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La présente invention se sltue dans le ~omaine
des matériels d'électrothérapie, c'es-t-à-dire des dispositifs
destinés a faire passer dans le corps du patient des cou-
rants 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 inten-
sités moyennes à peu pres égales dans les deux sens, etsitués principalement dans la gamme dite des basses fré-
quences moins de 800 Hz ou dans les plus basses des moyen-
nes fréquences, c'est-à-dire moins de 1.500 Hz. Les pro-
priétés antalgiques des courants électriques de basse Eré-
quence ne sont plus à démontrer et plusieurs théories sontproposées pour expliquer les effets physiologiques de l'é-
lectrostimulation. Au cours d'une séance diélectrothérapie,
le patient s'habitue a la périodicité du courant électrique
et l'effet de stimulation recherché diminue. Ceci se mani-
feste 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 brevet francais no. 839,556 délivré le 4 janvier 1939
au nom de Monsieur Pierre Denis BERNARD e-t publié le 6
avril 1939, on proposait d'y remédier en courant unidirec-
tionnel, par l'émission d'un courant formé de deux phases
dont la première était constante et la seconde était modulée
entre une in-tensité égale à celle de la premiere 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 connalt par ailleur des appareils, dits
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" wobulateurs" capables de dé:Livrer un courant al-ternatif,
c'est-à-dire bidixectionnel, d'intensité constante mais de
fréquence variable suivant une loi déterminée a l'avance.
Ces appareils, selon l'expérience faite, apporte
une solution tres 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'appa-
rition des phénomènes d'accoutumance peut êt~e 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 disposi-tif destiné à produire du courant électrique à
usage d'électrothérapie, dans le domaine des courants bidi~
rectionnels de basse ou moyenne fréquence et d'intensité
variable, qui présente pour particularité qu'il comprend en
; combinaison:
un circuit générateur d'impulsions de base capa-
ble de délivrer des signaux de base bidirectionnels Eormeschacun d'une alternance ou d'un petit nombre dlalternances
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 des signaux de base, les signaux de
limitation étant formés chacun d'une premiere partie où
la limite d'intensité varie de facon continuelle entre deux
valeurs, suivie d'une deuxieme partie où la limi-te d'in-
tensité maximale est nulle, ces signaux de limitation étantémis à une seconde fréquence, différente de la premiere,
la premiere fréquence n'étant pas dans un rapport simple
avec la seconde fréquence.
Lorsqu'on dit que les premiere et seconde fré-
~. . ~,.
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quences ne sont pas dans un rapport simple entre elles,cela signifie non seulement que ces fréyuences ne son-t 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 meme si-
tuation relative, et qui est l'inverse du plus petit commun
diviseur de ces nombres, soit très grand par exemple supé-
rieur à la seconde.
Selon un mode de réalisation préféré du disposi-
tif selon l'invention, dans la première partie des signauxde limitation, la limite d'intensité évolue selon une courbe
représentative qui la forme d'un triangle symétrique. Tou-
tefois, 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 rec-tangulaire.
De préférence aussi, le dispositif comprend
un générateur de trains d'impulsions capable d'interrompre
l'émission de signaux de base à une troisieme fréquence
inférieure à la premiere fréquence. Ou bien encore le dis-
positif peut comprendre en outre des moyens d'obtention d'un
glissement en fréquence de la courbe d'enveloppe.
Avantageusement, dans la pratique, les si.gnaux
de base on-t une durée constante et la premiere fréquence
à laquelle ils sont émis est réglable et correspond a une
période de trois à cinq centsfois supérieure à cette durée,
alors que les premieres par-ties des signaux de limitation
ont une durée réglable et comprise entre trois et cinquante
fois la durée des signaux de base, et la seconde fréquence
est réglable et correspond à une seconde période de une à
cent fois la durée des premieres parties, et selon une
modalité préférée, la durée des signaux de base est compri-
se entre 0,01 et 10 millisecondes mieux, environ 0,3 milli-
seconde.
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- 3a ~
L'invention va être maintenant décri-te plus en
détail à l'aide d'un exemple de réalisa-tion préférée~ illu5-
tré dans les dessins annexés parmi lesquels:
La Figure 1 est un schéma explicatif du principe
du procédé;
La Figure 2 est une simulation graphique du
résultat obtenu; et
Les Figures 3 à 8 sont des schémas de construc-
tion 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 en train
plein des impulsions 3, 4, 5, 6, 7 telles que modifiées sous
l'effet des signaux de limitation correspondant 7
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"/ ..
,~,
.
,.
.
.
..
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ces courbes enveloppes. On volt que l'~ntensit~ des
signaux résultants varie de fason d'apparence aléatoire.
La Fig. 2, avec une ~chelle des temps contract~ montre
l'allure gén~rale des impulslons résultantes.
S Les figures suivantes montrent les partles
essentlelles d'une réalisatlon pratlque d'un appareil
selon l'invention.
