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WO2003015625A1 - Dispositif de mesure d'au moins un parametre physique dans une cavite de l'organisme d'un etre vivant - Google Patents

Dispositif de mesure d'au moins un parametre physique dans une cavite de l'organisme d'un etre vivant Download PDF

Info

Publication number
WO2003015625A1
WO2003015625A1 PCT/CH2002/000444 CH0200444W WO03015625A1 WO 2003015625 A1 WO2003015625 A1 WO 2003015625A1 CH 0200444 W CH0200444 W CH 0200444W WO 03015625 A1 WO03015625 A1 WO 03015625A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
capsule
sensor
signals
organism
transducer
Prior art date
Application number
PCT/CH2002/000444
Other languages
English (en)
Inventor
Sylvain Meyer
Original Assignee
Sylvain Meyer
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sylvain Meyer filed Critical Sylvain Meyer
Priority to EP02754088A priority Critical patent/EP1416845A1/fr
Priority to CA002457616A priority patent/CA2457616A1/fr
Priority to US10/486,959 priority patent/US20040236194A1/en
Publication of WO2003015625A1 publication Critical patent/WO2003015625A1/fr

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0002—Remote monitoring of patients using telemetry, e.g. transmission of vital signals via a communication network
    • A61B5/0031—Implanted circuitry
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/07—Endoradiosondes

