EP2833787A1 - Appareil electronique autonome et dispositif de fixation de celui-ci sur une electrode localisee au niveau de la tete pour une utilisation en position couchee du patient - Google Patents

Appareil electronique autonome et dispositif de fixation de celui-ci sur une electrode localisee au niveau de la tete pour une utilisation en position couchee du patient

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EP2833787A1
EP2833787A1 EP13701576.4A EP13701576A EP2833787A1 EP 2833787 A1 EP2833787 A1 EP 2833787A1 EP 13701576 A EP13701576 A EP 13701576A EP 2833787 A1 EP2833787 A1 EP 2833787A1
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EP
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electrode
magnet
electronic device
rare earth
patient
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Withdrawn
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EP13701576.4A
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English (en)
Inventor
Pierre-Yves Muller
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Cefaly Technology SPRL
Original Assignee
Cefaly Technology SPRL
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Publication date
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    • A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
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    • A61N1/0492—Patch electrodes
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    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/25—Bioelectric electrodes therefor
    • A61B5/279—Bioelectric electrodes therefor specially adapted for particular uses
    • A61B5/291—Bioelectric electrodes therefor specially adapted for particular uses for electroencephalography [EEG]
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/316—Modalities, i.e. specific diagnostic methods
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    • A61B5/375—Electroencephalography [EEG] using biofeedback
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    • A61N1/04—Electrodes
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    • A61N1/0472—Structure-related aspects
    • A61N1/048—Electrodes characterised by a specific connection between lead and electrode
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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61B2560/00—Constructional details of operational features of apparatus; Accessories for medical measuring apparatus
    • A61B2560/04—Constructional details of apparatus
    • A61B2560/0406—Constructional details of apparatus specially shaped apparatus housings
    • A61B2560/0412—Low-profile patch shaped housings

