INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Selon le mode de réalisation représenté sur les figures, le premier radiateur 11 présente globalement la forme de la lettre grecque Pi (voir notamment la ), et comporte une première partie de radiateur 11.1 en contact thermique avec la première face 9.1 de l’un des dispositifs thermoélectriques 9, une deuxième partie de radiateur 11.2 qui est en contact thermique avec la première face 9.1 de l’autre des dispositifs thermoélectriques 9 et qui est espacée de la première partie de radiateur 11.1, et une troisième partie de radiateur 11.3 qui relie les première et deuxième parties de radiateur 11.1, 11.2 l’une à l’autre. Chacune des première, deuxième et troisième parties de radiateur 11.1, 11.2, 11.3 présente une forme globalement parallélépipédique. De façon avantageuse, la première partie de radiateur 11.1 comporte une face d’appui plane en contact thermique avec la première face 9.1 de l’un des dispositifs thermoélectriques 9, et la deuxième partie de radiateur 11.2 comporte une face d’appui plane en contact thermique avec la première face 9.1 de l’autre des dispositifs thermoélectriques 9.
Le spectre y correspond à un histogramme des amplitudes de chaque impulsion détectée, discrétisée selon des canaux d’énergie ou d’amplitude. A chaque canal est assignée une bande d’énergie, par exemple [401, 402] keV. Le spectre peut être exprimé sous la forme d’un vecteur ( ), où correspond au nombre total de canaux. A chaque canal est assigné un rang , avec .
Chaque canal de rang est délimité par une amplitude inférieure et une amplitude supérieure , de telle sorte qu’une impulsion détectée est affectée au canal de rang lorsque son amplitude est comprise entre et .
L’amplitude inférieure de chaque canal correspond à une énergie inférieure L’amplitude supérieure de chaque canal correspond à une énergie supérieure La correspondance amplitude-énergie est établie par la fonction d’énergie . Ainsi,
est un ensemble de paramètres de la fonction d’énergie , décrit par la suite.
La grandeur correspond à une position relative du canal relativement au nombre maximal de canaux du spectre. Il s’agit d’un rang normalisé de chaque canal, compris entre 0 ( = 1) et 1 ( = ). La normalisation permet d’établir une fonction d’énergie indépendante du nombre de canaux , ce dernier étant paramétrable.
La fonction d’énergie peut être polynomiale. Il peut par exemple s’agir d’une fonction linéaire, auquel cas et . Il peut s’agir d’une fonction polynômiale de degré 2, auquel cas
Le vecteur est soit supposé connu, suite à une opération de calibration en énergie du détecteur, soit estimé à partir d’un spectre du rayonnement émis par un objet de calibration dont la composition est connue. De façon optionnelle, le dispositif comporte un collimateur 16, destiné à restreindre le champ d’observation du détecteur. Le collimateur comporte généralement un matériau atténuant les photons gamma, par exemple du plomb ou un alliage comportant du tungstène.
Dans l’exemple représenté, le détecteur 10 est relié à un cryostat 18, comportant de l’azote liquide pour maintenir le détecteur Ge à une température de fonctionnement.
Le dispositif comporte une unité de traitement 14, programmée pour mettre en œuvre des étapes d’algorithmes décrits en lien avec les figures 3A à 3C. L’unité de traitement 14 est reliée à l’unité de spectrométrie 13, dont elle reçoit chaque spectre mesuré.
On va à présent décrire différentes grandeurs utilisées dans des opérations de traitement mises en œuvre par l’unité de traitement 14, et décrites par la suite.
Composante utile du spectre L’objectif d’une mesure par spectrométrie gamma est d’identifier les radionucléides 2 j présents dans l’objet 2 et, de préférence, d’estimer leurs activités respectives. La figure 2A représente un spectre résultant d’un détecteur Germanium, exposé à une source comportant le radionucléide 152 Eu. L’axe des abscisses correspond aux canaux et l’axe des ordonnées correspond au nombre d’impulsions dont l’amplitude correspond à chaque canal. La est un détail de la , correspondant à la zone rectangulaire dessinée sur la .
