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Patent 2312879 Summary

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Claims and Abstract availability

Any discrepancies in the text and image of the Claims and Abstract are due to differing posting times. Text of the Claims and Abstract are posted:

  • At the time the application is open to public inspection;
  • At the time of issue of the patent (grant).
(12) Patent Application: (11) CA 2312879
(54) English Title: DISPOSITIF NON INVASIF DE MESURES ELECTROMYOGRAPHIQUES
(54) French Title: NON-INVASIVE DEVICE FOR ELECTROMYOGRAPHIC MEASUREMENTS
Status: Deemed Abandoned and Beyond the Period of Reinstatement - Pending Response to Notice of Disregarded Communication
Bibliographic Data
(51) International Patent Classification (IPC):
(72) Inventors :
  • HOGREL, JEAN-YVES (France)
  • DUCHENE, JACQUES (France)
(73) Owners :
  • ASSOCIATION FRANCAISE CONTRE LES MYOPATHIES
(71) Applicants :
  • ASSOCIATION FRANCAISE CONTRE LES MYOPATHIES (France)
(74) Agent: MARKS & CLERK
(74) Associate agent:
(45) Issued:
(86) PCT Filing Date: 1998-12-22
(87) Open to Public Inspection: 1999-07-01
Examination requested: 2003-12-11
Availability of licence: N/A
Dedicated to the Public: N/A
(25) Language of filing: French

Patent Cooperation Treaty (PCT): Yes
(86) PCT Filing Number: PCT/FR1998/002837
(87) International Publication Number: FR1998002837
(85) National Entry: 2000-06-07

(30) Application Priority Data:
Application No. Country/Territory Date
97/16272 (France) 1997-12-22

Abstracts

English Abstract

The invention concerns a device for electromyographic measurements with surface electrodes, comprising at least a group of electrodes (E) and spectral filtering means and weighted summation amplifying means producing a spatial filtering of signals transmitted by the electrodes. The invention is characterised in that said spectral filtering and weighted summation amplifying means consist of circuits (6, 5) mounted with the electrodes (E) in a housing (1) whereof one surface bearing the electrodes (E) forms a sensing surface (2), the device further comprising means for connecting said housing to powering means (9), amplifying means (10) and data processing means (12).


French Abstract


Dispositif de mesures électromyographiques à électrodes superficielles,
comprenant au moins un groupe d'électrodes (E) et des moyens de filtrage
spectral et d'amplification à sommation pondérée réalisant un filtrage spatial
des signaux transmis par les électrodes, caractérisé en ce que les moyens
précités de filtrage spectral et d'amplification à sommation pondérée sont
constitués par des circuits (6, 5) montés avec les électrodes (E) dans un
boîtier (1) dont une face portant les électrodes (E) forme une face de
détection (2), le dispositif comprenant également des moyens de connexion de
ce boîtier à des moyens (9) d'alimentation, des moyens (10) d'amplification et
des moyens (12) de traitement de données.

Claims

Note: Claims are shown in the official language in which they were submitted.


18
REVENDICATIONS
1. Dispositif de mesures électromyographiques à
électrodes superficielles, comprenant au moins un
groupe d'électrodes (E) et des moyens de filtrage
spectral et d'amplification à sommation pondérée
réalisant un filtrage spatial des signaux transmis
par les électrodes, caractérisé en ce que les moyens
précités de filtrage spectral et d'amplification à
sommation pondérée sont constitués par des circuits
(6, 5) montés avec les électrodes (E) dans un boîtier
(1) dont une face portant les électrodes (E) forme
une face de détection (2), le dispositif comprenant
également des moyens de connexion de ce boîtier à des
moyens (9) d'alimentation, des moyens (10)
d'amplification et des moyens (12) de traitement de
données.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé
en ce qu'il comprend également des moyens, tels par
exemple qu'un oscilloscope (11) ou un écran vidéo ou
analogue, de visualisation en temps réel des signaux
de sortie du boîtier (1).
3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2,
caractérisé en ce que les électrodes (E) sont
agencées de façon compacte en deux groupes ayant des
électrodes communes, pour délivrer des signaux
permettant la détermination de la propagation des
potentiels d'action musculaire.

