CA2228717C - Dispositif de soulagement des douleurs par application d'impulsions electriques - Google Patents
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- A61N1/36021—External stimulators, e.g. with patch electrodes for treatment of pain
Abstract
Dispositif portatif de soulagement des douleurs et con-tractures et de régénérescence cutanée comprenant une tête d'application d'impulsions de courant électrique (10) sur la peau d'un utilisateur et une poignée (16) tenue dans la main de l'utilisateur. La tête a la forme d'une portion de cylindre dont la directrice est de forme convexe et comprend au moins une électrode (22, 24) se trouvant à sa surface extérieure ou à une distance constante de cette surface extérieure et dont au moins une portion se trouve située sur chaque génératrice de la portion de cylindre susceptible d'être en contact avec la peau de l'utilisateur. Ainsi, la tête est toujours en contact avec la peau de l'utilisateur par une des génératrices de la portion de cylindre comportant une portion d'électrode quelle que soit l'inclinaison de la tête par rapport à la peau de l'utilisateur.
Description
Dispositif de soulagement des douleurs par application d'impulsions électriques Domaine technique La présente invention concerne de façon générale les dispositifs permettant de soulager les douleurs au moyen d'impulsions électriques appliquées sur la peau de l'utilisateur, et en particulier un dispositif de ce type présentant une grande efficacité et sans gêne pour l'utilisateur quelle que soit la position du dispositif par rapport à la peau.
Etat de la technique On connaît déjà des dispositifs de soulagement des douleurs par application d'impulsions électriques, dans lesquels le courant électrique est produit par une décharge d'origine piézo-électrique. La demande de brevet EP-0214136 au nom de Dervieux, publiée le 18.03.87, décrit un appareil de soulagement des douleurs par des étincelles d'origine piézo-électrique. La tête d'application est constituée par une électrode bipolaire, avec soit un pôle au contact direct de la peau et l'autre pôle à une certaine distance de la peau, soit les deux pôles à une certaine distance de la peau. Lors de la compression du cristal piézo-électrique, une décharge d'électrons chauds d'électricité statique se produit pour aller frapper la peau, avec des effets bénéfiques.
Selon un autre type d'appareils, les décharges électriques ne sont pas produites par des éléments piézo-électriques, mais par un générateur du type à relaxation .
La demande de brevet FR-2624748 publiée le 23.06.89 au nom de Kogan, décrit un tel type d'appareil, selon lequel les décharges électriques qui s'appliquent sur la peau de l'utilisateur, sont produites par un générateur de type R.C. .
Etat de la technique On connaît déjà des dispositifs de soulagement des douleurs par application d'impulsions électriques, dans lesquels le courant électrique est produit par une décharge d'origine piézo-électrique. La demande de brevet EP-0214136 au nom de Dervieux, publiée le 18.03.87, décrit un appareil de soulagement des douleurs par des étincelles d'origine piézo-électrique. La tête d'application est constituée par une électrode bipolaire, avec soit un pôle au contact direct de la peau et l'autre pôle à une certaine distance de la peau, soit les deux pôles à une certaine distance de la peau. Lors de la compression du cristal piézo-électrique, une décharge d'électrons chauds d'électricité statique se produit pour aller frapper la peau, avec des effets bénéfiques.
Selon un autre type d'appareils, les décharges électriques ne sont pas produites par des éléments piézo-électriques, mais par un générateur du type à relaxation .
La demande de brevet FR-2624748 publiée le 23.06.89 au nom de Kogan, décrit un tel type d'appareil, selon lequel les décharges électriques qui s'appliquent sur la peau de l'utilisateur, sont produites par un générateur de type R.C. .
2 D'autres dispositifs du même type, également basés sur la production d'impulsions électriques appliquées sur la peau de l'utilisateur, sont décrits dans les brevets FR-A-2.621.827, EP-A-0.603.451 et EP-A-0.387.176.
Tous ces dispositifs comportent une tête qui doit être maintenue en contact avec la peau lors de l'application d'impulsions électriques. Mais la surface de la peau n'étant pas plate, il est très difficile pour l'utilisateur de maintenir en permanence la tête en contact avec la peau. La moindre inclinaison de la tête augmente la distance séparant les électrodes de la peau, fait augmenter la tension et l'intensité des impulsions, surtout lorsque la peau est mouillée ou dans une atmosphère humide. Ainsi, un dixième de millimètre d'écartement entraîne une augmentation de 100 volts, un millimètre une augmentation de 1000 volts. Cette tension est doublée si les deux pôles de l'électrode bipolaire sont en retrait de la tête d'application. Enfin, ces dispositifs donnent des décharges intempestives, en particulier en approchant et en retirant l'appareil.
