Brevet FR2842408A1 — publié le 20040123

i L'invention concerne un procédé et un dispositif destinés à déterminer la corrélation de signaux d'un tomographe d'impédance électrique, dans lequel, en présence d'une pluralité d'électrodes disposées en cercle sur le corps, une paire d'électrodes est respectivement alimentée par un courant d'excitation, harmoniquement variable en fonction du temps, de fréquence w, et dans lequel, à chaque fois, les signaux de tension mesurés ui (t) des autres paires d'électrodes passives, sont multipliés par un signal w(t) sin (cet) ou w(t) cos (e-t), formule dans laquelle w est la fréquence du courant d'excitation et w(t) est une fonction fenêtre qui détermine la durée de l'intervalle de mesure, puis respectivement intégrés, afin d'obtenir la partie réelle et la partie imaginaire du signal ui (t). La tomographie d'impédance électrique est une technique d'imagerie en plein développement, qui est destinée à être appliquée, en particulier, pour l'analyse locale de la ventilation pulmonaire. Le document DE 43 32 257 C2, qui décrit un dispositif pour produire des tomogrammes, contient une présentation générale des propriétés et du fonctionnement de la tomographie d'impédance électrique (TIE). Pour effectuer une tomographie d'impédance électrique (TIE), on dispose, en rond, une pluralité d'électrodes, par exemple 1 6 électrodes, sur le pourtour de la cage thoracique. Pour effectuer les mesures, une paire d'électrodes sont tout d'abord excitées par un courant alternatif, et on mesure les signaux de différence de potentiel au niveau des paires d'électrodes restantes. Au cours d'un cycle, toutes les paires d'électrodes fonctionnent successivement et servent chacune de paire d'électrodes de mémorisation, tandis que les autres paires d'électrodes passives fournissent des signaux de différence de potentiel, qui sont ensuite soumis à une autre évaluation qui, au bout de plusieurs étapes, permet enfin d'obtenir une représentation imagée de la répartition de l'impédance dans le thorax. Les algorithmes de reconstruction qui, à partir d'un ou de plusieurs cycles de mesure, livrent des données en deux dimensions sur la répartition de l'impédance, ne font pas l'objet de la présente invention, et ne seront pas expliqués ici. Ce qui fait l'objet de la présente invention, c'est l'évaluation de la corrélation entre les signaux de différence de tension ui (t) des paires d'électrodes passives, c'est-à-dire le traitement du signal dans une étape préalable. Jusqu'à présent, pour évaluer la corrélation, chaque signal ui (t) d'une paire d'électrodes était multiplié par un signal w(t) sin (Wct) ou w(t) cos (ca t), formule dans laquelle w est la fréquence du courant d'excitation, puis le produit de cette multiplication était intégré. Dans ce cas, la fonction w(t) est une "fonction fenêtre", censée définir un intervalle de mesure. Jusqu'à présent, le traitement du signal s'effectuait de telle sorte que le signal ui (t) était tout d'abord mémorisé dans un convertisseur analogique/numérique à haute fréquence d'échantillonnage et que les valeurs numériques obtenues étaient ensuite multipliées, dans un processeur numérique de signaux haute capacité, par le signal w(t) sin (ut) ou w(t) cos (wt). Il est possible de mettre en oeuvre un tel procédé dans le cadre de travaux expérimentaux et d'élaboration de prototypes, mais il est bien trop coteux pour une utilisation pratique, avec un appareil de série, car il requiert un convertisseur analogique/numérique à haute fréquence d'échantillonnage et des processeurs numériques de signaux haute capacité, qui sont trop coteux pour une utilisation pratique avec un tomographe d'impédance électrique fonctionnant en série. La présente invention a donc pour but de fournir un procédé permettant, avec un appareil plus simple et moins coteux, de déterminer la corrélation des signaux des paires d'électrodes passives d'un tomographe d'impédance électrique. A cet effet, l'invention concerne un procédé destiné à déterminer la corrélation de sign d'un tomographe d'impédance électrique, dans lequel, en présence d'* pluralité d'électrodes disposées en cercle sur le corps, une paire d'électrodes est respectivement alimentée par un courant d'excitation, harmoniquement variable en fonction du temps, de fréquence c), et dans lequel, à chaque fois, les signaux de tension mesurés ui (t) des autres paires d'électrodes passives, sont