Definitions

  • the present invention relates to a device for measuring at least one physical parameter, in particular the pressure and / or the temperature inside a cavity of the organism of a living being, and / or control of a function of an equipment implanted in this organism, comprising on the one hand a capsule implanted in this cavity, said capsule containing at least one sensor for measuring said physical parameter, or control of an actuator implanted in this organism , means for processing the signals generated by said sensor, data communication means corresponding to said processed signals, and a memory unit and on the other hand a reading device placed outside the organism of said living being and arranged to interpret and display said data corresponding to said signals.
  • a probe that measure the flow of a liquid, for example blood, by Doppler effect.
  • a probe does not allow a parameter to be measured in a non-liquid medium.
  • the probe sends continuous or intermittent signals corresponding to the values of the physical quantity it measures. It is therefore necessary to have a continuous reading device close to the probe. It is not possible to equip a patient with such a device and memorize measurements for a long time.
  • International publication WO 00/32092 describes a device for detecting parameters in the vascular system implanted in the body and forming part of other medical equipment such as a stent, an intravascular filter or the like. It includes a transducer making it possible to detect the conditions of pressure, flow or speed of the blood flow. The signals are transmitted by radio frequencies on display means external to the body.
  • German publication DE 29 41 363 A1 describes a device for measuring the conductivity of liquids in the human body.
  • This device comprises a sensor which is associated with a radio frequency transmitter for the transmission of the measurement signals to an external storage device.
  • the present invention proposes to overcome the drawbacks of existing devices by producing a range of devices which can be used to measure many different parameters for various applications and under variable conditions.
  • said communication means comprise an ultrasonic transducer arranged to transform said signals into ultrasonic waves, to transmit the data in the form of ultrasonic waves from the capsule to said reading and transmitting device data from said reading device to the capsule, or from the capsule or reading device to said actuator.
  • the processing means comprise at least one conditioner and at least one microcontroller.
  • the device comprises at least one memory unit arranged to store the data processed by said processing means coming from the sensor.
  • Said memory unit is preferably a non-volatile memory.
  • the communication means are distinct from the processing means and include a device for managing the communication of data to said external reading device.
  • the transducer is housed in the capsule.
  • the capsule may include a resonant zone disposed close to the transducer.
  • the device comprises at least two independent sensors. At least one of these sensors is a pressure sensor.
  • the microcontroller comprises means for discriminating signals originating from the organism of the living being in which it is implanted, from signals artificially created from the outside.
  • the device is preferably formed from at least two modules, one of the modules comprising said sensor, or said transducer.
  • the capsule may include means for attaching a connecting wire.
  • the capsule may include electrical contacts accessible from outside the capsule.
  • each module may include electrical contacts associated with similar electrical contacts of the adjacent module.
  • each module may include means for fixing to the adjacent module.
  • the capsule may include means for supplying electrical energy.
  • These supply means may include at least one coil arranged to supply electrical energy by induction.
  • the capsule has holes arranged to bring the sensor into contact with the medium in which it is placed.
  • the senor is fixed to the outside of the capsule.
  • FIG. 1 is a block diagram of the electronic equipment of a first embodiment of the device according to the invention
  • FIG. 2 1 is a block diagram of the electronic equipment of a second embodiment of the invention.
  • FIG. 3 represents the device of the invention in section according to a first variant
  • Figure 4 is a sectional view of a second variant of the device.
  • the device according to the invention consists of a first component which is intended to be implanted in general temporarily in a cavity of the organism of a living being, this first component being in the form of a capsule 21, embodiments of which will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 4, and a second component which is intended to remain outside this organism, this second component being in the form of a apparatus 20 for reading data transmitted by the first component.
  • a first embodiment of the device inside the capsule is housed electronic equipment 10, as shown schematically in FIG. 1, which includes a sensor 11 arranged to measure a determined parameter, means 12 for processing of signals generated by the sensor 11 combined with data communication means 17 corresponding to said signals, a memory unit 13 and energy supply means 14.
  • the sensor 11 is adapted to the application of the device. It is designed to measure one or more determined parameters and transform the values measured in electrical signals representative of these values. For example, it is possible to measure pressure, stress, temperature, heart rate or the presence of chemical elements.
  • the processing means 12 are essentially formed by a conditioner 15 and a microcontroller 16.
  • the conditioner 15 receives as input signal, the signals coming from the sensor 11. These are shaped, that is to say -in particular say amplified and filtered, so as to make them usable by the microcontroller 16 which then processes them so as to generate a signal which contains in coded form, the information coming from the sensor 11.
  • the microcontroller 16 can be designed to process digital and / or analog signals.
  • the conditioner 15 and the microcontroller 16 can be produced on the same support.
  • the processing means 12 are arranged to perform signal processing operations such as the calculation of average values, threshold detection, evaluation of frequencies of occurrence of phenomena, etc. They also include communication means 17 which, in the embodiment illustrated by FIG. 1, are integrated, and which are arranged to communicate the data directly to the reading device 20 or to the memory unit 13.
  • the signal containing the information is introduced into the memory unit 13 so that it can be used after the measurement.
  • the memory may be of the EEPROM type, which makes it possible to store several tens of thousands of measurements, while offering the possibility of erasing the content or of keeping it in memory for several years.
  • the information recording capacities are several thousand measurement points and the retention of this information after registration is more than 40 years.
  • the energy supply means 14 may consist of a battery, a battery or a supercapacitor. They can also consist of a coil which can power all of the electronic components by induction. This latter variant is advantageous when a large or regular supply of energy is necessary. In this case, it may not be possible to integrate a source containing sufficient energy into the available volume. Being able to recharge the capsule in energy, remotely and without contact, solves this problem.
  • the electronic components are chosen to have a particularly low consumption since the volume available inside the capsule for storing energy is very low.
  • the electronic equipment 10 of which is illustrated diagrammatically in FIG. 2, the components mentioned with reference to FIG. 1 are also present.