Definitions

  • the present invention relates to the field of devices either providing electrical impulses at the body, in particular the skull, for neurostimulation purposes, or receiving electrical pulses by biofeedback.
  • Neurostimulation is a well-known technique that consists of using electrical pulses to generate action potentials on nerves.
  • a problem that arises in the application of this method is that the neurostimulation apparatus according to the state of the art still contain cables for connecting the electronic device to the contact electrode with the skin. These cables are clearly a brake to use in any application related to sleep. They can indeed easily wrap on the patient and pick up the electrode. They thus force the patient to maintain a stable position during sleep, which is not the case if his sleep is somewhat agitated.
  • US 4,112,941 discloses the assembly of an improved biomedical electrode and a connector.
  • the latter comprises a magnet facilitating coupling with a protruding part of the electrode.
  • the electrical contact between the connector and the electrode is along the projecting portion to form a gap between the connector and the electrode plate. This space serves to provide some game to the assembly.
  • the invention aims to allow the attachment of a small autonomous electronic device on the body of a patient, in particular the skull, in applications requiring the supine position of the patient.
  • the invention aims to allow the stimulation of the upper branch of the trigeminal nerve in a comfortable, simple and compatible with use during sleep.
  • a first aspect of the present invention relates to a self-contained apparatus for attachment to a body portion, comprising a bipolar flat support electrode provided on one side with a conductive adhesive gel for adhesion to the skin.
  • a light electronic device capable of generating or receiving electric currents respectively to or from the body, via the electrode, means for mechanically fastening the electronic apparatus to the electrode and means for the passage of electric current from the electronic device to the electrode and vice versa
  • said fixing means comprise two permanent magnets located on the electronic device, electrically conductive and each adapted to cooperate with a magnetizable metal area located on the face of the opposite electrode to the face intended to be in contact with the skin.
  • the apparatus according to the invention further comprises one or a suitable combination of the following characteristics:
  • the magnetizable metal zone consists of a ferromagnetic surface
  • the ferromagnetic surface contains iron, cobalt, nickel and / or one of their alloys
  • the two permanent magnets are electrically conductive or coated with an electrical conductor which allows the passage of current between the apparatus and the electrode;
  • each permanent magnet is a rare earth alloy magnet
  • the rare earth alloy magnet is a neodymium iron boron magnet; the rare earth alloy magnet is a samarium-cobalt magnet;
  • the rare earth alloy magnet is coated with a layer of nickel, copper, zinc, chromium, gold, silver or epoxy resin;
  • the rare earth alloy magnet has a maximum energy product BH max of between 30 and 52 MGOe;
  • each permanent magnet is cylindrical with an axis perpendicular to the surface of the apparatus intended to come into contact with the electrode;
  • the electronic device has a flat housing and approximate diamond shape
  • the electrode comprises two circular magnetizable zones whose respective centers have the same spacing as the respective centers of the two magnets located on the electronic apparatus, on its face intended to contact the electrode.
  • Another aspect of the present invention relates to a use of the above apparatus for the stimulation of supraorbital and supraorbital afferents of the upper branch of the trigeminal nerve for activity recording.
  • bioelectric in a biofeedback application or, more generally, in the context of an application where the patient is in a supine position or for an application during sleep.
  • Figure 1 shows an embodiment of autonomous electronic device for front fixing at the head, according to the present invention.
  • FIG. 2 represents an embodiment of an electrode suitable for fixing the electronic device according to FIG. 1. Detailed description of the invention
  • the object of the invention is an assembly consisting of an autonomous electronic device, that is to say without wires or cables and powered by a rechargeable battery, and an electrode allowing it to attaching to a body part, preferably the head, preferably the forehead, so as to stimulate the muscles and / or nerves, or to record the bioelectrical activity of the patient.
  • the electrode according to the invention is a bipolar electrode with dimensions chosen to be comfortable to use and to stimulate the supraorbital and supratrochlear afferents of the upper branch of the trigeminal nerve (for a form of execution modality and preferred dimensions, see US 2009/0210028). It has, on its inner side, a layer of self-adhesive gel allowing an autonomous adhesion on the skin of the skull and, on its external face, a magnetizable metal part (for example of soft iron).
  • the apparatus according to the invention is provided with at least two powerful permanent magnets, preferably two magnets, which allow:
  • the electrode-apparatus system is maintained permanently and allows use by the patient in supine position;
  • the magnets are attracted by the magnetizable parts on the electrode and thus position themselves spontaneously in the appropriate places. This allows to reposition the device without the need for light (for example during the night), or mirror;
  • the magnetization connection avoids the mechanical forces on potentially fragile parts of an electrode
  • the magnets remain motionless, unlike a mechanical type connection that can move during a head movement for example or that can generate games by repeated use .
  • the apparatus is designed in materials chosen to be made very light, which avoids exercising too much stress on the electrode and prevents it from peeling off.
  • the connector magnet could also allow a facilitated connection in the use of an occipital stimulation headband.
  • the apparatus 2 has a generally diamond-shaped flat shape, as shown in FIG. 1.
  • the two magnets 4 are advantageously of the Neodymium NdFeB sintered type (neodymium-iron). boron). They can be optionally coated or coated with a metal layer, for example nickel, copper, zinc, chromium, gold, silver, etc., or partially epoxy resin, so as to provide protection against corrosion or improve the passage electric current. They have a bond strength of the order of 250 g and a maximum energy product (BH max ) of the order of 48 MGOe.
  • the magnets 4 are cylindrical.
  • the electrode 1 is a bipolar gel self-adhesive electrode and has on its outer face, as shown in Figure 2, two circular magnetizable zones 3, whose centers have the same spacing (or center distance) as the respective centers of two magnets 4 on the device 2.

Abstract

Appareil autonome destiné à être fixé sur une partie du corps, comprenant une électrode bipolaire (1), un dispositif électronique léger (2), des moyens de fixation mécanique de l'appareil électronique (2) à l'électrode (1) et des moyens permettant le passage du courant électrique de l'appareil électronique (2) à l'électrode (1) et vice versa. Lesdits moyens de fixation comprennent deux aimants permanents (4) localisés sur l'appareil électronique (2), électriquement conducteurs et aptes chacun à coopérer avec une zone métallique aimantable (3) localisée sur la face de l'électrode (1) opposée à la face destinée à être en contact avec la peau.