19
4. Dispositif selon la revendication 1 ou 2,
caractérisé en ce que les électrodes sont agencées de
façon compacte en au moins trois groupes (L1, L2 et
L3) ayant deux à deux des électrodes communes.
5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé
en ce qu'il comprend des moyens d'amplification
différentielle des signaux filtrés spatialement
obtenus en sortie du boîtier (1).
6. Dispositif selon l'une des revendications
précédentes, caractérisé en ce que le boîtier de
détection (1) comprend un blindage interne
amagnétique raccordé à une électrode de référence.
7. Dispositif selon l'une des revendications
précédentes, caractérisé en ce que le circuit (6) de
filtrage spectral dans le boîtier (1) est un filtre
passe-haut, ayant une fréquence de coupure
sensiblement égale à 6 Hz ou à 70-80 Hz environ.
8. Dispositif selon l'une des revendications
précédentes, caractérisé en ce que les électrodes ont
des extrémités de détection en dents de scie.
9. Dispositif selon l'une des revendications
précédentes, caractérisé en ce que les circuits du
boîtier (1) sont du type CMOS-CMS ou ASIC.
10. Dispositif selon l'une des revendications
précédentes, caractérisé en ce que la distance entre
électrodes est comprise entre 2,5 et 10 millimètres
environ et est de préférence sensiblement égale à 2,5
fois le diamètre d'une électrode.

20
11. Dispositif selon l'une des revendications
précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des
moyens d'analyse spectrale en temps réel des signaux
filtrés spatialement, permettant de déterminer les
fréquences médianes ou les fréquences moyennes de ces
signaux et de les comparer entre elles pour valider
une mesure quand la fréquence médiane ou la fréquence
moyenne du signal d'un groupe central d'électrodes
est inférieure ou sensiblement égale aux fréquences
médianes ou aux fréquences moyennes des signaux des
groupes voisins d'électrodes.

Description

Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.


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Dispositif non iavasif de mesures
ëlectromyographiques
L'invention concerne l'évaluation non invasive
s du système neuromusculaire des êtres vivants par
électromyographie de surface.
Actuellement, les seuls systèmes
électromyographiques de détection reconnus pour
l'évaluation clinique des pathologies neurologiques
l0 ou neuromusculaires sont de type invasif et sont mis
en oeuvre à l'aide d'aiguilles détectrices qui
pénètrent au sein du muscle étudié. Outre la douleur,
le traumatisme et le risque d'infection qui résultent
de ce type d'intervention, les systèmes invasifs
la présentent l'inconvénient de ne permettre que des
mesures ponctuelles très sélectives, sans possibilité
de réelle évaluation d'une zone musculaire donnée. I1
est par ailleurs impossible de faire le suivi
clinique d'une pathologie avec ces systèmes.
20 Pour éviter ces inconvénients et permettre une
mesure suffisamment précise sur une étendue plus
large, il s'est développé des techniques non
invasives d'électromyographie de surface utilisant
des électrodes dites flottantes, qui nécessitent un
25 gel de contact, ou des êlectrodes dites sèches. Ces
électrodes de surface nécessitent habituellement une
préparation de la surface de la peau (rasage, légère
abrasion et dégraissage).
La mesure est effectuée par réception au niveau
30 des électrodes de signaux résultant d'une contraction
musculaire provoquée soit volontairement, soit par
stimulation mécanique ou électrique.
L'électromyographie de surface consiste à dëtecter,

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er_registrer et traiter le signal myoélectrique reçu,
précurseur de la contraction musculaire obtenue.
Cette technique vise à identifier certaines
maladies neurologiques ou musculaires dont les
caractéristiques physiologiques peuvent se traduire
par la déviation de certains paramètres du signal .
amplitudes, fréquences du signal ou vitesses de
propagation des potentiels d'action musculaires.
Ainsi, certaines pathologies sont caractérisée s par
l0 des dégénérescences préférentielles d'un type de
fibre par rapport à un autre. Par exemple, la
myopathie de Duchenne entraîne une atteinte sélective
des fibres dites rapides. De telles modifications
conditionnent les valeurs moyennes mesurées de
vitesse de propagation du signal myoélectrique.
De façon générale, les fibres musculaires ne
sont activées que si la sollicitation est supérieure
à un certain seuil au niveau de leur jonction
neuromusculaire. Les fibres sont regroupées en unités
2o fonctionnelles, l'unité motrice qui regroupe
l'ensemble des fibres innervées par le même neurone
moteur. Le potentiel d'action d'unité motrice est
égal à la somme des potentiels d'action musculaires
élémentaires de chacune des fibres qui la composent.
Le signal myoélectrique reçu au niveau de
l'électrode résulte de la sommation spatiale et
temporelle des signaux de toutes les unités motrices
recrutëes. La mesure du signal est affectée par les
propriétés anatomiques et fonctionnelles du muscle
3o étudié et par les schémas de contrôle du système
nerveux central ou périphérique. De plus, lors de la
mesure, il y a superposition des signaux électriques
des unités motrices activées. La complexité du signal
électromyographique a donné naissance à de multiples

