FR2658085A1 - Device for the transcutaneous stimulation of a zone of the human body, in particular of the brain - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention a pour objet un dispositif pour la stimulation. transcutanée d'une zone du corps humain, en particulier du cerveau. The present invention relates to a device for stimulation. transcutaneous from an area of the human body, especially the brain.
L'intéraction entre ondes électriques et acoustiques de fréquences très élevées a été utilisée à des fins multiples, notamment pour la mesure de la célérité du son se propageant dans un milieu donné. The interaction between electric and acoustic waves of very high frequencies has been used for multiple purposes, in particular for measuring the speed of sound propagating in a given medium.
De cette intéraction résulte une onde de basse fréquence due à la modification des propriétés électriques (en particulier la conductivité) du milieu par tonde ultrasonore.From this interaction results a low frequency wave due to the modification of the electrical properties (in particular the conductivity) of the medium by ultrasonic probe.
Cette intéraction n'a par contre trouvé pour l'instant aucune application dans le domaine thérapeutique ou des troubles du comportement. However, this interaction has not yet found any application in the therapeutic field or behavioral disorders.
Dans le domaine de la stimulation neurale, la stimulation électrique est une méthode employée depuis longtemps pour l'analgésie et l'anesthésie. Le principe est d'appliquer à des régions très précises du cerveau un courant électrique afin de les stimuler. Les méthodes utilisées jusqu a présent consistent soit à introduire des électrodes dans le cerveau en contact direct avec les sites concernés soit à appliquer des courants de heutes fréquences à l'encéphale. Les premières obtiennent d'excellents résultats classiques, les secondes nécessitent des puissances appliquées très importantes et ne peuvent que potentialiser les effets de certains médicaments.Le procédé invasif a néanmoins plusieurs inconvénients - risque d'infection du à l'introduction d'éléments étrangers dans les tissus - difficultés dues aux mouvements des électrodes - complexité de la méthode (opération chirurgicale, etc...) - limites d'utilisation du système (utilisables essentiellement pour quelques cas cliniques). In the area of neural stimulation, electrical stimulation has long been used for analgesia and anesthesia. The principle is to apply an electric current to very specific regions of the brain in order to stimulate them. The methods used up to now consist either of introducing electrodes into the brain in direct contact with the sites concerned or of applying currents of high frequencies to the brain. The first obtain excellent classic results, the second require very high applied powers and can only potentiate the effects of certain drugs. The invasive process nevertheless has several drawbacks - risk of infection due to the introduction of foreign elements into tissues - difficulties due to movements of the electrodes - complexity of the method (surgical operation, etc.) - limits of use of the system (usable mainly for a few clinical cases).
De manière tout à fait surprenante et inattendue, on a constaté que le phénomène d'intervention d'ondes électriques et acoustiques précité pouvait trouver une application particulièrement intéressante dans le domaine de la stimulation neurale en remplacement des procédés et dispositifs de l'art antérieur. Quite surprisingly and unexpectedly, it has been found that the aforementioned phenomenon of intervention of electric and acoustic waves could find a particularly interesting application in the field of neural stimulation as a replacement for the methods and devices of the prior art.
invention a pour objet un moyen pour la mise e oeuvre de ce procédé. The subject of the invention is a means for implementing this process.
conformément à l'invention, en effet, on propose un dispositif pour la stimulation transcutanée d'une zone du corps humain, en particulier du cerveau, caractérisé en ce qu'il comporte d'une part une source générant un champ électrique et d'autre part une source générant un champ acoustique, les deux champs étant appliqués perpendiculairement, ou sensiblement perpendiculairement l'un à l'autre. in accordance with the invention, in fact, a device is proposed for transcutaneous stimulation of an area of the human body, in particular of the brain, characterized in that it comprises on the one hand a source generating an electric field and on the other hand, a source generating an acoustic field, the two fields being applied perpendicularly, or substantially perpendicular to one another.
De manière avantageuse, le champ électrique sera modulé en fréquence ou en amplitude. Advantageously, the electric field will be modulated in frequency or in amplitude.
On génère ainsi in situ dans certaines régions particulières du cerveau, qui peuvent être ciblées avec une très grande précision, un courant électrique situé dans le domaine de la basse fréquence, c'est-à-dire par exemple entre 1 à 5 KHz
On peut tenter d'expliquer le phénomène de la manière suivante.This generates in situ in certain particular regions of the brain, which can be targeted with very high precision, an electric current located in the low frequency range, that is to say for example between 1 to 5 KHz.
We can try to explain the phenomenon in the following way.