Description

APPAREIL ELECTRONIQUE AUTONOME ET DISPOSITIF DE FIXATION DE CELUI-CI SUR UNE ELECTRODE LOCALISEE AU NIVEAU DE LA TETE POUR UNE UTILISATION EN POSITION COUCHEE DU PATIENT
Objet de l'invention
[0001] La présente invention se rapporte au domaine des appareils soit fournissant des impulsions électriques au niveau du corps, en particulier du crâne, à des fins de neurostimulation, soit recevant des impulsions électriques par rétroaction biologique (biofeedback) .
Etat de la technique
[0002] La neurostimulation est une technique bien connue qui consiste à utiliser des impulsions électriques pour générer des potentiels d'action sur des nerfs.
[0003] Il a été démontré récemment que la stimulation de la branche supérieure du nerf trijumeau avait un effet sédatif chez l' homme (Supraorbital transcutaneous neurostimulation has sédative effects in healthy subjects, Piquet M., Balestra C, Sava S. L., Schoenen J. E., BMC Neurology 2011, 11:135). Cet effet pourrait être utile aux sujets souffrant d'insomnie. La méthode thérapeutique correspondante fait l'objet de la demande de brevet US 13/101,495 (publiée sous le numéro US 2011/0282129).
[0004] Un problème qui se pose dans l'application de cette méthode est que les appareils de neurostimulation selon l'état de la technique contiennent toujours des câbles permettant de connecter l'appareil électronique à l'électrode de contact avec la peau. Ces câbles sont clairement un frein à une utilisation dans toute application en relation avec le sommeil. Ils risquent en effet facilement de s'enrouler sur le patient et de décrocher l'électrode. Ils obligent donc le patient à garder une position stable durant le sommeil, ce qui n'est pas le cas si son sommeil est quelque peu agité.
[0005] Récemment la société STX-Med (Herstal, Belgique) a développé un appareil pour stimuler le nerf trijumeau sur la partie frontale du crâne (Apparatus for electro- inhibition of facial muscles, WO 2006/063417 ; Device for the electrotherapeutic treatment of tension headaches, US 2009/0210028). Cet appareil autonome n'utilise pas de câbles, mais des branches latérales à la façon des lunettes pour localiser l'électrode au niveau du front. Néanmoins, ces branches constituent, de la même manière que les câbles, une gêne pour les patients en position couchée.
[0006] Le document US 4,112,941 divulgue l'assemblage d'une électrode biomédicale améliorée et d'un connecteur. Ce dernier comporte un aimant facilitant le couplage avec une partie saillante de l'électrode. Le contact électrique entre le connecteur et l'électrode se fait le long de la partie saillante de manière à former un espace entre le connecteur et le plat de l'électrode. Cet espace sert à fournir un certain jeu à l'assemblage.
Buts de 1 ' invention
[0007] L'invention vise à permettre la fixation d'un appareil électronique autonome de petite taille sur le corps d'un patient, en particulier le crâne, dans des applications requérant la position couchée du patient.
[0008] En particulier, l'invention a pour but de permettre la stimulation de la branche supérieure du nerf trijumeau d'une manière confortable, simple et compatible avec une utilisation pendant le sommeil. Principaux éléments caractéristiques de l'invention
[0009] Un premier aspect de la présente invention se rapporte à un appareil autonome destiné à être fixé sur une partie du corps, comprenant une électrode bipolaire à support plat munie sur une face d'un gel autocollant conducteur pour l'adhésion à la peau, un dispositif électronique léger capable de générer ou de recevoir des courants électriques respectivement vers ou à partir du corps, via l'électrode, des moyens de fixation mécanique de l'appareil électronique à l'électrode et des moyens permettant le passage du courant électrique de l'appareil électronique à l'électrode et vice versa, caractérisé en ce que lesdits moyens de fixation comprennent deux aimants permanents localisés sur l' appareil électronique, électriquement conducteurs et aptes chacun à coopérer avec une zone métallique aimantable localisée sur la face de l'électrode opposée à la face destinée à être en contact avec la peau.
[0010] Selon des modes d' exécution préférés, l'appareil selon l'invention comporte en outre une ou une combinaison appropriée des caractéristiques suivantes :
- la zone métallique aimantable est constituée d'une surface ferromagnétique ;
- la surface ferromagnétique contient du fer, du cobalt, du nickel et/ou un de leurs alliages ;
- les deux aimants permanents sont conducteurs électriquement ou enrobés d'un conducteur électrique qui permet le passage du courant entre l'appareil et l'électrode ;
- chaque aimant permanent est un aimant en alliage de terres rares ;
- l'aimant en alliage de terres rares est un aimant néodyme-fer-bore ; - l'aimant en alliage de terres rares est un aimant samarium-cobalt ;
- l'aimant en alliage de terres rares est enrobé d'une couche de nickel, cuivre, zinc, chrome, or, argent ou résine époxy ;
- l'aimant en alliage de terres rares a un produit énergétique maximum BHmax compris entre 30 et 52 MGOe ;
- chaque aimant permanent est cylindrique d'axe perpendiculaire à la surface de l'appareil destinée à entrer en contact avec l'électrode ;
- l'appareil électronique a un boîtier plat et de forme approximative en losange ;