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protocoles de mesure et de traitement, sans qu'aucun
protocole ni aucune tentative de modélisation ne
permettent, jusqu'à présent, une analyse fiable et
reproductible des caractéristiques du signal
permettant une comprêhension et une identification de
la réalité physiologique du muscle.
I1 est connu de mesurer la vitesse de conduction
du potentiel d'action musculaire par mesure du temps
de propagation de ce potentiel à l'aide d'au moins
trois électrodes de mesure. Cette méthode conduit
généralement à une surestimation difficilement
quantifiable de la vitesse de conduction, qui peut
s'expliquer en partie par la présence d'activités non
propagées sur toute la zone couverte par le système
d'électrodes.
Une autre méthode est basée sur une évaluation
indirecte à partir de paramètres spectraux, tels que
la fréquence moyenne ou la fréquence médiane,
supposés être linéairement corrélés à la vitesse de
conduction. Une telle méthode est décrite dans
l'article de Lindstrôm et al. paru dans la revue
Electromyography, vol. 10, pages 341 à 356, 1970 ou
dans l'article de Stulen F.B. et De Luca de la revue
IEEE Trans. Biomed. Eng., vol. 28, pages 515 à 523,
1981. Des études expérimentales ont montré les
limites de ce type de relation, les paramètres
spectraux étant dépendants de plusieurs facteurs
autres que la vitesse de propagation du potentiel
d'action musculaire. L'anisotropie des propriétés
musculaires et des tissus localisés entre la source
du signal et la zone de détection conduit à des
variations dans le contenu spectral du signal et dans
l'estimation de la vitesse de conduction.

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4
Afin d'améliorer la mesure du signal, il a été
proposé, par exemple dans le document de H. Reucher
et al, paru dans le journal IEEE Trans. Biomed.
Eng., vol. 34, pages 98 à 113, 1987, de réaliser un
filtrage spatial à l'aide d'un système
multiélectrodes et d'une sommation pondérée des
signaux qui sont transmis par les électrodes.
Dans ce système, les électrodes sont âisposées
en groupes pour chacun desquels les signaux transmis
1o par les électrodes sont, après amplification,
combinés par sommation pondérée en un signal unique,
équivalent au signal fourni par un filtre spatial
dont les caractéristiques sont déterminées par les
facteurs de pondération des signaux des électrodes
15 et par la répartition géométrique des électrodes
dans le groupe. I1 a été montrê qu'une des
dispositions les plus intéressantes consiste à
former des groupes de cinq électrodes agencées en
croix avec une électrode centrale et quatre
20 électrodes périphériques et à appliquer aux signaux
des électrodes un facteur de pondération égal à 4
(ou - 4) pour l'électrode centrale et à - 1 (ou à +
1) pour chaque électrode périphérique, ce qui
correspond à une double différentiation spatiale de
25 la distribution superficielle de potentiel dans deux
directions orthogonales, c'est-à-dire à la fonction
de transfert d'un filtre de Laplace bidimensionnel.
On améliore ainsi, en particulier, la résolution
spatiale de la détection.
3o Dans les systèmes connus de ce type, le nombre
de groupes "laplaciens" d'ëlectrodes est
relativement élevé, par exemple de 16 ou davantage,
voire même de 64, et les groupes voisins ont des
électrodes en commun pour réduire le nombre total

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d'électrodes et l'encombrement. Les signaux captés
par les électrodes sont préamplifiés, appliqués à un
filtre passe-bande, puis amplifiés et numérisés pour
être enregistrés dans un système de traitement de
l'information équipé d'un logiciel réalisant un
filtrage passe-haut, un filtrage spatial du type
indiqué ci-dessus et une évaluation des signaux
résultants. I1 a également été proposé d'utiliser
dans ces systèmes des groupes plus importants
d'électrodes, comprenant par exemple 9 êlectrodes
agencées en une matrice carrée, pour réaliser un
filtrage spatial isotropique plus performant au
niveau de la résolution spatiale de la détection.
Dans ces systèmes, le grand nombre
d'électrodes (32 dans certains systèmes, 128 dans
d'autres) est, d'une part, un avantage car il permet
de poser l'ensemble des électrodes sur une zone
musculaire sans rechercher une grande précision, et
de sélectionner ensuite, par examen des signaux
2o filtrés spatialement, les groupes d'électrodes les
mieux placés par rapport aux unités motrices
examinëes. Ce grand nombre d'électrodes est d'autre
part un inconvénient en raison de la surface occupée
par l'ensemble des électrodes et du nombre important
d'amplificateurs et de filtres passe-haut ou passe-
bande associés aux électrodes. En outre, le
traitement informatique des signaux des électrodes
ne permet pas de disposer en temps réel de signaux
directement exploitables et, de façon générale,
l'ensemble des moyens d'acquisition et de traitement
des signaux est complexe et ne peut être utilisé que
par des spécialistes confirmés. Une autre
conséquence de cette complexité est que, si ces
systèmes présentent un intérêt certain en tant