multipliés par un signal w(t) sin (cet) ou w(t) cos (wct), formule dans laquelle w est la fréquence du courant d'excitation et w(t) est une fonction fenêtre qui détermine la durée de l'intervalle de mesure, puis respectivement intégrés, afin d'obtenir une valeur pour la corrélation, caractérisé en ce que le signal w(t) sin (wct) ou w(t) cos (sowt), dans l'intervalle de temps déterminé par la fonction fenêtre w(t), est représenté par une suite finie de valeurs numériques, qui sont envoyées, en phase avec le courant harmonique d'excitation, à l'entrée numérique d'un convertisseur numérique/analogique, tandis que le signal ui (t) est entré au niveau de l'entrée pour la tension de référence du convertisseur numérique/analogique, puis le signal analogique fourni par le convertisseur numérique/analogique est intégré, et le signal analogique intégré est soumis à une conversion analogique/numérique et est acheminé vers une unité de calcul pour continuer à être traité. Selon la présente invention, il est prévu que la fonction w(t) sin (oet) ou w(t) cos (wxt), par laquelle le signal de tension ui (t) doit être multiplié, est représentée, dans l'intervalle de temps déterminé par w(t), par une suite finie de valeurs numériques. Sur le plan de la représentation graphique, cela signifie que la fonction continue est représentée par un histogramme ou par une fonction en escalier, avec des valeurs d'amplitude numériques en nombre important et fini. La tension de la paire d'électrodes ui (t) est entrée au niveau de l'entrée pour la tension de référence d'un convertisseur numérique/analogique. La suite numérisée de valeurs du signal w(t) sin (cot) ou w(t) cos (ot) est envoyée, en phase avec le courant d'excitation, à l'entrée numérique du convertisseur numérique/analogique. La sortie du convertisseur numérique/analogique fournit ensuite un signal analogique qui correspond au produit des deux signaux, qui est alors intégré dans un intégrateur analogique puis envoyé vers un convertisseur analogique/numérique, puis à un dispositif numérique de traitement des données qui effectue une reconstruction d'image. Grâce au procédé et au dispositif de la présente invention, il est possible de déterminer la corrélation du tomographe d'impédance électrique, en utilisant des appareils peu coteux. Avantageusement, la suite de valeurs numériques qui représente 25 le signal w(t) sin (y t) ou w(t) cos (co t) est tout d'abord mise à disposition et mémorisée, la suite étant ultérieurement séquentiellement appelée, en phase avec le courant harmonique d'excitation, et étant envoyée à l'entrée numérique du convertisseur numérique/analogique. La présente invention porte également sur un dispositif permettant la mise en oeuvre du procédé et, comprenant un convertisseur numérique/analogique 10, une mémoire 20 qui renferme la suite de valeurs numériques (Do, D,..., DN - 1) qui représentent le signal w(t) - sin (cot) ou w(t) cos convertisseur analogique/numérique 50. De préférence, la mémoire 20 est une mémoire à semi5 conducteur, en particulier une mémoire EPROM ou SDRAM. De façon avantageuse, le générateur d'adresses 30 est un compteur qui intègre une fois le nombre des valeurs de la suite qui représente le signal w(t) sin (cot) ou w(t) cos ( la suite qui se trouve dans la mémoire 20. L'invention va maintenant être décrite à l'aide d'un exemple d'exécution, représenté sur la figure unique, qui représente un schéma fonctionnel d'un dispositif permettant de mettre en oeuvre le procédé. Le schéma fonctionnel de la figure représente un convertisseur numérique/analogique 10. Le signal de tension ui (t) d'une paire d'électrodes 11 est envoyé au raccord pour la tension de référence 1 2 du convertisseur numérique/analogique 1 0. Dans une mémoire EPROM 20 est stocké un certain nombre de 20 valeurs numériques Do, Dl,..., DN - 1, qui sont une représentation numérique discrétisée de la fonction w(t) sin (cot) ou w(t) - cos (lt). On dispose en outre d'un générateur d'adresses 30, qui peut être conformé en compteur et qui, successivement, génère dans la mémoire EPROM 20 les adresses AO, A1,.... AM- 1 qui correspondent aux valeurs D0, D1,..., DN,, de sorte 25 qu'à chaque fois, une valeur numérique Dj est livrée à l'entrée numérique 14 du convertisseur numérique/analogique 10. Dans ce cas, les adresses sont générées, dans le temps, de telle sorte que la valeur numérisée Do, D1,..., DN, de la