basse fréquence (22) et l'étage amplificateur de puissance (18), et un sélecteur de traitement (3) relié à l'étage cadenceur (26) afin de produire à la sortie de l'appareil, suivant le type de traitement, l'un ou l'autre de premier et second signaux périodiques (A,B), le premier signal (A) étant constitué par une impulsion périodique bidirectionnelle à basse fréquence pouvant aller jusqu'à 100 Hz et comprenant une -alternance positive à front d'attaque brutal (al) mais non vertical et se terminant par un bord de fuite courbe (a2) suivi d'une alternance négative non symétrique, moins raide, le second signal (B) étant constitué par des impulsions ayant une fréquence de base voisine de la limite inférieure de la moyenne fréquence, ces impulsions à moyenne fréquence étant modulées en basse fréquence, de 0 à 100 Hz, pour donner une succession de trains d'impulsions dont chacun est présent pendant un temps de travail (R > , chaque impulsion du second signal (B) ayant un front d'attaque (bl) -pratiquement vertical suivi d'une partie hyperbolique (b2) dont l'asymptote tend vers l'horizontale, avec une amplitude maximale inférieure au seuil de la douleur, puis un front descendant (b3) légèrement en courbe, l'impulsion du second signal (B) présentant ainsi deux alternances positive et négative asymétriques l'une par rapport à l'autre. 2.- Appareil suivant la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte en outre un générateur de courant continu (31) comprenant un amplificateur opérationnel (32) et un transistor (33) et qui est relié à des électrodes (7). 3.- Appareil suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'étage cadenceur (26) comprend trois circuits intégrés (27,28,29) normalement connectés en série à la base d'un transistor (30), par l'intermédiaire d'un premier contact (3a) du sélecteur de traitement (3), le collecteur de ce transistor (30) étant relié à l'étage amplificateur de puissance (18), le premier contact (3a) étant branché de manière à relier, dans une première position, les trois circuit intégrés en série à la base du transistor (30) et, dans une deuxième position, uniquement l'un des circuits intégrés (27). 4.- Appareil suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le générateur (13) comprend un amplificateur opérationnel (14) qui est réglé de manière à délivrer à sa sortie un signal carré de fréquence égale à 930 Hz 5.- Appareil suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le cadenceur (26) est réglé de manière que le rapport entre le temps de travail (T) et le temps de repos (R) soit compris entre 0,638 et 0,879 et de préférence égal à 0,714.