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qu'appareils de laboratoire ou outils de recherche,
ils ne sont pas du tout adaptés à un usage de
routine en milieu hospitalier.
L'invention a notamment pour but de pallier
cet inconvénient en proposant un systëme non invasif
de mesures électromyographiques, gui permet de
disposer d'informations d'une qualité comparable à
celle que l'on peut obtenir avec les systèmes
multiélectrodes précités, et qui est suffisamment
simple et compact pour être portable et utilisable
par du personnel médical peu spécialisé mais bien
entendu formé à cette technique, par exemple en
milieu hospitalier pour le suivi de pathologies ou
des effets d'un traitement thérapeutique.
Le dispositif de mesures électromyographiques
à ëlectrodes superficielles selon l'invention,
comprend au moins un groupe d'électrodes et des
moyens de filtrage spectral et d'amplification à
sommation pondérée réalisant un filtrage spatial des
2o signaux transmis par les électrodes, et est
caractérisé en ce que les moyens précités de
filtrage spectral et d'amplification à sommation
pondérée sont constitués par des circuits montês
avec les électrodes dans un boîtier dont une face
portant les électrodes forme une face de détection,
le dispositif comprenant également des moyens de
connexion de ce boîtier à des moyens d'alimentation,
des moyens d'amplification et des moyens de
traitement de données.
Le dispositif selon l'invention permet
d'obtenir en temps réel, en sortie du boîtier
précité, des signaux qui ont été filtrés
spatialement sur site et qui sont directement
exploitables, par exemple par visualisation sur un

t
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écran cathodique, au contraire des systèmes
muîtiélectrodes connus dans lesquels les signaux
filtrés spatialement ne sont disponibles qu'en temps
différé en sortie des moyens de traitement
informatique.
Ce dispositif , peut comprendre, selon les
applications auxquelles il est destiné, un seul
groupe d'électrodes, ou deux ou trois groupes
d'électrodes, ou davantage, chaque groupe étant
associê à des circuits de filtrage spectral et de
filtrage spatial contenus dans le boîtier précité.
I1 est préférable, dans la plupart des cas,
que le nombre d.e groupes d'électrodes reste peu
êlevé, de façon que les dimensions du boîtier
contenant les électrodes et les circuits associés de
filtrage spectral et de filtrage spatial restent
aussi faibles que possible pour que la face de
détection de ce boîtier puisse être appliquée sur
une zone musculaire de surface réduite, ne
comprenant pas de régions tendineuses et
d'innervation susceptibles de perturber la détection
et la mesure.
Les autres éléments du dispositif (circuit
d'alimentation, écran de visualisation, système de
traitement de données) peuvent être intégrés dans un
autre boîtier ayant des dimensions suffisamment
réduites pour être aisément transportable.
Éventuellement, le système de traitement de données
peut être un micro-ordinateur portable indépendant
et connectable â un boîtier contenant les circuits
d'alimentation et un oscilloscope ou autre moyen
analogue de visualisation des signaux filtrés
spatialement.

r >
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s
Dans le dispositif selon l'invention, les
dimensions des électrodes et les distances entre
électrodes sont avantageusement déterminées en
fonction des caractéristiques du muscle sur lequel
elles seront appliquées, les diamètres des
électrodes variant entre 1 et 4 mm environ, la
distance entre électrodes étant de préférence
sensibïement égale à 2,5 fois le diamètre d'une
électrode.
l0 Les extrêmités des électrodes destinées à être
appliquées sur la peau sont de préférence en dents
de scie, pour amêliorer la qualité du contact avec
la peau et donc la qualité des signaux transmis par
les électrodes.
Selon une autre caractéristique de
l'invention, les signaux filtrés spatialement sont
eux-mêmes soumis à une amplification différentielle
supplémentaire, permettant d'améliorer la qualité
des signaux résultants, soit en vérifiant que le
20 mode commun a été complètement éliminé, soit en~
éliminant plus complètement le mode commun prêsent
dans les signaux transmis par les électrodes et dû à
la présence d'activités non propagées dans la zone
examinée.
25 Selon une autre caractéristique de
l' invention, des moyens sont prévus pour valider la
localisation des électrodes par rapport à une zone
musculaire sous-jacente, ces moyens de validation
comprenant des moyens d'analyse spectrale en temps
3o réel des signaux filtrés spatialement, permettant de
déterminer les fréquences médianes ou les fréquences
moyennes de ces signaux et de les comparer entre
elles pour valider une mesure quand la fréquence
médiane ou la fréquence moyenne du signal d'un

