Brevet FR2615093A1 — publié le 19881118

La présente invention se rapporte à un système pour mesurer le volume d'un corps humain, comme les membres et la tête. Le changement de volume avec le temps représente des conditions du corps humain. En conséquence, le système est utilisé dans divers domaines tels que les soins médicaux, la préservation de la santé, les sports et autres. Jusqu'à maintenant, un instrument, appelé un pléthysmographe, est utilisé pour mesurer des changements de la taille d'une partie du corps en mesurant des changements de la quantité du sang dans cette partie. La figure 2 montre deux exemples de l'instrument. Dans un instrument, autour d'un membre, un bras 1, dans ce cas, sont enroulées deux électrodes en fil métallique 2a et 2b d'application de courant et deux électrodes en fil métallique 3a et 3b de détection de tension. Un courant alternatif prédéterminé est appliqué aux électrodes en fil métallique 2a et 2b d'application de courant. La tension entre les électrodes en fil métallique 3a et 3b de détection de courant est mesurée pour détecter l'impédance ou l'admittance entre les électrodes 3a et 3b. Lorsque le volume du bras 1 entre les électrodes en fil métallique 3a et 3b de détection de courant devient important, l'impédance entre elles diminue, ou bien l'admittance augmente. Ainsi, le volume du corps est détecté selon une valeur mesurée d'impédance ou d'admittance. Dans l'autre instrument, un réservoir cylindrique 4 est prévu. Le réservoir 4 a un organe tubulaire interne flexible 6 fait en un fil de caoutchouc. Les pourtours extrêmes de l'organe tubulaire 6 sont supportés par des brides extrêmes flexibles 5a et b qui sont fixées au réservoir 4. L'espace entre le réservoir 4 et l'organe tubulaire interne 6 est rempli d'une quantité prédéterminée d'eau W. Lorsque le bras i est poussé dans l'organe tubulaire 6, l'organe 6 est déformé selon la taille du bras 1. Ainsi, une partie de l'eau W dans l'organe tubulaire 6 déborde à travers un tube de débordement 7. La quantité d'eau ayant débordé est mesurée pour obtenir le volume du bras 1. Cependant, dans un instrument tel que le premier, comme les électrodes en fil métallique sont directement attachées au bras 1, une haute tension ne peut être appliquée aux électrodes en fil métallique 2a et 2b d'application du courant afin d'empêcher le corps d'être blessé. En conséquence, il est impossible d'améliorer la précision de la mesure. Par ailleurs, l'opérateur doit être adroit pour fixer les électrodes en fil métallique au corps. Dans le dernier cas, les brides flexibles 5a et b peuvent dépasser vers l'extérieur du fait de la pression de l'eau lorsque le bras i est inséré dans l'organe tubulaire 6, donc la quantité correcte d'eau ayant débordé par le tube 7 selon les changements du volume du bras 1 ne peut être mesurée. La présente invention a pour objectif un système de mesure pouvant mesurer de manière précise et simple le volume d'une partie du corps. Selon la présente invention, on prévoit un système pour mesurer le volume d'une partie d'un corps humain comprenant un tube externe fait en un matériau rigide d'isolement, un tube interne fait en un matériau flexible d'isolement et fixé à une paroi intérieure du tube externe aux deux extrémités pour former une portion tubulaire et pour former une chambre étanche à l'eau entre une paroi intérieure du tube externe et une paroi externe du tube interne, et des électrodes prévues sur la paroi intérieure du tube externe à certains intervalles en direction axiale. - 2615093 La chambre étanche à l'eau est remplie d'un liquide électriquement conducteur. Le système présente un moyen pour forcer un écoulement de courant dans le liquide conducteur, par une paire d'électrodes choisie parmi les électrodes et un moyen pour détecter la tension dans une autre paire d'électrodes. Ainsi, peuvent être mesurés des changements de volume du corps. Selon un aspect de l'invention, au moins l'une des électrodes est prévue axialement coulissante sur la paroi intérieure du tube extérieur. Sous un autre aspect de l'invention, un moyen est prévu pour ajuster la pression du liquide. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels: - la figure 1 est un schéma montrant un système pour mesurer le volume d'une partie du corps humain selon la présente invention; et - la figure 2 est un schéma montrant des instruments conventionnels de mesure. En se référant à la figure 1, un système pour mesurer le volume d'une partie du corps humain selon la présente invention comprend un organe de base 10, un tube externe rigide 11 monté sur l'organe de base 10, et un tube interne flexible 12 prévu à l'intérieur du tube externe 11. Le tube interne 12 a des brides 12a et 12b à ses deux extrémités et les poutours des brides sont fixés à la paroi interne du tube externe 11 par des Joints étanches à l'eau aux deux parties extrêmes du tube externe. le tube externe 11 est fait en un matériau isolant tel qu'une résine acrylique. Le tube interne 12 est fait en caoutchouc et est prévu pour former une partie tubulaire B pour recevoir un bras A. Par le tube externe 11 et le tube interne 12 est formée une chambre 13 de liquide. La chambre 13 de liquide communique avec un réservoir d'électrolyte 14 pour en recevoir l'électrolyte W'. En tant qu'électrolyte W', on utilise une solution saline physiologique ou une solution de sel ayant une concentration plus faible que la solution saline. Un contrôleur de pression 15 est connecté au réservoir 14 de l'électrolyte à un espace au- dessus de