Brevet FR2694503A1 — publié le 19940211

La présente invention concerne un dispositif ambulatoire électromagnétique de traitement des affections rhumatismales et autres douleurs. A part les thérapeutiques médicamenteuses, il existe différents procédés électriques de traitement des affections rhumatismales. et autres douleurs. Certains consistent à faire passer entre deux électrodes, des courants électriques de formes, tensions et intensités diverses. Ces courants sont générés par des moyens variés: oscillateurs, hacheurs, céramiques piézo-électriques etc... Le seuil physiologique de douleur, supportable par le patient, limite le rendement et l'efficacité de ces procédés. De surcroît, ils ont surtout un effet antalgique momentané, superficiel, et ont peu, ou pas d'effet anti-inflammatoire. D'autres procédés mettent en oeuvre des générateurs d'impulsions électromagnétiques sinusoïdales Haute Fréquence. Ces procédés sont à la fois antalgiques et anti-inflammatoires, selon les fréquences utilisées. Cependant, les fréquences étant choisies intrinsèquement par l'appareil ou par l'opérateur (en général quelques MégaHertz), sans tenir aucun compte de la spécificité électrique du patient, la puissance d'émission doit être importante pour pénétrer profondément à l'intérieur des tissus ou articulations à traiter. Or, le spectre d'émission est très large (2120 degrés) puisque la partie "émettrice" a en général, de 15 à 30 centimètres de diamètre alors que la longueur d'onde est de loin supérieure: à 15 MHz, par exemple, X = 20 mètres. Il en résulte une dispersion de l'émission dont seule une infime partie est réellement "traitante".Par ailleurs, la puissance efficace (Peff) d'émission doit être limitée à quelques watts pour assurer l'innocuité de l'appareil pour le patient et l'opérateur. En conclusion, ce type d'appareillage ne peut être mis en oeuvre que par un praticien: rhumatologue, kinésithérapeute etc.., mais en aucun cas par le malade lui même comme appareil ambulatoire. De surcroît, l'opérateur ne sait pas vraiment, surtout en début de traitement quelle est la fréquence à laquelle le patient "répondra le mieux". Celle ci varie considérablement en fonction des sujets, des affections: dysfonctionnements etlou douleurs d'origine inflammatoire, dégénérative, tissulaire, articulaire, osseuse, nerveuse, superficielles ou profondes etc... Le dispositif selon l'invention, permet de remédier à ces inconvénients et limitations. Il consiste à transmettre de l'énergie profondément à l'intérieur des articulations ou tissus affectés, en générant, grâce à différents circuits résonants, des impulsions sinusoïdales ayant plusieurs valeurs "cibles" de fréquence (de 2 à 40 MHz). Les inductances des bobines (décrites plus loin) auront un facteur Q de faible valeur.Les symboles et formules utilisés sont les suivants: soit ao symbolisant la pulsation d'un phénomène sinusoïdal. ca = 27tif soit XL la réactance capacitive (ou capacitance) d'un circuit entrant en oscillation (en Ohm): XL = O) L Q = 2#.F + XL = 2s.F.L soit XC la réactance inductive d'un circuit entrant en oscillation (en Ohm): i 1 XC = 1 03 = 2it.F + XC 1 2#FC La fréquence de résonance obéit aux formules mathématiques suivantes: o)2 LC = 1 ou (2#F)2 LC=1 Inductance L en henry. Capacité C en farad. Fréquence F en hertz. formule de Thomson (fréquence de résonance d'un circuit accordé). Ou encore, pour simplifier: Q facteur d'une inductance: Q R Le dispositif, selon l'invention comporte des ensembles oscillants qui se composent d'un circuit inductif, d'un transistor polarisé en courant continu, et dont l'oscillation est générée et entretenue par une contre réaction positive. Cette contre réaction est obtenue par un segment additionnel et concentrique dudit circuit inductif. Un microcontrôleur contenant un convertisseur analogueldigital connecte successivement un réseau de huit capacités (permettant donc 256 combinaisons différentes) en parallèle sur le circuit inductif.Ce "balayage" qui peut être réalisé en moins de 8 millisecondes permet au microprocesseur de détecter la valeur de capacité pour laquelle la tension "crête à crête" est la plus élevée, ainsi que la fréquence de résonance, et la consommation du dispositif. Le microprocesseur conserve ces données en mémoire jusqu'au prochain balayage. Selon des modes particuliers de réalisation, et dans le but