Brevet FR2290874A1 — publié le 19760611

La présente invention concerne un télétransmetteur de signaux physiologiques implanté dans l'organisme. On sait que la mesure de paramètres physiologiques, tels que la pression gsérielle, la pression intra-crânienne, l'électrocardiogramme, l'impédance pulmonaire, la température centrale, est d'une importance capitale en médecine curative. Ces mesures doivent quelquefois être faites in situ", c 'est-à-dire à un endroit précis du corps humain, pas toujours au voisinage de la surface de la peau, et d'accès souvent difficile ; c'est le cas, par exemple, de la mesure de la pression intra-crânienne. Il est également parfois nécessaire, pour la surveillance de malades, d'inclure dans l'organisme des dispositifs permettant la mesure permanente de ces paramètres physiologiques. En expérimentation physiologique, la mesure permanente de certains de ces paramètres doit aussi être effectuée par l'implantation d'un appareillage de faible volume capable de transmettre à un appareil extérieur les informations recueillies. Il est nécessaire d'avoir un isolement électrique très bon par rapport au réseau de distribution, ce qui impose des amplificateurs électriques à isolement galvanique. Il serait utile de plus d'associer plusieurs capteurs à un seul dispositif de transmission de signaux physiologiques, de préamplifier les signaux émis par ces capteurs le plus près possible de ceux-ci afin de réduire le niveau de bruit, puis de les transmettre sans liaison matérielle à l'appareillage de mesure, de visualisation et de traitement. Dans l'art antérieur, de telles mesures sont effectuées par l'intermédiaire de capteurs couplés au patient par des fils ou des cathéthers. Ce type de couplage matériel crée de nombreuses contraintes pour les soins portés aux malades du fait de leur encombrement et pose parfois des problèmes septiques. La transmission par radio-émetteur après multiplexage d'un centralisateur de mesure est une solution qui a déjà été adoptée. Mais elle était tributaire, dans l'art antérieur, d'une source d'énergie associée, soit une-batterie soit une pile, qui augmente le volume de l'appareillage, l'alourdit, nécefisite une maintenance et limite la durée de son fonctionnement. De plus,ce multiplexage était déterminé une fois pour toutes avant implantation dans l'organisme et on ne pouvait plus modifier l'ordre de la fréquence d'interrogation des différents capteurs, une fois l'implantation faite. Le télétransmetteur de signaux physiolotiques selon l'invention pallie aux inconvénients de l'art antérieur, puisqu'il est alimenté par induction et/ou puisque l'interrogation des différents capteur est commandée par induction, enfin par~ gl'il retransmet par induction les signaux physiologiques mesurés dans l'organisme, ces signaux étant captés par un récepteur externe. Ainsi, selon l'invention, le télétransmetteur comprend une partie de petite taille qui peut demeurer en permanence dans l'organisme sans qu'il soit nécessaire de recharger ses moyens propres d'alimentation énergétique ; d'autre part, l'interrogation des différents capteurs est commandée à volonté de l'extérieur par l'expérimentateur. Plus précisément, le télétransmetteur de signaux physiologiques selon l'invention comprend - un émetteur d'ondes électromagnétiques extérieur à l'organisme, - implantés dans l'organisme, au moins un récepteur, au moins un capteur mesurant#la valeur d'un paramètre physiologique, un oscillateur controlé en fréquence par ledit capteur et un circuit d'émission d'ondes électromagnétiques alimenté par ledit oscillateur, - un organe récepteur extérieur à l'organisme, recueillant les ondes émises par ledit circuit d'émission. Selon une première disposition de l'invention, il comporte un récepteur R suivi d'un circuit de redressement et de régulation, ce circuit délivrant une tension continue d'alimentation des différents circuits implantés. Selon une deuxième disposition de l'invention, applicable au cas de plusieurs capteurs mesurant plusieurs paramètres physiologiques, il comporte un récepteur R' comprenant au moins un circuit accordé sur une fréquence déterminée, un générateur d'impulsions- apte à engendrer une impulsion lorsque ledit circuit reçoit un signal à ladite fréquence, un compteur recevant lesdites impulsions et un multiplexeur commandé par ledit compteur et envoyant séquentiellement dans l'oscillateur des signaux dont l'amplitude est fonction des signaux émis par les différents capteurs. De préférence, on utilise un amplificateur implanté dans l'organisme auprès dudit