Brevet FR2128449A1 — publié le 19721020

i 2128449 La présente invention est relative à la détection et à la mesure de température, notamment à des fins de diagnostic. L'invention a pour objets : - un procédé de diagnostic comprenant le stade consistant à mesu-5 rer électriquement la température d'un tissu animal vivant suivant un mode de contact ; - un' procédé de diagnostic comprenant le stade consistant à établir le contact avec deux points différents du tissu animal vivant, et à mesurer électriquement la différence de température entre les 10 deux points ; - un appareil destiné à mettre en oeuvre les procédés susmentionnés ; - un appareil de diagnostic sensible à la température du tissu animal vivant comprenant au moins une sonde comportant un transducteur sensible à la température destiné à produire un signal élec- 15 trique de sortie fonction de la température d'un point du tissu animal avec.lequel il est en contact. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, 20 dans lesquels : la Fig. 1 est un schéma électrique d'une forme d'exécution de l'appareil suivant l'invention ; la Pig. 2 est une vue en coupe transversale d'une sonde utilisée dans l'appareil de l'invention ; 25 la Pig. 3 est une vue en coupe transversale d'une autre sonde pouvant être utilisée dans l'appareil de l'invention ; et les Fig. 4,5 et 6 représentent des variantes du circuit de la Pig. 1. L'appareil de mesure de température de la Fig. 1 comprend 30 deux sondes 5 et 6 comportant des thermistances respectives, 8,10. Les thermistances sont alimentées en courant par des conducteurs souples 12,14. Chaque conducteur est connecté à un conducteur 16 d'alimentation de 0 V ainsi qu'au collecteur d'un transistor respectif 18,20. Les résistances 22 et 24 de valeurs égales sont 55 connectées respectivement en paraMèle aux thermistances 8,10 par l'intermédiaire des conducteurs 12 et 14. Les bases des transistors 18,20 sont maintenues à une tension stabilisée en les connectant à la jonction d'une diode Zener 26 et d'une résistance 28 quisont connectéesà une pile 30 40 par l'intermédiaire d'un interrupteur 32. Les émetteurs des tran- 72 Ô6998 2 sistors 18,20 sont connectés à-la borne positive de la batterie par l'intermédiaire d'un diviseur de potentiel réglable 34 et d'un interrupteur 32. La différence entre les tensions apparaissant sur les 5 thermistances 8,10 est détectée au moyen de connexions respectives 36,38 qui connectent respectivement les collecteurs des transistors 18,20 aux deux entrées d'un amplificateur différentiel 40 comportant une résistance de réaction 42. La sortie de l'amplificateur 40 est appliquée à un compteur à zéro central 44 par 10 l'intermédiaire d'une résistance réglable 46. L'amplificateur comporte une résistance de charge 48. Un conducteur 50 assure l'alimentation positive de l'amplificateur 40 à partir de la pile 30, tandis qu'un conducteur 52 assure l'alimentation négative à partir d'une pile 54 par l'in-15 termédiaire d'un interrupteur 56. En fonctionnement, les sondes 5 et 6 (et donc les thermistances 8 et 10) sont portées initialement à la même température. On règle ensuite le diviseur de potentiel 34 jusqu'à ce que les courants circulant dans les deux thermistances 8,10 par l'inter-20 médiaire des conducteurs 12,14 soient tels que les tensions captées par les connexions 36,38 mettent l'indicateur 44 à sa position de zéro central. Le circuit est maintenant à l'état d'équilibre et on peut utiliser les sondes 5,6 pour détecter la différence de tempéra-25 ture. Une différence de température entre les sondes 5 et 6 et donc entre les thermistances 8 et 10 fait apparaître une différence de tensions-entre les connexions 36,38 et ceci a pour effet que l'amplificateur 40 fait dévier l'indicateur 44 dans un sens dépendant de celui de la différence de température. 30 La pleine déviation de l'indicateur 44 peut se régler au moyen de la résistance 46. L'appareil est particulèrement avantageux en tant que dispositif paramédical utilisé à des fins de diagnostic. Plus précisément, il peut être utilisé pour comparer la température d'une 35 partie du corps du patient avec celle d'une autre. Une telle différence de température peut indiquer une anomalie comme par exemple des excroissances sous-cutanées, malignes ou bénignes. L'appareil peut être également utilisé à des fins de diagnostics dans le domaine vasculaire afin de localiser un caillot sanguin au moyen 40 de la différence de température produite. 