Les électrodes utilisées dans les dispositifs décrits dans les documents cités ci-dessus ont généralement une surface d'application complexe avec de nombreuses excavations favorisant l'accumulation de diverses salissures dangereuses sur le plan hygiénique et risquant d'amener des infections. De plus, il est difficile d'y coller une protection hygiénique renouvelable.
Le dispositif décrit dans le brevet américain 4,175,551 remédie partiellement à ces inconvénients puisque ce dispositif comprend une tête d'application d'impulsions de courant électrique sur la peau d'un utilisateur et une poignée tenue dans la main de l'utilisateur, la tête ayant la forme d'une portion de cylindre dont la directrice est de forme convexe et comprenant au moins une électrode qui se trouve sur la surface extérieure du cylindre, et la tête étant toujours en contact avec la peau de l'utilisateur quelle que soit son inclinaison.
Enfin, de façon à utiliser l'appareil sur des peaux humides,
Tous ces dispositifs comportent une tête qui doit être maintenue en contact avec la peau lors de l'application d'impulsions électriques. Mais la surface de la peau n'étant pas plate, il est très difficile pour l'utilisateur de maintenir en permanence la tête en contact avec la peau. La moindre inclinaison de la tête augmente la distance séparant les électrodes de la peau, fait augmenter la tension et l'intensité des impulsions, surtout lorsque la peau est mouillée ou dans une atmosphère humide. Ainsi, un dixième de millimètre d'écartement entraîne une augmentation de 100 volts, un millimètre une augmentation de 1000 volts. Cette tension est doublée si les deux pôles de l'électrode bipolaire sont en retrait de la tête d'application. Enfin, ces dispositifs donnent des décharges intempestives, en particulier en approchant et en retirant l'appareil.
Les électrodes utilisées dans les dispositifs décrits dans les documents cités ci-dessus ont généralement une surface d'application complexe avec de nombreuses excavations favorisant l'accumulation de diverses salissures dangereuses sur le plan hygiénique et risquant d'amener des infections. De plus, il est difficile d'y coller une protection hygiénique renouvelable.
Le dispositif décrit dans le brevet américain 4,175,551 remédie partiellement à ces inconvénients puisque ce dispositif comprend une tête d'application d'impulsions de courant électrique sur la peau d'un utilisateur et une poignée tenue dans la main de l'utilisateur, la tête ayant la forme d'une portion de cylindre dont la directrice est de forme convexe et comprenant au moins une électrode qui se trouve sur la surface extérieure du cylindre, et la tête étant toujours en contact avec la peau de l'utilisateur quelle que soit son inclinaison.
Enfin, de façon à utiliser l'appareil sur des peaux humides,
3 une des électrodes doit être mise directement en contact avec la peau et l'autre à une distance suffisante d'environ un millimètre (soit une tension d'environ 1000 volts) pour qu'elle ne touche pas la peau sinon cela annulerait son efficacité ; il y a donc là une limite inférieure élevée du voltage d'utilisation de ce type d'appareil.
Tout ceci concourt à une utilisation douloureuse et imprévisible de ces appareils, en particulier en raison de l'augmentation de l'intensité selon l'inclinaison de leur tête plate par rapport à la peau, de la présence de décharge intempestives, de la mauvaise répartition des décharges et donc de son efficacité, entraînant chez l'utilisateur des réactions de crainte et le plus souvent de rejet.
Exposé de l'invention C'est pourquoi le but de l'invention est de fournir un dispositif de soulagement par impulsions électriques ne présentant pas les inconvénients ci-dessus quelle que soit sa position d'utilisation.
Un autre but de l'invention est de fournir un dispositif de soulagement par application d'impulsions électriques de tension constante sur la peau, que la peau soit sèche ou humide et quel que soit l'angle d'inclinaison de la tête d'application par rapport à la peau.
L'invention vise donc un dispositif portatif de soulagement des douleurs et contractures et de régénérescence cutanée comprenant une tête d'application d'impulsions de courant électrique sur la peau d'un utilisateur et d'une poignée tenue dans la main de l'utilisateur, ladite tête ayant la forme d'une portion de cylindre dont la directrice est de forme convexe et comprend des électrodes pour la génération des impulsions de courant électrique et se trouvant à la surface extérieure dudit cylindre ou à une distance constante de cette surface extérieure et dont au moins une portion se trouve située sur chaque génératrice dudit cylindre susceptible d'être en contact avec la peau de l'utilisateur, ladite tête étant
Tout ceci concourt à une utilisation douloureuse et imprévisible de ces appareils, en particulier en raison de l'augmentation de l'intensité selon l'inclinaison de leur tête plate par rapport à la peau, de la présence de décharge intempestives, de la mauvaise répartition des décharges et donc de son efficacité, entraînant chez l'utilisateur des réactions de crainte et le plus souvent de rejet.
