Brevet FR2660761A1 — publié le 19911011

DISPOSITIF DE DETECTION DE RAYONN Eb MENTS DANGEREUX POUR LES ETRES VIVANTS. L'invention est relative à un dispositif de détection de rayonnements dangereux pour les êtres vivants, notamment pour les humains, et dont les effets s'accumulent au cours du temps. On sait que les rayonnements gamma produits dans les centrales nucléaires sont particulièrement dangereux Les normes imposent que chaque personne ne reçoive au cours de son existence qu'une quantité de rayonnement inférieure à une limite déterminée, exprimée en millirems. De même les radiologistes et les manipulateurs d'appareils à rayons X sont exposés à des doses de rayonnements dont l'accumulation peut être dangereuse Là aussi les normes imposent que chaque individu au cours de son existence ne reçoive pas une dose supérieure à une limite préfixée. Il existe d'autres rayonnements, tel que le rayonnement ultraviolet ou des rayonnements de particules chargées, dont l'accumulation de doses d'exposition pendant un temps donné peut présenter un danger. Pour les personnes susceptibles d'être soumises au rayonnement gamma, on prévoit des procédures de contrôle des doses de rayonnement reçues Ces procédures consistent à faire porter aux individus un dispositif d'enregistrement des doses reçues. Ces dispositifs sont jusqu'à présent de deux types le premier est un film photographique porté par chaque personne susceptible de recevoir des rayonnements dangereux. L'inconvénient d'un tel dispositif est que le film ne fournit pas d'informations immédiates à son porteur et que ce type de détection impose une gestion relativement complexe des informations sur les doses reçues De plus le film ne donne une indication que sur la dose cumulée pendant un temps déterminé, en général de l'ordre du mois et l'information qui est, ensuite, fournie à l'utilisateur est très sommaire: il sait seulement si la dose reçue dépasse ou ne dépasse pas le seuil admissible. Le second type de dispositif se présente sous la forme d'un boîtier encombrant logeant: un détecteur de rayonnement, des circuits de mémorisation de la dose accumulée, une alarme qui se déclenche quand le débit de dose dépasse une limite admissible, un affichage de doses accumulées pendant le port de l'appareil et des moyens de connexion vers des circuits extérieurs. Les dispositifs du second type sont affectés globalement à l'installation dans laquelle peuvent se produire des rayonnements dangereux Ils sont habituellement disposés dans un râtelier permettant la charge de leur batterie Pour entrer dans l'installation une personne doit utiliser un "badge" d'identification qui lui donne accès au râtelier porteur des dispositifs et à ce moment, dans le râtelier, un signal lui indique le dispositif qui lui est affecté Un système de gestion centralisée connaît ainsi la relation entre le porteur et le dispositif. Quand le porteur quitte l'installation il remet le dispositif dans le râtelier et, à ce moment, les doses accumulées sont transmises à un centre de gestion grâce au connecteur sur le dispositif. Ce dispositif est encombrant et impose une gestion presque aussi lourde que dans le cas du film Il permet à la personne concernée de connaître seulement la dose accumulée pendant le port du dispositif, c'est-à-dire pendant quelques heures. L'invention remédie à ces inconvénients. Le dispositif selon l'invention comprend un capteur de rayonnement ainsi que des circuits d'accumulation des doses reçues Il est caractérisé en ce que ce circuit comporte en outre une identification permanente de son porteur. L'identification permanente du porteur permet de faciliter la gestion, car il n'est pas indispensable de transmettre les données collectées par le dispositif vers un centre de traitement de l'information Si le porteur est une personne cette dernière peut vérifier par elle-même la dose totale de rayonnement qu'elle a accumulée En outre, du fait de l'identification, l'accumulation se fait sur une plus grande période qu'avec le dispositif connu Le dispositif peut même être porté par l'individu tout au long de son existence. De préférence le dispositif a, en plan, les dimensions normalisées d'une carte de crédit. Bien que le dispositif de l'invention permette de limiter les interventions d'un centre de gestion, ces dernières peuvent rester nécessaires, notamment pour les contrôles C'est pourquoi, dans un mode de réalisation, on prévoit des moyens de connexion du dispositif à un appareil de traitement de l'information tel qu'un ordinateur Ces moyens de connexion comprennent, par exemple, une étiquette radio qui est constituée par une antenne d'émission-réception plate, de petites dimensions, et qui peut donc être intégrée dans un dispositif ayant le format d'une carte de crédit. Pour que l'utilisateur puisse avoir accès aux informations contenues dans la mémoire du dispositif on prévoit avantageusement une ou plusieurs