Le champ électrique a une fréquence de l'ordre de quelques centaines de KHz . Le champ acoustique a une fréquence très proche de celle du champ électrique ; il est appliqué perpendiculairement à celui-ci. Grâce aux ultrasons, la conductivité électrique instantanée du milieu est rendue variable. De ce fait, dans la région de croisement des champs, il y aura apparition d'un courant d'intermodulation de très basse fréquence (le stimulant). Le choix de fréquence résulte d'un compromis entre, d'une part l'atténuation des ultrasons qui est très importante au niveau de la boite crânienne et proportionnelle à la fréquence, et d'autre part la pénétration du champ électrique au coeur de l'encéphale qui augmente avec la fréquence.La puissance du champ acoustique est intermédiaire entre celle utilisée dans le domaine de l'hyperthermie et celle de l'échographie afin de garantir l'absence de phénomènes secondaires. The electric field has a frequency of the order of a few hundred KHz. The acoustic field has a frequency very close to that of the electric field; it is applied perpendicular to it. Thanks to ultrasound, the instantaneous electrical conductivity of the medium is made variable. As a result, in the field crossing region, an intermodulation current of very low frequency (the stimulant) will appear. The choice of frequency results from a compromise between, on the one hand the attenuation of ultrasound which is very important at the level of the cranial box and proportional to the frequency, and on the other hand the penetration of the electric field at the heart of the brain which increases with frequency. The power of the acoustic field is intermediate between that used in the field of hyperthermia and that of ultrasound in order to guarantee the absence of secondary phenomena.
Grâce a ce principe de stimulation on peut obtenir des courants basse fréquence in situ avec une intensité suffisante pour - calmer et éliminer les douleurs intraitables ou chroniques sans l'application d'électrodes internes - supprimer les crises de manque chez les toxicomanes - obtenir une action quasi-naturelle anti-stress sans diminution des possibilités physiques et intellectuelles (applications évidentes dans les domaines des médecines sportives et militaire). Thanks to this stimulation principle, low frequency currents can be obtained in situ with sufficient intensity to - calm and eliminate intractable or chronic pain without the application of internal electrodes - suppress cravings in drug addicts - obtain action quasi-natural anti-stress without reduction of physical and intellectual possibilities (obvious applications in the fields of sports and military medicine).
On comprendra mieux l'invention a l'aide de la description d'un mode schématique de mise en oeuvre, donné à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue en coupe du moyen générateur de champ acoustique, - la figure 2 est une vue en perspective du dispositif combinant le générateur de champ acoustique et le générateur de champ électriq#ue, - la figure 3 est un synoptique schématisant le principe de fonctionnement du dispositif de l'invention. The invention will be better understood using the description of a schematic mode of implementation, given by way of nonlimiting example with reference to the accompanying drawings in which - Figure 1 is a sectional view of the generator means acoustic field, - Figure 2 is a perspective view of the device combining the acoustic field generator and the electric field generator, - Figure 3 is a block diagram showing the operating principle of the device of the invention.
On se réfère aux figures 1 et 2. We refer to Figures 1 and 2.
Le dispositif généralement référencé il) comporte essentiellement un générateur d'ondes acoustiques (2) et un générateur d'ondes électriques (3). The device generally referenced il) essentially comprises an acoustic wave generator (2) and an electric wave generator (3).
Comme représenté à la figure 3, le générateur d'ondes électriques comporte deux électrodes en vis à vis (4,5). Il comporte en amont un oscillateur (6) avec un modulateur (7) et en aval un oscilloscope (8) et un analyseur de spectre (9). Cette structure est bien entendu sujette à variations. As shown in Figure 3, the electric wave generator has two opposite electrodes (4,5). Upstream it includes an oscillator (6) with a modulator (7) and downstream an oscilloscope (8) and a spectrum analyzer (9). This structure is of course subject to variations.
Le générateur d'ondes acoustiques (2) est essentiellement constitué d'une céramique circulaire (10) insérée dans un support (11,12). The acoustic wave generator (2) essentially consists of a circular ceramic (10) inserted in a support (11,12).
La structure arrière (13) du générateur (2) comporte les éléments habituels pour l'isolation et la limitation des perturbations électriques.The rear structure (13) of the generator (2) includes the usual elements for insulation and limitation of electrical disturbances.
Comme représenté aux figures 2 et 3, le générateur (2) est relié par une liaison BNC (14) à un oscillateur (15) avec amplificateur de puissance (16). As shown in Figures 2 and 3, the generator (2) is connected by a BNC link (14) to an oscillator (15) with power amplifier (16).
On constate sur le synoptique de la figure 3 que le champ électrique est appliqué perpendiculairement au champ acoustique dans la région où l'intensité de celui-ci est maximale. It can be seen on the diagram in FIG. 3 that the electric field is applied perpendicular to the acoustic field in the region where the intensity of the latter is maximum.
Le champ électrique sera modulé en amplitude ou en fréquence. The electric field will be modulated in amplitude or in frequency.
La modulation en amplitude sera réalisée par un signal de basse fréquence, par exemple entre 1 Hz et 10 KHz . Amplitude modulation will be achieved by a low frequency signal, for example between 1 Hz and 10 KHz.
Le champ acoustique a pour sa part la même fréquence que la porteuse du champ électrique qui lui est appliqué. The acoustic field has the same frequency as the carrier of the electric field applied to it.
On crée ainsi un courant de très basse fréquence dans la zone à stimuler, en rendant celle-ci non linéaire par l'application du champ ultrasonore. This creates a very low frequency current in the area to be stimulated, making it non-linear by the application of the ultrasonic field.
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Non-Patent Citations (1)
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| PHYSICS REPORTS (Section C of Physics Letters), vol. 1, no. 5, 1971, AMSTERDAM, (NL), pages 235-268; C.A.A.J. GREEBE et al.: "Electric coupling properties of acoustic and electric surface waves" * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| FR2658085B1 (en) | 1992-05-15 |
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