Brevet FR2346718A1 — publié le 19771028

La présente invention concerne un filancemètre automatique, c 'est-à-dire un appareil conçu pour mesurer automatiquement la filance ou fibrosité du mucus cervical des mammifères. Le mucus cervical, secrété chez la femme par le col utérin dans sa partie haute, est d'une extrême importance et peut être considéré comme l'un des maillons essentiels conditionnant la fécondation. L'abondance de sa secrétion, sa composition chimique et ses propriétés physiques, réglées par la balance des hormones ovariennes, sont soumises à des variations importantes en rapport avec le cycle menstruel. Du point de vue biophysique, le mucus cervical est un hydrogel dont la phase solide, constituée d'uxle armature maillée de filaments glycoprotéiques, retient prisonnière une importante phase aqueuse. La structure physique du mucus cervical lui confère un certain nombre de propriétés rhéologiques, elles-m#mes variables en fonction du stade du cycle ovarien. L'une d'entre elles, la "filance", ou "fibrosité", se traduit par la capacité du mucus à s'étirer en filaments. Son estimation s'effectue en mesurant la longueur que peut atteindre un étirement de mucus immédiatement avant de se rompre. La filance du mucus augmente proportionnellement à I'ac- tivité oestrogénique ; elle atteint son maximum Juste avant ou au moment de ltovulation, puis décret sensiblement par la suite. La filance apparat ainsi comme un paramètre capable d'optimaliser ou de rendre impossible une éventuelle fécondation. L'augmentation de la filance en période ovulatoire semble en effet directement liée avec une structuration nouvelle de la trame solide, dont les filaments qui la constituent se disposent en chatons parallèles à l'axe du canal du col utérin ou à celui d'une éventuelle force de traction.Cette disposition particulière des filaments, accompagnée d'un relâchement maximum des mailles de la trame, estaussi celle qui rend le mucus cervical pénétrable par les spermatozordes. Pour cette raison, l'appréciation de la filance du mucus cervical est considérée en gynécologie comme essentielle à l'établissement d'un diagnostic et au choix d'une thérapeutique en cas de stérilité féminine. Les autres propriétés rhéologiques du mucus cervical, telles l'élasticité de flux, la viscosité et l'adhésivité ont sus cité la création d'appareillages de mesure relativement précis. Fait curieux, la filance, pourtant plus importante à étalonner sur le plan médical, est déterminée à l'estime dans l'immense majorité des services de gynécologie mondiaux : chaque médecin utilise à sa convenance une technique plus ou moins personnelle dont la marge d'approximation est telle qu'elle rend impossible toute reproductivité et enlève aux mesures tout intérêt scientifique réel. Il s'agit de procédés manuels - le mucus est étiré entre le pouce et le majeur d'une m#me main sa capacité d'étirement est alors limitée à l'écartément maximum des deux doigts, et des filances supérieures à 20 centimètres ne peuvent Entre mesurées. - Le mucus est étiré entre deux lames de verre, ou une lame de verre et une pince mobile tenue par l'expérimentateur (Planche I). Il n'y a pas ici de limitation forcée de la capacité d'étirement, mais la difficulté consiste à étirer le mucus verticalement et d'un mouvement uniforme. - Le mucus est étiré entre une pipette capillaire qui a servi à son prélèvement et une lame histologique sur laquelle il est accroché : La mesure peut alors être faussée par les contraintes capillaires subies par le mucus lors de sa descente dans la pipette. Ces trois variantes de mesure manuelle ont en commun deux inconvénients majeurs - La mesure est forcément très approximative puisqu'elle s'effectue sans échelle de mesure et les valeurs enregisbrées se situent dans certains cas loin de la valeur réelle. - L'erreur d'approximation devient d'autant plys importante que le mucus est plus étirable et qu'on approche donc de la période favorable à la fécondation. L'estimation manuelle de la filance du mucus cervical présente trois inconvénients qui la rendent extrêmement aléatoire 1) la mesure chiffrée de la longueur d'étirement est le plus souvent impossible. Quand une échelle de mesure est prévue, la position de l'opérateur et la nécessité d'éviter tout mouvement brusque pour ne pas renverser le dispositif entratnent une erreur de paral- laxe faussant la mesure. 