Le spectre représenté comporte plusieurs pics, chaque pic correspondant à une énergie d’émission d’un radionucléide présent dans l’objet 2. Ces pics forment l’information utile de chaque spectre, à partir de laquelle on peut identifier les radionucléides et quantifier leurs activités respectives. Le spectre comporte également un continuum , correspondant à des diffusions de photons dans le détecteur ou avant d’atteindre le détecteur. Le continuum correspond à la partie du spectre sous et entre chaque pic. Sur la figure 2B, le continuum est représenté par une courbe en tirets. Le spectre comporte également une composante de bruit de fond , se traduisant par des fluctuations statistiques dans le spectre .
Ainsi, le spectre y peut être décomposé comme suit :
où , , et sont des vecteurs de dimension ( ).
Modèle électrique
Le modèle électrique qui sous-tend l’algorithme de traitement est mieux compris sur la base de la et en complément de la .
Le modèle décrit ci-dessous en référence aux figures 15 et 16 fait astucieusement intervenir les différentes admittances « Y » à modéliser ou modélisables, de préférence aux différentes impédances « Z » correspondantes. En effet, les admittances étant proportionnelles aux permittivités diélectriques, et non à leur inverse, il est ainsi plus immédiat de faire le lien entre le modèle tel qu’illustré sur les figures susmentionnées et tel que décrit ci-dessous, notamment avec l’usage qui peut en être fait et qui consiste par exemple à extraire du modèle la conductivité électrique du milieu MUT à caractériser, cette dernière définissant notamment la partie imaginaire de la permittivité diélectrique complexe du milieu MUT étudié.
La figure 15 fait en outre apparaître des courants injectés par exemple par couplage(s) capacitif(s) entre des électrodes isolées du milieu MUT à caractériser par un diélectrique. Les différents couplages à modéliser ou modélisable y sont notés , et .
Il est notable que, l’électrode de mesure 2 étant virtuellement à la masse, le courant est relié au courant d’excitation par la relation où est le courant vers l’électrode de référence 3. Ainsi, les courants qui traversent le milieu MUT à caractériser peuvent être dirigés vers l’électrode de référence 3 et/ou vers l’électrode de mesure 2. Il est alors au cœur de l’invention de tirer parti du fait que les courants et dépendent de la permittivité complexe du milieu d’étude, de sorte que les capacitances du milieu MUT vers l’électrode de mesure 2 et du milieu MUT vers l’électrode de référence 3, ainsi que les conductances vers l’électrode de mesure 2 et vers l’électrode de référence 3, sont proportionnelles à la permittivité complexe du milieu d’étude et y sont reliées par des facteurs liés aux géométries des électrodes et à leur agencement relatif.
Il vient ainsi que, sur la base des notations de la figure 15, la capacité équivalente telle que calculée par l’unité de calcul 51 sur la base des grandeurs physiques mesurées par le circuit électronique de mesure 50, peut par ailleurs être considérée comme vérifiant la relation suivante : ou encore
Alors que la conductance équivalente telle que calculée par l’unité de calcul 51 sur la base des grandeurs physiques mesurées par le circuit électronique de mesure 50, peut par ailleurs être considérée comme vérifiant la relation suivante : ou encore
Où la notation désigne l’admittance équivalente aux deux admittances et en série, de sorte que et où , étant comme l’illustre la figure 15 relatif aux admittances des courants de fuites vers l’électrode de mesure 2 et étant comme l’illustre la relatif aux admittances des courants vers l’électrode de référence 3, et où : où et où et
Une telle approche a été utilisée pour modéliser le résultat présenté sur la qui est une mesure en fréquence à l’aide de condensateurs dont les électrodes interdigitées sont revêtues d’un film polyimide d’un volume d’eau déminéralisée, avec et sans électrode de contrôle 8, telle qu’illustrée sur la , et dont une description est donnée par le document de brevet US 2020/0340844 A1 incorporé ici par référence.