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s
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9
groupe central d'électrodes est inférieure ou
sensiblement égale aux frëquences mêdianes ou aux
frêquences moyennes respectivement des signaux âes
groupes voisins.
Grâce à ces caractéristiques, le dispositif
selon l'invention est particulièrement bien adapté
au suivi clinique des pathologies neuromusculaires.
I1 s'applique également à tout domaine de suivi
musculaire dans lequel on utilise au moins une
électrode de surface, par exemple en biomécanique,
en physiologie et en médecine sportive.
De façon générale, l'invention permet le suivi
clinique de la fonction neuromusculaire en rëponse à
des sollicitations à court ou moyen terme dont le
1> systëme musculaire peut être l'objet, par exemple
fatigue, traitement, rééducation, hypokinésie.
D'autres caractéristiques et avantages de
l'invention apparaîtront à la lecture de la
description qui suit faite en référence aux dessins
2o annexés dans lesquels .
- les figures la et lb représentent
respectivement la configuration de la face de
détection d'un boîtier et la forme des électrodes du
dispositif selon l'invention dans un exemple de
25 réalisation à trois groupes d'électrodes ;
- la figure 2 représente une variante de
rêalisation d'une électrode,
- la figure 3 représente schématiquement une
carte de circuits électroniques du boîtier de
3o détection,
- la figure 4 représente schématiquement la
chaîne de traitement des signaux captés,

r
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- la figure 5 représente une visualisation de
potentiels d'action musculaires obtenue â l'aide du
dispositif selon l'invention.
Dans un exemple non limitatif de réalisation de
l'invention, un ensemble d'électrodes et de circuits
associés de filtrage spectral et de filtrage spatial
est contenu dans un boîtier 1 de faibles dimensions
dont une face comporte une plaque 2 de matière
électriquement isolante sur laquelle apparaissent des
1o extrémités des électrodes E destinées à être
appliquées sur la peau d'un patient au niveau d'une
zone musculaire à étudier.
Les électrodes E sont ici au nombre de onze et
sont disposées dans une configuration matricielle en
trois rangées comprenant respectivement trois, cinq
et trois électrodes pour former trois groupes L1, L2
et L3, chaque groupe comprenant une électrode
centrale E1, E2, E3 respectivement et quatre
électrodes situées à égale distance de l'électrode
centrale, ces quatre électrodes êtant alignées deux à
deux avec l'électrode centrale dans des directions
perpendiculaires, l'ensemble formant une croix. Le
groupe central d'êlectrodes L2 a deux électrodes en
commun, respectivement (E2, E1), et (E2, E3), avec
chacun des deux autres groupes L1 et L3.
Une électrode E est représentée schématiquement
en perspective en figure lb, et comprend un tube
cylindrique 3 relié à un disque support, 4 à une
extrémité, ce disque 4 étant l'extrêmité de détection
3o et apparaissant sur la face de détection 2 du boîtier
1. L'électrode E peut être réalisée en une matière
électroconductrice quelconque et par exemple en
cuivre doré ou dans un alliage or-argent-cuivre dans
les proportions respectives suivantes . 75 %, 20 % et

s
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II
%. L'or présente une excellente résistance aux
agents externes (acidité, sueur, ...) et une
excellente innocuité par rapport à la peau et est
rigidifié par l'addition d'argent ou de tout autre
métal électroconducteur ayant les propriétés
mécaniques voulues. Le cuivre facilite la
transmission électrique avec le circuit électronique
représenté schématiquement en figure 3.
Le tube cylindrique 3 de l'électrode peut avoir
un diamètre de 2 millimètres et la tête 4 un diamètre
de 4 millimètres, le tube venant s'insérer
directement dans le circuit électronique. De façon
générale et en fonction du type de muscle à étudier,
le diamètre des têtes d'êlectrode peut varier entre
environ 1 et 4 millimètres, la distance entre
électrodes êtant comprise entre 2,5 et 10 millimètres
environ et étant de préférence sensiblement égale à
2,5 fois le diamètre de l'électrode.
Dans l'exemple de réalisation de la figure 1a,
les têtes des électrodes E ont un diamètre de 2
millimètres, la distance entre électrodes est de 5
millimètres, les dimensions de la surface de
détection 2 sont de 3 cm x 2 cm, et les dimensions
extérieures du boîtier 1 sont de 5 cm x 4 cm x 2 cm
environ.
Dans la variante représentée en figure 2, la
tête 4 de l'ëlectrode E a une face d'application sur
la peau qui n'est pas plane, mais en "dents, de scie",
pour améliorer la qualité du contact entre
l'électrode et la peau.
Dans le boîtier 1, les électrodes E sont portées
par une plaque de circuit imprimé R1, par exemple en
fibres de verre - époxy venant se connecter à un
circuit d'amplification vl, la plaque R1 et le