La Fig. 3 montre le disposltif gén~rateur
d'impulsions de base 10 fournlssant en B un signal de
base, Fixe, rectangulaire, de durée 0,3 mllliseconde
(ms) généré à une fréquence réglable de 10 Hz à 1.500
Hz. Ce générateur 10 comporte essentlallement un oscillateur
constitué par un clrcuit intégré IC 1 "timer" délivrant
un signal rectangulaire de 0,3ms r~glé par la résistance
ajustable P2 montée entre des bornes d'entrée de fréquence
réglable par le potentiomatre P1~ en sér~e avec la résistance
R2 ayant une valeur qui fixe la ~r~quence minimum ~ 10
Hz, P1 et R2 ~tant en s~rie avec IC1.
La Fig. 4 montre le dispositif gén~rateur
de courbe d'enveloppe 20 d~llvrant en C prlncipalement
un signal trLangulalre de durée sélectionn~e par l'inverseur
INT 3, 1 ms - 5 ms - 15 ms, et dont la ~réquence est
r~glable par potentiom~tre P3 de :
~ 15 Hz ~ 1050 Hz sur le callbre 1 ms
~ 3 Hz ~ 210 Hz sur le callbre 5 ms
- 1 Hz à 70 Hz sur le calibre 15ims
La r~sistance R6 en série avec le potentiomètre P2 a
pour but de fixer la valeur mlnimale de la fréquence.
Le dispositiF gén~rateur 20 comporte principalement un
osclllateur constitué par un clrcult lnt~gr~ IC3 "timer"
délivrant un slgnal rectangulaire de trols durées possibies
s~lectionnées par INT3, ~ lnject~ ~ une cellule compos~e
de résistances et condensateurs assemblés en Filtre
(mlse en forme trlangul~aire du signal). Pour permettre
de générer un slgnal le plus lrrkgulier posslble, il
est joint au gén~rateur de courbe d'enveloppe un dispositif
permettant le glissement de la ~r~quence de base de la
courbe d'enveloppe (wobulatlon). Ce ~lsposltif de wobulation
- est d~veloppé autour d'un clrcuit int~gré IC2 qui fait
5V~
fonct;on d'amplificateur op~rationnel. Un slgnal alternatlf
de fréquence 50 Hz (A) est appliqué ~ une entr~e de IC2
par l'intermédiaire d'une réslstance de 1,2 M ~ R~.
Le signal de sortie du dlspositiF de wobulation est une
tension contlnue qui varie de quelques volts Jusqu'à
la valeur de l'alimen-tation (~ 12 V), puis décro~-t jusqu'3
quelques volts, et ceci à une fr~quence de 50 Hz, il
alirnente le clrcuit int~gr~ IC3. La mise hors service
du dlspositif de wobulation s'effectue par l'inverseur
INT2 qui appllque le ~ 12 V sur l'entr~e de IC2 par la
réslstance R4, fixant alnsi la tension de sortie de IC2
+ 12 V (tenslon qui alimentera donc IC3 de fason flxe).
La Fig. 5 montre le dispositif générateur
de trains d'impulsions 30 délivrant en D un signal rectangu-
laire de dur~e de repos r~glable de une à deux fois letemps de travail, par le potentiomètre P7. Ce générateur
comporte essentiellement un clrcuit lntégré IC4 "timer"
alimenté par l'intermédlaire de l'interrupteur INT4 qul
fournlt des impulsions permettant le blocage du transistor
T2, ce cl a pour effet d'annuler les signaux de commande
issus des autres g~nérateurs. Ce dispositif est mis
hors service par l'lnverseur INT4.
La Fig. 6 montre le dlspositi-F m~langeur de
signaux 40 permettant de moduler les dlfférents slgnaux
~, C, D de les mettre en forme, de les adapter de rnanière
à fournir en F à l'~tage de puissance un signal compatible
avec celui-cl. Ce m~langeur est composé d'un trar1sistor
PNP T1 qui inverse la polarit~ du slgnal dlenveloppe
C et permet l'lntégration de l'lmpulsion de base B dans
la courbe d'enveloppe C par l'lntermédlaire du transistor
PNP T2. Lorsqu il est actlf, le signal "trains d'lmpulslons"
D bloque le transistor T2 ce qui a pour effet de supprimer
toute forme de slgnal sur la base du ~ransistor PNP T3.
Dans le cas contraire, le signal est appllqu~ sur la
base de T3 par l'interm~dialre du potentiom~tre P5 réglant
le deblt du signal dont la valeur extr~me a ~té fixée
par la réslstance ajustable P6. Le signal F dél.ivré
sur le transistor PNP T3 "sulveur" sera appliqu~ ~ l'etage
- de puissance (Fig. 8).