72 06998 3 2128449 L'appareil peut être encore utilisé à des fins de diagnostic pour localiser les perforations profondes de veines dans le cas de varices, pour essayer les effets de produits cytotoxi-ques sur les tumeurs accessibles, les effets des produits vasodi-latateurs dans les maladies vasculaires telles que celles affectant les jambes, pour mesurer les variations de températures cutanées locales dans les appendicites aiguës et pour mesurer les variations de la température cutanée associées aux tumeurs du sein. On remarquera que l'appareil représèjité diffère des dispositifs de mesure de température infra-rouges en ce sens que dans l'appareil décrit.et représenté les sondes établissent un contact physique avec la peau du patient et ne sont pas affectées par les variations du pouvoir émissif de la peau. L'appareil de l'invention peut être rendu économique et est robuste et son utilisation est simple et il peut constituer un appareil de diagnostic précieux avant de passer à un examen plus détaillé et plus spécialisé. Les sondes 5 et 6 doivent être conçues pour assurer une bonne conduction thermique entre la peau du.patient et les thermistances et elles doivent donc être construites en un matériau présentant une bonne conductivité thermique. Elles peuvent recevoir une forme convenable quelconque, comme par exemple en étant bi-dimensionnelles et en présentant des sections rectangulaires ou circulaires comprises entre 1mm et 1cm par exemple. Afin de réduire les effets des courants d'air et des détériorations accidentelles, il peut être avantageux de munir les sondes de capuchons protecteurs. Le temps de réponse peut être de l'ordre de quelques secondes et les différences de températures atteignant jusqu'à 5°C peuvent être mesurées avec une bonne sensibilité. La Fig. 2 représente une vue en coupe transversale d'un exemple de construction de sonde. La sonde représentée comprend un corps principal 80 comportant une chambre creuse 82 qui communique avec l'extrémité conique 84 du corps au moyen d'un orifice 86 dans lequel est montée une tige creuse 88. La tige 88 fait saillie à partir de la pointe 84 du corps 80 et se termine par un disque 90 en nickel et en fer à l'intérieur duquel est montée la ther-mistance 8 ou 10. Les connexions 12 ou 14 partent de la thermis-tance, traversent la tige 88 et sortent par un conducteur 92 qui 72 06998 4 2128449 fait saillie à travers un élément de fermeture d'extrémité 94 et sont raccordées ensuite au reste du circuit. Comme représenté à la Pig. 2, la sonde peut également comporter l'interrupteur 32 qui est représenté sous la forme d'un bouton-poussoir comprenant un contact fixe 96 et une lame élastique de contact 98. L'une seulement des deux sondes comporte naturellement l'interrupteur à bouton-poussoir. En cours d'utilisation, les deux sondes sont maintenues à la manière d'un crayon par l'opérateur qui actionne l'interrupteur 32 pour mettre l'appareil en fonctionnement lorsqu'il a placé les sondes aux positions désirées. La construction de la thermistance représentée constitue un compromis entre l'inconfort produit par une sonde à thermistance à pointe assez aiguisée qui présente une bonne réponse et le confort d'une thermistance plus grande mais plus lente. Dans une variante, l'extrémité distale de la tige 88 peut se terminer par une tête en forme de champignon plus grande que celle représentée afin d'offrir un meilleur confort pour le patient. Une autre possibilité, représentée à la Pig. 3, consiste à disposer la thermistance de manière qu'elle fasse saillie à partir de l'extrémité d'une gaine sur un support à ressort. Comme représenté à la Pig. 3, dans laquelle les parties correspondantes aux parties de la Pig. 2 portent les mêmes références, le disque 90 supportant la thermistance 8 ou 10 est monté sur l'extrémité d'une tige creuse 88 qui s'ajuste de façon coulissante dans le corps 80. Le corps 80 comporte une pièce creuse 89 et un ressort de compression 95 Qui sollicite la tige 88 vers l'extérieur du corps. La pièce rapportée 89 comporte des épaulement