Exposé de l'invention C'est pourquoi le but de l'invention est de fournir un dispositif de soulagement par impulsions électriques ne présentant pas les inconvénients ci-dessus quelle que soit sa position d'utilisation.
Un autre but de l'invention est de fournir un dispositif de soulagement par application d'impulsions électriques de tension constante sur la peau, que la peau soit sèche ou humide et quel que soit l'angle d'inclinaison de la tête d'application par rapport à la peau.
L'invention vise donc un dispositif portatif de soulagement des douleurs et contractures et de régénérescence cutanée comprenant une tête d'application d'impulsions de courant électrique sur la peau d'un utilisateur et d'une poignée tenue dans la main de l'utilisateur, ladite tête ayant la forme d'une portion de cylindre dont la directrice est de forme convexe et comprend des électrodes pour la génération des impulsions de courant électrique et se trouvant à la surface extérieure dudit cylindre ou à une distance constante de cette surface extérieure et dont au moins une portion se trouve située sur chaque génératrice dudit cylindre susceptible d'être en contact avec la peau de l'utilisateur, ladite tête étant
4 toujours en contact avec la peau de l'utilisateur par une des génératrices de ladite portion de cylindre comportant ladite portion d'électrodes quelle que soit l'inclinaison de ladite tête par rapport à la peau de l'utilisateur ; ledit dispositif étant caractérisé en ce que lesdites électrodes comprennent un premier ensemble d'électrodes parallèles formant un peigne connecté à une même borne de polarité donnée à un instant donné
et un second ensemble d'électrodes parallèles formant un peigne connecté à une même borne de polarité opposée au même instant donné, les électrodes dudit second ensemble étant alternées avec les électrodes dudit premier ensemble et les électrodes des deux ensembles étant perpendiculaires aux génératrices de ladite tête en forme de portion de cylindre de sorte qu'une portion de chacune des électrodes est toujours en contact ou à
une distance constante de la peau le long de la génératrice de ladite portion de cylindre en contact avec la peau quelle que soit l'inclinaison de ladite tête par rapport à la peau de l'utilisateur. Les électrodes comprennent un premier ensemble d'électrodes parallèles formant un peigne connecté à une même borne de polarité donnée à un instant donné, et un second ensemble d'électrodes parallèles formant un peigne connecté à
une même borne de polarité opposée au même instant donné, les électrodes du second ensemble étant alternées avec les électrodes du premier ensemble et les électrodes des deux ensembles étant perpendiculaires aux génératrices de la tête en forme de portion de cylindre de sorte qu'une portion de chacune des électrodes est toujours en contact ou à une distance constante de la peau le long de la génératrice de la portion de cylindre en contact avec la peau quelle que soit l'inclinaison de la tête par rapport à la peau de l'utilisateur Selon une caractéristique de l'invention, la tête d'application des impulsions de courant électrique est recouverte d'une couche d'isolant telle qu'un sparadrap poreux non tissé, d'épaisseur constante, de telle sorte que les électrodes se trouvent séparées de la peau de l'utilisateur par une distance constante, par exemple inférieure à 1 mm, quelle que soit l'inclinaison de la tête par rapport à la peau.
La configuration du dispositif selon l'invention rend possible son utilisation sur toutes les parties cutanées de l'utilisateur malgré des angles d'application qui peuvent varier jusqu'à presque 1800 par rapport à la surface de la peau, ceci sans variation d'intensité et décharge intempestive.
Un tel dispositif présente de nombreux avantages et en particulier il permet, d'une part d'utiliser des tensions minimales, bien inférieures aux tensions des appareils antérieurs qui utilisaient plusieurs milliers de volts tandis que quelques centaines de volts suffisent avec ce type d'appareil ; et d'autre part de limiter et de régulariser électroniquement l'intensité maximum des décharges avant la limite de la douleur et supprimer ainsi les décharges intempestives.
