électrostimulation : courants et programmes

Electrostimulation : courants et programmes de traitement

Présentation de ce module

Ce second chapitre décrit, d'une part ce qui caractérise les courants de base que votre appareil peut produire. D'autre part, les programmes, ou protocoles de traitement proposés par le fabricant de votre appareil.

1 Impulsions et trains d'impulsions.
2 Fréquence d'un courant.
3 Courants polarisés et non polarisés.
4 Programmes et protocoles de traitement.

1 Impulsions et trains d'impulsions.

Vous avez bien sûr déjà vu la représentation graphique d'un courant, ne serait-ce que celui qui est délivré au niveau de vos prises de courant. Il apparait d'emblée :

  • que le courant revêt la forme d'une courbe, géométrique ou non.
  • que certaines parties de cette courbe se répètent régulièrement.

Nous allons donc découvrir ensemble les différents éléments de référence servant à décrire les courants utilisés par votre ministimulateur. Pour éviter toute ambiguïté et toute confusion, la représentation graphique des courants est très conventionnelle.

signal électrique

Le système d'axes intensité-durée

La représentation graphique des courants se fait dans un plan comportant 2 axes perpendiculaires, représentant respectivement :

  • l'amplitude de la courbe : axe vertical, ou axe des ordonnées.
  • l'évolution de cette courbe dans le temps : axe horizontal ou axe des abscisses.

L'axe des abscisses est situé au milieu de celui des ordonnées. Ce qui permet de représenter :

  • au-dessus de l'axe des abscisses : des valeurs d'amplitude positives.
  • au-dessous de l'axe des abscisses : des valeurs d'amplitude négatives.

Les unités de mesure employées en électrostimulation sont en général :

  • sur l'axe des abscisses : le microvolt, ou le millivolt.
  • sur l'axe des ordonnées : la microseconde, ou la milliseconde.

Plaçons le décors. En premier, l'axe des ordonnées. C'est lui qui permettra de mesurer l'amplitude, c'est-à-dire la hauteur du signal. Plaçons maintenant l'axe des abscisses. C'est lui qui nous permettra de situer l'évolution de notre phénomène électrique dans le temps, et de quantifier sa durée. Nous pouvons le représenter de façon dynamique, ou de façon statique.
Notons encore ceci :
L'axe des abscisses, est situé au milieu de l'axe des ordonnées, à un point de référence d'amplitude, égal à zéro. Au-dessus de l'axe des abscisses, nous avons une zone dans laquelle les signaux électriques possèdent une polarité positive. En-dessous de l'axe des abscisses, nous avons une zone dans laquelle les signaux électriques possèdent une polarité négative.

En résumé, le système d'axes, abscisses, plus ordonnées, encore appelé intensité-durée, permet de définir :

  • L'amplitude, ou intensité d'un signal électrique. Celle-ci pouvant être soit positive, soit négative.
  • Sa direction : polarité positive ou négative.
  • Elle permet aussi de définir la durée de ce signal, et son évolution dans le temps.

 


Qu'est-ce qu'une impulsion isolée ?

Une impulsion isolée est constituée au moins d'un signal électrique élémentaire, augmenté d'un temps Off, c'est-à-dire du temps séparant ce signal du signal suivant, pendant lequel il ne se passe rien.
Un signal élémentaire est le plus petit élément entrant dans la composition d'une impulsion.

Eléments caractérisant une impulsion isolée :

  • La pente d'établissement : segment de la courbe correspondant à la phase d'établissement du courant ; autrement dit, le temps pendant lequel l'intensité du signal augmente.
  • Le plateau : segment de la courbe pendant lequel l'intensité du courant reste constante.
  • La pente de rupture : segment de la courbe pendant lequel l'intensité décroît.

Le temps Off : temps pendant lequel ne passe aucun courant, ni positif, ni négatif. Ce temps fait partie de l'impulsion.

Partons, maintenant, à la découverte de l'impulsion élémentaire. Ca, souvenez-vous, nous l'avons déjà décrit au paragraphe précédent : notre fameux axe, intensité-durée. A gauche, vertical, l'axe I, pour intensité. Horizontal, l'axe T, pour le temps. A l'intersection des deux, la référence zéro, signifiant qu'à ce niveau, la polarité du courant est nulle. Donc, ni positive, ni négative.
Découvrons maintenant les différents éléments constituant notre impulsion.
Voici le premier élément. Le plus discret, mais de grande importance : le temps Off. C'est-à-dire le temps pendant lequel ne passe aucun courant.
Puis, voici la pente d'établissement, pouvant être définie par le temps que met le courant, pour passer d'une intensité Y0, à une intensité Y1.
Puis, voici un temps pendant lequel le courant reste d'amplitude constante. Ce temps est appelé, plateau.
S'ensuit une pente de rupture, qui ramène l'amplitude du courant, de son intensité Y1, à Y0.
Enfin, tous les éléments se reproduisent, toujours selon la même séquence et les mêmes paramètres, définissant ainsi une succession d'impulsions élémentaires.