capteur, et recevant le signal qui en est issu, pour améliorer le rapport signal sur bruit. L'oscillateur est de préférence commandé en tension (V.C.O.) et délivre un signal dont la fréquence f est fonction de sa tension d'entrée, délivrée par ledit capteur. Cette variation de fréquence autour d'une fréquence centrale fo est en général faible ; par contre fo peut être très élevée, de l'ordre du mégahertz ; f - fo = KV Toutefois, il peut être intéressant d'utiliser certains c#apteurs, tels que capteurs à mutuelle induction, capteurs capacitifs, capteurs résistifs, que l'on peut incorporer dans l'oscillateur dont la fréquence est alors directement fonction du paramètre mesuré par le capteur. Selon une autre disposition préférentielle de l'invention, l'émetteur et l'organe récepteur extérieurs comportent une seule et même bobine émettrice-réceptrice, ladite bobine étant telle, qu'elle émet une série de trains d'ondes électromagnétiques et que, hors d'émission, elle enregistre les signaux émis par le circuit d'émission implanté dans l'organisme. Dans les modes de réalisation de l'invention à plusieurs capteurs multiplexés, ledit multiplexeur peut relier séquentiellement l'oscillateur aux différents capteurs, ceux-ci étant alors alimentés en permanence ; toutefois, selon une réalisation préférentielle permettant de minimiser la consommation d'énergie dans les circuits implantés, ledit multiplexeur alimente séquentiellement les différents capteurs qui sont alors tous reliés en paralle à l'oscillateur, ce dernier engendrant un signal dont la fréquence est déterminée par le seul capteur alimenté en tension. Selon une disposition secondaire de l'invention, le télétransmetteur comprend également, implanté dans l'organisme, un micro-relais magnétique à commande extérieure situé sur un des fils d'alimentation du capteur, destiné à réaliser des réglages du capteur. Le micro-relais est par exemple une ampoule de verre de type "READ" (désignation commerciale) et l'ouverture du contact est commandée de l'extérieur par création d'un champ magnétique continu. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront mieux après la description qui suit, d'exemples de réalisation donnés à titre explicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées sur lesquelles on a représenté - sur la figure 1, le schéma électronique d'un télétransmetteur selon l'invention, - sur la figure 2, les signaux électroniques en différents points du circuit électronique du télétransmetteur, - sur la figure 3, le schéma électronique d'un télétransmetteur comportant un multiplexeur associé à différents capteurs. Sur la figure 1, on a représenté un schéma électronique d'un télétransmetteur selon l'invention. Un émetteur incluant un élément 2 comprenant une source de tension haute fréquence suivi d'un ensemble inductance bobinée 4-capacité 6, constitue l'émetteur haute fréquence et est disposé à l'exté- rieur de l'organisme. Le reste du circuit est implanté dans l'organisme. Le signal émis par l'émetteur est reçu dans un récepteur constitué par la bobine 8 et la capacité 10, ce récepteur est suivi d'un circuit de redressement constitué par les diodes 12 et 14 associées au condensateur 16. Le circuit comprend ensuite un régulateur de tension constitué par le transistor 18 dont la base comporte la diode Zener 20, l'émetteur et la base étant reliés par la résistance 22. Un condensateur 24 en sortie filtre les pics de tension.Un circuit annexe 25 permet de bloquer l'organe 17 de redressement et de régulation en bloquant le transistor 18. Un relais 26 est inséré entre le capteur C et le circuit de régulation. Le capteur C alimenté par l'organe 17 de redressement et de régulation, envoie une tension'résultant de la mesure d'un paramètre physiologique sur les bases de deux transistors 28 et 30, polarisés à travers les résistances 32 et 34 par la tension continue en sortie de l'organe 17. Le circuit formé par les deux transistors constitue un premier amplificateur suivi d'un amplificateur opérationnel 40. Cet amplificateur 40 est alimenté en tension par la tension + V obtenue à la sortie du circuit d'alimentation 17, grâce à une connexion non représentée sur la figure par souci de clarté du dessin.A la sortie de l'amplificateur 40, la tension obtenue attaque un oscillateur commandé en tension 42, dont l'alimentation en tension + V est reliée à-la sortie de l'organe 17. Cet o-scillateur commandé en tension est par exemple le circuit intégré fabriqué par Texas Instruments et désigné par la dénomination C.D. 4046.La sortie de cet oscillateur commandé en tension, attaque le transistor 44 polarisé grace à la tension prise sur le condensateur 16 et l'émetteur du transistor 44 est relié à la bobine 46 qu'il alimente en courant, le signal haute fréquence émis par cette bobine étant capté par la bobine 4 par couplage inductif entre les bobines 4 et 46. 