Description brève des figures Les buts, objets et caractéristiques de la présente invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description qui suit faite en référence aux dessins dans lesquels :
la figure 1 représente une vue en perspective d'un mode de réalisation préféré du dispositif selon l'invention, la figure 2 représente une coupe de la tête d'application présentant une inclinaison de 60 par rapport à l'axe de la poignée, la figure 3 montre la face avant d'une tête d'application comportant des électrodes parallèles, de polarité alternée, perpendiculaires à la génératrice de la portion de cylindre, la figure 4 représente schématiquement une vue en perspective de la tête dont la face avant est illustrée sur la figure 3 la figure 5 représente une coupe de la tête selon l'invention en contact avec la peau de l'utilisateur, la figure 6 représente la coupe d'une tête d'application dont les électrodes parallèles sont recouvertes d'une couche d'un matériau isolant, et la figure 7 représente un schéma d'un mode de réalisation préféré du circuit électronique utilisé pour obtenir les impulsions de courant électrique dans le dispositif selon l'invention.
Description détaillée de l'invention Un premier mode de réalisation du dispositif selon l'invention représenté sur la figure 1 est constitué d'une tête d'application des impulsions de courant électrique sur la peau de l'utilisateur, d'un corps 12 de forme allongée et aplatie, comportant un commutateur 14 pour la mise en marche et l'arrêt du dispositif et une poignée 16 tenue par l'utilisateur. Dans le corps 12, une fenêtre 18 laisse apparaître un chiffre indiquant le niveau de tension de l'appareil, par exemple 0, 1, 2, 3, 4, 5; et une diode luminescente 20 indique que le dispositif est allumé.
Comme on le voit sur la figure 2, la tête 10 est inclinée par rapport au corps 12 d'un angle d'environ 60 de façon à
faciliter le positionnement du dispositif sur la peau lorsqu'il est tenu par l'utilisateur. La tête 10 a la forme d'une portion de cylindre dont la directrice est de préférence circulaire mais peut avoir une tout autre forme mais toujours convexe.
Dans un mode de réalisation préféré, la tête comporte des électrodes de polarité opposée alternées, par exemple des électrodes positives 22 (à un instant donné) alternées avec des électrodes négatives 24 (au même instant) comme illustré sur la figure 3. Les électrodes 22 et 24 sont parallèles entre elles, perpendiculaires aux génératrices de la tête cylindrique et séparées par une distance d'environ de 1 à 3 mm.
Les électrodes se présentent en perspective de la manière illustrée sur la figure 4, toutes les électrodes positives 22 à
un instant donné étant connectées à la borne positive 26 et formant ainsi un peigne, et toutes les électrodes négatives 24 au même instant étant connectées à la barre négative 28 et formant également un peigne.
La figure 5 illustre une vue en coupe de la tête, les électrodes 22 (ou 24) étant en contact avec la peau 30 de l'utilisateur. Cette disposition en arc de cercle des électrodes et l'application de la tête cylindrique par une génératrice assure un contact permanent des électrodes sur la peau même si la tête prend une inclinaison importante avec la verticale de la peau et qui peut atteindre presque un angle droit de part et d'autre.
Dans une variante, les électrodes 22 et 24 peuvent être recouvertes d'une couche 32 d'un matériau isolant d'une épaisseur constante tel qu'illustré sur la figure 6. Un tel matériau qui assure hygiène et protection peut être par exemple du sparadrap poreux non tissé. L'épaisseur de la couche de protection ne doit pas dépasser 1 mm si on veut éviter d'avoir à fournir des tensions trop élevées.
Que ce soit lorsque les électrodes sont en contact direct avec la peau ou bien s'en trouvent séparées par un matériau isolant de protection hygiénique d'épaisseur constante ou même un vêtement, le principe fondamental du dispositif qui vient d'être décrit est l'application dans la peau d'impulsions électriques d'une fréquence fixe comprise entre 10 et 150 Hertz et une tension constante inférieure à 2000 volts.
Ces impulsions doivent provoquer des sensations de picotement d'une intensité maximale (variable selon les individus) pour pouvoir être efficaces, sans toutefois arriver au seuil de la douleur. Le mécanisme d'action physiologique de ce type de dispositif est décrit dans le brevet français 84 07087.
La génération des impulsions de courant électrique peut se faire de deux façons. Dans un premier mode, le générateur est de type piézo-électrique et est commandé manuellement. Il peut alors comprendre un éclateur ou condensateur de décharge constitué d'une rupture de continuité de l'isolant du fil électrique haute tension allant à la tête du dispositif, en mettant le fil métallique à nu et à une distance d'un 1/10 de mm à quelques mm de l'étrier métallique de génération constituant l'autre pôle.