- l' électrode comporte deux zones aimantables circulaires dont les centres respectifs possèdent le même écartement que les centres respectifs des deux aimants localisés sur l'appareil électronique, sur sa face destinée à contacter l'électrode.
[0011] Un autre aspect de la présente invention se rapporte à une utilisation de l'appareil ci-dessus pour la stimulation des afférences supraorbitaire et s up r a t r o ch 1 é a i r e de la branche supérieure du nerf trijumeau, pour un enregistrement d'activité bioélectrique dans une application de biofeedback ou, plus généralement, dans le cadre d'une application où le patient est en position couchée ou pour une application durant le sommeil.
Brève description des figures
[0012] La figure 1 représente une forme d'exécution d'appareil électronique autonome pour fixation frontale au niveau de la tête, selon la présente invention.
[0013] La figure 2 représente une forme d'exécution d'électrode convenant pour la fixation de l'appareil électronique selon la figure 1. Description détaillée de l' invention
[0014] L'objet de l'invention est un ensemble constitué d'un dispositif électronique autonome, c'est-à-dire dépourvu de fils ou câbles et alimenté grâce à une batterie rechargeable, et d'une électrode lui permettant de se fixer sur une partie du corps, de préférence la tête, de préférence encore le front, de manière soit à stimuler les muscles et/ou les nerfs, soit à enregistrer l'activité bioélectrique du patient.
[0015] Les principales caractéristiques de cette invention sont :
- l'utilisation d'une électrode, à gel autocollant conducteur sur sa face destinée à venir en contact avec la peau, qui maintient le système sur le front avec un contact électrique ;
- l'utilisation d'aimants qui permettent :
o de maintenir l'appareil sur l'électrode, en contact avec celle-ci ;
o de positionner facilement et rapidement l'appareil sur l'électrode, même dans le noir ; o de transmettre les courants électriques entre l'appareil et l'électrode, pour autant que les aimants utilisés soient suffisamment conducteurs électriquement .
Électrode
[0016] L'électrode selon l'invention est une électrode bipolaire aux dimensions choisies pour être confortable à l'utilisation et pour stimuler les afférences supraorbitaire et supratrochléaire de la branche supérieure du nerf trijumeau (pour une modalité d'exécution de forme et de dimensions préférées, voir US 2009/0210028). Elle comporte, sur sa face interne, une couche de gel autocollant permettant une adhérence autonome sur la peau du crâne et, sur sa face externe, une partie métallique magnétisable (par exemple en fer doux) .
Appareil électronique
[0017] L'appareil selon l'invention est muni d'au moins deux aimants permanents puissants, de préférence deux aimants, qui permettent :
- de faire tenir l'appareil sur l'électrode, qui elle- même adhère au front. De cette manière, le système électrode-appareil est maintenu en permanence et permet une utilisation par le patient en position couchée ;
- de positionner facilement l'appareil : les aimants sont attirés par les parties magnétisables sur l'électrode et de ce fait se positionnent spontanément aux endroits adéquats. Ceci permet de repositionner l'appareil sans avoir besoin de lumière (par exemple pendant la nuit) , ni de miroir ;
- de conduire les courants électriques, soit de l' appareil vers le corps dans le cas de la neurostimulation, soit du corps vers l'appareil dans le cas du biofeedback ;
- d'éviter d'endommager l'électrode tant lors du positionnement que du retrait de l'appareil : la connexion par aimantation évite les efforts mécaniques sur des parties potentiellement fragiles d'une électrode ;
- de ne pas avoir de jeu dans la connectique : une fois positionnés, les aimants restent immobiles, contrairement à une connexion de type mécanique qui peut bouger lors d'un mouvement de tête par exemple ou qui peut générer des jeux par l'usage répété.
[0018] L'appareil est conçu dans des matériaux choisis de manière à être rendu très léger, ce qui évite d'exercer un effort trop important sur l'électrode et empêche celle- ci de se décoller.
[0019] La connectique par aimant pourrait également permettre une connexion facilitée dans l'utilisation d'un bandeau de stimulation occipitale.
Description d'une forme d'exécution préférée de l'invention
[0020] Selon une forme d'exécution préférée de l'invention, l'appareil 2 a une forme générale aplatie en losange, comme représenté sur la figure 1. Les deux aimants 4 sont avantageusement de type Néodyme NdFeB fritté (néodyme-fer-bore) . Ils peuvent être éventuellement recouverts ou enrobés d'une couche métallique, par exemple de nickel, cuivre, zinc, chrome, or, argent, etc., ou partiellement de résine époxy, de manière à assurer une protection contre la corrosion ou améliorer le passage du courant électrique. Ils possèdent une force d'adhérence de l'ordre de 250 g et un produit énergétique maximum (BHmax) de l'ordre de 48 MGOe . Les aimants 4 sont cylindriques.
[0021] L'électrode 1 est une électrode bipolaire à gel autocollant et possède sur sa face extérieure, comme représenté sur la figure 2, deux zones aimantables circulaires 3, dont les centres possèdent le même écartement (ou entraxe) que les centres respectifs des deux aimants 4 sur l'appareil 2.
Symboles de référence
1. électrode
2. appareil électronique
3. zone aimantable
4. aimant permanent.