Sur la , les symboles « + » représentent les mesures de capacité équivalente C X pour différentes fréquences de mesure obtenues avec une électrode de contrôle 8 imposant, au volume d’eau déminéralisée, un potentiel relié à la masse. Les cercles « ○ » représentent les mesures de capacité équivalente C X pour différentes fréquences de mesure, sans électrode de contrôle. On observe, pour les fréquences inférieures à 300 Hz, une dispersion croissante des mesures correspondant à un moyennage moindre de celles-ci dû à un temps d’acquisition laissé constant sur l’ensemble de la gamme de fréquence.
On observe que, dans un régime dit de basses fréquences sensiblement inférieures à 1000 Hz, auxquelles l’eau déminéralisée possède un caractère conducteur électrique, la valeur de C X devient une constante non nulle liée à la nature des matériaux diélectriques recouvrant les électrodes d’excitation 1 et de référence 3, alors que cette valeur tend vers 0 lorsque les courants se font pour l’essentiel vers l’électrode de contrôle 8.
On observe sur la que s’ensuit un régime transitoire pour des fréquences sensiblement comprises entre 1000 Hz et 100 000Hz, puis un régime relativement stable pour des fréquences supérieures 1 MHz. Le régime transitoire est remarquable en ce qu’il est indicatif d’un fluide partiellement conducteur électriquement, alors que le régime à haute fréquence est celui où le caractère diélectrique de l’eau distillée domine.
La courbe continue 100 ajustant étroitement une partie significative, par exemple sélectionnée selon certains critères, notamment pour n’ajuster que les mesures éloignées de celles obtenues avec électrode de contrôle 8 dans le premier régime de fréquence susmentionné, peut être obtenue de façon connue. Cette courbe continue 100 peut alors constituer une modélisation de l’évolution de la capacité équivalente C X en fonction de la fréquence de mesure sur l’intervalle considéré.
La courbe continue 200 est par exemple déductible de la courbe continue 100 de sorte à représenter l’évolution de la conductance équivalente G X en fonction de la fréquence de mesure. En alternative à une telle déduction, la courbe continue 200 peut être déterminée de la même façon que la courbe continue 100, sur la base d’un ajustement de mesures de la conductance équivalente G X sur l’intervalle de fréquence considéré. La courbe continue 200 peut alors constituer une modélisation de l’évolution de la conductance équivalente G X en fonction de la fréquence de mesure sur l’intervalle considéré.
Il ressort de ce qui précède que les modélisations que constituent les courbes 100 et 200 contiennent une même information, en ce sens qu’elles portent chacune une information complémentaire de celle portée par l’autre ; elles peuvent ainsi avoir un rôle d’égale importance. L’on pourra préféré suivant les as d’espèces bénéficier des informations portées par chacune des deux courbes déterminées, séparément l’une de l’autre, ou par déduction l’une de l’autre, ou se contenter de l’information portée par l’une quelconque ou choisie des deux.
Notons que les courbes 100 et 200 ont été obtenues en considérant une modélisation du comportement électrique du système de caractérisation 10 comportant une mise en parallèle de la capacité équivalente C X et de la conductance équivalente G X de la façon illustrée sur la .
La sixième étape 206 concerne l’activation du détecteur de fuite 1 et notamment la mise en communication entre le dispositif de pompage 11 du détecteur de fuite 1 et l’intérieur de l’objet à tester 8, et l’activation du dispositif de vision 25 qui est similaire au premier mode de réalisation.
La septième étape 207 concerne le raccordement entre la sonde 5’ et une source 35 de gaz traceur, par exemple de l’hélium ou de l’hydrogène.
Ces étapes 201 à 207 peuvent être réalisées dans un ordre différent.