 


Qu'est-ce qu'un train d'impulsions ?

Un train d'impulsions est une séquence, ou enchaînement, d'impulsions élémentaires toujours identiques à elles-mêmes. Un train d'impulsions est séparé du suivant par un temps Off, pendant lequel ne passe aucun courant. Ce temps Off peut, dans certains cas, correspondre à un temps de repos : par exemple, dans un programme de renforcement musculaire.

Qu'est-ce qu'un train d'impulsions ? Amusons-nous un peu. Un train, c'est une succession de wagons. Alors mettons une impulsion élémentaire par wagon. Accrochons tous les wagons, et nous avons un train d'impulsions. Mais attention ! Derrière cette animation aux apparences désuettes, se cache une notion des plus intéressantes : le temps séparant deux trains, ou temps interséquentiel. En effet, c'est ce paramètre qui, dans un programme de renforcement musculaire, permet de réserver un temps de repos entre deux contractions.

 


Comment s'y reconnaître parmi tous les courants ?

Tout d'abord, ne pas confondre programmes de traitement et courants. Sur votre appareil de stimulation, un programme de traitement correspond à un ensemble de séquences de stimulation et de repos pouvant faire appel à un ou plusieurs courants au cours de la même séance.

S'y retrouver parmi les courants utilisés en électrostimulation peut être relativement facile, si nous gardons en tête que les impulsions élémentaires et les trains d'impulsions peuvent être identifiés selon la forme géométrique qu'il revêtent. En voilà,quelques exemples ci-dessous 

  • courant rectangulaire
  • courant hémi-sinusoïdal
  • courant exponentiel
  • courant trapézoïdal
  • courant triangulaire
courant rectangulaire1 courant hémi-sinusoïdal2 courant exponentiel3 courant trapézoïdal4 courant triangulaire5

Chaque courant est défini selon les caractéristiques des différents éléments constituant ses impulsions élémentaires :

Voici quelques exemples de description :

Forme de la pente d'établissement Durée de la pente d'établissement Durée du plateau Forme de la pente de rupture Durée de la pente de rupture Durée du repos
Courant rectangulaire linéaire 1 µs n µs/ms linéaire 1 µs n ms/sec
Courant sinusoïdal demi-sinus n µs 0 demi-sinus n µs n ms/sec
Courant trapézoïdal linéaire 10 ms 30 ms linéaire 1 µs 50 ms/sec
Courant triangulaire linéaire 500 µs 0 linéaire 500 µs 25 µs/sec

 


Et comment définir un train d'impulsions ?

Un train d'impulsions peut s'inscrire à l'intérieur d'une courbe virtuelle qui en simplifie les contours. Celle-ci est schématisée clairement dans l'animation ci-jointe. Nous pouvons alors décrire cette courbe-enveloppe, pratiquement avec les mêmes paramètres qu'une impulsion élémentaire :

  • Pente d'établissement : forme + durée.
  • Plateau : durée.
  • Pente de rupture : forme et durée.
  • Temps Off : durée.

Regardons l'écran de cet oscilloscope : nous y voyons défiler des impulsions rectangulaires biphasiques regroupées en trains d'impulsions. Apparaissent maintenant les courbes enveloppes, englobant toutes les impulsions, et définissant la forme des trains d'impulsions.

  • La pente d'établissement.
  • Le plateau.
  • La pente de rupture.
  • Et le temps Off de chaque courbe enveloppe apparaissent clairement.

 


2 Qu'est-ce que la fréquence d'un courant ?

La fréquence reflète un phénomène périodique, ou du moins répétitif, qui se mesure par le nombre de répétitions par unité de temps. En électrostimulation, l'unité de mesure des fréquences utilisée est le hertz (Hz), ou période par seconde (pps).

Dans la majorité des cas, la fréquence du courant détermine le nombre d'impulsions élémentaires délivrées par votre stimulateur en 1 seconde. A titre d'exemple, un signal se reproduisant, identique à lui-même, 800 fois en une seconde, possède une fréquence de 800 Hz.

Nous pouvons distinguer les courants de très basse, basse, moyenne, et haute fréquence.

 

Attention ! La nomenclature des plages de fréquences définies en électrostimulation ne correspond pas à celle utilisée pour les courants électriques industriels.

 

Type de courant Fréquence
Courant de très basse fréquence. De 0 à 10 Hz.
Courant de basse fréquence. De 10 à 800 Hz.
Courant de moyenne fréquence. De 800 à 50 000 Hz.
Courant de haute fréquence. Au-dessus de 100 000 Hz.