  • the electronic equipment 10 may further comprise a second sensor 11 'and is provided with data communication means 17 corresponding to said signals generated by the sensor 11 and possibly the sensor 11'.
  • the communication means 17 which, in this case are distinct from processing means 12, consist of a communication management device 18 and an ultrasonic transducer 19.
  • the communication management device 18 makes it possible in particular to determine all communication parameters, in particular the frequency and duration of transmission, the number of measurements transmitted, the sensitivity parameters, the choice of a sensor if the device contains several, an order to store information or a storage frequency.
  • the ultrasonic transducer 19 transforms the electrical signals from the microcontroller 16 into ultrasonic waves which can be transmitted remotely without connection. These ultrasonic waves are modulated so as to transmit data corresponding to the signals generated by the sensor 11 and are transmitted to an appropriate reading device 20.
  • the signals generated by the sensor 11 can be coded. These signals are interpreted by the signal processing means 12 as a command which can, for example, be a triggering or a triggering of the measurements, a modification of a transmission frequency or any other command of interest for the given application.
  • FIGS. 1 and 2 illustrate two concrete embodiments of the invention. All of the components described with reference to FIGS. 1 and 2 are placed in the capsule 21.
  • This capsule is preferably made of titanium for reasons of bio-compatibility with the organism. However, any other material having the same guarantees and the same technical properties, in particular of mechanical strength could be used. The choice of materials can be made depending on the application.
  • the sensor 11 is a pressure sensor.
  • the capsule is provided with holes 22 which allow the sensor to measure pressures or pressure variations.
  • the sensor also acts as a waterproof barrier to isolate the interior of the capsule from the outside environment.
  • the wall of the capsule has a thin area which forms a resonant zone 23 which can be likened to a vibrating membrane.
  • the transducer 19 is arranged in the capsule in such a way that the resonator, that is to say the part of the transducer producing the vibrations, is in contact with this zone.
  • the shape of the transducer and the resonant zone makes it possible to define a cone of propagation of ultrasonic waves which can be more or less wide and open depending on the application.
  • the capsule includes a hooking member 24 to which a wire can for example be fixed (not shown). This allows the capsule to be removed when its use is no longer necessary.
  • the capsule 21 consists of several separate modules.
  • a first module 26 includes the sensor 11 as well as electrical connections 27 which connects it to terminals accessible outside the module.
  • the second module 28 includes the transducer 19 and electrical connections 29 similar to the connections 27 of the first module 26.
  • the third module 30 is placed between the previous two and contains the other components of the electronic equipment 10 as well as electrical connections to each end.
  • Each of the modules comprises fixing means (not shown) of the adjacent module, produced for example in the form of a bayonet type fixing. This type of attachment guarantees precise positioning of the elements in relation to each other, which makes it possible to establish a reliable electrical connection and to transmit signals between the different modules.
  • This embodiment is particularly interesting in that it is possible to easily add or remove the transducer 19 and to change the type of sensor without changing the entire device. It is also possible to include in the first module 26, a device 31 for preprocessing the signals so that, whatever the sensor used, the output signal of the first module can be used by the same, which can be integrated into the third module 30.
  • the pressure inside a cavity of the human body and in particular in the rectum is measured.
  • Such a measure is particularly useful during deliveries during which the organism is subjected to particularly high pressure constraints which can cause irreversible damage.
  • the capsule 21 can be fixed to a connecting wire, then introduced into the rectum.
  • the pressure is measured by the pressure sensor 11, for example every thirty seconds.
  • the signals generated by the sensor which are representative of the values of the measured pressure, are transmitted to the signal processing means 12.
  • the values are, on the one hand, stored in the memory 13 and on the other hand, transmitted to the reading device 20 using the transducer 19.
  • the measured values are transformed into coded signals which are sent in the form of ultrasonic waves by the transducer 19 through the patient's tissues.
  • the waves are received by a suitable reading device 20 which decodes the signals so as to extract the relevant information therefrom. This information can then be viewed on a display screen or be processed in a processing device such as a computer.
  • the reading device can also be associated with an alert device which emits a visual or audible alarm signal when the measured value of the physical parameter exceeds a certain threshold value. In the case of childbirth, exceeding a threshold pressure implies that it is necessary to intervene to avoid physiological problems.
  • the capsule 21 can be withdrawn from the patient using the connecting wire.
  • one of the sensors 11 ′ is for example a chemical sensor which detects the presence or absence of a particular compound.
  • the other sensor is a pressure sensor 11 similar to that of FIG. 1.
  • the first sensor 11 ′ can for example take a measurement every quarter of an hour and emit a signal representative of the result of the measurement by the transducer 19 to a reading device 20 disposed outside the patient. This signal can indicate the presence or absence of the desired compound or, for example, the level of this compound.
  • the second sensor 11 is arranged to receive pressure waves from the outside. These waves can be generated by the reading device 20 and include information in coded form. These waves can be of the type used, for example, during ultrasounds.
  • the signals detected by the pressure sensor 11 are introduced into the microcontroller 16 which extracts the relevant information therefrom.
  • This embodiment makes it possible, among other things, to modify the frequency of the measurements, a sensitivity level, the erasure of an area of the memory, a sensitivity threshold or other parameters.
  • the information can be transmitted to a reading device placed outside the human body, but it can also be transmitted to a device placed in the human body or in contact with it.
  • This device can be an actuator such as a forceps for example, which can take a tissue, or a reservoir of medicinal products, for example an anesthetic, this reservoir being provided with a controlled valve intended to release a determined volume of substance in the body.
  • This actuator can also be arranged to trigger the recording of photographs for example. It is thus possible to create a network of devices which communicate with each other and with one or more reading devices arranged outside the human body.
  • the device according to the invention has many advantages over the devices of the prior art. Indeed, in view of its reduced dimensions, generally less than ten mm in length and four mm in diameter, the capsule can be introduced relatively easily into the body of a patient, permanently or temporarily. Measurements can be stored and / or sent to a remote reading device. It is also possible to transmit commands from the outside to the device, which makes it possible to adjust the measurements as required.
  • one or two sensors were used. It is of course possible to use other sensors as long as the device has sufficient space available. With regard to the modular version as described with reference to FIG. 4, it is also possible to add different modules containing different measurement sensors.