La génération des impulsions peut également être produite par un circuit électronique du type de celui décrit sur la figure 7. Dans ce circuit, le transistor 50 est utilisé comme commutateur connectant alternativement une inductance L1 formant un premier enroulement primaire d'un transformateur 52 à une source de tension de 1,5 volts qui peut être une pile se trouvant dans la poignée du dispositif. Le transformateur 52 fournit une tension de réaction induite dans l'inductance L2 formant un second enroulement primaire qui est appliquée à la base du transistor 50. Du fait que la diode D1 du secondaire est polarisée en inverse, le secondaire du transformateur 52 est un circuit ouvert, et par conséquent, la variation d'intensité
dans Ll est pratiquement linéaire pendant la période de conduction du transistor 50. Pendant cette période, le courant collecteur du transistor 50 augmente jusqu'à sa valeur maximale, imposée par le courant de base correspondant à une valeur d'induction inférieure à la saturation. A ce moment, la variation du courant collecteur diminue (c'est à dire que la dérivée di/dt-a0) et la tension induite dans l'enroulement L2 diminue pendant que la résistance équivalente du transistor 50 devient très grande. L'effet étant cumulatif, il y a pratiquement coupure brusque de l'intensité collecteur dans l'enroulement primaire. Il est à noter que les résistances R6, R7, R9 ainsi que la diode D2 sont des éléments classiques pour ce type de circuit et dont le rôle est d'établir des chemins d'écoulement du courant.
Le changement du sens de variation du courant dans le primaire du transformateur 50 provoque une inversion du sens de la tension aux bornes de l'enroulement secondaire. La diode Dl devient conductrice. L'énergie électromagnétique 34.L.I2 emmagasinée pendant la première partie du cycle est reportée au secondaire dans le condensateur C1 qui se charge. Le circuit a ainsi joué le rôle d'un convertisseur de tension continue en tension alternative.
Dans la deuxième partie du circuit de la figure 7, un thyristor 54 a sa gâchette connectée à la borne d'une résistance R8 faisant partie d'un pont diviseur, ce qui modifie la tension à atteindre sur le condensateur C1 pour déclencher le thyristor 54. Lorsque cette tension V est atteinte, le thyristor 54 devient conducteur et la capacité C1 se décharge dans l'enroulement primaire d'un transformateur haute tension 56, ce qui provoque une impulsion dans le secondaire de tension plus ou moins importante suivant le rapport de transformation du transformateur et fournie entre les bornes de sortie 58-1 et 58-2 connectées aux électrodes du dispositif.
Le commutateur 60 à cinq positions plus la position déconnectée 0, permet de connecter la tension +1,5 volts par l'intermédiaire des résistances Rl, R2, R3, R4, et R5 de valeur croissante. La valeur de la résistance connectée détermine le niveau de tension V atteint en un temps variable selon cette valeur, et donc fait varier la fréquence des impulsions fournies entre les bornes 28, en même temps que la tension. On doit noter que, plus la tension de sortie augmente (lorsqu'on passe de Rl à RS) , plus la fréquence des impulsions diminue et réciproquement.
Bien que dans le mode de réalisation ci-dessus, la tension de sortie du dispositif ne puisse prendre que cinq valeurs, il est possible de prévoir un plus grand nombre de résistances et donc de valeurs. Mais il est également possible de remplacer les résistances discrètes par un rhéostat permettent de faire varier la tension de sortie de façon continue.
et un second ensemble d'électrodes parallèles formant un peigne connecté à une même borne de polarité opposée au même instant donné, les électrodes dudit second ensemble étant alternées avec les électrodes dudit premier ensemble et les électrodes des deux ensembles étant perpendiculaires aux génératrices de ladite tête en forme de portion de cylindre de sorte qu'une portion de chacune des électrodes est toujours en contact ou à
une distance constante de la peau le long de la génératrice de ladite portion de cylindre en contact avec la peau quelle que soit l'inclinaison de ladite tête par rapport à la peau de l'utilisateur. Les électrodes comprennent un premier ensemble d'électrodes parallèles formant un peigne connecté à une même borne de polarité donnée à un instant donné, et un second ensemble d'électrodes parallèles formant un peigne connecté à
une même borne de polarité opposée au même instant donné, les électrodes du second ensemble étant alternées avec les électrodes du premier ensemble et les électrodes des deux ensembles étant perpendiculaires aux génératrices de la tête en forme de portion de cylindre de sorte qu'une portion de chacune des électrodes est toujours en contact ou à une distance constante de la peau le long de la génératrice de la portion de cylindre en contact avec la peau quelle que soit l'inclinaison de la tête par rapport à la peau de l'utilisateur Selon une caractéristique de l'invention, la tête d'application des impulsions de courant électrique est recouverte d'une couche d'isolant telle qu'un sparadrap poreux non tissé, d'épaisseur constante, de telle sorte que les électrodes se trouvent séparées de la peau de l'utilisateur par une distance constante, par exemple inférieure à 1 mm, quelle que soit l'inclinaison de la tête par rapport à la peau.