touches permettant l'interrogation ainsi qu'un écran d'affichage. Les informations sur l'identité du porteur que contient le dispositif peuvent être utilisées à d'autres fins que le contrôle de la dose accumulée Parmi ces autres utilisations on peut citer le paiement de prestations ou le contrôle d'accès à un lieu donné. La personnalisation du dispositif peut être accentuée, notamment quand il a le format d'une carte, par l'apposition ou l'impression du nom et/ou de la photographie du porteur. Bien que l'application préférée du dispositif soit la détection de l'accumulation de doses de rayonnement reçues par une personne, dans une autre réalisation le dispositif est affecté à un objet ou à un lieu De façon plus précise dans ces variantes, le dispositif comporte une identification de l'objet ou du lieu auquel il est affecté Par exemple si l'objet est un conteneur de substances radioactives, ou émettrices de rayonnements X, UV, ou de particules chargées, le dispositif permet de déterminer les doses émises vers l'extérieur par ce conteneur Dans un autre exemple le dispositif est fixé à demeure dans un lieu déterminé afin de mesurer l'accumulation de doses reçues en ce lieu. Dans une autre variante, le dispositif détecte l'accumulation des rayonnements ultraviolets par une personne. Il peut alors être utilisé notamment pour que le porteur détermine le temps journalier maximum d'exposition au soleil qui permet d'éviter les brûlures dites "coups de soleil" Ce temps journalier maximum est déterminé par le dispositif en fonction de caractéristiques du porteur qu'il contient en mémoire âge, pigmentation de la peau et expositions antérieures. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront avec la description de certains de ses modes de réalisation, celle-ci étant effectuée en se référant aux dessins ciannexés sur lesquels: la figure I est une vue de la face principale du dispositif de l'invention, et la figure 2 est un schéma des circuits du dispositif de la figure 1. L'exemple qu'on va décrire en relation avec les figures est un dispositif portable par une personne se présentant sous la forme d'une carte 10 (figure 1) du format normalisé d'une carte de crédit Il permet la mesure individuelle d'exposition (dose et débit de dose) à des rayonnements photoniques de type gamma, ultraviolet (UV) ou X, ou à des particules chargées L'exemple principal est ici la détection de rayons gamma. La figure 2 est un schéma par blocs des divers éléments et fonctions qu'on trouve à l'intérieur du dispositif 10. Ce dispositif 10 comprend une partie 12 de détection avec un capteur 13 à état solide destiné à détecter le rayonnement incident dont les effets cumulés peuvent être dangereux pour les personnes Le capteur 13 est un élément semiconducteur de petites dimensions lui permettant d'être logé dans la carte plate 10 Son but est de fournir des impulsions 14 dont le nombre est proportionnel au flux de particules photoniques incidentes. Les impulsions 14 alimentent un circuit de traitement 16 par l'intermédiaire d'un organe de mise en forme 15. Le circuit 16 effectue un comptage des impulsions 17 mises en forme qu'il reçoit, ainsi que la linéarisation et l'étalonnage du capteur L'étalonnage du capteur est effectué généralement en usine à l'aide d'une source de référence, par exemple une source de cobalt 60 quand le capteur est destiné à la détection du rayonnement gamma La linéarisation est également effectuée en usine; elle consiste à transformer la réponse du capteur de manière telle que le nombre d'impulsions comptées soit proportionnel au nombre de millirems à détecter. Le capteur 13 est, par exemple, du type de celui décrit dans la demande de brevet européen 175 369. La sortie du circuit 16, qui constitue aussi la sortie de l'ensemble 12 de détection, est connectée à l'entrée d'un ensemble 18 de gestion des données. Cet ensemble de gestion comprend un microprocesseur 19 avec une entrée 191 reliée à la sortie du circuit 16 par l'intermédiaire d'un circuit interface 20. Le microprocesseur 19 comporte, par ailleurs, des entrées-sorties 192, 193) 194 et 195. L'entrée-sortie 192 est connectée, par l'intermédiaire d'un circuit interface 21, à l'entrée-sortie 22 d'un ensemble 23 de commande et d'affichage qui sera décrit plus loin. L'entrée-sortie 193 est reliée, par l'intermédiaire d'un circuit interface 24, à l'entrée-sortie 25 d'un ensemble 26 de couplage à des organes externes Cet ensemble 26 sera également décrit plus loin. L'entrée-sortie 194 est connectée à un bloc de mémorisation 27 qui est destiné à stocker l'information sur l'identité de la personne à laquelle est affecté le dispositif et à enregistrer les mesures résultant des signaux fournis par l'ensemble 12 Ces mesures sont enregistrées avec une date fournie par une base de temps 28 à horloge connectée à l'entrée-sortie 195. L'ensemble 23 comporte un dispositif d'affichage 30 du type