qui supportent des contacts 96 et 97 qui sont connectés à l'alimentation du circuit par des conducteurs 98,99. Les conducteurs de thermistances 12 ou 14 passent le long de la tige 88 et un contact élastique 100 est monté sur l'extrémité de la tige. Une rondelle transparente 101 est montée sur l'extrémité du corps 80. En fonctionnement, la sonde est appliquée au patient et la tige 88 coulisse dans le corps 80 ( à l'encontre du ressort 84), jusqu'à ce que la rondelle 101 soit en contact avec le patient. On effectue ainsi une mesure de contrôle de la pression de contact. Simultanément, le contact 100 relie les contacts 96 et 97 et connecte l'alimentation au circuit. COPY 72 06998 5 2128449 La Pig. 4 représente un schéma électrique modifié dans lequel les parties correspondant à celles de la Pig. 1 portent les mêmes références. Dans le circuit de la Pig. 4, l'alimentation de l'am-5 plificateur 40 est réglée par un transistor 104. Une diode Zener 106 en série avec une diode 108 et une résistance 110 fournit une.tension de référence qui est comparée à la tension d'alimentation réelle par des transistors 112 et 113. Toute différence règle automatiquement la conduction du transistor 104 afin de 10 maintenir le niveau de tension désiré. La diode Zener 106 alimente également des résistances 114 et 115 à la jonction desquelles les bases des transistors 18 et 20 sont connectées. Le circuit de la Pig. 4 comporte également un interrupteur 116 au moyen duquel l'indicateur 44 peut être débranché 15 de l'amplificateur 40 et être connecté de manière à indiquer la tension de la pile au moyen de résistances 118 et 120. De plus, cette opération rend conducteur un transistor 122 qui connecte une résistance de charge 124 aux bornes de la pile . De cette manière, on vérifie la tension de la pile dans les conditions de charge. 20 Enfin, le circuit de la Fig. 4 comprend un interrupteur 126 au moyen duquel la thermistance 6 peut être débranchée et être remplacée par une résistance fixe 128. En fonctionnement, le circuit fonctionne de la manière déjà décrite lorsque les deux thermistances sont en circuit. Lors-25 que l'interrupteur 126 est actionné de manière à débrancher la thermistance 6, la sonde unique 8 est placée à une position particulière sur le corps du patient et on la laisse atteindre une ■ température constante. L'indicateur 44 est alors mis à sa position zéro au moyen du diviseur de potentiel 34. Les indications 30 de' températures données par la suite, lorsque la sonde est déplacée à des positions différentes sur le corps, indiquent la différence de température par rapport à la position donnée correspondant au zéro. La Fig. 5 correspond à la Pig. 1 (l'amplificateur 40 35 ainsi que ses connexions étant supprimés), . mais représente une autre variante du circuit. Comme dans la Fig. 4, la sonde 6 est remplacée par une résistance fixe 128, en permanence dans le cas présent. De plus, il est prévu un autre commutateur 130 ayant une position à laquelle il débranche la sonde 5 des conducteurs 12 et 40 connecte à la place une résistance d'étalonnage 132. Le commuta- eopY 72 06998 6 2128449 teur 130 étant à la position d'étalonnage, l'indicateur 40 peut être mis à la position zéro au moyen du diviseur de potentiel 34. Lorsque le commutateur 130 est ramené à sa position normale,l'indicateur 40 indique la température réelle détectée par la sonde 5. 5 Bien que l'appareil représenté utilise des thermistances comme élément de détection de température, on peut utiliser d'autres éléments de détection de température en modifiant convenablement le circuit le cas échéant . Par exemple, on peut utiliser à la place des thermistances tout autre matériau résistif sensible à la 10 température convenable. Il est possible d'utiliser des diodes semi-conductrices polarisées en sens direct comme élément de détection de température. La chute de tension en sens direct de telles diodes varie lorsque la température change et ces diodes peuvent fournir des mesures très sensibles de la variation.de température. Dans 15 la pratique, chaque diode peut être constituée par la jonction base-émetteur polarisée en sens direct d'un transistor. La Fig. 6 montre comment deux diodes polarisées en sens direct 140,142 peuvent être connectées à la