La configuration du dispositif selon l'invention rend possible son utilisation sur toutes les parties cutanées de l'utilisateur malgré des angles d'application qui peuvent varier jusqu'à presque 1800 par rapport à la surface de la peau, ceci sans variation d'intensité et décharge intempestive.
Un tel dispositif présente de nombreux avantages et en particulier il permet, d'une part d'utiliser des tensions minimales, bien inférieures aux tensions des appareils antérieurs qui utilisaient plusieurs milliers de volts tandis que quelques centaines de volts suffisent avec ce type d'appareil ; et d'autre part de limiter et de régulariser électroniquement l'intensité maximum des décharges avant la limite de la douleur et supprimer ainsi les décharges intempestives.
Description brève des figures Les buts, objets et caractéristiques de la présente invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description qui suit faite en référence aux dessins dans lesquels :
la figure 1 représente une vue en perspective d'un mode de réalisation préféré du dispositif selon l'invention, la figure 2 représente une coupe de la tête d'application présentant une inclinaison de 60 par rapport à l'axe de la poignée, la figure 3 montre la face avant d'une tête d'application comportant des électrodes parallèles, de polarité alternée, perpendiculaires à la génératrice de la portion de cylindre, la figure 4 représente schématiquement une vue en perspective de la tête dont la face avant est illustrée sur la figure 3 la figure 5 représente une coupe de la tête selon l'invention en contact avec la peau de l'utilisateur, la figure 6 représente la coupe d'une tête d'application dont les électrodes parallèles sont recouvertes d'une couche d'un matériau isolant, et la figure 7 représente un schéma d'un mode de réalisation préféré du circuit électronique utilisé pour obtenir les impulsions de courant électrique dans le dispositif selon l'invention.
Description détaillée de l'invention Un premier mode de réalisation du dispositif selon l'invention représenté sur la figure 1 est constitué d'une tête d'application des impulsions de courant électrique sur la peau de l'utilisateur, d'un corps 12 de forme allongée et aplatie, comportant un commutateur 14 pour la mise en marche et l'arrêt du dispositif et une poignée 16 tenue par l'utilisateur. Dans le corps 12, une fenêtre 18 laisse apparaître un chiffre indiquant le niveau de tension de l'appareil, par exemple 0, 1, 2, 3, 4, 5; et une diode luminescente 20 indique que le dispositif est allumé.
Comme on le voit sur la figure 2, la tête 10 est inclinée par rapport au corps 12 d'un angle d'environ 60 de façon à
faciliter le positionnement du dispositif sur la peau lorsqu'il est tenu par l'utilisateur. La tête 10 a la forme d'une portion de cylindre dont la directrice est de préférence circulaire mais peut avoir une tout autre forme mais toujours convexe.
Dans un mode de réalisation préféré, la tête comporte des électrodes de polarité opposée alternées, par exemple des électrodes positives 22 (à un instant donné) alternées avec des électrodes négatives 24 (au même instant) comme illustré sur la figure 3. Les électrodes 22 et 24 sont parallèles entre elles, perpendiculaires aux génératrices de la tête cylindrique et séparées par une distance d'environ de 1 à 3 mm.
Les électrodes se présentent en perspective de la manière illustrée sur la figure 4, toutes les électrodes positives 22 à
un instant donné étant connectées à la borne positive 26 et formant ainsi un peigne, et toutes les électrodes négatives 24 au même instant étant connectées à la barre négative 28 et formant également un peigne.
La figure 5 illustre une vue en coupe de la tête, les électrodes 22 (ou 24) étant en contact avec la peau 30 de l'utilisateur. Cette disposition en arc de cercle des électrodes et l'application de la tête cylindrique par une génératrice assure un contact permanent des électrodes sur la peau même si la tête prend une inclinaison importante avec la verticale de la peau et qui peut atteindre presque un angle droit de part et d'autre.
Dans une variante, les électrodes 22 et 24 peuvent être recouvertes d'une couche 32 d'un matériau isolant d'une épaisseur constante tel qu'illustré sur la figure 6. Un tel matériau qui assure hygiène et protection peut être par exemple du sparadrap poreux non tissé. L'épaisseur de la couche de protection ne doit pas dépasser 1 mm si on veut éviter d'avoir à fournir des tensions trop élevées.