à cristaux liquides fournissant des informations sur la face principale 31 du dispositif 10 (figure 1) On trouve aussi, dans l'ensemble 23, une diode électroluminescente 32 qui est destinée à fournir un signal lumineux d'alarme quand le débit de dose dépasse une limite prescrite ou quand la dose accumulée pendant un temps déterminé dépasse des valeurs admissibles. Ces informations d'alarme apparaissent également sous forme sonore grâce à un bruiteur 33. L'ensemble 23 comporte aussi des organes 34 d'interrogation ou d'introduction de données Ces organes 34 seront décrits plus loin en relation avec la figure 1. L'ensemble 26 de couplage permet de recevoir des informations de l'extérieur par l'intermédiaire d'une antenne de réception 35 qui est reliée à l'entrée-sortie 25 par l'intermédiaire d'un circuit de réception 36 et d'un commutateur 37 permettant de positionner l'ensemble 26 soit en réception, soit en émission. Pour émettre des informations vers un système extérieur, l'ensemble 26 comporte, en outre, une antenne d'émission 40 reliée à l'entrée-sortie 25 par l'intermédiaire d'un circuit d'émission 41 et du commutateur 37. L'ensemble 26 est par exemple du type de celui qu'on trouve dans le système "TADICARD" de la Société Tadiran (Israël). En variante le couplage du dispositif 10 avec un système externe s'effectue par voie optique ou à l'aide de contacts électriques. L'énergie électrique d'alimentation des circuits du dispositif 10 est obtenue à l'aide d'un ensemble 45 comprenant une cellule solaire 46, un accumulateur 47 chargé par la cellule 46 et qui alimente un bloc 48 d'alimentation des divers éléments du dispositif. Dans une réalisation l'alimentation du bloc 26 est effectuée par induction d'un courant dans une bobine plate (non représentée) provoquée par la présence d'un champ électromagnétique au voisinage de la carte. Le clavier de commande 34 comporte trois touches 50, 51 et 52 (figure 1). L'actionnement de la touche 50 détermine le mode de fonctionnement Par exemple après une pression sur cette touche 50, le dispositif 30 affiche l'identité de l'utilisateur porteur du dispositif; après deux pressions est affichée la dose accumulée (en millirems) par le porteur au cours d'une période déterminée Comme on le verra ci-après, cette période est déterminée par l'actionnement de la touche 51. Après trois pressions sur la touche 50 le débit, ou flux, de particules détectées est affiché Quatre pressions successives déterminent l'écart entre la dose reçue pendant ladite période prédéterminée et la dose admissible pendant cette période Enfin cinq pressions successives commandent l'affichage de la date et permettent la mise à l'heure. En variante, après la première pression un code est réclamé à l'utilisateur; celui-ci l'introduit dans le dispositif à l'aide d'un clavier (non représenté) numérique, alphabétique ou alphanumérique (comme dans une calculatrice ou une banque de données de poche) Ensuite ce code est validé par une pression sur la touche 52 Si le code est inexact l'affichage d'informations ntest pas possible. La seconde touche 51, dite touche de défilement, commande l'affichage des diverses catégories de chaque mode. Par exemple quand, grâce à deux pressions sur la touche 50, la dose a été affichée, la première pression sur la touche 51 de défilement indique la dose accumulée au cours de la dernière heure, après la seconde pression c'est la dose accumulée depuis 24 heures qui est affichée, après trois pressions s'affiche la dose accumulée depuis une semaine; suite à quatre pressions apparaît la dose accumulée depuis un mois et après cinq pressions on affiche la dose accumulée dans l'année Il est possible, avec six pressions, d'afficher la dose totale accumulée par le porteur depuis qu'on a enregistré les rayonnements auxquels il est soumis. La troisième touche 52 permet de prendre en compte ou valider le paramètre affiché Cette touche est utile notamment pour la mise à l'heure et pour la validation d'un code comme expliqué ci-dessus. La face apparente du dispositif 10 comporte, en plus de l'afficheur à cristaux liquides 30, des cellules solaires 46, du tableau de commande 34 et du bruiteur 33, un espace 60 avec l'identité du porteur et un espace 61 pour la photographie de ce dernier. Bien entendu l'alimentation en énergie électrique n'est pas limitée à celle qui a été décrite A la place d'un accumulateur on peut prévoir une pile ou un accumulateur rechargeable par le réseau. Dans la mémoire 27 de l'ensemble 18 on peut stocker non seulement une information relative à l'identité du porteur mais également des informations médicales à son sujet telles que son groupe sanguin ou ses maladies antérieures De cette manière en cas de crise ou d'accident, les organismes de secours disposent d'une information utile pour optimiser les soins à apporter au porteur Ces informations sont accessibles soit directement grâce au clavier 