place des thermistances 8,10 dans le circuit de la Fig. 4. Les parties de la 20 Fig. 6 correspondant à celles de la Fig. 4 portent des numéros de référence similaire. Les parties du circuit de la Fig. 4 consti- ■» tuant l'alimentation en courant constant, et l'amplificateur 40 ainsi que l'indicateur 44 ont été supprimés à la Fig. 6 pour des raisons de clarté . Les résistances 144 et 146 permettent de ren-25 dre égales les chutes de tension en sens direct de base des diodes. On peut utiliser à leur place un ou plusieurs thermocouples, auquel cas leurs sorties peuvent être appliquées à un amplificateur capable d'amplifier les signaux de sortie très petits obtenus : un exemple d'un tel amplificateur est un amplificateur 30 découpeur dans lequel le signal unidirectionnel très petit du thermocouple est transformé en un signal alternatif avant amplification. Une autre possibilité consiste à utiliser un matériau en verre dont la tension de commutation entre deux états de conductions varie en fonction de la température. Dans ce cas, le cir-35 cuit utilisé doit être agencé de manière à mesurer la variation de tension de commutation avec la température, comme par exemple en appliquant une tension variant progressivement à l'élément et en mesurant l'instant auquel il change d'état. L'expression " tissu animal " utilisée ici, couvre 40 les tissus humains. COPY 72 06993 7 2128449 REVENDICATIONS 1 - Appareil de diagnostic par mesure électrique de la température d'un tissu animal, vivant suivant un mode de contact, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une sonde (5) supportant un élément transducteur (8) produisant une sortie élec- 5 trique qui varie avec la température d'un point avec lequel il est en contact, et un circuit connecté à l'élément transducteur (8) afin de détecter sa sortie électrique. 2 - Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une seconde sonde (6) comprenant également un • 10 élément transducteur (10) sensible à la température permettant de produire une sortie électrique en fonction de la température d'un point avec lequel il est en contact, et en ce que le circuit électrique est connecté de manière à recevoir les deux sorties électriques et est capable d'indiquer la différence de température 15 éventuelle qu'elles représentent. 3 - Appareil suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le circuit comprend un amplificateur différentiel (40) qui est connecté de manière à recevoir les deux sorties et à commander un indicateur (44). 20 4 - Appareil suivant la revendication 2 , ou la reven dication 3, caractérisé en ce qu'il comprend un élément de circuit (34) destiné à équilibrer les deux sorties électriques lorsque les températures des deux éléments transducteurs (8,10) sont égales. 25 5 - Appareil suivant l'une quelconque des revendica tions 1 à 4, caractérisé en ce que le ou les éléments transducteurs (8,10) comprennent un matériau résistif, électrique et sensible à la-température se présentant sous la forme d'une thermistance (8, 10) ou sous la forme d'une jonction semiconductrice (140,142) po- 30 larisée en sens direct et agencée de manière que sa chute de tension en sens direct varie avec la température. 6 - Appareil suivant la revendication 5. caractérisé en ce qu'il est alimenté par une source d'énergie constante. 7 - Appareil suivant l'une quelconque des revendica-35 tions 1 à 4, caractérisé en ce que le ou les éléments transducteurs (5,6) sont constitués par un thermocouple ou un élément en verre dont la tension de commutation entre deux états de conduction varie avec sa température.. 8 - Appareil suivant l'une quelconque des revendica- COPY 72 06998 8 2128449 cations 1 à 5, caractérisé en.ce qu'il comprend un commutateur électrique (32) destiné à rendre le circuit actif, ce commutateur (32) étant monté physiquement sur la ou l'une des sondes (5,6). 9 - Appareil suivant la revendication 8, caractérisé en ce que le ou les éléments transducteurs (8,10) sont montés élastiquement sur leurs sondes (5,6) de façon à se déplacer lorsqu'ils sont mis en contact avec le tissu, animal, et en ce que le commutateur (32) est monté de manière à être actionné par le dépla cernent de l'élément transducteur (8,10). 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