Brevet FR2266484A1 — publié le 19751031

L'invention concerne un procédé et un dispos pour l'étud-e et la mesure de la compliance des parois et cavitée viscérales et vasculaires. Suivant le procédé de l'invention, on introduit un fluide dans la cavité à étudier, puis l'on mesure, à l'aide d'un capteur de pression, la variation de pression du liquide resultant de la variation de la pression des parois de la cavi té, ce procédé étant caractérisé en ce qu'on fait varier dans le temp.s le volume du fluide introduit dans la cavité, et l'on mesure simultanément les variations de la pression des parois de la cavité} en fonction du sens, de l'amplitude et de la vitesse de variation du volume- -du- fluide introduit. L'invention concerne aussi un dispositif pour la mise en oeuvre du procédés caractérisé en ce qu'il comporte un générateur de signaux électriques, lesdits signaux définis- sant la variation de volunie de fluide désirée, un convertisseur analogique-digital transformant chaque signal électrique en un nombre codé, et un moteur électrique pas-à-pas étant relié mécaniquement au piston de la seringue pour le commander en déplacement en fonction des.signaux électriques, le circuit de puissance de chacune des phases de ce moteur électrique étant alimenté à partir desdits nombres codés et par l'intermédiaire d'un module de commande. Suivant une autre caractéristique de l'invention. la liaison mécanique du moteur a la seringue comporte un codeur optique produisant des bits fonction de la position du piston de la seringue, et donc du volume--introduit, ce convertisseur étant relié a l'entrée soustraction d'un étage soustracteur additionneur disposé entre le convertisseur analogique-digit:I et le module de commande du moteur, cet étage recevant, sur l'entrée addition, l'information codée prnvenant du convertws- seur. L'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, sur les dessins ci-joints, dans lesquels - La figure 1 est un schéma synoptique d'un ode de réalisation de l'invention - La figure 2 est une vue partielle du dispositif représentant particulièrement le module de commande du moteur - La figure 3 est une vue de dessus de l'appareil - La figure 4 est une vue de dessous de la figure 3. Le procédé et le dispo-sitif de l'invention sont en conséquence destinés à l'étude et à la mesure des rapports de compliance des parois et cavités viscérales et vasculaires, c'est-àwdire à la mesure de l'effet mécanique subi par La c.avité considérée du corps humain-lorsqu1elle est souai-se à une pression int.erne. Cette pression interne pourra être réalisée en introduisant un fluide, et de préférence un liquide, soit directement dans la cavité, soit à 1'intérieur d'un ballonnet lui-même introduit dans- ladite cavité. Ainsi, le procédé de l'invention s'applique à l'étude et à la -mesure des caractéristiques mécaniques, fonctionnelles et rhéologiques des cavités et parois de l'organisme que ce soit concernant l'appareil digestif ou l'appareil. circulatoire, ou encore les voies urinaires ou pulmonaires. Ainsi, l'appareil conforme à 1'invention pourra etre mis en oeuvre pour l'étude du tractus digestif d'un individu, pour l'étude de diverses fonctions du coeur, ou encore pour l'etude des cavités de.s artères. Le procédé de l'invention consiste à introduire un fluide dans la cavité que l'on désire étudier, en faisant varier la quantité de fluide suivant une vitesse, une amplitude et un sens determines,- et à mesurer Simultanément/ en réponse la variation de pression que subit le fluide du fait de la réaction de la paroi de la cavité, cette pression en réponse variant, non seulement en fonction de la nature de la variation de fluide introduit, mais aussi en fonction des caractéristiques des parois de la cavité soumise à l'examen. Ainsi, par exemple, le procédé et le dispositif de l'invention permettent de déterminer le rapport de compliance qui existe entre un individu sain, pris comme .témoinvet un autre, d'après l'allure d'une variation de pression du liquide en fonction d'une variation donnée du liquide introduit. Ainsi. suivant l'invention, il est prévu de convertir