FR2653023A1 - Improved electrode system intended for use in electrotherapy or ionophoresis - Google Patents
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Abstract
Description
L'invention concerne un système d'électrode perfectionnée destiné à une utilisation en électrothérapie ou ionophorèse, du type comprenant un organe de connexion à une source de tension, une surface conductrice dite électrode et un fil de liaison conducteur reliant lesdits organe de connexion et électrode. The invention relates to an improved electrode system intended for use in electrotherapy or iontophoresis, of the type comprising a member for connection to a voltage source, a conductive surface known as an electrode and a conductive connecting wire connecting said connection member and electrode .
De nos jours de nombreux traitements médicaux et paramédicaux utilisent le procédé d'ionisation pour accélérer la migration de produits pharmaceutiques dans l'organisme. Ce procédé consiste à faire passer un courant électrique de faible intensité entre deux parties du corps d'un patient au moyen d'électrodes appliquées judicieusement sur le corps de ce patient. Les électrodes utilisées sont en un matériau conducteur déformable de façon à obtenir une répartition aussi uniforme que possible sur toute la surface de ces électrodes. Elles sont en outre branchées sur des appareils généralement adaptés pour permettre ltaiimentation simultanée de plusieurs paires d'électrodes. Ces appareils possèdent, à cet effet, un générateur de courant réglable comportant un milliampèremètre pour le contrôle de l'intensité de courant délivrée, par paire d'électrodes. Nowadays many medical and paramedical treatments use the ionization process to accelerate the migration of pharmaceutical products in the body. This method consists in passing a weak electric current between two parts of the body of a patient by means of electrodes applied judiciously on the body of this patient. The electrodes used are made of a deformable conductive material so as to obtain a distribution as uniform as possible over the entire surface of these electrodes. They are also connected to devices generally adapted to allow the simultaneous supply of several pairs of electrodes. These devices have, for this purpose, an adjustable current generator comprising a milliammeter for controlling the intensity of current delivered, by pair of electrodes.
Le contrôle de cette intensité présente, en effet, un caractère primordial car une augmentation de cette intensité peut être la cause de brûlures d'autant plus dangereuses qu'elles peuvent être indolores au moment de leur formation. Or, l'intensité de consigne doit être adaptée systèmatiquement en fonction de la surface des électrodes car la valeur à prendre en compte, en ce qui concerne les risques de brûlures, consiste en la densité de courant, c'est-à-dire l'intensité de courant par unité de surface des électrodes. Controlling this intensity is, in fact, of primary importance because an increase in this intensity can be the cause of burns that are all the more dangerous as they can be painless when they are formed. However, the setpoint intensity must be systematically adapted as a function of the surface of the electrodes because the value to be taken into account, as regards the risk of burns, consists of the current density, that is to say l current intensity per unit area of the electrodes.
A cet effet, et de façon à délivrer une intensité de courant fonction de la surface des électrodes, il est classiquement utilisé, soit des tables de conversion, soit des appareils dotés directement de graduation en milliampères par centimètres carrés. Toutefois, ces solutions laissent subsister des risques de brûlures. En effet, d'une part, elles ne permettent pas de s'affranchir des erreurs de manipulation et notamment des erreurs de branchement ou d'affichage de valeurs ne correspondant pas à la surface des électrodes. De plus, elles ne permettent pas de pallier les risques de brûlures dues à une mauvaise mise en place des électrodes entraînant un décollement partiel de ces dernières et donc une augmentation de la densité de courant.Enfin, du fait que la résistance globale du corps humain varie au cours du traitement, une surveillance permanente est nécessaire au cours de ce traitement. For this purpose, and in order to deliver a current intensity which is a function of the surface of the electrodes, it is conventionally used, either of conversion tables, or of devices provided directly with graduation in milliamps per square centimeter. However, these solutions leave the risk of burns. Indeed, on the one hand, they do not make it possible to get rid of handling errors and in particular errors of connection or display of values not corresponding to the surface of the electrodes. In addition, they do not overcome the risk of burns due to improper placement of the electrodes resulting in partial detachment of the latter and therefore an increase in the current density. Finally, because the overall resistance of the human body varies during treatment, permanent monitoring is necessary during this treatment.
