Brevet FR2821753A1 — publié le 20020913

L'invention concerne des stimulateurs comprenant des bobines de stimulation réalisées et prévues pour la stimulation magnétique de tissus neuromusculaires en induisant des courants électriques dans de tels tissus. Un appareil de stimulation du type mentionné comprend habituellement des moyens destinés à appliquer au moins une impulsion de courant et avantageusement une série d'impulsions de courant à une bobine, qui peut être une bobine circulaire simple, ou une bobine ayant la forme d'un huit, ou bien qui peut être une bobine avec plusieurs spires formant le dispositif de génération d'impulsions destiné être utilisé avec une telle bobine,. comme cela est bien connu et décrit, par exemple, dans le brevet britannique ? 2 298 370 et dans le brevet européen EP-0692993. Il est de pratique courante de bobiner des bobines de stimulation en une seule couche sur ou dans un support non magnétique afin que toute la bobine puisse être disposée aussi près que possible des tissus devant être stimulés. Hormis tout revêtement isolant qui est normalement nécessaire du fait des tensions et courants élevés, la bobine est essentiellement disposée dans l'air, en sorte que le champ magnétique produit lorsqu'un courant circule dans la bobine se trouve en totalité dans une région à haute réluctance. L'invention est basée sur la mise en place d'un corps en matière ferromagnétique, avantageusement une matière hautement perméable, à faible réluctance, disposé de façon à être adjacent à un côté large de la bobine. La matière du corps est avantageusement choisie de façon à former un bloc hautement perméable à faibles pertes par courants de Foucault, et elle peut comprendre une poudre de fer frittée. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels : la figure 1 est un schéma du circuit d'un stimulateur magnétique ; la figure 2 est une illustration schématique d'une bobine de stimulation et de son champ magnétique ; la figure 3 est un schéma d'une bobine de stimulation pourvue d'un dos magnétique conforme à l'invention ; et la figure 4 est un schéma montrant une autre forme de réalisation d'une bobine de stimulation pourvue d'un dos magnétique conforme à l'invention. La figure 1 illustre, dans un souci d'exhaustivité, une forme connue de stimulateur magnétique qui produit une impulsion ou une série d'impulsions au moyen-d'une bobine magnétique, connue sous le nom de bobine de stimulation, destinée à être utilisée dans la stimulation de tissus neuromusculaires. Le champ magnétique, variant avec le temps, ayant une valeur maximale pouvant atteindre habituellement plusieurs teslas, induit des courants électriques dans les tissus. La stimulation neuromusculaire est une forme établie de thérapie. Le stimulateur montré sur la figure 1 correspond à une forme de réalisation décrite dans le brevet britannique ? 2 298 370 précité. Il est basé sur l'accumulation d'une charge par un condensateur formant réservoir, le pompage de la charge depuis ce condensateur vers un condensateur de transfert, et le transfert de la charge, par une pompe de charge, de ce condensateur de transfert à un condensateur de"décharge". Le circuit de commutation associé au condensateur de décharge peut fonctionner de façon sensiblement indépendante de la vitesse de chargement du condensateur formant réservoir. Plus particulièrement, une alimentation à haute tension 1 fournit un courant de charge au condensateur réservoir 2. La conduction d'un redresseur commandé 3 en circuit avec une inductance 4 transfère la charge du condensateur à un condensateur 5 de report. Une diode 6 de roue libre est disposée en parallèle avec le condensateur 5 pour conduire le courant inverse généré lorsque le redresseur 3 est bloqué. Une charge peut être transférée du condensateur 5 de transfert à un condensateur 9 de décharge au moyen d'un circuit 8 à redresseurs commandés qui comporte des redresseurs commandés 8a à 8d. Le condensateur 9 est déchargé de façon commandable au moyen d'un circuit 10 à redresseurs, composé de redresseurs commandés 10a à 10d, dans une bobine 11 de stimulation pourvue normalement d'une connexion 12 de mise à la terre. Comme mentionné précédemment, les bobines de stimulation sont normalement bobinées en une seule couche sur ou dans un support non magnétique, de manière que tous les conducteurs soient aussi proches que possible des tissus devant être stimulés. La figure 2 montre une coupe transversale d'une bobine typique 11 et des lignes de champ magnétique 12 qui lui sont associées. Les lignes du champ magnétique sont symétriques par rapport à la fois à l'axe et au plan des enroulements de la bobine. Si un élément en matière ferromagnétique est placé en arrière de la bobine, comme montré sur la figure 3, le champ magnétique est déformé et, en particulier, il est à présent asymétrique par rapport au plan de la bobine. L'effet de la matière ferromagnétique est avantageusement de produire un trajet à faible réluctance pour le champ magnétique au dos de la bobine. L'attaque du champ magnétique au dos de la bobine ne demande l'utilisation que d'une très petite partie de l'énergie fournie par le stimulateur magnétique, en sorte que la plus grande partie de l'énergie fournie à la bobine peut être utilisée pour