2) Le moment précis de la rupture du mucus, conditionnant la mesure de sa filance, est particulièrement délicat à saisir, et le mouvement de la main qui étire le mucus vers le haut est difficile à contrSler lors de cette rupture. La main a naturellement tendance à continuer sur sa lancée et l'erreur due à cette inertie peut être non négligeable. 3) La vitesse d'étirement est impossible à contrôler, elle ne peut votre considérée comme constante du début à la fin du mouvement de traction. Elle peut varier, chez le même expérimentateur au cours d'une mesure et-drunemesueàltautre sOusl'efeet de paramètres physiologiques ou psychiques tels le degré de fatigue, l'énervement, l'obligation de mesurer un nombre maximum d'échantillons dans l'unité de temps, quelques cigarettes, l'absorption d'excitants, etc... La vitesse est pourtant un paramètre essentiel conditionnant la filance du mucus cervical puisque fa longueur de l'étire- ment avant rupture augmente de façon linéaire avec l'augmentation de vitesse. Ces inconvénients ont reçu, il y a quelques années, un début de solution. Un dispositif mécanique de traction a été utilisé en Grande Bretagne pour l'étude de la filance du mucus cervical de vache. Ce dispositif est ma par un système d'engrenage adapté à un mouvement de réveil, la partie mobile tirant le mucus vers le haut par un système de cables et de poulies. Cependant, l'arreot du mouvement est manuel et le moment de la rupture du mucus laissé à l'appréciation de l'expérimenta- teur ; par ailleurs, la vitesse d'étirement est importante (8 oms/seconde). Elle est une cause d'erreur non négligeable étant donnée la distance que peut parcourir la partie mobile pendant le temps de latence de l'observateur. L'estimation est donc finalement assez grossière, l'erreur prenant des proportions considérables lorsque la filance du mucus est faible. Les auteurs, pour cette raison sans doute, n'ont mesuré que du mucus de la période ovulatoire. En conséquence, un objet de la présente invention est de prévoir un appareil permettant la mesure objective des variations de la filance du mucus cervical présentant notamment les caractéristiques suivantes A/ Entratnement mécanique stable, précis, de vitesse adaptée aux propriétés rhéologiques du mucus; B/ Stabilité du système de traction verticale; C/ Echelle de mesure permettant une lecture directe et précise; D/ Moteur à très faible mouvement d'inertie de façon à éviter une erreur importante dans la mesure du fait de l'inertie de la machine à l'arrêt du moteur; E/ArrQt automatique et immédiat du mouvement d'étirement évitant l'intervention manuelle et le temps de latence qu'elle implique; F/Simplicité de la manipulation du système mécanique et du mucus à mesurer. Pour atteindre ces objets, l'appareil selon la présente invention comprend un moteur électrique entraînant une crémaillère par l'intermédiaire d'un pignon pour étirer régulièrement le mucus cervical entre un point fixe et un point lié au déplacement de la crémaillère. Cet appareil peut notamment présenter les caractéristiques suivantes AA/ Le moteur, le pignon et la crémaillère sont choisis de façon à communiquer à la crémaillère une vitesse de déplacement de 4 cm. par 5 secondes, qui apparatt comme le mieux adapté au cas du mucus cervical. Le moteur reste fixe sur l'appareil. La crémaillère, munie à son extrémité supérieure d'une pince métallique permettant l'accrochage du mucus, se déplace vers le haut dans une glissière verticale. Elle étire le mucus resté fixé par une autre pince à une base de départ. B3/ Le mouvement de traction est rigoureusement vertical, la crémaillère étant guidée par les glissières, sans jeu excessif des pièces en contact. La stabilité de l'appareil lors de la mesure est obtenue par son poids,(par exemple 8 kg) etle fait que le moteur, lorsqu'il tourne, n'entrain pratiquement aucune vibration. CC/ La mesure est effectuée directement par simple lecture d'une règle plate graduée en centimètres et millimètres devant laquelle se déplace un index fixé à l'extrémité supérieure de la crémaillère, et situé au début de la mesure au niveau de la base de départ. Le Le moteur est doté d'un système de pignons anihilant pratiquement toute inertie. L'erreur mesurable due à l'inertie après l'arrat du moteur est de l'ordre du millimètre, par conséquent in s gniriante. E/ L'arret du moteur est automatiquement commandé par le fucus lui m#me au moment précis de sa rupture, par un système électronique développé à cet effet. Une tension est appliquée au mucus en cours d'ét#rement.Afin d'éviter tout phénomène d'échauffement oud'élec- trolyse, cette tension est très basse (1,5 volt). Rlle est amplifiée par un