34, soit seulement par l'intermédiaire de l'antenne 40 ou d'un dispositif de connexion analogue. Lorsque le dispositif portable est remis à son titulaire, l'organisme chargé de cette délivrance inscrit dans la mémoire 27 les informations suivantes: identité de l'attributaire avec ses nom, prénoms, âge, nationalité le cas échéant, ses caractéristiques médicales comme indiqué ci-dessus, des informations relatives à son emploi, et enfin, et surtout, les doses précédemment accumulées avec les doses maximales admissibles, celles-ci pouvant varier d'un individu à un autre, notamment en fonction de son âge. En outre par l'ensemble 26, les données dans la mémoire 27 sont actualisables. Au cours de son fonctionnement habituel, le dispositif permet l'enregistrement des doses au cours de périodes prédéterminées: heure, jour, semaine, mois, trimestre, année, etc; il peut aussi enregistrer la courbe de variation des débits de dose en fonction de la date. Dans une réalisation les informations de doses, de débit de doses sont associées non seulement à la date mais également au lieu o se trouve le porteur Ces informations de lieu sont, par exemple, communiquées de façon automatique au dispositif par l'antenne 35 réceptrice. Dans une réalisation les informations stockées dans la mémoire 27 sont cryptées de façon différenciée, notamment afin que l'accès aux informations par le système externe ne puisse être effectué que par les personnes ou organismes autorisés Par exemple les informations médicales seront cryptées d'une première manière et les informations relatives à l'emploi exercé seront cryptées d'une seconde manière afin que les informations médicales ne soient accessibles qu'à un service médical et les informations relatives à l'emploi ne soient accessibles qu'à un autre service autorisé. REVENDICATIONS 1 Dispositif portatif de mesure du débit de doses et de doses de rayonnement photonique gamma, UV ou X, ou de particules chargées auquel est soumis un porteur, caractérisé en ce qu'il comprend un détecteur ( 13) de tels rayonnements ou particules, un moyen de calcul de la dose accumulée, et une mémoire ( 27) pour stocker des données relatives au porteur et les doses accumulées. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'affichage ( 30) des doses accumulées et/ou du débit de doses et des moyens ( 34) de sélection manuelle de l'information à afficher. 3 Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend une horloge ( 28) pour stocker dans la mémoire ( 27) une information de date en même temps que les informations de doses et/ou de débits de doses. 4 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte un microprocesseur pour gérer les enregistrements dans la mémoire ( 27), et, le cas échéant, l'affichage et l'interrogation. 5 Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une alarme ( 32, 33) pour informer le porteur que le débit de doses dépasse une limite prescrite et/ou que la dose accumulée pendant un temps donné dépasse une limite prédéterminée. 6 Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le porteur étant une personne, les informations relatives à cette personne stockées dans ladite mémoire ( 27) se rapportent à son identité. 7 Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les informations stockées dans la mémoire ( 27) comprennent, en plus, des données médicales relatives au porteur. il 8 Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que tous ses éléments constitutifs sont logés dans un boîtier plat en forme de carte, notamment de carte de crédit rectangulaire. 9 Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un capteur ( 13) à état solide. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte sur sa face principale ( 31) des informations lisibles ( 60, 61) relatives au porteur. il Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une source ( 45) d'alimentation en énergie électrique. 12 Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens ( 26) de connexion à un système d'introduction de données et/ou de traitement d'informations. 13 Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que le moyen de connexion ( 26) comporte une antenne de type étiquette radio. 14 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le porteur est un objet, tel qu'un conteneur contenant des substances émettrices de rayonnements photoniques gamma, X ou ultraviolets ou de particules chargées. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour introduire dans la mémoire ( 27) des informations représentant le lieu o se trouve le porteur. 16 Dispositif portatif de mesure du débit de doses et de doses de rayonnement photonique gamma, UV ou X, ou de particules chargées auquel est soumis un lieu, caractérisé en ce qu'il comprend un détecteur de tels rayonnements ou particules, un moyen de calcul de la dose accumulée, et une mémoire pour stocker des données relatives au lieu et les doses accumulées.