établir le champ magnétique sur l'autre côté de la bobine. Le résultat est que, pour la même énergie fournie, la force du champ magnétique est plus grande dans les tissus du patient. La figure 3 illustre une bobine 11 ayant un dos magnétique 13 disposé de manière que pratiquement la totalité de la bobine puisse être amenée à proximité étroite d'un patient, mais la région située au dos de la bobine est occupée par une matière ferromagnétique, qui est avantageusement hautement perméable, avec une faible perte par courants de Foucault. En avant de la bobine, c'est-àdire où se trouve le patient, le champ magnétique est dans un milieu, tel que l'air, à haute réluctance et faible perméabilité. La figure 4 montre un agencement légèrement différent dans lequel la bobine 11 est disposée dans des rainures situées dans une face large du corps 14 en matière ferromagnétique ; le champ magnétique est sensiblement le même que montré sur la figure 3. D'autres configurations sont possibles. Le corps ferromagnétique peut être prolongé ou chanfreiné de façon à présenter une forme analogue à une cuvette. L'ensemble de la structure située du côté du patient peut être en forme de cuvette et peut loger une bobine en forme de galette légèrement en creux. La bobine peut avoir la forme d'un huit disposé de façon à être étroitement adjacent au corps en matière ferromagnétique. Le choix optimal pour la matière ferromagnétique du corps n'est pas nécessairement simple, car de nombreuses matières ferromagnétiques ont une conductivité électrique très élevée. Si un élément homogène formé d'une telle mati-èrë était utilisé, il y aurait des pertes de puissance par courants de Foucault induits dans le noyau ferromagnétique et ces courants de Foucault pourraient annuler tout gain de rendement obtenu en abaissant la réluctance du circuit magnétique. Le procédé classique de réduction des courants de Foucault, dans d'autres contextes, consiste à former un noyau magnétique au moyen de multiples feuilles. Dans le cas présent, les feuilles devraient être disposées radialement, ce qui n'est pas particulièrement commode. On préfère donc que la matière du corps 13 ou 14 soit composée d'une poudre comprimée et frittée. La poudre peut être constituée de fer sensiblement pur, mais pourrait être une autre matière qui, dans la forme préférée, a une haute perméabilité (par exemple de 500 par rapport à l'air). La matière préférée pour le noyau est une poudre d'un composite magnétique doux tel que celui vendu sous le nom de"Somaloy", disponible auprès de la firme Hoganas. On peut utiliser d'autres matières. La perméabilité est avantageusement d'au moins 10 et la résistivité en profondeur devrait être telle que pour une fréquence de stimulation de 50 Hz, et un rapport de durée d'impulsion de 1 : 80, la perte par courants de Foucault soit de l'ordre de 12,5 watts par kilogramme et soit avantageusement inférieure à 15 watts par kilogramme. La présence d'un dos magnétique pour une bobine conforme à l'invention ne nécessite aucune reprise notable de la conception de la bobine. Le dos peut être disposé à proximité immédiate du côté arrière de bobines actuellement connues. L'aire de la section transversale du dos ferromagnétique n'est pas limitée par les dimensions de la bobine, comme ce serait le cas si la bobine était bobinée autour du noyau ferromagnétique. L'épaisseur de l'élément peut être augmentée si cela est nécessaire pour éviter d'arriver à l'état de saturation. 'La présence de la matière ferromagnétique augmente l'auto-inductance de la bobine. Pour une géométrie donnée, ceci procure l'opportunité d'utiliser moins de tours dans la bobine avec une aire en section transversale plus grande. On peut ainsi réduire la résistance électrique de la bobine et cette réduction diminue la perte d'énergie dans la bobine. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à la bobine de stimulation décrite et représentée sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Bobine (11) de stimulation destinée à être utilisée dans un appareil pour la stimulation magnétique de tissus neuromusculaires, caractérisée par un dos ferromagnétique (13) disposé à proximité immédiate d'un côté large de la bobine, la matière du dos ferromagnétique présentant une haute perméabilité et une haute résistivité. 2. Bobine selon la revendication 1, caractérisée en ce que la matière comprend une poudre de fer frittée. 3. Stimulateur magnétique pour tissus neuromusculaires, comprenant un circuit (10) destiné à décharger de façon répétée un condensateur (9) dans une bobine (11) conçue pour être placée à proximité immédiate d'un patient, caractérisé en ce que la bobine (11) comporte un dos ferromagnétique (13) disposé à proximité immédiate d'un côté large de la bobine afin d'être au dos de la bobine lorsque la bobine est disposée de façon à être adjacente au patient. 4. Stimulateur selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dos (13) est composé d'une poudre de fer frittée. 5. Stimulateur selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que la résistivité en profondeur du dos (13) est telle que, pour une fréquence de stimulation de 50 Hz et un rapport de durée d'impulsion de 1 : 80, la perte par courants de Foucault soit inférieure à 15 watts par kilogramme.