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circuit V1 étant représentés côte à côte en figure 3.
Au moyen de ce circuit imprimé, chaque électrode E
est connectée à des moyens d'amplification 5 via un
connecteur K et un filtre passe-haut 6 constitué de
façon classique par un circuit du type RC. Un
filtrage à 6 Hz est prévu, pour s'affranchir des
effets de polarisation des électrodes.
Alternativement, notamment lorsqu'on s'intéresse
uniquement à la propagation du signal, on peut
utiliser un filtrage à 70-80 Hz environ pour
minimiser les effets du réseau de distribution
électrique (à une fréquence de 50 Hz en Europe et de
60 Hz aux Etats-Unis d'Amérique)et aussi pour
éliminer tout artefact de mouvement.
Les moyens d'amplification 5 comprennent, pour
l'ensemble des électrodes E, trois amplificateurs
opérationnels 7 à haute impédance d'entrée, chaque
amplificateur opérationnel 7 étant associé à un
groupe L1, L2 ou L3 respectivement d'électrodes de
telle sorte que les signaux transmis par les
électrodes de ce groupe soient amplifiés avec un
facteur de pondération qui est égal à + 4 (ou - 4)
pour l'électrode centrale et - 1 (ou + 1) pour
chacune des quatre électrodes périphériques. Ces
circuits sont réalisés en technologie CMOS-CMS ou
gravés sous forme d'ASIC et les amplificateurs
opérationnels 7 ont un gain linéaire égal â 100 et un
taux de réfection en mode commun proche de 100 dB.
L'amplification sur site des signaux transmis
par les électrodes permet d'augmenter le rapport
signal/bruit, les signaux captés ayant un niveau
faible, typiquement de l'ordre de 50 ~V à 1 mv.
Le boS_tier 1 contenant les êlectrodes et les
circuits précités comporte trois voies de sortie dont

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chacune transmet le signal de sortie d'un
amplificateur opérationnel 7, deux voies d'entrée
pour l'alimentation de ces amplificateurs et une voie
reliée à un conducteur électrique de référence.
Un blindage amagnétique du boîtier est obtenu au
moyen d'un revêtement des faces internes du boîtier
par une feuille de cuivre ou analogue, raccordée au
conducteur électrique de référence.
Comme représenté schématiquement en figure 4, le
boîtier de détection 1 est connecté à un boîtier 9
d'alimentation électrique qui transmet de plus les
signaux de sortie du boîtier 1 à un étage
amplificateur isolé 10 dont la sortie est reliée à un
oscilloscope 11 ou autre moyen analogue de
visualisation des signaux, et â un dispositif 12
d'acquisition et de traitement de données numériques.
Les liaisons sont réalisées au moyen de câbles
blindés du type BNC. Typiquement, le dispositif 12
peut être un micro-ordinateur du type PC ou analogue
2o avec un écran vidéo pour la visualisation des
signaux.
Le dispositif selon l'invention est utilisé de
la façon suivante .
La face de détection du boîtier 1 est appliquée
directement sur la peau, sans addition de gel de
contact, au niveau d'une zone musculaire à examiner.
Après mise sous tension du dispositif, les signaux
filtrés spatialement des trois groupes d'électrodes
sont visualisés sur l'écran de l'oscilloscope 11. Une
visualisation de ces trois signaux S1, S2 et S3 est
représentée en figure 5 dans le cas d'un effort
isométrique du biceps et montre la propagation d'un
potentiel d'action musculaire (rnesurê en mV) dans le
temps (mesuré en millisecondes) correspondant à un