Que ce soit lorsque les électrodes sont en contact direct avec la peau ou bien s'en trouvent séparées par un matériau isolant de protection hygiénique d'épaisseur constante ou même un vêtement, le principe fondamental du dispositif qui vient d'être décrit est l'application dans la peau d'impulsions électriques d'une fréquence fixe comprise entre 10 et 150 Hertz et une tension constante inférieure à 2000 volts.
Ces impulsions doivent provoquer des sensations de picotement d'une intensité maximale (variable selon les individus) pour pouvoir être efficaces, sans toutefois arriver au seuil de la douleur. Le mécanisme d'action physiologique de ce type de dispositif est décrit dans le brevet français 84 07087.
La génération des impulsions de courant électrique peut se faire de deux façons. Dans un premier mode, le générateur est de type piézo-électrique et est commandé manuellement. Il peut alors comprendre un éclateur ou condensateur de décharge constitué d'une rupture de continuité de l'isolant du fil électrique haute tension allant à la tête du dispositif, en mettant le fil métallique à nu et à une distance d'un 1/10 de mm à quelques mm de l'étrier métallique de génération constituant l'autre pôle.
La génération des impulsions peut également être produite par un circuit électronique du type de celui décrit sur la figure 7. Dans ce circuit, le transistor 50 est utilisé comme commutateur connectant alternativement une inductance L1 formant un premier enroulement primaire d'un transformateur 52 à une source de tension de 1,5 volts qui peut être une pile se trouvant dans la poignée du dispositif. Le transformateur 52 fournit une tension de réaction induite dans l'inductance L2 formant un second enroulement primaire qui est appliquée à la base du transistor 50. Du fait que la diode D1 du secondaire est polarisée en inverse, le secondaire du transformateur 52 est un circuit ouvert, et par conséquent, la variation d'intensité
dans Ll est pratiquement linéaire pendant la période de conduction du transistor 50. Pendant cette période, le courant collecteur du transistor 50 augmente jusqu'à sa valeur maximale, imposée par le courant de base correspondant à une valeur d'induction inférieure à la saturation. A ce moment, la variation du courant collecteur diminue (c'est à dire que la dérivée di/dt-a0) et la tension induite dans l'enroulement L2 diminue pendant que la résistance équivalente du transistor 50 devient très grande. L'effet étant cumulatif, il y a pratiquement coupure brusque de l'intensité collecteur dans l'enroulement primaire. Il est à noter que les résistances R6, R7, R9 ainsi que la diode D2 sont des éléments classiques pour ce type de circuit et dont le rôle est d'établir des chemins d'écoulement du courant.
Le changement du sens de variation du courant dans le primaire du transformateur 50 provoque une inversion du sens de la tension aux bornes de l'enroulement secondaire. La diode Dl devient conductrice. L'énergie électromagnétique 34.L.I2 emmagasinée pendant la première partie du cycle est reportée au secondaire dans le condensateur C1 qui se charge. Le circuit a ainsi joué le rôle d'un convertisseur de tension continue en tension alternative.
Dans la deuxième partie du circuit de la figure 7, un thyristor 54 a sa gâchette connectée à la borne d'une résistance R8 faisant partie d'un pont diviseur, ce qui modifie la tension à atteindre sur le condensateur C1 pour déclencher le thyristor 54. Lorsque cette tension V est atteinte, le thyristor 54 devient conducteur et la capacité C1 se décharge dans l'enroulement primaire d'un transformateur haute tension 56, ce qui provoque une impulsion dans le secondaire de tension plus ou moins importante suivant le rapport de transformation du transformateur et fournie entre les bornes de sortie 58-1 et 58-2 connectées aux électrodes du dispositif.
Le commutateur 60 à cinq positions plus la position déconnectée 0, permet de connecter la tension +1,5 volts par l'intermédiaire des résistances Rl, R2, R3, R4, et R5 de valeur croissante. La valeur de la résistance connectée détermine le niveau de tension V atteint en un temps variable selon cette valeur, et donc fait varier la fréquence des impulsions fournies entre les bornes 28, en même temps que la tension. On doit noter que, plus la tension de sortie augmente (lorsqu'on passe de Rl à RS) , plus la fréquence des impulsions diminue et réciproquement.
Bien que dans le mode de réalisation ci-dessus, la tension de sortie du dispositif ne puisse prendre que cinq valeurs, il est possible de prévoir un plus grand nombre de résistances et donc de valeurs. Mais il est également possible de remplacer les résistances discrètes par un rhéostat permettent de faire varier la tension de sortie de façon continue.