1.1 est inutile de polariser le transistor 44 par la tension + V fournie par l'organe 17 puisque seule interviént la fréquence du signal ; ceci permet de limiter la consommation du circuit de régulation. L'élément 2 comportant une source de tension alternative, contient également des moyens de type connu pour transformer et enregistrer le signal de fréquence émis par la bobine 46 afin d'en déduire les indications physiologiques mesurées par le capteur C. Le fonctionnement du dispositif est le suivant l'émetteur par l'intermédiaire de la bobine 4 émet un signal à 1 MHz par exemple. L'énergie contenue dans le signal est captée par le récepteur R, redressée, stabilisée et filtrée pour donner un signal continu de tension + V en sortie de l'organe 17. Cette tension + V alimente les diverses bornes telles que 41, 43, et 47, ainsi que le capteur C. La tension émise par le capteur C, qui est par exemple un pont de Wheatstone, est une tension continue proportionnelle à la grandeur mesurée.Cette tension continue est amplifiée par un amplificateur à haute impédance d'entrée et de très faible consommation, constitué par les deux transistors 28 et 30 et également par l'amplificateur opérationnel 40, puis transmise a l'oscillateur commandé en tension 42 qui transforme cette tension d'entrée en variation de fréquence autour d'une fréquence centrale fo. L'alimentation du capteur C peut être temporairement coupée par le relais 26, par exemple un microrelais à ampoule de verre de type "RE#", pour permettre de réaliser le zéro du capteur. Le relais 26 peut être ouvert de l'extérieur par création d'un champ magnétique continu. L'alimentation du capteur C est également coupée pendant les périodes d'émission d'ondes haute fréquence par la bobine 4 de l'émetteur grâce au circuit 25 ; ceci permet d'économiser l'énergie emmagasinée dans les circuits implantés. Sur la figure l, on a représenté un schéma de réalisation préférentielle de l'invention où l'émetteur est également le récepteur du signal haute fréquence envoyé en sortie du télétransmetteur par la bobine 46. Il va de soi que le récepteur du signal émis par ladite bobine 46 en sortie du télétransmetteur peut être séparé de l'émetteur initial sans sortir du cadre de la présente invention. Dans ce cas, l'émission d'énergie de l'extérieur vers l'intérieur de l'organisme, et la transmission des signaux de l'intérieur vers l'extérieur, peuvent être continues et/ou simultanées. Sur la figure i, on a représenté différents signaux en différents points du télétransmetteur : le signal 50 est composé d'une suite de trains d'ondes à haute fréquence, (1 MHz par exemple) de durée une milliseconde, émis par la bobine 4 de l'émetteur. Cette tension 50 est la tension qui sert à alimenter après redressement et filtrage des différents appareils électroniques implantés dans l'organisme. En 52, on a représenté le signal émis par la bobine 46, signal permanent dont la fréquence est une mesure du paramètre physiologique mesuré par le capteur C-. En 54, on a représenté le signal de lecture enregistré par l'émetteur récepteur 2, la lecture se faisant hors des périodes d'émission du signal 50. Sur la figure 3, on a représenté un télétransmetteur selon l'invention comportant un multiplexeur-centralisateur de mesure. Les mêmes éléments que sur la figure 1 sont dénotés par les mêmes références avec quelquefois de très légères variantes, aisément accessibles à l'homme de l'art puisque de caractère trivial. Le signal haute fréquence émis par la bobine 4 de l'émetteur est reçu par un récepteur R et transformé en signaux continus par l'organe redresseurrégulateur 17. Ce signal alimente en tension continue + V et - V les différents étages du télétransmetteur. Dans cette variante, le télétransmetteur comprend plusieurs capteurs, C1, C2 et C3. Ces capteurs sont alimentés séquentiellement par l'intermédiaire du multiplexeur 60 par les tensions continues + V et - V délivrées par l'organe 17. Ce multiplexeur est relié à un compteur 62 par exemple un compteur CD 4051 fabriqué par Texas Instruments. Ce compteur est alimenté par un circuit récepteur constitué par une bobine 64 et une capacité 66, ce circuit résonnant étant accordé sur une fréquence particulière émise par la bobine 4 (fréquence