i
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pic sur les courbes C1, C2 et C3 , ce pic passant de
la position. P1 sur la courbe C1 (correspondant au
signal S1 du groupe d'électrodes L1)~, aux positions
P2 puis P3 sur les courbes C2 et C3 correspondant aux
signaux S2 et S3 des groupes d'électrodes L2 et L3
respectivement. De ce déplacement et de sa durée, on
peut déduire une première valeur de la vitesse de
. propagation d'un potentiel d'action musculaire.
Un enregistrement des signaux pendant une durée
lo de quelques secondes permet d'obtenir une
dïstribution des vitesses de propagation des
potentiels d'action musculaires dêtectables mis en
jeu au cours de l'effort. En étude de fatigabilité,
l'enregistrement se prolonge sur une durée
15 nécessairement plus importante.
Comme les résultats obtenus dépendent beaucoup
de la localisation et de l'orientation des groupes
d'électrodes par rapport aux fibres musculaires,
l'invention a prévu un certain nombre de moyens
2o permettant de vérifier cette localisation et cette
orientation.
Dans un premier temps, la visualisation en temps
rêel des signaux sur l'écran de l'oscilloscope permet
de vérifier une' localisation approximative et
25 l'orientation des groupes d'électrodes sur les fibres
musculaires. Pour cela, on vérifie la direction de
propagation des potentiels d'action (validation de la
localisation des électrodes par rapport aux jonctions
neuromusculaires) et l'amplitude des potentiels
3o d'action (validation de l'alignement des électrodes
selon les fibres musculaires).
Dans un deuxième temps, une analyse
fréquentielle des signaux filtrés spatialement permet
de valider la localisation des électrodes, pour

r
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accepter ou rejeter les mesures faites avec ces
électrodes.
On a en effet constatê que les calculs des
vitesses de propagation des potentiels d'action
5 donnent souvent des valeurs trop élevées, ce qui peut
résulter d'une part de la présence d'un mode commun
sur l'ensemble des êlectrodes utilisêes, ce mode
commun étant dû lui-même à la présence d'activités
non propagées, et d'autre part des propriétés non
10 homogènes et anisotropiques des muscles et des tissus
situés entre les muscles et la surface de détection.
L'analyse des variations d'un certain nombre de
paramètres de l'électromyographie de surface en
fonction de la localisation des électrodes, a montré
15 que l'on pouvait définir une localisation pour
laquelle on obtient des valeurs minimales des
estimations des vitesses de propagation (valeurs
minimales moyennes pour toutes les conditions de
contraction).
Pour déterminer cette localisation particulière-,
on utilise le fait que les fréquences moyennes ou
médianes des signaux transmis par les électrodes ou
celles des signaux filtrës spatialement varient en
fonction de la localisation des êlectrodes, dans le
2~ même sens que les estimations des vitesses de
propagation (la fréquence moyenne du signal étant la
moyenne statistique de la densité spectrale de
puissance du signal, sa fréquence médiane étant celle
qui partage la surface du spectre en deux parties
égales ) .
Le procédé de validation de la localisation des
électrodes consiste donc, selon l'invention, à
déterminer les fréquences moyennes ou médianes des
signaux filtrés spatialement des trois groupes

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d'électrodes, à les comparer entre elles et à valider
la localisation quand la fréquence moyenne ou mêdiane
du signal du groupe central est inférieure ou égale
aux fréquences moyennes ou mëdianes des signaux des
deux autres groupes d'électrodes. Les fréquences
moyennes des signaux peuvent être calculées à partir
des transformées de Fourier de ces signaux. Un
programme simple d'analyse spectrale en temps réel
permet de valider ou de rejeter, par comparaison
lo entre trois valeurs de fréquence, une mesure
effectuée au moyen du dispositif selon l'invention.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux
exemples de réalisation qui ont été décrits et
représentés. I1 est notamment possible de mettre en
1. ouvre plus de trois groupes d'électrodes dans le
dispositif selon l'invention, ou bien un seul groupe
d'électrodes pour la détection de l'activité
musculaire, ou deux groupes d'électrodes pour la
détermination de la propagation des potentiels
20 d'action musculaire.
I1 est également possible d'effectuer une
nouvelle différentiation sur les signaux filtrés
spatialement, obtenus en sortie du boîtier de
détection. Cette nouvelle différentiation permet
25 d'améliorer la qualité des signaux obtenus, grâce â
une élimination plus poussée du mode commun et une
comparaison aux signaux obtenus précédemment.
Par ailleurs, les groupes d'ëlectrodes peuvent
être complétês pour comprendre chacun neuf électrodes
3o à disposition matricielle carrée (analogue à celle
que l'on peut voir en figure la en ce qui concerne
l'électrode centrale E2, entourée de huit autres
électrodes). Les coefficients de pondération des
signaux des électrodes peuvent alors être de - 12 (ou