circuit intégré et alimente un relais qui inerme un contact monté en série dans l'alimentation du moteur. Lors de la rupture du mucus, le contact du relais, qui n'est plus alimenté s'ouvre et provoque l'arrêt du moteur d'étirement. FF/ Un système de débrayage manuel permet de dégager le pignon du moteur de la crémaillère et de remettre cette dernière à zéro pour chaque nouvelle mesure. Les deux pinces placées, l'une sur la base de départ, l'autre sur la crémaillère mobile, permettent un accrochage solide du mucus aux deux pôles. Un interrupteu# à deux voies permet de déconnecter le circuit d'automatisme. La mise en route et l'arrêt du moteur s'effectuent alors manuellement par l'intermédiaire d'un bouton poussoir, ce qui permet diverses expérimentations sur le mucus en cours de -traction. Ces objets, caractéristiques et avantages ainsi que d'autres de la présente invention seront exposés an détail dans la des crnpwton suivante d'un mode de réalisation particulier, faite en relation avec les dessins joints dans lesquels La figure 1 représente de façon très schématique le dispo sites mécanique selon la présente invention; La figure 2 représente de façon très schématique le circuit électrique de commande du moteur d'enkratnement selon la présente in- vention; La figure 3 représente sous forme de blocs et de façon détaillée un mode de réalisation du circuit de la figure 2; et La figure 4 représente un mode de réalisation de plaquette support de mucus. La figure 1 représente schématiquement un appareil selon la présente invention. Dans cet appareil, le mucus cervical 1 est posé sur une plaque de base conductrice 2 et saisi à son autre extrémité par un moyen de pince 3. Un moyen de liaison 4 relie la pince 3 à une crémaillère 5 mobile dans une glissière 6. Cette crémaillère 5 peut être entraînée par un pignon 7 solidaire d'un moteur non représanté sur la figure. La glissière 6 est solidaire d'un support 8 sur lequel repose également la plaque de base métallique 2 par 1' intermé- diaire d'un support 9. Une échelle de mesure 10 est; solidaire également du support 8. Elle permet de déterminer la position de la partie supérieure du mucus cervical lié à la pince 3 à l'aide d'un moyen d'index 11 solidaire de la crémaillère mobile 5. Le moyen de liaison 4 est en un matériau isolant ou bien la pince 3 est fixée à ce moyen de liaison 4 par l'intermédiaire d'un moyen isolant 12. De mime, le support intermédiaire 9 est en un matériau isolant ou bien une plaque isolante (non représentée) est prévue entre la plaque de base 2 et le support intermédiaire 9. Une électrode 100 est liée à la plaque de base 2 et une électrode 101 est liée à la pince conductrice 5. On notera qu'un moyen de préhension, tel qu'une pince peut être substitué à la plaque de base 2 pour mieu- tenir le mucus cervical. Dans un mode de réalisation de la présente invention, le support intermédiaire 9 peut être en un matériau conducteur relié à 1 'électrode 100, isolé des autres ~#lé#ents de l'appareil et muni en sa partie supérieure d'une rainure en queue d'aronde propre à recevoir une plaquette conductrice portem#cus telle que représentée en figure 4. Cette plaquette 20 a des bords inclinés 21 pour pouvoir coulisser dans la rainure. Un doigt presseur 22 est monté sur la plaquette par des oreilles 25 de façon à maintenir le mucus 1 contre la plaquette. Un ressort ou tout autre moyen connu assure la force pressante entre le doigt et la plaquette. Un moyen classique peut être prévu pour permettre le blocage du doigt dans la position relevée. La plaquette est éventuellement munie d'un manche 24. Un avantage de ce mode de réalisation est de faciliter la propreté et le nettoiement de support de mucus et d'effectuer directement les prélèvements sur les plaquettes 20 qui peuvent être munies de moyens d'identification,ce ce qui diminue le. nombre de manipulations et les risques d'erreur et de salissenent. La précision du doigt presseur 22 permet d'éviter que ne se produise un décollement du mucus avant sa rupture lors de son étirement. De préférence, l'ensemble de l'appareil est disposé dans une enceinte, par exemple en plexiglass, de façon à assurer la propreté du dispositif et à éviter l'action des courants d'air sur le mucus en cours d'étirement. A titre d'exemple, on peut choisir comme moteur, un moteur disponible auprès de la société Crouzet, du type 82.354 de 2,6 W. Ce moteur est synchrone et bi-tension. L'ensemble des pignons liant le mo teur à la crémaillère est choisi de façon à donner au déplacement de