~5~ 2
La Fig. 7 montre un dispositif de vlsuallsation
du signal de réf~rence 50 compos~ d'un translstor PNP
T4 pr~levant le signal E. Le signal E prélevé avant le
réglage de niveau P5 est donc le signal maxlmal disponible
et l'inversant. Ce signal résultant est appliqué à l'entrée
du circuit intégré IC5 qui fait office d'amplificateur
op~rationnei.La commande en puissance de la dlode électrolumi-
nescente LED L2 est obtenue par un translstor PNP T5
monte en suiveur La réslstance R22 permet de limiter
le courant dans L2.
La Fig. 8 montre le dispositif de puissance
délivrant le slgnal qul sera appliqué directement,
ou par des dispositlfs intermédiaires, aux patients.
Toute composante continue est supprimée par la self S1
qul shunte les électrodes, 11 en résulta un signal bidirection-
nel varlable en lntenslt~, en fréquence et en amplitude.
La diode Zener Z stabilise la tension pour permettre
à la dlode électrolumlnescente 23 de visuallser le courant
de sortle débLt~ par l'ensemble des dlsposltlfs. Ce dernler
dlsposltif a été compl~té par un apparell de mesure rnA
qui lndlque la varlatlon moyenne du courant parcourant
le patient. L'lnterrupteur INT5 permet de choislr le
calibre en rapport avec le courant de sortie d~bite.
Les modalltés d'appllcatIon de l'apparell 7
tel qu'on vient de le décrlre, sont les sulvantes :
1 - Dans un but antalglque, les électrodes sont appliquées
directement sur les polnts douloureux, ou sur les
dermatomes correspondants 5i on recherche un effet
ré~lexe, selon les règles g~nérales de l'électrothéraple
et en respectant les précautlons d'usage.
L'lntensité est réglée lég~rement au-dessus du seuil
de la perceptlon et na doit Jamais a~telndre le seuil
de la douleur. On ~peut constater l'apparition de
quelques contractlons musculalres à type de secousses
élementaires~ dûes aux irr~gularités du courant,
mais l'intensité doit tou~ours rester très au-dessous
du seuil de la tétanlsatlon qui déclencheralt une
contractlon globale des muscles sous-jacents.
.
~L25~30;;2
La dur~e de l'applicatlon est déterrnin~e en fonction
de chaqu~ patient. La d~polarlsatlon du cour~nt permet
d'éviter tout risque de brûlure chlmique de la peau
e-t par conséqueqnt autorise des traitements de quaran-te
cinq minutes et meme davantage.
2 - Dans un but excito-moteur, ce courant, dont la configura-
tion ~ l'oscilloscope se rapproche du tracé ~lectromyogra-
phique de la contaction 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 lég~rement au-dessus du seuil
excito-moteur.
La ~réquence doit être réglé:e suffisamment élev~e
pour ~viter 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 supérleurs aux temps de travall.
Ces courants bidlrectlonnels sont applicables sur
un patlent porteur de plèce métalllque.
Ces courants ~tant de basse fréquence, lls sont formel-
lement contre-lndlqués aw niveau de l'alre cardlaque.
Les résultats :
I - Actlon antalglque
Utillsés dans le cadre d'indlcatlons classlques,
entorses du llgamant latéral externe de la cheville
ou du llgament lat~ral 1nterne du genou, lombalgies,
sciatalgles, névralgles cervlco-brachlales~ la dirninution
de la douleur obtenue est satlsfaisante, mais cela
n'est pas particulier à cette forme de courant puisqu'il
existe de nombreux autres courants antalgiques qui
ont falt leurs preuves.;
L'intér8t des courants ~ variatlon d'intensit~ et
de fréquence fournls, par le dlsposltlf selon l'inventlo~
est qu'en fin d'appllcatlon, le patlent continue
à ressentlr les stimull ne~tement plu5 que lorsqu~on
utilise dans les mêmes condltions un courant dont
les paramètres sont co.nstants. On en d~duit logiquement
- que ces courants retardent l'apparltion des phénom~nes
d'accoutumance et par cons~quent qu'ils provoquent
une électros-timulation dont les e~fets bLologiques
diminuent moins avec la durée de l'applica~lon,
II - Action excito-motrice
RenForcement musculalre
Traitement de la contracture musculaire ~le temps de
repos égale deux à trois fois le temps de travail)
L'emplol du dispositi~ permet donc des traitements
plus prolongés donc plus efficaces ~ chaque s~ance, tant
dans le domaine des actlons antalglques que dans celui
des actions excito-motrices.
On notera par ailleurs que chaque pa~ient
ayant une perceptlon des dl~férents courants ~lectriques
qul luL est propre, le praticien a toujours interêt
~ disposer du plus grand éventail posslble de courants
a~Fin de pouvoir choislr celui qui convlent le mieux.
On doit aussi remarquer que le protocole décrit de
modulatlon du courant entra~ne une modulation de la -Forme
et de la durée des impulslons de base.
On peut evidemment utlllser d'autres Fréquences,
pour les impulsions et pour les courbes d'enveloppes
que celles donn~es ci-dessus à tltre d'exemples.
