Brevet FR2374882A1 — publié le 19780721

La présente invention concerne le domaine des appareils et instruments permettant de mesurer les mouvements superficiels et l'activité électrique des couches musculaires de certains organes, -et a pour objet -un capteur d'élongation et d'activité électrique. Actuellement, pour effectuer ces mesures, on emploie généralement une technique qui consiste à mesurer au moyen de jauges électriques les variations de courbure d'une plaquette fixée sur le muscle, ou logée dans une incision pratiquée dans ledit muscle. Cette technique présente toutefois l'inconvénient d'entre imprécise sur la nature de la force qui provoque la déformation, une pression sur la partie convexe de la plaquette provoquant la même variation de courbure qu'une traction sur les extrémités de la plaquette. De plus, cette technique est sensible aux artefacts de mouvement, la respiration ou les mouvements globaux de l'organe provoquant de légères tractions sur les cables électriques de liaison, et déformant ainsi la géométrie de la plaquette. En outre, la technique actuelle délimite mal la zone musculaire étudiée, et ne prévoit pas dtélectrodes pour recueillir 1 t activité électrique. La présente invention a pour but de pallier -ces inconvénients. Elle a, en effet, pour objet un capteur d'élongation et d'activité électrique essentiellement constitué par deux lames identiques encastrées dans un support, portant chacune deux jauges électriques, et munies chacune à son extrémité d'une pointe de contact servant dtéléctrode. Selon une caractéristique de l'invention, les jauges électri ques sont connectées entre elles pour former un pont de Wheatstone. Conformôment à une autre caractéristique de l'invention, le support est un boiter de forme parallélépipédique de la face ouverte duquel dépassent légèrement les pointes de contact. Selon une autre caractéristique de l'invention, le circuit électrique du pont de Wheatstone est réalisé de préférence sous forme de circuit imprimé, sur la partie supérieure du boîtier, les câbles électriques de liaison sortant de l'appareil suivant une direction parallèle à celle joignant les deux pointes de contact. L'invention sera mieux comprise grâce à la description ciaprès qui se rapporte à un mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple non limitatif, et expliqué avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels la figure 1 est une vue en élévation latérale et en coupe du capteur conforme à l'invention la figure 2 est une vue en coupe suivant A-A de la figure 1 la figure 3 est une vue en plan du capteur conforme à l'invention la figure 4 représente le schéma de montage des jauges électriques, et la figure 5 représente, à titre d'exemple un enregistrement des courbes des élongations et de l'activité électrique recueillies sur l'intestin d'un chien huit jours après l'implantation. Conformément à l'invention, et comme le montrent, à titre d'exemple, les figures l à 3 des dessins annexés, le capteur d'élon- gation et d'activité électrique est essentiellement constitué par deux lames identiques 1 - 2, encastrées dans un support en forme de bottier parallélépipédique 3, qui portent chacune deux jauges électriques 4 - 5 et 6 - 7, et qui sont munies chacune à son extrémité d'une pointe de contact 8 - 9 servant d'électrode. Les jauges électriques 4 à 7 sont de m#me valeur nominale et sont connectées entre elles de manière à former un pont de Wheatstone 10 (figure 4). Le circuit électrique de ce pont de Wheatstone est réalisé sous forme d'un circuit imprimé sur la partie supérieure du bottier 3, et les câbles électriques de liaison 11 12 sortent dudit bottier 3 suivant une direction parallèle à celle joignant les pointes 8 - 9. La fixation du capteur sur le muscle est effectuée au moyen de points de suture, par un dispositif à succion, ou analogue. Le capteur conforme à l'invention fonctionne d'après le principe suivant Lorsqu'une lame flexible de longueur L, d'épaisseur e, et de largeur a est encastrée à une extrémité, et soumise à une force F à son autre extrémité, il apparaît une extension E1 des fibres de la surface convexe, et une contraction E2 des fibres de la surface concave. E1 et E2 sont régis par la loi dans laquelle K1 est une constante et E est le module d'élasticité. Le déplacement f de la force F suit la relation On obtient donc : E1 = - E2 = -' K2f avec K2 = constante Si sur cette meme lame on exerce une traction T, il apparaît T sur les deux faces une meme extension des fibres g Rae Si on colle sur chaque face de la lame une jauge électrique de résistance R, dans I'exemple,les jauges 4 à 7, on obtient une variation de résistance t R proportionnelle à la variation de longueur des fibres. En considérant les jauges 4 à 7, et en appelant leur variation de résistance R\R4 à Dur7, on obtient, lorsqu'on alimente le pont de Wheatstone 10 par une tension U, une tension électrique-: Dans le cas d'un déplacement des pointes 8 et 9, et par conséquent des lames 1 et 2, d'une même distance et dans le meme sens, on obtient :: #R4 = - R5 R5 =-t R6 = tR7 , soit une tension e = 0 Dans le cas d'une traction ou d'une~compression à l'extrémité de l'une ou des deux lames ~ R4 = Rg et R6 = = R7 , soit encore une tension e = 0 La figure 5 représente, à titre d'exemple un enregistrement de la courbe 13 des élongations et des courbes 14 et 15 de l'activité électrique, ces courbes étant recueillies sur l'intestin d'un chien huit jours après l'implantation du-capteur. La courbe 14 correspond à l'électrode 8 et la courbe 15 à l'électrode 9. Grâce au capteur conforme à l'invention, il est possible de mesurer les élongationsdans une direction bien précise, déterminée lors de la mise en place du capteur, lA plage de mesure de ces élongations pouvant aller de quelques microns à quelques dixièmes de millimètre. De plus, la zone de muscle étudie, est très bien définie, étant comprise entre les deux pointes 8 et 9, et, ltécarte- ment des lames peut être adapte selon les besoins. En outre, le capteur conforme à l'invention est insensible aux artefacts de mouvement, une le gère traction sur les câbles électriques provoquant un même déplacement relatif des pointes 8 - 9 par rapport au boRtier 3, il n'apparaît donc aucun signal eectrique. Il en est de meme si le capteur subit une pression qui comprime les lames. Les points de suture pour la fixation du capteur peuvent également être effectués avec du catgut, permettant ainsi de récupérer le capteur sans intervention chirurgicale, par simple traction sur les câbles électriques. Dans le cas d'emploi d'un dispositif de fixation par succion, il est, par exemple, possible de fixer le capteur directement à l'intérieur du tube digestif sans intervention chirurgicale. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. - R-E V R N D I C A T I 0 N S - 1. Capteur d'élongation et d'activité électrique, caractérisé en ce qu'il est essentiellement constitué par deux lames identiques encastrées dans un support, portant chacune deux jauges électriques, et munies chacune à son extrémité d'une pointe de contact servant d'électrode. 2. Capteur, suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les jauges électriques sont connectées entre elles pour former un pont de Wheatstone, 3, Capteur, suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le support est un bottier de forme parallélépipédique, de la face ouverte duquel dépassent légèrement les pointes de contact. 4. Capteur, suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le circuit électrique du pont de Wheatstone est réalisé sur la partie supérieure du bottier, les câbles électriques de liaison sortant de ltappareiî suivant une direction parallèle à celle joignant les deux pointes de contact. Capteur, suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que sa mise en place sur le muscle est réalisée au moyen de points de suture normaux ou au catgut, ou au moyen d'un dispositif de succion.