La huitième étape 208 concerne le contrôle de l’étanchéité par l’utilisateur 6. Pour cela, l’utilisateur 6 actionne le dispositif de vision 25 et manipule la sonde 5’ pour déplacer l’embout 5’a autour de l’objet à tester 8 en suivant un chemin de test 22 passant par les différentes zones à tester 24. Le début du contrôle peut être déclenché par un appui sur un bouton de contrôle situé par exemple sur la sonde 5’ ou sur l’embase principale 3 du détecteur de fuite 1 ou sur une télécommande du détecteur de fuite 1. L’unité de traitement 23 analyse alors les images réalisées par la caméra infra-rouge 27 de manière à détecter la position de l’embout 5’a par rapport à l’objet à tester 8 correspondant aux géométries sélectionnées à l’étape 203.
L’unité de traitement 23 peut également être configurée pour afficher des contours détectés de l’objet à tester 8 ainsi qu’un chemin de test 22 autour de l’objet à tester 8 avec les zones à tester 24 comme dans le premier mode de réalisation.
L’utilisateur 6 déplace alors la sonde 5’ de sorte que l’embout 5’a passe sur les différentes zones à tester, notamment en suivant le chemin de test 22. A chaque zone à tester 24, du gaz traceur est pulvérisé via la sonde 5’ et une mesure de concentration de gaz traceur est réalisée (alternativement une pulvérisation constante de gaz peut être réalisée durant le test). Durant cette mesure, la distance entre l’embout 5’a et la zone à tester 24 ainsi que la vitesse de déplacement de l’embout 5’a de la sonde 5’ sont déterminées. Ces valeurs sont comparées aux valeurs maximales réglées à l’étape 204. En cas de distance ou de vitesse supérieure à la valeur maximale, le test peut être invalidé et un signal d’alerte à destination de l’utilisateur 6 peut être émis afin que la mesure soit réalisée à nouveau.
La neuvième étape 209 concerne la validation du contrôle de l’étanchéité au niveau d’une zone à tester 24 et la localisation d’une éventuelle fuite. Cette validation est réalisée lorsque la distance de la sonde 5’ par rapport à l’objet à tester 8 n’excède pas la distance maximale enregistrée dans les paramètres de détection à appliquer et que la vitesse de déplacement de l’embout 5’a par rapport à l’objet à tester 8 au niveau de cette zone à tester 24 n’excède pas la vitesse maximale enregistrée dans les paramètres de détection à appliquer.
De plus, comme précédemment, les zones déjà testées peuvent être représentées différemment par le dispositif d’affichage 29, que les zones restant à tester, par exemple avec une couleur différente. La valeur de la concentration mesurée au niveau d’une zone à tester 24 ainsi que le seuil maximal requis par le client peuvent également être affichés par le dispositif d’affichage 29 pendant la mesure au niveau de cette zone à tester 24. En cas de détection d’une fuite, un signal d’alerte peut également être émis pour prévenir l’utilisateur 6 de la présence d’une fuite.
Par ailleurs, la distance entre l’embout 5’a et l’objet à tester 8 ainsi que la vitesse de déplacement de l’embout 5’a de la sonde 5’ peuvent être pris en compte pour déterminer l’emplacement précis de la fuite ainsi que le niveau de la fuite (ou importance de la fuite) comme décrit précédemment à partir de la .
Ainsi, la présente invention permet, grâce à l’utilisation d’un dispositif de vision 25 comprenant une caméra infra-rouge 27 et un détecteur de fuite dont la sonde 5 peut être munie de marqueurs infra-rouges 50, de pouvoir déterminer aisément la position et la vitesse d’un embout 5a de la sonde 5 par rapport à un objet à tester 8 et ainsi de pouvoir contrôler la validité d’un test de détection de fuite sur un objet à tester 8 pour fournir un certificat de validité du test. Cela permet également de fiabiliser les tests et de faciliter le travail de l’utilisateur 6.
Carte d’analyse d'un échantillon biologique, procédé de fabrication et de contrôle qualité La présente invention se rapporte au domaine de l'analyse d'échantillons biologiques, et plus précisément concerne une carte d’analyse pour l'analyse d'un échantillon biologique, en particulier pour la détection d’endotoxines, au moyen d'un instrument de diagnostic in vitro et les procédés de fabrication de la carte d’analyse et de contrôle qualité d’une plaque d’une carte d’analyse.