 


3 Qu'est-ce qu'un courant polarisé' ?

Tout d'abord, pourquoi vous parler de courant polarisé, puisque l'immense majorité des électrostimulateurs personnels, contrairement aux électrostimulateurs professionnels, ne délivrent pas ces courants ? Tout simplement pour attirer votre attention sur le fait qu'un courant dit, "à moyenne nulle", se doit de l'être parfaitement, sous peine de risquer une brûlure, entre autres désagréments...

 

Attention ! Veillez à utiliser un électrostimulateur répondant aux normes de sécurité en vigueur, sous peine de risquer, par exemple, une brûlure sous les électrodes.

 

Nous allons donc essayer de comprendre, de façon schématique, ce qui différencie un courant polarisé, d'un courant non polarisé, encore appelé courant à moyenne nulle.

Conventionnellement, dans un circuit électrique relié par exemple à une batterie, le courant électrique circule du pôle positif vers le pôle négatif. Donc toujours vers le même pôle. Dans ce cas, nous disons que le courant est polarisé. En revanche, votre électrostimulateur est capable d'inverser le sens du courant, alternant un sens et l'autre de façon périodique. Par exemple, un signal dans un sens, le suivant dans le sens opposé. Cela donne alors un courant alternatif. Si ces 2 signaux alternés ont exactement la même valeur, au sens près, l'un positif, l'autre, négatif, nous parlons d'un courant alternatif à "moyenne nulle". Ce courant n'a pas de valeur polaire, donc pas d'action galvanique. Si la valeur de ces signaux diffère, le courant possède une résultante dite galvanique. Dans ce cas, il a une valeur polaire et donc une action galvanique. Or, dans certaines conditions, cette action glavanique comporte des risques tels que brûlure ou transports d'ions non contrôlés pouvant entraîner une réaction allergique.

Ne nous affolons pas pour autant, les électrostimulateurs conçus et fabriqués par les marques les plus connues sont parfaitement aux normes.

Rappelez-vous ceci : à l'extérieur de votre stimulateur, le courant électrique circule alternativement de la borne positive vers la borne négative, puis dans le sens inverse. Et ainsi de suite. Regardons ce schéma représentant une balance en équilibre. A gauche, passage du courant dans le sens négatif. A droite, dans le sens positif. Première phase : circulation du courant dans le sens négatif avec une quantité donnée de courant de - 25, en unité arbitraire. Seconde phase : dans le sens positif avec une quantité donnée de courant de + 25. Si la quantité de courant est strictement égale dans chaque sens, c'est à dire vers le pôle positif, puis vers le pôle négatif, le résultat final est nul : -25+25 = zéro. Maintenant, faisons pivoter notre balance de 90 degrés. Nous retrouvons un système d'axes connu : sous l'axe horizontal, la représentation de la quantité de courant négative. Au-dessus, la quantité de courant positive.
Voici maintenant un courant constitué d'impulsions rectangulaires alternatives. D'après le graphique, et par référence à l'axe zéro, l'amplitude des signaux positifs est équivalente à celle des signaux négatifs. Si nous faisons la somme algébrique des surfaces des éléments positifs, et de celles des signaux négatifs, nous obtenons un résultat égal à zéro. Nous pouvons dire que nous avons là un courant à moyenne nulle. Regardons ce qui se passe à l'écran. L'amplitude de tous les éléments positifs a diminué de 45 %, tandis que les éléments négatifs sont toujours à 100. Si nous faisons la somme algébrique des surfaces des éléments positifs et des éléments négatifs, nous obtenons un résultat égal à moins 45 %. Ce courant est donc polarisé négativement. Nous pouvons donc considérer, sur le plan polarité, que le dernier courant, biphasique, est équivalent à celui-ci : un courant monophasique de polarité négative et de même largeur d'impulsions.
Allons encore plus loin dans cette logique, en rapportant la surface totale de toutes les impulsions de ce dernier courant, à celle d'une seule, et même impulsion. Cette impulsion, rectangulaire, se situe entièrement sous l'axe zéro horizontal, comme si le courant ne circulait plus que dans le sens négatif.
Conclusion importante : un courant alternatif, sous certaines conditions, peut avoir le même effet qu'un courant circulant toujours dans le même sens. Or, un tel courant, peut présenter des dangers, comme un risque de brûlure. D'où l'intérêt de posséder un stimulateur, répondant aux normes de qualité en vigueur.



 


4 Programmes et protocoles de traitement

Commençons par comprendre la différence entre programme et protocole. Concernant votre électrostimulateur, le programme est effectué automatiquement par l'appareil ; tandis que le protocole à suivre vous incombe.