Pour pallier ces inconvénients, il a été conçu, tel que décrit dans les brevets US 3.918.459 et
EP 92015, des appareils dotés de moyens de régulation de l'intensité de courant délivré, en fonction de la surface des électrodes. A cet effet, à chaque paire d'électrodes est associée une résistance de valeur déterminée fonction de la surface de ces électrodes et destinée à maintenir la densité de courant inférieure à un seuil donné. Cette résistance est branchée à une troisième borne prévue sur les fiches de branchement des électrodes ménagées sur le générateur de courant, de façon à faire partie intégrante d'un circuit de contre-réaction de ce générateur.To overcome these drawbacks, it has been designed, as described in US Patents 3,918,459 and
EP 92015, devices provided with means for regulating the intensity of the current delivered, as a function of the surface of the electrodes. For this purpose, each pair of electrodes is associated with a resistance of determined value which is a function of the surface of these electrodes and intended to keep the current density below a given threshold. This resistor is connected to a third terminal provided on the connection plugs of the electrodes provided on the current generator, so as to form an integral part of a feedback circuit of this generator.
Par conséquent, chaque paire d'électrodes étant associée à une résistance adaptée pour que la densité de courant soit inférieure à un seuil donné, de tels appareils pallient les inconvénients des dispositifs classiques connus. Consequently, each pair of electrodes being associated with a resistor adapted so that the current density is less than a given threshold, such devices overcome the drawbacks of known conventional devices.
Toutefois, ils nécessitent l'utilisation de générateurs de courants dotés, pour chaque paire d'électrodes, d'une électronique de régulation complexe et donc d'un coût de revient élevé.However, they require the use of current generators provided, for each pair of electrodes, with complex regulation electronics and therefore with a high cost price.
La présente invention vise à pallier cet inconvénient et a pour principal objectif de fournir un système d'électrodes conçu pour pouvoir être alimenté par une simple source de tension, et adapté pour supprimer tout risque de brûlures. The present invention aims to overcome this drawback and has the main objective of providing an electrode system designed to be able to be powered by a simple voltage source, and adapted to eliminate any risk of burns.
Un autre objectif est de fournir un système d'électrodes permettant, avec un surcoût mineur, et pour une surface d'électrodes requise, d'utiliser un grand nombre d'électrodes de faibles surfaces unitaires. Another objective is to provide an electrode system which makes it possible, with a minor additional cost, and for a required electrode area, to use a large number of electrodes with small unit areas.
A cet effet, l'invention vise un système d'électrode perfectionnée destiné à une utilisation en électrothérapie ou en lonophorèse, du type comprenant un organe de connexion à une source de tension susceptible de délivrer au moins l'intensité de courant désiré, une surface conductrice, dite électrode, et un fil de liaison conducteur reliant lesdits organes de connexion et électrode et solidarisé à ceux-ci. To this end, the invention relates to an improved electrode system intended for use in electrotherapy or in lonophoresis, of the type comprising a member for connection to a voltage source capable of delivering at least the desired current intensity, a surface conductive, called electrode, and a conductive connecting wire connecting said connection members and electrode and secured to them.
Selon l'invention, ce système d'électrodes se caractérise en ce qu'il comprend au moins un élément semiconducteur actif monté en série sur le fil de liaison et adapté pour limiter l'intensité du courant délivré vers l'électrode à un seuil prédéterminé fonction de la surface de ladite électrode, de façon que la densité de courant de cette électrode corresponde à une valeur prédéterminée par l'usage désiré. According to the invention, this electrode system is characterized in that it comprises at least one active semiconductor element mounted in series on the connecting wire and adapted to limit the intensity of the current delivered to the electrode to a predetermined threshold. function of the surface of said electrode, so that the current density of this electrode corresponds to a value predetermined by the desired use.
Le principal Intérêt de l'invention réside donc dans le fait que chaque système d'électrodes possède un système de régulation entièrement autonome contrairement aux dispositifs décrits dans les brevets US 3.918.459 et EP 92015 pour lesquels les résistances associées aux électrodes font partie intégrante de la contre réaction du système d'alimentation à courant constant. The main advantage of the invention therefore lies in the fact that each electrode system has a fully autonomous regulation system unlike the devices described in US Patents 3,918,459 and EP 92015 for which the resistances associated with the electrodes are an integral part of the feedback from the constant current power system.
Par conséquent, aucune électronique de régulation n'est requise au niveau du générateur de courant car chaque électrode équipée de son élément semi-conducteur actif se comporte comme un générateur de courant stable et adapté à la surface de cette électrode dont il fait partie intégrante. Consequently, no control electronics are required at the level of the current generator because each electrode equipped with its active semiconductor element behaves like a stable current generator and adapted to the surface of this electrode of which it forms an integral part.