un signal électriqueJde forme et d'amplitude déterminées en un mouvement mécanique de même caractéristiques e mouvement mécanique étant transmis au piston d'une seringue commandant l'introduction du fluide dans la cavité à étudier. de manière que l'allure de la variation de fluide à l'intérieur de cette cavité corresponde exactement et pratiquement simulta- ne ment au signal électrique d'origine. Sur la figure 1, on a ainsi représenté un générateur de signaux électriques 1 produisant des signaux de forme- quelconque désirés, sinusoidaux, carrés, en dents de scie, etc..., à une frequence réglable, ce générateur etant régLable de manière telle que l'opérateur puisse choisir la forme générale du signal, sa durée, .sa fréquence, son amplitude., etc. Le signal électrique provenant de ce générateur est alors amené a un convertisseur analogique-digital qui transforme à chaque instant le potentiel du signal électrique en un nombre codé proportionnel à la valeur de ce potentiel Ce nombre codé est alors amené sur un module de commsnde- 31qui alimente les-diverses phases du moteur pas à pas-4, de manière que sa rotation reproduise les caractéristiques du signal initial. L'arbre de sortie de ce moteur est alors relié, par l'intermédiaire d'une bande sans fin 5, passant sur les poulies, à une seringue 6 dont le piston 7 est relié en un point 8 de la bande sans fin. Cette seringue, du fait de la construction du dispositif, introduit alors le fluide dans le ballonnet 9 placé dans la cavité, de manière que la variation du fluide introduit suive très exactement la variation du potentiel du signal électrique A l'aide de la jauge de contrainte 10, il est alors possible de mesurer la variation de.pression du fluide provenant de la réaction de la cavité à étudier. Sur la figure 1, on remarque également que la bande sans fin 5 est reliée, par une liaison mécanique 11 a un codeur optique 12/ produisant, à laide d'une cellule hoto-e'lectrique, tin nombre de bits fonction de la position du piston 7, ctest~-à-dire fonction du volume de fluide introduit a l'instant donne. Ces bits sont alors amenes à l'entrée de soustraction 131 d'un étage additionneur soustracteur 13, dont l'entrée addition 132 reçoit le signal codé provenant du convier tisseur 2. Cet étage 13 produit alors sur sa sortie i33 un signal 1 ou 0, suivant que le nombre code provenant du convertis seur est inférieur ou supérieur au nombre codé provenant du codeur optique 12.Ce signal 1 ou 8, amené sur le niodule de commande 3, détermine alors le sens de rotation du moteur de manière que la différence des nombres code provenant du convertisseur 2 et du codeur 12/tende vers 0. Sur la figure 2, on a représenté en un sachem synoptique plus détaillé. le module-de commande du moteur, ce module comprenant un computer-dé computer 14, qui compte ou décompte suivant le sens de rotation désire, cet étage 14 étant suivi d'un convertisseur 157 produisant des nombres de 0 à N, N variant suivant le nombre de phases du moteur 4. ces nombres étant répartis, à l'aide de portes OU 15, sur des circuits de puissance 16 constitués par exemple par des montages Darlington, ces circuits de puissance alimentant alors les phases 17 du moteur, ces phases étant, dans l'exemple représenté, au nombre de 4. L'ensemble mécanique représenté sur les figures 3 et 4 se compose d'un châssis 18, pour w de deux cornières 19 et 20, aux extrémités desquelles sont montés à rotation des axes 191, 192, 201, 202. Par ailleurs, à l'intérieur de ces cornières 19 et 20, sont montées longitudinalement des axes 21 et 22 constituant des glissières pour des manchons 24, solidaires d'un élément transversal 25 formant le chariot. Les axes 192 et 202 sont reliés, par l'inter- médiaire d-e manchons d'accouplement 26, au moteur pas à pas 4 tandis que l'un des axes, par exemple .191 est relié par un manchon d'accouplement 27 au codeur optique 12. Le chariot 25 est relié, par son rebord 25i a la tige 281 du piston 28 d'une seringue 29, sur laquelle est branché un tube 30 dont l'autre.extrémité débouche dans la cavité à explorer. Bien entendu, le dispositif représenté