Arrière-plan technologique L’analyse d’échantillon biologique, comme par exemple les tests de détection d’endotoxines, repose sur une ou plusieurs réactions entre l’échantillon biologique et un ou une pluralité de réactifs. Il existe des systèmes et procédés microfluidiques qui permettent de réaliser ces analyses d’échantillon biologique. Les réactifs sont déposés dans des puits et l’échantillon biologique est par exemple introduit via un canal d’amenée. Cela nécessite la préparation de multiples dilutions standards et contrôles internes. Dans le cadre de la détection d’endotoxines, par exemple, les tests sont exigeants et requièrent beaucoup d’étapes de manipulation par l’opérateur. Ces étapes manuelles de préparation sont longues et peuvent entraîner des résultats variables voire invalides. En outre, il n’existe pas de solution pour contrôler la préparation des tests et ainsi déterminer rapidement si une erreur a été commise. Ainsi, un éventuel problème ne pourra être détecté qu'à la fin d’une durée de mesure, préalablement choisie afin d'être suffisamment longue pour permettre l'achèvement complet des diverses réactions susceptibles de se produire avec différentes dynamiques, lorsqu'il sera tenté d'exploiter des résultats erronés.
Il existe des microplaques tel que le système « GOPLATE™ » comprenant 96 puits préremplis avec des quantités standards requises de réactifs et ayant été soumis à des contrôles de concentrations. Ce dispositif permet de réduire de plus de 50 % le temps de manipulation par rapport aux tests traditionnels d'endotoxines sur microplaques. Néanmoins, la mise en œuvre d’analyse d’échantillon biologique via ce dispositif nécessite de nombreux accessoires annexes et impose encore de multiples étapes manuelles. Il existe également des microplaques intégrées à des systèmes consommables tel que le « FilmArray® » qui exigent peu d’opérations manuelles. Ces microplaques préremplies permettent aussi de limiter l’intervention humaine dans le processus d’analyse d’échantillon biologique et donc de réduire les risques d’erreurs humaines.
Cependant, les microplaques préremplies de l'art antérieur ne sont pas adaptées à certaines réactions nécessitant l’usage de différents réactifs qui ne doivent pas réagir entre eux et donc se mélanger avant l’introduction d’un échantillon biologique dans les puits de la microplaque. En outre, dans l’état de la technique antérieur, un réactif est déposé le plus souvent au fond des puits des microplaques. Cela impose une multiplicité d’étapes comprenant, entre autres, la dépose de réactifs sur un film collé à l’une des faces de la microplaque faisant office de fond pour les puits, l’application de films adhésifs double-face sur chacune des faces de la microplaque puis l’insertion de la plaque entre deux films d’une poche d’analyse. Ces différentes couches de films plastiques contribuent à augmenter le coût du consommable, et complexifient la fabrication de celui-ci.
Ainsi, il n’existe pas de solution permettant de déposer des gouttes (< 1µL) adjacentes et sans contact entre les gouttes durant le séchage dans une microplaque miniature qui ne comportent pas préalablement de support de dépose perpendiculaire à l’axe de dépose de réactif.
Présentation de l'invention L'invention vise donc à permettre d’analyser un échantillon biologique, en particulier pour la détection d’endotoxines, de façon plus fiable, rapide et moins onéreuse.
II. Préparation de l’expérience. II.1. Stérilisation préalable .
Une fois le flacon rempli d’environ 30 mL de milieu de culture BACT/ALERT ® , il est autoclavé dans un autoclave Tuttnauer 2540 EL par un cycle « Liquid ». Il subit donc une augmentation de température jusqu’à un plateau à 121°C pendant 15 min. Cette méthode permet de s’assurer de la stérilité des électrodes et du milieu de culture.
II.2. Protocole d’ensemencement .