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+ 12) pour une électrode centrale, de + 2 (ou - 2)
pour les quatre électroâes les plus proches de
l'électrode centrale, et de + 1 (ou - 1) pour les
quatre autres électrodes (comme décrit dans l'article
s publié dans "IEEE Transactions and Biomedical
Engineering", Vol. 44, n° 7, July 1997, par C.
Disselhorst-Klug, J. Silny et G. Rau).
L'invention peut aussi être utilisée dans un
tunnel de type RMN (Résonance Magnétique Nucléaire)
l0 afin de quantifier les paramètres de
l'électromyographie . la variation des paramètres
électromyographiques, vitesse de propagation ou
analyse spectrale du potentiel d'action musculaire,
est alors corrélée à la cinétique de paramètres
15 métaboliques, tels que la concentration en ions
hydrogène ou en ions liês au phosphate (adénosine di
ou tri-phosphate, phosphate inorganique,
phosphocréatine, ... ), fournis par la spectroscopie
RMN. I1 est ainsi possible d'étudier l'influence des
20 paramètres du métabolisme sur les paramètres
électromyographiques, et d'en déduire des
corrélations avec des mesures physiologiques relevant
de certaines pathologies, par exemple lors de la
fatigue musculaire.
25 Hormis les applications de l'invention dans le
domaine clinique, ce système de mesure peut être
utilisé à la place de tout système d'électrodes de
surface, qu'elles soient flottantes ou sèches,
notamment dans les domaines de la biomécanique et de
30 l'ergonomie, les dimensions des électrodes et le
nombre de signaux laplaciens mesurés étant alors
adaptés en fonction de l'utilisation souhaitée, en
mettant en oeuvre de façon générale de un à trois
groupes d'électrodes.

Representative Drawing
A single figure which represents the drawing illustrating the invention.
Administrative Status

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Event History

Description Date
Time Limit for Reversal Expired 2005-12-22
Application Not Reinstated by Deadline 2005-12-22
Deemed Abandoned - Failure to Respond to Maintenance Fee Notice 2004-12-22
Letter Sent 2003-12-22
Request for Examination Received 2003-12-11
Request for Examination Requirements Determined Compliant 2003-12-11
All Requirements for Examination Determined Compliant 2003-12-11
Letter Sent 2000-09-27
Inactive: Cover page published 2000-08-24
Inactive: Single transfer 2000-08-21
Inactive: First IPC assigned 2000-08-20
Inactive: Courtesy letter - Evidence 2000-08-15
Inactive: Notice - National entry - No RFE 2000-08-10
Application Received - PCT 2000-08-07
Application Published (Open to Public Inspection) 1999-07-01

Abandonment History

Abandonment Date Reason Reinstatement Date
2004-12-22

Maintenance Fee

The last payment was received on 2003-11-18

Note : If the full payment has not been received on or before the date indicated, a further fee may be required which may be one of the following

  • the reinstatement fee;
  • the late payment fee; or
  • additional fee to reverse deemed expiry.

Patent fees are adjusted on the 1st of January every year. The amounts above are the current amounts if received by December 31 of the current year.
Please refer to the CIPO Patent Fees web page to see all current fee amounts.

Fee History

Fee Type Anniversary Year Due Date Paid Date
Registration of a document 2000-06-07
MF (application, 2nd anniv.) - standard 02 2000-12-22 2000-06-07
Basic national fee - standard 2000-06-07
MF (application, 3rd anniv.) - standard 03 2001-12-24 2001-11-21
MF (application, 4th anniv.) - standard 04 2002-12-23 2002-11-18
MF (application, 5th anniv.) - standard 05 2003-12-22 2003-11-18
Request for examination - standard 2003-12-11
Owners on Record

Note: Records showing the ownership history in alphabetical order.

Current Owners on Record
ASSOCIATION FRANCAISE CONTRE LES MYOPATHIES
Past Owners on Record
JACQUES DUCHENE
JEAN-YVES HOGREL
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Document
Description 
Date
(yyyy-mm-dd) 
Number of pages   Size of Image (KB) 
Representative drawing 2000-08-23 1 10
Abstract 2000-06-06 1 68
Description 2000-06-06 17 770
Drawings 2000-06-06 2 39
Claims 2000-06-06 3 92
Cover Page 2000-08-23 1 52
Notice of National Entry 2000-08-09 1 192
Courtesy - Certificate of registration (related document(s)) 2000-09-26 1 120
Reminder - Request for Examination 2003-08-24 1 113
Acknowledgement of Request for Examination 2003-12-21 1 188
Courtesy - Abandonment Letter (Maintenance Fee) 2005-02-15 1 174
Correspondence 2000-08-09 1 17
PCT 2000-06-06 14 501
Fees 2002-11-17 1 56
Fees 2001-11-20 1 51