de maintenir relativement bas le facteur Q (inductance faible, résistance élevée), les circuits inductifs peuvent être: ~ une bobine ayant peu de spires (de une à 3), une section de fil cl 05 mm2, des isolants entre spires 20.5mu. ~ une spirale à progression linéaire ayant peu de révolutions (de une à 3), avec une section de fil ~ une combinaison des deux, avec plusieurs spirales etlou bobines concentriques dans le but d'obtenir plusieurs fréquences. ~ une ou plusieurs bobines ou spirales (concentriques) d'un diamètre compris entre 40 et 120 mm (pour rester ambulatoires, et focalisées sur la lésion traitée). En effet, dans un tel circuit résonant, la fréquence étant inversement proportionnelle au rayon et au nombre de spires, ainsi qu'à la réactance (inductive) XL et la réactance (capacitive) XC de la totalité du circuit (formule de Thomson), le choix du nombre de spires ou révolutions, ainsi que leur diamètre, déterminera la valeur "cible" de chaque circuit inductif. Par "valeur cible", il faut entendre la fréquence de résonance optimale et intrinsèque du circuit, en l'absence de toute perturbation extérieure provoquant une dérive, ainsi que développé plus loin. Dans tous les cas de figure, le ratio entre le nombre de spires ou révolutions et le segment utilisé pour la contre réaction (parfois appelé "feed back") sera compris entre 5 et 30 pour cent, limite haute pour éviter la saturation du transistor et la déformation de la sinusoïde. La résistivité des tissus vivants est très variable d'un sujet à l'autre. Chez un même sujet, elle varie encore très sensiblement selon la partie du corps concernée. En outre, chez un sujet donné, si l'on prend l'articulation scapulo-humérale (épaule) par exemple, la résistivité varie si l'on se trouve en présence d'une articulation saine, ou affectée d'un dysfonctionnement ou de douleurs d'origine inflammatoire, dégénérative, tissulaire, articulaire, osseuse, nerveuse, superficielles ou profondes etc... Par conséquent, lorsque l'on approche l'émetteur ("calé" sur un fréquence "cible") de l'épaule à traiter, celui ci va subir l'influence des tissus et de leur "réactance", fonction de la fréquence. Il s'agit là d'une grande particularité du dispositif selon l'invention: la puissance d'émission étant très faible (quelques dizaines de milliwatts), la bobine servant "d'antenne" au circuit ayant un facteur Q maintenu volontairement bas, ayant de surcroît un diamètre très petit, la totalité du système est eminemment sensible à toute variation des conditions environnantes. Il en résulte: ~ - une plus grande efficacité "in situ" grâce à une plus grande focalisation. ~ - une réduction de la puissance émise, garantissant une innocuité totale du dispositif, d'où la possibilité d'être utilisé par le patient lui même. ~ - une réduction de poids, de taille et de consommation d'énergie qui rend l'appareil ambulatoire, autorisant ainsi un traitement doux et permanent. A l'approche de la zone à traiter, donc, les dérives de la fréquence, de l'amplitude de la sinusoïde, et de la consommation du circuit (d'autant plus importante que le facteur Q est faible) sont immédiatement détectées par le microcontrôleur, au cours de son balayage (qui a lieu selon une cadence de l'ordre de quelques secondes). La correction en vue de recouvrer l'amplitude maximale, à la nouvelle fréquence de résonance, est effectuée par le microcontrôleur. Cette correction a lieu: ~ au moment de la pose de l'appareil sur la partie douloureuse ourlet à traiter. ~ à chaque changement de gamme de fréquence. ~ en permanence, au fur et à mesure du traitement, lorsque, sous son effet bénéfique, le dysfonctionnement et la sensation de douleur y afférente se réduisent, et donc la réactivité (électrique) du sujet change. Par une vue de l'esprit, on peut considérer que la partie du corps du patient où l'émetteur est appliqué, participant aux paramètres qui déterminent la fréquence, devient partie intégrante du circuit résonant. En d'autres termes, la partie traitée "entre en résonance" avec le circuit électronique. Selon des modes particuliers de réalisation, et à titre d'exemples non limitatifs: le nombre de "fréquences cibles" peut être augmenté dans les limites compatibles avec la miniaturisation intentionnelle du système, et ce, pour de multiples raisons: - réduire l'accoutumance du sujet. - Avoir une plage de