la crémaillère la vitesse souhaitée, de Tordre de 1 cm par seconde. La liaison moteur/crémaillère comprend un système de débrayage actionnable manuellement. La figure 2 représente de façon très schématique le système d'asservissement utilisé selon la présente invention. Les bornes 100 et 101 sont insérées dans un circuit comprenant une source de tension 20 et un moyen amplificateur 21. Quand le mucus cervical effectue la liaison entre les bornes 100 et 101, un courant passe dans ce circuit et ferme un relais 22 ce qui assure l'alimentation d'un moteur 23 lié à la crémaillère par l'intermédiaire d'une source de tension 24. Quand le mucus se brise entre les bornes 100 et 101, ltam~lifieateur 21 ne fournit plus de courant au relais 22, celui-ci s' ouvre et le moteur starreate. La figure 3 représente de façon très détaillée - un mode de réalisation de la présente invention dans lequel les caractéristiques des divers éléments étudiés ainsi que les valeurs de résistance etc... sont indiquées en détail. Ce schéma permettra à lthomme de l'art de réaliser directement sans essais supplémentaires, la présente invention. On notera que les interrupteurs I4 et I5 sont destinés à effectuer des tests de charge des sources de tension de 1,5 W et de 9 W respectivement. L'enroulement 102 désigne un enroulement du moteur d'entrainement qui est mis en marche par fermeture de l'interrupteur manuel 15 et qui est arrgté par l'action du relais 22 comme cela a été indiqué précédemment. Ainsi, l'appareil selon la présente invention permet une mesure fiable et simple de la filance du mucus cervical. On notera que la description précédente concerne un mode de réalisation particulièrement simple de la présente invention, la demanderesse s étant attachée à réaliser un appareil particulièrement fiable et économique, mais bien entendu de nombreux perfectionnements peuvent être envisagés pour fournir un appareil plus sophistiqué. Notalnment, au lieu d utiliser un index se déplaçant devant une échelle de mesure, on pourra prévoir une mesure du nombre de tours du moteur et un affichage numérique de la valeur au moment de la rupture du mucus ainsi que sa mémorisation pour un traitement; ultérieur. Les mesures destinées à tester la machine ont été effectuées sur du mucus humain de la période ovulatoire, prélevé sur 59 femmes. Ces femmes venaient subir à l'hpital un examen gynécologique de routine ou un test de pénétration du mucus in vitro, la veille ou le Jour de leur ovulation. Les mucus prélevés sur ces 59 fe:wmes sont considérés comme étant 59 échantillons différents. Selon l'abondance du rucus prélevé, il a été possible de le répartir en plusieurs lots de volume sensiblement égal (2 à 4 par échantillon), chacun de ces lots constituant un cas. 147 cas ont ainsi été mesurés à raison de 2 à 4 mesures successives par cas. En effet, si certains mucus autorisent plusieurs mesures successives (jusqu'à 7 par cash, avec d'autres il est délicat d'en réaliser plus de deux sans modifier les propriétés ré- caniques de la sécrétion qui devient alors cassante et fournit des mesures non reproductibles. Ces mucus , qui sont souvent les plus visqueux, ont une faible filance. L'utilisation du système selon la présente invention met en évidence une hétérogénéité au sein de certains mucus (mucus "doubles"). Dans 11 échantillons sur 59 (19 ), deux cas différents du trame échantillon montrent des filances moyennes qui diffèrent d'au moins 50 . Ce phénomène est dû à des différences de viscosité au sein du mucus, qui, bien qu'exsudé chez la même femme, au même moment, par différentes unités sécrétrices, doit être considéré comme une mosalque de mucus physico-chimiquement différents. Toutefois ce phénomène n'apparaît évidemment pas avec l'unique estimation manuelle qui est monnaie courante dans la grande majorité des services de gynécologie.La valeur enregistrée sur le dossier de la patiente peut alors très bien correspondre à 11 11une', des filances d'un mucus 11double" ou "triple", celle-là nome, peut-etre, qui sera la moins représentative du mucus étudié.Pour les onze échantillons du mucus "double" en question, chacun des deux cas a alors été considéré comme un échantillon séparé, ce qui porte à 7C le nombre total des échantillons mesurés (tableau I). Par rapport à l'estimation manuelle, la mesure selon la présente invention de la filance du mucus cervical fait apparaître une erreur qui survient dans 91 % des cas. Cette erreur se répartit de la façon suivante TABLEAU I mesure mécanique estimation manuelle = 