fonction w(t) sin (cot) ou w(t) cos (cot) est mise à disposition en phase avec le courant d'excitation de la fréquence w. En conséquence, le convertisseur numérique/analogique 10, à un instant tj, fournit une tension de sortie u. (tj) correspondant au produit ui (tj) fois Dj. Cette tension de sortie est intégrée dans un intégrateur analogique 40, dont la sortie est enfin envoyée à un convertisseur analogique/numérique 50 qui, quant à lui, est relié à un microcontrôleur 60. Afin de garantir la synchronisation du courant d'excitation, et par conséquent des signaux ui (t) avec la mise à disposition de la fonction discrétisée et numérisée Do, D1,..., DN 1, c'est-à-dire pour garantir que la suite de valeurs numériques DO, D1,..., DN - 1 qui représente la fonction w(t) sin (cet) ou w(t) cos (c)t) est en phase avec le courant d'excitation de la fréquence wo, il peut être prévu, par exemple, que le générateur d'adresses 30 active également une mémoire EPROM 70, dans laquelle est stocké un signal sinus ou cosinus numérisé et discrétisé, les valeurs numérisées étant envoyées de façon séquentielle à un convertisseur numérique/analogique 80, ce qui permet d'obtenir le courant d'excitation destiné à la paire d'électrodes 90 du tomographe d'impédance qui se trouve être active. REVENDICATIONS 1. Procédé destiné à déterminer la corrélation de signaux d'un tomographe d'impédance électrique, dans lequel, en présence d'une pluralité d'électrodes disposées en cercle sur le corps, une paire d'électrodes est respectivement alimentée par un courant d'excitation, harmoniquement variable en fonction du temps, de fréquence cd, et dans lequel, à chaque fois, les signaux de tension mesurés ui (t) des autres paires d'électrodes passives, sont multipliés par un signal w(t) sin (Wct) ou w(t) cos (ceit), formule dans laquelle co est la fréquence du courant d'excitation et w(t) est une fonction fenêtre qui détermine la durée de l'intervalle de mesure, puis respectivement intégrés, afin d'obtenir une valeur pour la corrélation, caractérisé en ce que le signal w(t) sin (cit) ou w(t) cos (cot), dans l'intervalle de temps déterminé par la fonction fenêtre w(t), est représenté par une suite finie de valeurs numériques, qui sont envoyées, en phase avec le courant harmonique d'excitation, à l'entrée numérique d'un convertisseur numérique/analogique, tandis que le signal ui (t) est entré au niveau de l'entrée pour la tension de référence du convertisseur numérique/analogique, puis le signal analogique fourni par le convertisseur numérique/analogique est intégré, et le signal analogique intégré est soumis à une conversion analogique/numérique et est acheminé vers une unité de calcul pour continuer à être traité. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la suite de valeurs numériques qui représente le signal w(t) sin (cit) ou w(t) cos (uot) est tout d'abord mise à disposition et mémorisée, la suite étant ultérieurement séquentiellement appelée, en phase avec le courant harmonique d'excitation, et étant envoyée à l'entrée numérique du convertisseur numérique/analogique. 3. Dispositif permettant la mise en oeuvre d'un procédé selon l'une des revendications précédentes, comprenant un convertisseur numérique/analogique ( 10), une mémoire (20) qui renferme la suite de valeurs numériques (DO, D1r *--, D_ 1) qui représentent le signal w(t) sin (wit) ou w(t) cos (ait), un générateur d'adresses (30) qui génère les adresses des valeurs numériques, dans la mémoire (20), en fonction du courant harmonique d'excitation, de telle sorte que la suite qui représente le signal w(t) sin (cot) ou w(t) cos (ot) est appelée, en phase avec le courant d'excitation de fréquence ad, et envoyée à l'entrée numérique du convertisseur numérique/analogique, un intégrateur analogique (40) et un convertisseur analogique/numérique (50). 4. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel la mémoire (20) est une mémoire à semi-conducteur, en particulier une mémoire EPROM ou SDRAM. 5. Dispositif selon la revendication 3 ou 4, dans lequel le générateur d'adresses (30) est un compteur qui intègre une fois le nombre des valeurs de la suite qui représente le signal w(t) sin (y t) ou w(t) - cos (wot), en phase avec le courant d'excitation, pendant l'intervalle de mesure, chaque valeur de comptage de l'une des adresses successives correspondant aux valeurs de la suite qui se trouve dans la mémoire (20).