Ainsi, on peut brancher directement les électrodes sur une simple pile ou une source de courant classique. La puissance maximale fournie au patient sera constante jusqu a une limite facilement calculable et dépendant uniquement de la tension maximale disponIble. Thus, one can directly connect the electrodes to a simple battery or a conventional current source. The maximum power supplied to the patient will be constant up to an easily calculable limit and dependent only on the maximum voltage available.
En outre, pour traiter de grandes surfaces, on peut utiliser en parallèle, sans augmenter notablement le coût de l'installation, un grand nombre d'électrodes de faibles surfaces régulées de façon autonome et disposées judicieusement. Ainsi, les risques de brûlure dus à un décollement partiel d'une électrode se trouvent quasiment supprimés car l'intensité de courant délivré vers chacune des électrodes est faible. In addition, to treat large areas, one can use in parallel, without significantly increasing the cost of installation, a large number of electrodes of small areas regulated independently and arranged judiciously. Thus, the risk of burns due to partial detachment of an electrode is almost eliminated since the intensity of current delivered to each of the electrodes is low.
De plus, ce système d'électrode permet de traiter plusieurs patients simultanément même avec des électrodes de surface/intensité différentes branchées sur une même source de courant. En effet, une erreur dans le choix des électrodes (surfaces différentes pour un même patient) n'a aucune influence car c'est l'électrode (positive ou négative) de surface inférieure qui détermine l'intensité de courant maximale délivré. In addition, this electrode system allows several patients to be treated simultaneously, even with different surface / intensity electrodes connected to the same current source. Indeed, an error in the choice of electrodes (different surfaces for the same patient) has no influence because it is the electrode (positive or negative) of lower surface which determines the intensity of maximum current delivered.
Par ailleurs, il est à noter que lorsque deux électrodes (positive ou négative) de même surface sont utilisées pour un traitement, il n'est nécessaire d'utiliser qu'un système d'électrode conforme à l'invention, l'autre électrode pouvant être classique. Dans ce cas là, toutefois, et selon une autre caractéristique de l'invention, le système d'électrode comprend préférentiellement une diode montée en série avec l'élément actif et adaptée pour éviter toute erreur de branchement. Furthermore, it should be noted that when two electrodes (positive or negative) of the same surface are used for treatment, it is only necessary to use one electrode system in accordance with the invention, the other electrode can be classic. In this case, however, and according to another characteristic of the invention, the electrode system preferably comprises a diode mounted in series with the active element and adapted to avoid any connection error.
Selon une autre caractéristique de l'invention, chaque système d'électrode peut être doté de deux éléments actifs en série montés en opposition, permettant l'utilisation de courants faradiques. According to another characteristic of the invention, each electrode system can be provided with two active elements in series mounted in opposition, allowing the use of faradaic currents.
Enfin, chaque élément actif est préférentiellement constitué d'un transistor à effet de champ monté de façon que la source et la grille se trouvent en court-circuit. Finally, each active element preferably consists of a field effect transistor mounted so that the source and the gate are in short circuit.
D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui suit en référence aux dessins annexés qui en représentent à titre d'exemple non limitatif un mode de réalisation préférentiel ainsi qu'un exemple d'application. Sur ces dessins qui font partie intégrante de la présente description
- la figure 1 est une coupe longitudinale d'une fiche de connexion d'une électrode intégrant un sytème de régulation conforme à l'invention,
- la figure 2 est un schéma simplifié d'un dispositif d'ionisation comportant un système d'électrode conforme à l'invention,
- la figure 3 est un graphique représentant la puissance dissipée en fonction de la résistance du corps pour des intensités et tensions différentes,
- la figure 4 est une vue de dessus schématique d'une forme d'électrode préférentielle conforme à l'invention,
- la figure 5 est une vue en coupe illustrant l'utilisation d'un dispositif conforme à l'invention avec un dispositif transdermique.Other characteristics, objects and advantages of the invention will emerge from the detailed description which follows with reference to the appended drawings which show by way of nonlimiting example a preferred embodiment as well as an example of application. On these drawings which form an integral part of the present description
FIG. 1 is a longitudinal section of a connection plug of an electrode incorporating a regulation system according to the invention,
FIG. 2 is a simplified diagram of an ionization device comprising an electrode system according to the invention,
FIG. 3 is a graph representing the power dissipated as a function of the resistance of the body for different intensities and voltages,
FIG. 4 is a schematic top view of a form of preferred electrode according to the invention,
- Figure 5 is a sectional view illustrating the use of a device according to the invention with a transdermal device.
