Brevet FR2790829A1 — publié le 20000915

Système de mesure et de transmission de la température d'un corps humain ou animal. La présente invention concerne le domaine de la mesure de la température d'un patient, en milieu hospitalier ou à domicile, ou d'un animal. De façon conventionnelle, on utilise des thermomètres à mercure pour la prise de la température corporelle. Une mesure fiable nécessite d'attendre une stabilisation thermique qui prend plusieurs minutes, de façon que la température du mercure s'élève jusqu'à celle du patient et que la chaleur se transmette entre le patient et le mercure à travers la paroi en verre du thermomètre. Ce délai de stabilisation thermique occasionne des frais de main- d'oeuvre importants en milieu hospitalier. Enfin, le thermomètre à mercure pose des problèmes de pollution de l'environnement en cas de bris dudit thermomètre. Il en résulte que le coût d'utilisation d'un thermomètre à mercure tant en raison du délai de stabilisation thermique que de la fragilité du thermomètre, est relativement élevé. On connaît également des thermomètres à infrarouge destinés à mesurer la température à distance. Toutefois, ces appareils possèdent un faisceau très étroit qui nécessite de viser avec précision un point du corps du patient. Le même point doit toujours être visé si l'on veut que la mesure de la température soit reproductible et que les écarts entre deux prises de température aient un signification. L'utilisation de ces thermomètres à infrarouge nécessite une excellente formation du personnel et une attention soutenue lors de leur utilisation. Pour ces raisons, les thermomètres à infrarouge ne donnent pas entière satisfaction. La présente invention a pour objet de remédier aux inconvénients des thermomètres de l'art antérieur. La présente invention a pour objet de proposer un thermomètre économique, d'utilisation simple et rapide, d'excellente précision et non polluant. Le système de mesure et de transmission de la température d'un corps, selon l'invention, comprend un module thermomètre, et un lecteur pourvu de moyens de télétransmission de données, en émission et en réception, avec le dit module. Le module comprend un élément capteur de la température d'un organe, des moyens de fixation à demeure sur la peau d'un patient, des moyens de télétransmission de données représentatives de la température mesurée, et des moyens d'alimentation de l'élément capteur en énergie électrique, de façon que le module thermomètre et le lecteur soient aptes à échanger des données. Avantageusement, l'élément capteur est fixé sur un support réalisé en matériau thermiquement conducteur destiné à venir en contact avec le corps humain ou animal et recouvert par un capot réalisé en matériau thermiquement isolant, le support étant fixé sur l'organe par un moyen adhésif thermiquement conducteur. Dans un mode de réalisation de l'invention, le système comprend un microcircuit pourvu d'une mémoire programmable apte à stocker une table de calibrage du thermomètre, d'un convertisseur analogique/numérique apte à numériser les données issues de l'élément capteur, d'un séquenceur apte à commander la mémoire, l'élément capteur, et les moyens de télétransmission. Dans un mode de réalisation de l'invention, l'élément capteur est intégré au microcircuit. Dans un mode de réalisation de l'invention, les moyens de télétransmission sont aptes à transmettre des données relatives à la tension de sortie de l'élément capteur. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, les moyens de télétransmission sont aptes à transmettre des données de température. Avantageusement, les moyens de télétransmission comprennent une bobine servant d'antenne d'émission et de réception de signaux radioélectriques, l'alimentation du thermomètre en énergie électrique étant assurée, soit par la bobine servant de moyen de réception d'énergie, soit par une batterie. Dans un mode de réalisation de l'invention, la mémoire est apte à stocker des données d'identification de l'organe en vue de leur transmission lors de la lecture de la température du corps. Avantageusement, le lecteur comprend des moyens de téléalimentation en énergie électrique du dit dispositif. Ainsi, le thermomètre électronique peut se présenter sous la forme d'un patch (timbre) implantable sous l'aisselle du patient. Le patch et/ou le lecteur, peuvent être pourvus de moyens de mémorisation permettant le stockage de mesures passées et leur fourniture à une base de données, le tout avec une intervention manuelle extrêment réduite, voire de façon entièrement automatisée. Dans ce dernier cas, on peut prévoir la surveillance périodique de la température d'un nombre important de malades dans un établissement et le déclenchement d'un signal d'alerte en cas d'augmentation suspecte de la température de l'un des patients. On accroît ainsi la sécurité des patients et on réduit le délai entre une augmentation de la température et une prise en charge médicale de cette augmentation. La présente invention sera mieux comprise à l'étude de la description détaillée d'un mode de réalisation pris à titre d'exemple nullement limitatif et illustré par les dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue en coupe transversale du module thermomètre, conforme à l'invention; la figure 2 est une vue schématique des constituants internes du module thermomètre; et la figure 3 est une vue de détail de la figure 2. Comme on peut le voir sur la figure 1, le module capteur 1 comprend un boîtier 2 dans lequel est enfermé un capteur de température 3 intégré dans une puce électronique 4 qui sera décrite en référence aux figures 2 et 3. La puce électronique 4 est montée sur un drain thermique 5 destiné à être fixé sur la peau d'un patient au moyen d'une couche de colle 6. Un bobinage 7 est prévu sur les bords du boîtier 2 et est relié, de façon non représentée, à la puce 4. Pour un fonctionnement satisfaisant du module capteur 1, on utilisera un drain 5 et une colle 6 présentant une résistance thermique Rd la plus faible possible, de façon à faciliter les transferts de chaleur entre le corps du patient et le capteur 3. Au contraire, le boîtier 1 sera réalisé en un matériau présentant une résistance thermique Rbélevée de façon à réaliser une isolation thermique entre le capteur 3 et l'atmosphère ambiante. Le drain 5 se présente sous la forme d'un substrat céramique. Le rapport Rb/Rd doit être le plus élevé possible pour minimiser les erreurs de mesure. La colle 6, outre ses caractéristiques thermiques, sera de type anti- allergique. Le capteur est prévu pour mesurer une température dans un gamme comprise entre 35 et 43 avec une précision absolue de 0,2 et une précision relative, entre deux mesures, de 0,1 . Comme on peut le voir sur la figure 2, la puce électronique 4 comprend, outre le capteur 3, réalisé au moyen d'une thermistance à coefficient de température positif montée en pont, un convertisseur analogique numérique 8, un séquenceur 9, une mémoire programmable 10 et un bloc analogique 1 1 d'émission et de réception et de gestion de l'énergie, qui est relié au bobinage 7 qui forme une antenne. La mémoire 10 de type EEPROM stockera un identifiant du patient sur lequel le module capteur est implanté, par exemple ses nom et prénom, ou un numéro d'identification, et une table de conversion permettant de convertir la tension numérisée lue par le séquenceur 9 en sortie du convertisseur 8 en une température. Cette table de conversion résultera de la connaissance de la loi température/résistance de type exponentiel non linéarisable, compte tenu de la précision élevée souhaitée d'une mesure de la valeur affichée par le capteur 3 pour un test effectué à une ou plusieurs températures de référence et d'un calcul des points de la courbe effectué par un appareil extérieur avant la programmation de la mémoire 10. La table de conversion est nécessitée par le fait que les composants électroniques présentent, de par leur fabrication, une dispersion de caractéristiques trop élevée pour obtenir la précision souhaitée sans étalonnage. La mémoire 10 pourra être de 1 kilobits et contenir la table de conversion avec 80 points de 8 bits, soit 640 bits, un numéro d'identification sur 32 bits, le nom et le prénom du patient sur 160 bits, la date sur 48 bits et une zone d'information libre sur les 144 bits restants. En fonction de la précision souhaitée, on pourra réaliser un étalonnage par lot de modules thermomètre suivi d'une vérification par échantillonnage ou un étalonnage systématique pour chaque module thermomètre. Le séquenceur 9 est pourvu d'une horloge interne, de façon à pouvoir activer la lecture de la température à intervalles déterminés et effectue également la gestion de la mémoire 10. Le bloc analogique 11 reçoit un signal en provenance du bobinage 7 lors de l'émission d'un champ radioélectrique par un lecteur, non représenté. Le bobinage 7 et le bloc analogique 11 permettent de récupérer l'énergie de la porteuse, en général 125 kHz, de façon à alimenter en énergie électrique le capteur 3, le convertisseur 8, le séquenceur 9 et la mémoire 10. Par ailleurs, le bloc analogique 1 1 sert d'interface entre le bobinage 7 et le séquenceur 9, de façon à permettre la réception d'informations en provenance du lecteur et leur transmission au séquenceur 9 et l'émission d'informations en provenance du séquenceur 9 vers le lecteur au moyen du bobinage 7. Le lecteur comprend une antenne, des moyens d'émission, des moyens de réception, et, le cas échéant, des moyens d'alimentation aptes à fournir de l'énergie à la bobine 7 à distance de l'ordre de quelques décimètres par l'intermédiaire de la porteuse. Le lecteur comprend ou est relié à une mémoire de stockage des données reçues. A titre de variante, on peut prévoir une mémoire 10 de capacité plus élevée de façon que des données de température ou de tension y soient stockées et transmises au lecteur à intervalles supérieurs aux intervalles de mesure de la température. Dans ce cas, il sera nécessaire de prévoir une batterie dans le module capteur 1 pour assurer son alimentation en-dehors des étapes de lecture/écriture avec le lecteur. Le bobinage 7 et le bloc analogique 11 sont reliés par l'intermédiaire d'un condensateur 12. Le condensateur 12 comme les autres constituants de la puce 4, sera intégré. La puce 4 pourra être réalisée sous la forme d'un circuit intégré spécifique. Sur la figure 3, est illustrée plus particulièrement