Claims (5)
1. Dispositif portatif de soulagement des douleurs et contractures et de régénérescence cutanée comprenant une tête d'application d'impulsions de courant électrique (10) sur la peau d'un utilisateur et d'une poignée (16) tenue dans la main de l'utilisateur, ladite tête ayant la forme d'une portion de cylindre dont la directrice est de forme convexe et comprend des électrodes (22, 24) pour la génération des impulsions de courant électrique et se trouvant à la surface extérieure dudit cylindre ou à une distance constante de cette surface extérieure et dont au moins une portion se trouve située sur chaque génératrice dudit cylindre susceptible d'être en contact avec la peau de l'utilisateur, ladite tête étant toujours en contact avec la peau de l'utilisateur par une des génératrices de ladite portion de cylindre comportant ladite portion d'électrodes quelle que soit l'inclinaison de ladite tête par rapport à la peau de l'utilisateur ; ledit dispositif étant caractérisé en ce que lesdites électrodes comprennent un premier ensemble d'électrodes (22) parallèles formant un peigne connecté à une même borne (26) de polarité donnée à un instant donné et un second ensemble d'électrodes (24) parallèles formant un peigne connecté à une même borne (28) de polarité
opposée au même instant donné, les électrodes dudit second ensemble étant alternées avec les électrodes dudit premier ensemble et les électrodes des deux ensembles étant perpendiculaires aux génératrices de ladite tête (10) en forme de portion de cylindre de sorte qu'une portion de chacune des électrodes est toujours en contact ou à une distance constante de la peau le long de la génératrice de ladite portion de cylindre en contact avec la peau quelle que soit l'inclinaison de ladite tête par rapport à la peau de l'utilisateur.
opposée au même instant donné, les électrodes dudit second ensemble étant alternées avec les électrodes dudit premier ensemble et les électrodes des deux ensembles étant perpendiculaires aux génératrices de ladite tête (10) en forme de portion de cylindre de sorte qu'une portion de chacune des électrodes est toujours en contact ou à une distance constante de la peau le long de la génératrice de ladite portion de cylindre en contact avec la peau quelle que soit l'inclinaison de ladite tête par rapport à la peau de l'utilisateur.
2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel ladite tête (10) est recouverte d'une couche d'isolant (32) telle qu'un sparadrap poreux non tissé, d'épaisseur constante, de telle sorte que lesdites électrodes se trouvent séparées de la peau de l'utilisateur par une distance constante, par exemple inférieure à 1 mm, quelle que soit l'inclinaison de la tête par rapport à la peau.
3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, dans lequel ladite poignée (16) est reliée à ladite tête d'application des impulsions de courant électrique (10) par un corps (12) dans le prolongement de ladite poignée, ladite tête faisant un angle compris entre 45 et 90 avec l'axe dudit corps.
4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à
3, dans lequel le circuit destiné à la génération des impulsions de courant électrique comprend une source de courant continu (1,5 volt), un convertisseur de tension continue en tension alternative comportant un transistor (50) alternativement conducteur et bloqué et un transformateur (52) fournissant des impulsions de tension alternative, et un transformateur haute tension (56) dont la fréquence et la tension aux bornes de sortie (58) dépend du déclenchement d'un thyristor (54) en fonction du niveau de puissance imposé par un commutateur (60) actionné par l'utilisateur, la tension de sortie augmentant en même temps que la fréquence diminue et réciproquement.
3, dans lequel le circuit destiné à la génération des impulsions de courant électrique comprend une source de courant continu (1,5 volt), un convertisseur de tension continue en tension alternative comportant un transistor (50) alternativement conducteur et bloqué et un transformateur (52) fournissant des impulsions de tension alternative, et un transformateur haute tension (56) dont la fréquence et la tension aux bornes de sortie (58) dépend du déclenchement d'un thyristor (54) en fonction du niveau de puissance imposé par un commutateur (60) actionné par l'utilisateur, la tension de sortie augmentant en même temps que la fréquence diminue et réciproquement.
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le circuit destiné à la génération des impulsions de courant est de type piézo-électrique, commandé manuellement et comprend un éclateur ou condensateur de décharge constitué
d'une rupture de continuité de l'isolant du fil électrique haute tension allant à la tête du dispositif, en mettant le fil métallique à nu et à une distance d'un 1/10 de mm à quelques mm de l'étrier métallique de génération constituant l'autre pôle.
d'une rupture de continuité de l'isolant du fil électrique haute tension allant à la tête du dispositif, en mettant le fil métallique à nu et à une distance d'un 1/10 de mm à quelques mm de l'étrier métallique de génération constituant l'autre pôle.
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| CA002228717A Expired - Fee Related CA2228717C (fr) | 1995-08-31 | 1996-08-30 | Dispositif de soulagement des douleurs par application d'impulsions electriques |
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1996
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