Tel que représenté à la figure 2, l'invention concerne des systèmes d'électrodes 1, 2 destinés à être alimentés par un générateur de courant 3 et comportant chacun un organe 4 de connexion audit générateur, une surface conductrice dite électrode 6, et un fil de liaison conducteur 5 reliant lesdits organes de connexion et électrode. Chaque électrode 6 est réalisée, de façon classique, en un matériau déformable conducteur, tel qu'étain ou caoutchouc plastique conducteur, adapté pour permettre une répartition uniforme du courant sur toute la surface de cette électrode. As shown in FIG. 2, the invention relates to electrode systems 1, 2 intended to be supplied by a current generator 3 and each comprising a member 4 for connection to said generator, a conductive surface called electrode 6, and a conductive connecting wire 5 connecting said connection members and electrode. Each electrode 6 is made, in a conventional manner, of a deformable conductive material, such as tin or conductive plastic rubber, adapted to allow a uniform distribution of the current over the entire surface of this electrode.
En outre, et tel que représenté à la figure 4, chaque électrode 6 présente préférentiellement une forme elliptique, et le fil conducteur 5 est solidarisé à cette électrode 6 vers le centre de cette dernière et de façon que la zone de contact conducteur/électrode soit linéaire et située sensiblement sur l'axe des foyers de l'ellipse. In addition, and as shown in FIG. 4, each electrode 6 preferably has an elliptical shape, and the conductive wire 5 is secured to this electrode 6 towards the center of the latter and so that the conductor / electrode contact area is linear and located substantially on the axis of the focal points of the ellipse.
Cette forme spécifique permet en effet d'obtenir des lignes équipotentielles présentant la forme d'ellipses centrées sur la zone de contact linéaire conducteur/électrode, et, par la même, une densité de courant décroissant du centre de l'électrode vers la périphérie de celle-ci. Ainsi, les risques de brûlure éventuels résultant d'une mauvaise mise en place de l'électrode et d'un décollement des bords de celle-ci se trouvent diminués. This specific shape in fact makes it possible to obtain equipotential lines having the shape of ellipses centered on the linear contact area between conductor and electrode, and, by the same token, a decreasing current density from the center of the electrode towards the periphery of this one. Thus, the risk of possible burns resulting from improper positioning of the electrode and detachment of the edges thereof is reduced.
Il est à noter que par forme elliptique, on entend également viser une forme circulaIre, car un cercle correspond au cas particulier d'une ellipse dont les deux foyers sont confondus. Dans ce cas, le contact conducteur/électrode se trouve réduit à un contact ponctuel. It should be noted that by elliptical shape, we also mean a circular shape, because a circle corresponds to the particular case of an ellipse whose two foci are combined. In this case, the conductor / electrode contact is reduced to a point contact.
Tel que représenté aux figures 1 et 2, chaque système d'électrode comporte un dispositif de régulation propre autonome. Ce dispositif de régulation, tel que représenté à la figure 1, est intégré à l'intérieur de l'organe de connexion 4. As shown in Figures 1 and 2, each electrode system has its own autonomous regulation device. This regulation device, as shown in FIG. 1, is integrated inside the connection member 4.
A cet effet, cet organe de connexion 4 est constitué d'une fiche banane comportant une broche 7 dotée d'une extrémité arrière 7a filetée, et un manchon longitudinal 8 venant se visser ou s'emboîter sur cette extrémité filetée 7a. To this end, this connection member 4 consists of a banana plug comprising a pin 7 provided with a threaded rear end 7a, and a longitudinal sleeve 8 which is screwed or fitted onto this threaded end 7a.
A l'intérieur de ce manchon 8 est disposé une plaque de renfort métallique 9 dotée vers son extrémité arrière d'un manchon 9a de frettage du fil de liaison 5. Inside this sleeve 8 is placed a metal reinforcing plate 9 provided towards its rear end with a sleeve 9a for shrinking the connecting wire 5.
Le dispositif de régulation proprement dit est disposé sur cette plaque 9. Il comporte un circuit imprimé 10, par exemple soudé à l'étain sur la plaque 9, sur l'extrémité arrière duquel est soudée l'extrémité dénudée Sa du fil de liaison 5. The actual regulation device is disposed on this plate 9. It includes a printed circuit 10, for example soldered with tin on the plate 9, on the rear end of which the stripped end Sa of the connecting wire 5 is welded .