pourra comp.arter plusi.eurs seringues 29 fixées, d'une part. en 181, au châssis 18, d'autre part, au rebord 25 du hariot 25, cette seringue étant reliée par exemple aux divers canaux d'un tube souple à plusieurs cax qui est introduit dans la cavité à me-surer, chaque canal du tube étant pourvu d'un orifice de sortie du fluide et leurs divers orifices étant répartis sur la longueur du tubewde manière à pouvoir tester simultanément la réponse en pression de la paroi de la cavité en plusioeurs endroits bien déterminé Conformément à l'invention, et afin d'obtenir une variation du volume de fluide introduit qui corresponde exactement à la nature de signal électrique généré, il a t prévu de relier le chariot 25 au moteur pas à pas 4, par l'inter médiaire de bandes sans fin en clinquant 31, 32, 33 et 34 et donc inextensibles, ces bandes sans fin étant pourvues de perforations régulierenent réparties 35, qui viennent se autour de plots de dimensions correspondantes 36 réalisés des poulies 36 maintenant sous tension les. bandes sans fin 31, 32, 33 et 34. Dans lrexemple représenté, on remarque que chaque bord latéral du chariot 25, qui se déplace dans le sens de la flèche double F, est entraîné par une paire de bandes sans fin de manière à assurer un déplacement précis de ce chariot, quel que soit son sens et sa vitesse déplacement. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à exemple de réalisation ci-dessus décrit et représenté, a partir duquel on pourra prévoir d'autres variantes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATION 102 Procédé pour l'étude et la mesure de la compliance des parois et cavités viscérales et vasculaires suivant lequel on introduit un fluide dans la cavité à étudier, puis l'on mesure, à l'aide d'un capteur de pression, la variation de pression du liquide résultant de la variation de la pression des parois de la cavité, procédé caractérisé en ce qu'on fait varier dans le temps le volume du fluide introduit dans la cavité,.et l'on mesure simultanément les variations de la pression des parois de la cavité en fonction du ens,de l'amplitude et de la vitesse de variation de volume du fluide introduit. 20) Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un générateur de signaux électriques, lesdits signaux définissant la variation de volume de fluide désirée, un convertisseur analogique-digital transformant chaque signal électrique en un nombre codé, et un moteur électrique pas à pas étant reliés mécaniquement au piston de la seringue pour le commander en déplacement en fonction des signaux électriques, le circuit de puissance de chacune des phases de ce moteur électrique étant alimenté à partir desdits nombres codés et par l'intermédiaire d'un module de- comande. 30) Dispositif conforme à la revendication 2 caractérisé en ce que, pour la détermination du sens de rotation du moteur, la liaison mécanique du moteur à la seringue comporte un codeur optique produisant des bits fonction de-la position du piston de la seringue, et donc du volume introduit, ce convertisseur étant relié a l'entrée "soustraction" d'une étage soustracteur-additionneur, disposé entre le convertisseur analogique-digital et le module de commande du moteur, cet étage recevant, sur l'entrée "addition", l'information codée provenant du convertisseur. 4 ) Dispositif conforme à la reendication 2 caractérisé en ce que la liaison mécanique, entre le moteur pas à pas et le piston de la seringue)est obterue par l'intermédiaire d'un chariot monté coulissant, ledit chariot étant relié à l'arbre du moteur pas à pas par l'intermédiaire de bandes sans fin en clinquant, pourvues de perforations re- gulièrement réparties, ces bandes sans fin étant tendues des poulies pourvues de picots, l'une de ces poulies étant reliée à l'arbre du moteur pas à pas. 5 ) Dispositif conforme à la revendication 4 caractérisé en ce que le chariot est entraîné n coulissement, à partir du moteur pas à pas, par l'intermédiaire de deux Fsirea de bandes sans fin perforées en cliquant, chaque paire étage disposée parallèlement au sens de déplacement du chariot et sur chacun de ses côtés.