la structure du capteur 3. Le capteur 3 comprend un pont de résistances variables R1, R2, R3 et R4 à coefficient de température positif, monté entre une tension de référence Vref et la masse du module capteur. Le coefficient de température de la thermistance RI1 sera égal à celui de la thermistance R4 et celui de la thermistance R2 sera égal à celui de la thermistance R3. Pour obtenir un signal de sortie élevé, les deux coefficients de température notés CTRI et CTR2 devront être de valeurs très différentes. On note Vs, la différence de potentiel entre les points S 1 et S2, milieu de chaque branche du pont. On a donc VS = VS1 - VS2 = Vref x (R1/(R1+R3) - R2/(R2+R4)). Pour un écart de température donné AT, on a l'écart de tension suivant: AVs = Vref/2 x (CTRI - CTR2) x AT. En prenant par exemple CTRI = 0,006 et CTR2 = 0,001 avec Vref = 4, on obtient AVS/AT = 0,01, soit 10 mV/degré celsius. Avant la mise en service du module thermomètre 1, on effectuera un étalonnage selon la procédure suivante: - test fonctionnel du module thermomètre 1, - enregistrement d'un numéro d'identification dans la mémoire 10, - mesure d'un point à une température connue, - recentrage de la plage de mesure du convertisseur 8 par mémorisation d'une valeur dite "d'équilibrage", - enregistrement externe par un lecteur de la valeur de sortie du convertisseur 8 après équilibrage, - enregistrement externe de la valeur de sortie du convertisseur à une ou plusieurs autres températures de référence, - calcul de la courbe optimale réduisant au maximum l'erreur d'interpolation par le lecteur en tenant compte des caractéristiques techniques du capteur 3, - réinjection des points de mesure dans la mémoire 10 sous la forme de points ou de points et d'une pente. Cette procédure permet un étalonnage individuel des modules thermomètre pris dans un lot qui subit un cycle de plusieurs températures de référence. -7 Pour garantir l'identification et la traçabilité d'un module thermomètre, la mémorisation du numéro de série et de l'identifiant du patient est effectuée de façon définitive, tout processus de réécriture étant interdit après validation. De cette façon, on interdit toute réutilisation du module capteur qui est donc jetable après une utilisation sur un patient pour des raisons d'hygiène et de simplicité d'utilisation. Grâce à l'invention, on obtient un système de mesure et de transmission de la température du corps d'un patient, de précision élevée, de lecture immédiate et facilement automatisable et exploitable par des moyens informatisés, de fabrication et d'utilisation économiques et non polluantes tout en présentant une hygiène satisfaisante grâce à l'interdiction de sa réutilisation. REVENDICATIONS 1. Système de mesure et de transmission de la température d'un corps humain ou animal, caractérisé par le fait qu'il comprend un module thermomètre (1), et un lecteur pourvu de moyens de télétransmission de données, en émission et en réception, avec le dit module, le dit module comprenant un élément (3) capteur de la température d'un organe, des moyens de fixation à demeure (6) sur la peau d'un patient, des moyens de télétransmission de données représentatives de la température mesurée, et des moyens d'alimentation de l'élément capteur en énergie électrique, de façon que le module thermomètre et le lecteur soient aptes à échanger des données. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'élément capteur (3) est fixé sur un support (5) réalisé en matériau thermiquement conducteur destiné à venir en contact avec le corps et recouvert par un capot (2) réalisé en matériau thermiquement isolant, le support étant fixé sur l'organe par un moyen adhésif (6) thermiquement conducteur. 3. Système selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'il comprend un microcircuit pourvu d'une mémoire programmable (1 0) apte à stocker une table de calibrage du thermomètre, d'un convertisseur analogique/numérique (8) apte à numériser les données issues de l'élément capteur, d'un séquenceur (9) apte à commander la mémoire, l'élément capteur, et les moyens de télétransmission. 4. Système selon la revendication 3, caractérisé par le fait que l'élément capteur est intégré au microcircuit. 5. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les moyens de télétransmission sont aptes à transmettre des données relatives à la tension de sortie de l'élément capteur. 6. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les moyens de télétransmission sont aptes à transmettre des données de température. 7. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les moyens de télétransmission comprennent une bobine (7) servant d'antenne d'émission et de réception de signaux radioélectriques, l'alimentation du thermomètre en énergie électrique étant assurée, soit par la bobine servant de moyen de réception d'énergie, soit par une batterie. 8. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la mémoire est apte à stocker des données d'identification de l'organe en vue de leur transmission lors de la lecture de la température du corps. 9. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le lecteur comprend des moyens de téléalimentation en énergie électrique du dit dispositif.