Sur ce circuit imprimé sont disposés deux transistors à effet de champ ll en série, montés en opposition. Tel que représenté à la figure 2 chacun de ces transistors à effet de champ 11 est en outre monté de façon que la source et la grille se trouvent en court-circuit, le potentiel grille-source étant constant. On this printed circuit are arranged two field effect transistors ll in series, mounted in opposition. As shown in Figure 2 each of these field effect transistors 11 is further mounted so that the source and the gate are in short circuit, the gate-source potential being constant.
Tel que représenté à la figure 3, ce système d'électrodes doté d'un système de régulation autonome propre à chaque électrode présente l'avantage de permettre, par un choix judicieux des caractéristiques des transistors à effet de champ 11, de limiter la puissance maximale fournie au patient à une limite facilement calculable ne dépendant que de la tension maximale disponible. As shown in FIG. 3, this electrode system provided with an autonomous regulation system specific to each electrode has the advantage of making it possible, by a judicious choice of the characteristics of the field effect transistors 11, to limit the power maximum supplied to the patient at an easily calculable limit depending only on the maximum available voltage.
Outre les applications classiques dans les domaines de l'électrothérapie ou de l'ionophorèse, ces systèmes d'électrode, de par leur conception, sont également utilisables en association avec des dispositifs transdermiques. In addition to conventional applications in the fields of electrotherapy or iontophoresis, these electrode systems, by their design, can also be used in combination with transdermal devices.
De façon classique, les dispositifs transdermiques 12 comportent en premier lieu une couche inférieure 13 constituée d'une pellicule de protection à retirer avant application, d'une couche adhésive, et d'une membrane. Sur cette membrane est, en outre, solidarisée une pellicule 14 délimitant un logement pour le produit de traitement 15 en gel ou liquide. Conventionally, the transdermal devices 12 firstly comprise a lower layer 13 consisting of a protective film to be removed before application, an adhesive layer, and a membrane. On this membrane is, moreover, secured a film 14 delimiting a housing for the treatment product 15 in gel or liquid.
Actuellement, bien que ces dispositifs transdermiques soient de plus en plus utilisés, ils présentent l'inconvénient majeur de ne permettre qu'une diffusion lente et partielle du produit médicamentaire. Currently, although these transdermal devices are used more and more, they have the major drawback of allowing only a slow and partial diffusion of the drug product.
L'association d'un système d'électrod-e conforme à l'invention et d'un dispositif transdermique 12 permet de pallier cet inconvénient. The combination of an electrode-e system according to the invention and a transdermal device 12 overcomes this drawback.
Tel que représenté à la figure 5, le dispositif transdermique 12 comporte en vue de cette association et en 5US des éléments 13 et 15 cités ci-dessus, une pellicule supérieure 16 imperméable délimitant une poche de forme adaptée pour loger une électrode 6 permettant d'activer la diffusion du produit médicamentaire. En outre, contrairement aux dispositifs classiques, la pellicule 14 précitée est une pellicule autorisant le passage du courant. As shown in FIG. 5, the transdermal device 12 includes, in view of this association and in 5US of the elements 13 and 15 cited above, an impermeable upper film 16 delimiting a pocket of shape adapted to accommodate an electrode 6 making it possible to activate the diffusion of the drug product. In addition, unlike conventional devices, the aforementioned film 14 is a film allowing the passage of current.
Une telle association d'un système d'électrode conforme à l'invention et d'un dispositif transdermique 12 peut donc consister à réaliser un dispositif comportant
- une source de tension fixe, autonome et portable (non représentée),
- un dispositif transdermique 12 tel que décrit ci-dessus,
- deux électrodes 6 dont :
au moins une est de forme adaptée pour venir se loger dans la poche délimitée par la pellicule 16,
au moins une comporte le système de régulation autonome décrit ci-dessus. Such an association of an electrode system according to the invention and of a transdermal device 12 can therefore consist in producing a device comprising
- a fixed, autonomous and portable voltage source (not shown),
a transdermal device 12 as described above,
- two electrodes 6, of which:
at least one is of suitable shape to be accommodated in the pocket delimited by the film 16,
at least one includes the autonomous regulation system described above.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
ST | Notification of lapse |