Brevet FR2664405A1 — publié le 19920110

Instrument autonome et maniable de mesure de longueurs et de calcul de grandeurs dérivées. La présente invention concerne un instrument autonome et maniable de mesure de longueurs et de calcul de grandeurs dérivées destiné à effectuer au moins un calcul sur un nombre prédéterminé de longueurs. Cet instrument est appelé Styloscope. Le Styloscope (figure 1) se présente sous la forme d'un lecteur de graphes (exemples: souris, stylo, lecteur de codes...) manuel,ergonomique et autonome qui permet d'acquérir un ou plusieurs paramètres médicaux issus d'enregistrements (exemples: tracés d'électrocardiogrammes,électroencéphalo-grammes ,radiographies ,échographies...). Sa fonction consiste à: - effectuer des mesures de longueur -donner le résultat d'algorithmes mathématiques effectués sur ces mesures. Les méthodes de mesure et de calcul antérieures à cette invention,effectués sur ces graphes,nécessitent l'utilisation de plusieurs instruments, de nombreuses manipulations et de nombreux calculs de la part de l'utilisateur,ce qui entraîne des opérations longues,complexes et la multiplication des risques d'erreur. Le Styloscope comporte un capteur opto-mécanique (12) représenté sous sa forme physique dans la figure 1 et sous sa forme fonctionnelle dans la figure 3 ,qui permet de mesurer ces longueurs et le sens de déplacement du Styloscope. Ce capteur (12) est constitué d'une molette circulaire, striée sur sa périphérie ,de 8 millimètres de diamètre et de 5/10 de millimètre d'épaisseur, en matière acrylique.La conception technologique de la molette élimine les possibilités de glissement sur des supports lisses et n'entraîne aucune altération de la surface des documents étudiés. Ce capteur (12) génère des impulsions électriques dont le nombre est proportionnel à la longueur efficace mesurée.Ce capteur (12) est suivi d'un ensemble de circuits électroniques comportant: - un circuit de comptage (13) - un dispositif de délimitation des périodes de mesure de chaque longueur - un processeur de calcul - et un dispositif de sortie (16). Le circuit de comptage (13) est constitué d'un compteurdécodeur de quadrature 8 bits assurant l'interface entre des signaux numériques en quadrature de phase et provenant de codeurs optiques infra-rouges et d'une molette numérique garantissant la fiabilité de son fonctionnement dans les environnements bruyants. Le dispositif de délimitation des périodes de mesure de chaque longueur comporte un organe unique de commande matérialisé par un bouton tactile anti-rebonds (14). Les différentes longueurs mesurées sont mémorisées puis traitées par le processeur de calcul suivant l'algorithme correspondant à la fonction choisie à l'aide d'un sélecteur de fonctions rotatif (18). Le processeur effectue automatiquement le calcul après que le nombre de commandes du dispositif de délimitation a atteint le nombre prédéterminé de longueurs.Le processeur de calcul est constitué par un micro contrôleur 8 bits , de technologie CMS (composants montés en surface),masqué et protégé en lecture Le résultat est obtenu instantanément sans intervention de l'utilisateur (délai d'obtention du résultat programmable Les résultats des algorithmes sont matérialisés par un affichage (16) constitué d'afficheurs à cristaux liquides comportant 999 points de mesure. La résolution est de 5/10 de millimètre et la précision de plus ou moins 5/10 de millimètre. L'alimentation des circuits se fait par une pile bouton de 1,5 volts. L'économie d'énergie est obtenue par un arrêt automatique (mode veille figure 2) après une minute de non utilisation du Styloscope. La longueur maximum mesurable est de 999 millimètres. n est possible d'effectuer les extensions suivantes: -matérialisation des résultats par séquence acoustique, -transmission vers un ordinateur pour traitement complémentaire (archivage, statistiques...). -enregistrement sur carte médicale. -organe de commande matérialisé par plusieurs boutons. Le Styloscope est caractérisé par sa grande maniabilité .Son utilisation se traduit par un gain de temps substantiel et la suppression des erreurs de calcul de fonctions mathématiques complexes. Ceci est particulièrement utile aux utilisateurs non rompus aux calculs mathématiques (médecins, manipulateurs médicaux ...).Les erreurs de mesure sont éliminées car le capteur (12) et l'électronique associée permettent d'éliminer les indéterminations dûes à l'hésitation de l'utilisateur