l'électrolyte W' et un capteur de pression 16 est prévu pour détecter la pression de l'électrolyte W' dans la chambre 13 du liquide. En réponse à un signal du capteur 16, le contrôleur 15 fournit une pression de commande au réservoir 14 de l'électrolyte. Ainsi, la pression de l'électrolyte W' dans la chambre de liquide 13 est maintenue à une valeur prédéterminée. En effet, le réservoir 14 de l'électrolyte, le contrôleur de pression et le capteur 16 composent un système de réglage de la pression du liquide. Sur la paroi interne du tube externe 11 sont disposées deux électrodes annulaires 17a et 17b à une distance prédéterminée entre elles. Par ailleurs, quatre électrodes annulaires 18a, 18b, 18c et 18d de détection de tension sont disposées entre les électrodes 17a et 17b. Ces électrodes annulaires sont connectées à un instrument de mesure 19 pour mesurer l'impédance ou l'admittance de l'électrolyte W'. Des parties de support a et 20b sont formées sur l'organe de base 10 pour supporter le bras A. Afin de mesurer le volume d'une partie du bras A, une quantité prédéterminée de l'électrolyte W' est fournie dans la chambre de liquide 13. Tandis que le bras A est inséré dans la partie tubulaire B du tube interne 12, un courant alternatif prédéterminé est appliqué aux électrodes 17a et 17b. Ensuite, l'impédance ou l'admittance de l'électrolyte W' entre les électrodes de détection de tension, par exemple entre les électrodes 18b et 18c, est mesurée par l'instrument de mesure 19. En désignant l'impédance entre les électrodes 18b et 18c par Z, la distance entre les électrodes 18b et 18c par L, l'aire en section transversale moyenne de l'électrolyte W' dans la chambre de liquide 13 correspondant à la partie du bras à mesurer par S, et la résistance spécifique de cet électrolyte par/D s, l'impédance Z est représentée par: Z= s. L / S Ainsi, la surface S est exprimée par S = s,. L / Z Comme le volume Vs de l'électrolyte correspondant est proche de S.L, le volume Vs est représenté par: VS = s. L2 /z - En désignant le volume de l'intérieur du tube externe 11 correspondant à la partie de bras par VT, le volume V de la partie de bras peut s'exprimer comme suit: V = VT - Vs = VT -/s. L2 / Z. La quantité du petit changement LV du volume V du bras du fait des changements de la quantité de sang dans la partie de bras peut être représentée par la quantité du changement iLZ de l'impédance Z, comme suit: AV = (s L2 / Z2). z. Ainsi, des changements du volume d'une partie du bras peuvent être mesurés par les changements de l'impédance de l'électrolyte W'. Le contrôleur de pression 15 sert à contr8ler la différence entre la pression artérielle du bras et la pression du liquide de manière que la quantité du changement L v puisse être mesurée en diverses conditions de pression pour connaître les caractéristiques de l'artère et de la veine. Dans l'exemple ci-dessus, bien que l'impédance entre des électrodes annulaires de détection de tension 18b et 18c soit mesurée, deux des électrodes de détection de tension 18a à 18d sont facultativement choisies afin de mesurer les changements de volume d'une partie souhaitée. Par ailleurs, il est possible que des électrodes annulaires de détection de tension soient attachées axialement coulissantes au tube externe 11 pour produire une distance L souhaitée entre deux électrodes. Comme l'admittance est l'inverse de l'impédance, le volume du bras est. mesuré par la même opération que la mesure par l'impédance. Selon la présente invention, on obtient les effets et avantages qui suivent. (1) L'erreur de mesure dépendant de la déformation des parties extrêmes du tube interne de l'instrument est évitée sans influence de la souplesse des parties. (2) Il est possible de définir nettement l'étendue, d'une partie du bras à mesurer. (3) Par le système de réglage de la pression du liquide, la différence entre la pression artérielle du bras et la pression qui l'entoure est établie de préférence. (4) Comme les électrodes annulaires ne sont pas directement attachées au bras, la mesure est simplifiée et la durée en est diminuée. Par ailleurs, une haute tension peut être appliquée aux électrodes sans danger pour le corps, donc la précision de la mesure est améliorée. (5) Comme l'impédance du corps n'est pas directement mesurée, contrairement à l'art antérieur, la mesure de la résistance spécifique du sang n'est pas requise. REVENDICATIONS 1. Système pour mesurer le volume d'une partie d'un corps humain, caractérisé en ce qu'il comprend: un tube externe (11) fait en un matériau isolant rigide; un tube interne (12) fait en un matériau isolant flexible et fixé à une paroi intérieure du tube externe à ses deux extrémités pour former une partie tubulaire et pour y former une chambre étanche à l'eau entre une paroi intérieure du tube externe et une'paroi externe du tube interne; des électrodes (17, 18) prévues sur la paroi intérieure du tube externe à des intervalles en direction axiale; un liquide électriquement conducteur (W') prévu dans la chambre étanche à l'eau; un moyen pour provoquer un écoulement de courant dans le liquide conducteur (W') à travers une paire d'électrodes (17) choisies parmi les électrodes; et un moyen (19) pour détecter la tension dans une autre paire d'électrodes (18). 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins l'une des électrodes (18) est prévue axialement coulissante sur la paroi intérieure du tube externe; 3. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend de plus un moyen (15) pour ajuster la pression du liquide.