Claims

REVENDICATIONS
1. Appareil autonome destiné à être fixé sur une partie du corps, comprenant une électrode bipolaire (1) à support plat munie sur une face d'un gel autocollant conducteur pour l'adhésion à la peau, un dispositif électronique léger (2) capable de générer ou de recevoir des courants électriques respectivement vers ou à partir du corps, via l'électrode (1), des moyens de fixation mécanique de l'appareil électronique (2) à l'électrode (1) et des moyens permettant le passage du courant électrique de l'appareil électronique (2) à l'électrode (1) et vice versa, caractérisé en ce que lesdits moyens de fixation comprennent deux aimants permanents (4) localisés sur l'appareil électronique (2), électriquement conducteurs et aptes chacun à coopérer avec une zone métallique aimantable (3) localisée sur la face de l'électrode (1) opposée à la face destinée à être en contact avec la peau.
2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la zone métallique aimantable (3) est constituée d'une surface ferromagnétique.
3. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface ferromagnétique contient du fer, du cobalt, du nickel et/ou un de leurs alliages.
4. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux aimants permanents (4) sont conducteurs électriquement ou enrobés d'un conducteur électrique qui permet le passage du courant entre l'appareil (2) et l'électrode (1).
5. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque aimant permanent est un aimant en alliage de terres rares.
6. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'aimant en alliage de terres rares est un aimant néodyme-fer-bore .
7. Appareil selon la re endication 4, caractérisé en ce que l'aimant en alliage de terres rares est un aimant samarium-cobalt .
8. Appareil selon la revendication 4 , caractérisé en ce que l'aimant en alliage de terres rares est enrobé d'une couche de nickel, cuivre, zinc, chrome, or, argent ou résine époxy.
9. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'aimant en alliage de terres rares a un produit énergétique maximum BHmax compris entre 30 et 52 MGOe .
10. Ap pareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque aimant permanent est cylindrique d' axe perpendiculaire à la surface de l' appareil (2 ) destinée à entrer en contact avec 1 ' électrode ( 1 ) .
11. Ap pareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'appareil électronique (2) a un boîtier plat et de forme approximative en losange.
12. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'électrode (1) comporte deux zones aimantables circulaires (3) dont les centres respectifs possèdent le même écartement que les centres respectifs des deux aimants (4) localisés sur l'appareil électronique (2) , sur sa face destinée à contacter l'électrode.
13. Utilisation de l' appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, pour la stimulation des afférences supraorbi taire et supratrochléaire de la branche supérieure du nerf trijumeau.
14. Utilisation de l' appareil selon l'une quelconque des revendicatio n s 1 à 1 2, pour un enregistrement d'activité bioélectrique dans une application de biofeedback.
15. Utilisation de l'appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, dans le cadre d'une application où le patient est en position couchée ou pour une application durant le sommeil.
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