lors du pointage en début et fin de mesure. Le Styloscope est illustré ci-après à l'aide d'un exemple de réalisation et en référence avec les dessins annexés sur lesquels: -La figure 1 représente le corps du Styloscope , présentant le sélecteur de fonctions (18) ,l'afficheur (16) , le bouton unique de commande (14) et, en son extrémité, la molette du capteur optomécanique (12). -La figure 2 représente la fonction veille qui consiste à diminuer la consommation électrique des différents organes électroniques du Styloscope (capteur(12) ,microprocesseur afficheur (16) ) lorsque le Styloscope est inutilisé pendant une durée prédéterminée par programmation logicielle -La figure 3 représente l'organigramme fonctionnel du logiciel qui réalise les différentes fonctions du Styloscope. Le capteur opto-mécanique (12) génère des impulsions électriques dont le nombre est proportionnel à la longueur efficace mesurée, par entraînement de la molette Ces impulsions sont exploitées par un microprocesseur dont le logiciel réalise les fonctions décrites dans les blocs suivants: -le compteur d'impulsions (13) mémorise le nombre d'impulsions produites par le capteur (12) durant la période d'acquisition matérialisée par l'activation du bouton (14) . -le choix de la fonction à réaliser s'effectue suivant la position du sélecteur de fonctions (18) .(Les fonctions réalisées sont au nombre de 3, elles sont appelées Fo,F1 et F2 dans les figures 5 et 6). -La figure 3 représente l'algorithme fonctionnel correspondant à la sélection de la fonction F1 (Dans l'algorithme du logiciel représenté dans les figures 4,5 et 6, le choix de la fonction F1 est réalisé par l'affectation de la valeur 1 à la variable F). -l'acquisition de la longueur A(15) s'effectue pendant une période d'activation du bouton (14) lorsque le bouton (14) est relâché, la mesure de la longueur est mémorisée -l'acquisition de la longueur B (11) s'effectue pendant la période suivante d'activation du bouton (14). -l'algorithme F1(17) correspond à l'exécution d'un calcul mathématique sur les longueurs A et B. Le calcul commence lorsque le bouton est relâché à la fin de la mesure de la dernière longueur.Ce calcul est suivi de l'exploitation (19) du résultat qui est affiché sur l'afficheur alphanumérique (16). -les phases décrites précédemment se succèdent cycliquement.Le retour à la mesure de la première longueur ,étape 0, peut s'effectuer à n'importe quel moment par plusieurs activations consécutives du bouton de commande (14), séparées par un intervalle de temps programmable.(Cette fonction est appelée "test-étape zéro (30) dans la figure 4 ). -Les figures 4 ,5 et 6 décrivent le logiciel qui commande le fonctionnement du Styloscope. -Ce logiciel est mémorisé dans une mémoire morte contenue dans le processeur, il est activé par l'envoi d'un signal électrique de commande sur la broche reset" du processeur.Ce signal est délivré lors de la mise en marche, son effet est représenté en (25) figure 4 . -la configuration (26) consiste à programmer le compteur (13) afin qu'il soit en état d'acquérir les impulsions provenant du capteur (12). La mesure du numéro de fonction consiste à mémoriser dans une variable F la position du sélecteur de fonctions (18).Le test étape zéro" (30) mesure l'intervalle de temps qui sépare deux impulsions successives du bouton de commande (14) et remet à O la variable N qui contient le numéro de l'étape en cours ,si cet intervalle est inférieur à une valeur fixée par programmation.Si le bouton de commande est pressé par l'utilisateur du Styloscope et si le compteur d'étapes N est à zéro (32) dans ce cas la première longueur est mesurée puis affichée (34), ce principe est reproduit pour les autres étapes. -la mesure de la dernière longueur est suivie du calcul correspondant à la fonction et à l'exploitation du résultat (36)-(38) (40). REVENDICATIONS Instrument autonome et maniable de mesure de longueurs et de calcul de grandeurs dérivées, destiné à effectuer au moins un calcul sur un nombre prédéterminé de longueurs, du type qui comprend un capteur de longueurs (12) ,un processeur de calcul,un dispositif de délimitation des périodes de mesure de chaque longueur et un dispositif de sortie(16), caractérisé en ce que le dispositif de délimitation comporte un organe unique de commande (14), le processeur effectue automatiquement le calcul après que le nombre de commandes du dispositif de délimitation a atteint ledit nombre prédéterminé.