4 définitions pour bien comprendre :

  • Protocole : énoncé des règles du déroulement d'une expérience scientifique ou d'un traitement thérapeutique.
    • Règles : ensemble des principes à la base d'une science.
      • Principe : loi vérifiée par l'expérimentation.

    Autrement dit, un protocole est l'enchaînement séquentiel d'un ensemble d'actions déterminé en fonction de tests préalablement effectués, et garantissant les meilleurs résultats possibles.
  • Programme : liste des instructions permettant à un ordinateur d'exécuter une série d'opérations.
    Un programme est donc ici la liste des instructions permettant à votre électrostimulateur de délivrer un ou plusieurs type(s) de courant(s) de façon à respecter une partie d'un protocole de traitement.
    Pourquoi une partie seulement ? Tout simplement parce que certaines parties du protocole ne peuvent être réalisées que par vous-même : la mise en place des électrodes, par exemple.

Concernant votre électrostimulateur, il ne faut pas confondre protocole et programme ! Pendant une séance d'électrostimulation, vous appliquez un protocole de traitement établi par des spécialistes du sport, de la douleur, ou de l'incontinence. Tandis que l'appareil, lui, exécute le programme codé par des informaticiens. Pour expliquer cela, partons de 3 définitions élémentaires :

  • Un principe, est une loi, vérifiée par l'expérimentation. Il a donc été établi après une multitude de tests, et validé dans les règles de l'art.
  • Une règle, regroupe l'ensemble des principes dans le but d'obtenir le meilleur résultat possible.
  • Un protocole, énonce, autrement dit, exprime dans des termes compréhensibles par l'utilisateur, les règles de déroulement de la séance.

Prenons l'exemple d'une séance de running. Logiquement, elle devrait débuter par un échauffement. Puis, par une séquence d'effort intense. Laquelle devrait donner lieu à une séquence d'étirements. Puis à une phase de repos pour récupérer. D'accord, les champions ne se contentent pas de si peu !
Nous pouvons donc résumer le protocole, à ce diagramme. Ou, à quelque chose comme cela. tout du moins en ce qui concerne l'appareillage. Car le protocole, détermine aussi la mise en place spécifique des électrodes. Et cela, vous seuls pouvez le faire.
Enfin, qu'est-ce qu'un programme ? Ce sont des lignes et des lignes de code informatique développées par des informaticiens, destinées à commander un micro-processeur, qui, lui-même, contrôle votre électrostimulateur, de façon à exécuter une partie du protocole que nous venons d'évoquer. C'est simple, non ? En bref , nous pourrions dire que le protocole relève de l'humain. et le programme, de la machine.

Laissons donc les programmes aux informaticiens et appliquons nos protocoles. Ne retenons qu'une chose essentielle : un protocole est conçu par des spécialistes de l'appareil locomoteur, de la douleur ou de l'incontinence qui en ont, en principe, testé et validé les résultats. Sur un électrostimulateur individuel, vous n'avez pas, ou de façon très limitée, la possibilité de régler les paramètres tels que durée des impulsions, fréquence, pente d'établissement des trains d'impulsions. Et heureusement pour vous. Contrairement aux kinésithérapeutes et physiothérapeutes, vous n'avez, sauf exception, ni les connaissances en physiologie, ni en électrothérapie, ni en pathologie qui vous permettraient d'établir vous-mêmes un protocole.
Cependant vous pourriez trouver les paramètres détaillés dans une revue spécialisée. C'est pourquoi certains électrostimulateurs individuels offrent la possibilité d'un paramétrage personnalisé que vous pouvez enregistrer dans la mémoire de l'appareil.

Et les fabricants, d'où sortent-ils leurs protocoles ? Les sociétés spécialisées en électrostimulation reconnues sur le marché font toutes appel à des spécialistes chargés de collecter et de valider chaque protocole en fonction de publications nationales et internationales, ou de séries de tests cliniques.

Ce qu'il faut enfin savoir est que l'électrostimulation, comme toute science, évolue sans cesse. Si ce qui était faux hier est devenu parfois vrai aujourd'hui, cela veut dire que ce qui est considéré comme vrai aujourd'hui sera peut-être faux demain. Ce qui signifie que les protocoles de votre électrostimulateur, logiquement, devraient évoluer au fil du temps. Certains fabricants proposent cette possibilité, mais pas tous.

 

EN RESUME

Vous en savez assez maintenant pour comprendre les courants délivrés par votre électrostimulateur, et savoir à quoi correspond un protocole. Suffisamment pour comprendre qu'un protocole de traitement de la douleur ne peut pas remplacer celui de renforcement musculaire. Le courant miracle et passe-partout n'existe pas !Nous verrons dans un autre module que le placement des électrodes est d'une grande importance. utiliser correctement le bon protocole avec un mauvais montage d'électrodes peut faire échouer le traitement.