Sous Poste de Sécurité Microbiologique (PSM), 10 mL de sang sont ajoutés dans le flacon. Si l’expérience choisie est un négatif (sans bactérie) alors la mesure est lancée.
Sinon, le flacon est ensemencé avec une certaine quantité de bactéries suivant le protocole expliqué ci-dessous, toutes les manipulations se déroulant sous PSM avec les mesures de sécurité en vigueur.
Des colonies bactériennes sont ajoutées dans un flacon rempli de 3 mL de diluant pharmaceutique (Diluant pharmacopée européenne - tube 9 mL, VWR AX011144). La turbidité de ce mélange est régulièrement mesurée par un turbidimètre afin d’atteindre une valeur de 0,5 McFarland.
L’ajout des colonies s’effectue à l’aide d’une oese (ou anse d’inoculation) à partir d’une culture sur boîte de Petri ayant été préparée puis placée à 37°C pendant 24 h.
Une fois la valeur de 0,5 McFarland atteinte, une dilution en cascade est effectuée dans du diluant pharmaceutique jusqu’à atteindre la concentration bactérienne théorique recherchée.
Un volume de 0,4 mL de cette dernière dilution est prélevé puis ajouté au flacon de mesure préalablement rempli avec 30 mL de milieu de culture BACT/ALERT ® et 10 mL de sang. Il s’agit donc d’un ensemencement au 1/100 ème .
II.3. Protocole de comptage .
Afin de s’assurer de la quantité réelle inoculée à t = 0s dans le dispositif, des numérations sur boîtes sont réalisées. Pour cela, un volume de 0,1 mL d’une dilution est prélevé puis étalé sur boîte de Petri au râteau.
Cette numération est effectuée sur les deux dernières dilutions, en triplicat afin de pouvoir faire une moyenne.
III. La méthode de mesure. La méthode de mesure électrochimique utilisée est la potentiométrie c’est-à-dire une différence de potentiel entre une électrode de travail et une électrode de référence dont le potentiel ne varie pas dans le temps.
Le dispositif étant composé de 8 électrodes de travail, la mesure est multiplexée : toutes les 5 minutes, le potentiel de chaque électrode est enregistré pendant 0,1s.
Cette méthode permet d’obtenir 8 courbes de potentiel en fonction du temps. L’expérience a été répétée avec plusieurs bactéries différentes, plusieurs quantités initiales et même sans aucune bactérie afin d’obtenir des négatifs renseignant sur la stabilité de la mesure.
La présente les courbes potentiométriques obtenues après avoir inoculé, à t = 0, du sang humain avec 38 cfu de Escherichia coli - ATCC 8739. On observe 2 profils caractéristiques de potentiel, un profil « polyaniline » où le potentiel augmente puis diminue lentement, et un profil « encre carbonée » où le profil chute plus ou moins brusquement.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le premier dispositif de réception comporte au moins un conduit d’évacuation de condensat comprenant une première extrémité débouchant dans l’au moins un premier emplacement de réception et une deuxième extrémité débouchant à l’extérieur du premier dispositif de réception. De façon avantageuse, la deuxième extrémité de l’au moins un conduit d’évacuation de condensat est configurée pour déboucher dans le boîtier, et par exemple dans le logement interne, lorsque le premier dispositif de réception est fixé au boîtier.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le premier dispositif de réception comporte plusieurs premiers emplacements de réception, et par exemple deux premiers emplacements de réception. Ces dispositions permettent à un utilisateur de pouvoir refroidir ou chauffer simultanément plusieurs dispositifs de traitement corporel.
Selon un mode de réalisation de l’invention, l’appareil de refroidissement et/ou de chauffage est configuré de telle sorte que l’axe central de chacun des dispositifs thermoélectriques est sécant avec un premier emplacement de réception respectif lorsque le premier dispositif de réception est fixé au boîtier. Ces dispositions assurent un refroidissement ou un chauffage encore plus rapide de plusieurs dispositifs de traitement corporel reçus dans les premiers emplacements de réception.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le premier dispositif de fixation est prévu sur le premier corps de support.