78,6 ffi des cas Il y a donc une erreur que l'on peut considérer comme systématique dans le cas de l'estimation manuelle de la , lance, qui est souvent trouvée très inférieure à la filance réelle (Tableau II. Les filances moyennes déterminées avec les deux procédés sur 70 échantillons sont à cet égard significatives. - I-50yenne mesure selon la présente invention = 9,9 cm. - Moyenne estimation manuelle = 7,7 cm, soit une sous-estimation de 32%. L'erreur est d'autant plus importante que le mucus est plus filant : pour des filances égales ou supérieures à 7 cm, l'er- reur par défaut de la mesure manuelle se retrouve dans plus de 60 % des cas. Ce pourcentage dépasse 85 % pour des filances de 12 cm et atteint 100 % des cas à partir de 14 cm (Tableau III). Il n'est pas inutile de rappeler que cette erreur systématique peut avoir une répercussion clinique puisque la filance du mucus est maximale en période d'ovulation. L'erreur manuelle va rarement dans le sens d'une surestimation (12,8 ss seulement des chantillons). L'estimation manuelle n'est vérifiée par la machine selon la présente invention que pour des filances n'excédant pas 8 cm (8,6 % des échantillons). Les mesures effectuées successivement sur un même cas montrent une variabilité qui n'est pas négligeable puisqu'elle peut aller jusqu'à 24 ss ainsi que le montre le tableau Il suivant établi avec 14 échantillons ayant subi au moins 3 mesures. TABLEAU Il tion 3 4,5 - 5 10 3 8 - 9 11,1 3 11,5 - 13 11,5 3 10 - 11,5 13 3 22 - 26 15,4 3 10 - 12 16,6 5 7,5 5 9 16,6 5 10 - 12 16,6 4 8 - 10 20 5 9 - 11,5 21,7 3 7 - 9 22,2 5 6,5 - 8,5 23,5 4 6,5- 8,5 23,5 I I 8 Cette variabilité peut être plus importante encore lorsqu on prend les mesures extrêmes obtenues par la mesure de plusieurs cas d'un même échantillon : elle peut alors atteindre 36 % comme le montre le tableau TITI. TABLEAU III Nombre de Nombre de Mesures Pourcentage de cas mesures extrêmes variation 2 2 2+3 5 il - 12 1 8,3 2 2+3 5 & 8- 9 11,1 2 2 + 32+3 5 26 - 30 1 13,3 5 2+2+2+2+2 10 10 - 12 16,6 2 2+2 4 17 -22 22,7 2 2 + 3 5 1 20 - 26 23,1 2 2 + 3 5 8 - 11 27,2 3 2+2+2 6 5 7 28,5 2 5+5 10 9 - 13 30,7 4 2+2+2+3 9 2+2+2+38 - 12 33,3 4 2+3+3+3 11 8 - 12 33,3 3 3+3+4 10 9 - 12 35,7 Cette hétérogénéité dans les mesures doit Autre interprétée comme reflétant elle aussi une hétérogénéité d'ordre physicochimique dans la constitution du mucus. Elle montre combien est illusoire une mesure unique effectuée avec une technique manuelle, et combien -il est nécessaire d'effectuer au moins deux mesures par cas et de disposer au moins de deux cas par échantillon afin d'obtenir une mesure moyenne satisfaisante. Cela ne peut être réalisé que par l'intermédiaire d'un équipement mécanique fiable selon la présente invention, dont la vitesse de traction est parfaitement répétitive. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent autre décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparattront à l'homme de l'art. REVENDICATIONS I - Filancemètre automatique comprenant un moyen support et un moyen de préhension de la matière à étudier, des moyens d'sn- traînement pour écarter à vitesse constante le moyen de préhension du moyen de support, des moyens de repérage de la distance entre le moyen de préhension et le moyen de support, caractérisé en ce qu'il comprend en outre - des moyens de connexion électrique liés auxdits moyens support et de préhension; - un circuit électrique comprenant en série lesdites conneLions, une source de tension, et un moyen de détection;; - un moyen de commande couplé au moyen de détection pour interrompre l'action du moyen d'entraînement quand la matière à étudier ne fait plus liaison entre les moyens support et de préhension. 2 - Appareil selon la revendication I, caractérisé en ce que le moyen de détection est un amplificateur et le moyen de comran- de un rallais. 3 -Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen pour écarter à vitesse constante le moyen support du moyen de préhension consiste en une crémaillère entraînée par un moteur dont la glissière ttre est solidaire du moyen support et le bras mobile solidaire du moyen de préhension. j - Appareil selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'un index est solidaire de la partie mobile de la crémaillère. 5 - appareil selon la revendication I, caractérisé que le moyen support comprend un substrat conducteur auquel est lié de façon amovible une plaquette support portant la matière à étudier et munie d'un doigt presseur maintenant la matière à étudier en position.