d'avance du compteur) . Ledit circuit est suivi d'une diode de redressement 68 et d'une capacité 70 de filtrage,de sorte que la tension entre la masse et le point 72 est telle que representee en fonction du temps sur la courbe 74. Le signal 74 alimente le compteur 62 qui avance d'une unité chaque fois qu'est émis un train d'onde a la fréquence d'avance du compteur et qui met en position le multiplexeur 60 sur les différentes voies de mesure associées aux capteurs.A un instant donné, le multiplexeur 60 alimente, en tension continue, par exemple le capteur C1 par la voie 76. Les signaux délivrés par le capteur C1 par les voies 78 et 80 sont branchés sur les fils de sortie 82 et 84 afin d'être amplifiés et transformés pour être émis, sous forme de signaux de fréquence, par la bobine 46. Lors de l'impulsion suivante, c'est le capteur C2 qui est alimenté en tension par la voie 86 ; la même opération se réalise ensuite sur le capteur C3. Les sorties de mesures des différents capteurs sont reliées en permanence par l'intermédiaire de résistances de très haute valeur telles que 94 et 96 aux entrées du système amplificateur à très haute impédance d'entrée dont la sortie est reliée au convertisseur tension fréquence 42. Comme on l'a déjà indiqué, l'oscillateur commandé en tension fournit une fréquence dont 1 'écart avec une fréquence de base fo est proportionnelle à la tension fournie a l'entrée de ce convertisseur. Un enroulement supplémentaire non représenté, accordé à une fréquence particulière émise par la bobine 4, sert a la remise à zéro du compteur. Il est ainsi possible de connaitre sans repérage chaque voie de mesure sélectionnée. On remarque qu'il est ainsi possible de n'interroger que le premier, ou les premiers capteurs suivant les dessins de l'utilisateur. On pourrait également, selon l'invention, utiliser une pluralité d'enroulements récepteurs supplémentaires accordés à diverses fréquences, pour interroger séparément chaque capteur particulier. REVENDICATIONS 1. Télétransmetteur de signaux physiologiques d'un organisme caractérisé en ce qu'il comprend - un émetteur d'ondes électromagnétiques extérieur à l'organisme, - implantés dans l'organisme, au moins un récepteur d'ondes électromagnétiques, au moins un capteur mesurant la valeur d'un paramètre physiologique, un oscillateur contrôlé en fré quence par ledit capteur selon les valeurs desdits paramètres physiologiques et un circuit d'émission d'ondes électromagné tiques alimenté par ledit oscillateur, - un organe récepteur extérieur a l'organisme, recueillant les ondes émises par ledit circuit d'émission. 2. Télétransmetteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un récepteur R suivi d'un circuit de redressement et de régulation, ce circuit délivrant une tension continue d'alimentation de différents circuits implantés. 3. Télétransmetteur selon la revendication 1, applicable au cas de plusieurs capteurs mesurant plusieurs paramètres physiologiques, caractérisé en ce qu'il comporte un récepteur R' comprenant au moins un circuit accordé sur une fréquence déterminée, un générateur d'impulsiom alimenté par ledit circuit apte à engendrer une impulsion lorsque ledit circuit reçoit un signal à ladite fréquence, un compteur recevant les impulsions et un multiplexeur commandé par ledit compteur et envoyant séquentiellement dans l'oscillateur des signaux dont l'amplitude est fonction des signaux émis par les différents capteurs. 4. Télétransmetteur selon l'une au moins des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'émetteur et l'organe récepteur extérieurs comportent une seule et même bobine émettriceréceptrice, ladite bobine étant telle qu'elle émet une série de trains d'ondes électromagnétiques et que, hors d'émission, elle enregistre les signaux émis par le circuit d'émission implanté dans l'organisme. 5. Télétransmetteur selon l'une au moins des revendications 1 a 4, caractérisé en ce que ledit oscillateur est commandé en tension par le signal issu dudit capteur. 6. Télétransmetteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit multiplexeur alimente séquentiellement en énergie lesdits capteurs. 7. Télétransmetteur selon l'une au moins des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte un amplificateur implanté dans l'organisme auprès dudit capteur, et recevant le signal issu de ce dernier. 8. Télethansmetteur selon l'une au moins des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend, implanté dans l'organisme1 un micro-relais magnétique à commande extérieure, situé sur un des fils d'alimentation du capteur.