fréquences très large (par exemple de 2 à 40 MHz): les fréquences les plus basses ayant une meilleure pénétration et un pouvoir anti inflammatoire supérieur, alors que les fréquences plus élevées ont un meilleur effet antalgique mais moins de pénétration. le changement de gamme de fréquence peut être obtenu: - par juxtaposition de bobines ou spirales ayant des inductances et capacitances différentes. - par sélections successives d'un nombre différent de spires ou révolutions d'une même bobine ou spirale. - par mise en parallèle sur une bobine ou spirale accordées à la fréquence la plus élevée, de capacités de valeurs échelonnées pour réduire ladite fréquence. ~ Les composants électroniques seront implantés à l'intérieur de la bobine ou spirale, sur le même circuit imprimé, permettant ainsi de conserver un diamètre compatible avec la miniaturisation REVENDICATIONS 1) Dispositif ambulatoire de traitement des dysfonctionnements rhumatismaux et autres douleurs, caractérisé par le fait qu'il émet successivement des impulsions électromagnétiques de différentes fréquences de base, qui s'adaptent automatiquement à la réactance spécifique de la zone à traiter. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les fréquences de base sélectionnées successivement en permutation circulaire par l'horloge interne s'étagent de 2 à 40 MHz selon une cadence fixée par ladite horloge interne. 3) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que chaque ensemble oscillant se compose d'un circuit inductif faisant office d'antenne, d'un transistor polarisé en courant continu, et dont l'oscillation est générée et entretenue par une contre réaction positive. Cette contre réaction est obtenue par un segment additionnel et concentrique dudit circuit inductif. 4) Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que l'antenne faisant partie intégrante du circuit résonant est une bobine comportant un nombre de spires inférieur à 3. 5) Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que l'antenne faisant partie intégrante du circuit résonant est une spirale à progression linéaire comportant un nombre de révolutions inférieur à 3. 6) Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que I' ensemble inductif faisant office d'antenne se compose d'une bobine ou spirale dont le nombre de spires ou révolutions est calculé pour obtenir la fréquence la plus élevée, les fréquences plus basses étant obtenues par mise successive en parallèle de capacités ayant des valeurs de plus en plus élevées pour obtenir des fréquences de plus en plus basses. 7) Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que I' ensemble inductif faisant office d'antenne se compose d'une bobine ou spirale dont le nombre de spires ou révolutions est calculé pour obtenir la fréquence la plus basse, les fréquences plus élevés étant obtenues par déplacements successifs sur la bobine ou spirale du point de connexion pour réduire le nombre de spires ou révolutions, et augmenter ainsi la fréquence cible. 8) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la puissance d'émission étant inférieure à 100 milliwatts, l'appareil peut être alimenté par piles ou batteries rechargeables de petite capacité, le rendant ambulatoire. 9) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'ensemble oscillant, étant très sensible à son environnement, la fréquence déterminée par ses composants subit une dérive, quelle que soit la fréquence de base, fonction de la réactance de la zone où le dispositif est appliqué, le sujet entrant en résonance avec la totalité du circuit électronique. 10) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les fréquences sont en permanence maintenues à leur valeur optimale in situ par un balayage réalisé par microcontrôleur connectant, en parallèle sur l'antenne, la capacité qui aura été reconnue par lui pour correspondre à la tension "crête à crête" la plus élevée à la fréquence modifié par la réactance de la zone traitée. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la taille de l'appareil peut être réduite (tout en lui conservant son efficacité) jusqu'à un diamètre de 40 millimètres, pour une épaisseur de 10 millimètres. 12) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la bobine ou spirale, faisant office d'antenne, sont implantées sur le pourtour d'un circuit imprimé qui comporte les composants en son milieu.