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Abstract

Le dispositif de mesure d'au moins un paramètre physique dans une cavité de l'organisme d'un être vivant et/ou de commande d'une fonction d'un actuateur implanté dans cet organisme comporte une capsule (21) pour mesurer un paramètre physique tel que par exemple la pression. Cette capsule (21) contient au moins un capteur (11) permettant de mesurer le paramètre déterminé, des moyens de traitement de signaux provenant du capteur, une mémoire et des moyens (14) d'alimentation en énergie. La capsule (21) peut également comporter des moyens de communication des données correspondant aux signaux générés par le capteur. Ces moyens de communication sont formés d'un dispositif de gestion de la communication et un transducteur (19) pouvant transmettre les signaux sont contacts, à un appareil de lecture disposé à l'extérieur de l'être vivant.

Description

DISPOSITIF DE MESURE D'AU MOINS UN PARAMETRE PHYSIQUE DANS UNE CAVITE DE L'ORGANISME D'UN ETRE VIVANT
Domaine technique La présente invention concerne un dispositif de mesure d'au moins un paramètre physique, notamment de la pression et/ou de la température à l'intérieur d'une cavité de l'organisme d'un être vivant, et/ou de commande d'une fonction d'un équipement implanté dans cet organisme, comportant d'une part une capsule implantée dans cette cavité, ladite capsule contenant au moins un capteur de mesure dudit paramètre physique, ou de commande d'un actuateur implanté dans cet organisme, des moyens de traitement des signaux générés par ledit capteur, des moyens de communication de données correspondant auxdits signaux traités, et une unité de mémoire et d'autre part un appareil de lecture disposé à l'extérieur de l'organisme dudit être vivant et agencé pour interpréter et afficher lesdites données correspondant auxdits signaux.
Technique antérieure
Il existe actuellement peu de dispositifs permettant de mesurer un paramètre physique du corps humain de façon directe. Ceux qui existent sont très spécifiques à l'application pour laquelle ils sont conçus et ne peuvent pas être adaptés à d'autres applications.
À titre d'exemple, il existe des sondes qui permettent de mesurer le débit d'un liquide, par exemple le sang, par effet Doppler. Une telle sonde ne permet pas de mesurer un paramètre dans un milieu non liquide. En outre, la sonde envoie de façon continue ou intermittente, des signaux correspondant aux valeurs de la grandeur physique qu'elle mesure. Il est donc nécessaire de disposer en continu, d'un appareil de lecture à proximité de la sonde. Il n'est pas possible d'équiper un patient avec un tel dispositif et de mémoriser des mesures pendant une longue période. La publication internationale WO 00/32092 décrit un dispositif de détection de paramètres dans le système vasculaire implanté dans le corps et faisant partie d'un autre équipement médical tel qu'un stent, un filtre intravasculaire ou similaire. Il comporte un transducteur permettant de détecter les conditions de pression, de débit ou de vitesse du flux sanguin. Les signaux sont transmis par radiofrequences sur des moyens d'affichage extérieurs à l'organisme.
La publication allemande DE 29 41 363 A1 décrit un dispositif de mesure de la conductivité de liquides de l'organisme humain. Ce dispositif comporte un capteur qui est associé à un émetteur de radiofrequences en vue de la transmission des signaux de mesure vers un dispositif de stockage extérieur.
Le brevet américain numéro US 5,861 ,018 décrit un dispositif de communication par ultrasons entre un dispositif médical, tel que par exemple un stimulateur cardiaque, et une unité de commande extérieure.
Tous ces dispositifs ont des domaines d'application limités et le résultat d'une mesure doit être utilisé de façon directe et immédiate par une personne responsable. Ils ne permettent pas une adaptation à diverses applications et ne sont pas conçus pour des utilisations sous diverses conditions.
Exposé de l'invention
La présente invention se propose de pallier les inconvénients des dispositifs existants en réalisant une gamme d'appareils qui peuvent être utilisés pour mesurer des nombreux paramètres différents pour diverses applications et dans des conditions variables.
Ces buts sont atteints par un dispositif tel que défini en préambule et caractérisé en ce que lesdits moyens de communication comportent un transducteur ultrasonique agencé pour transformer lesdits signaux en ondes ultrasoniques, pour transmettre les données sous la forme d'ondes ultrasoniques de la capsule vers ledit appareil de lecture et pour transmettre les données dudit appareil de lecture vers la capsule, ou de la capsule ou de l'appareil de lecture vers ledit actuateur.
Selon un premier mode de réalisation, les moyens de traitement comportent au moins un conditionneur et au moins un microcontrôleur.
Avantageusement, le dispositif comporte au moins une unité de mémoire agencée pour mémoriser les données traitées par lesdits moyens de traitement provenant du capteur.
Ladite unité de mémoire est de préférence une mémoire non volatile.
Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, les moyens de communication sont distincts des moyens de traitement et comportent un dispositif de gestion de la communication des données vers ledit appareil de lecture externe.
De façon avantageuse, le transducteur est logé dans la capsule.
Afin de permettre la transmission des ondes ultrasoniques, la capsule peut comporter une zone résonnante disposée à proximité du transducteur.
Selon une variante de réalisation, le dispositif comporte au moins deux capteurs indépendants. Au moins l'un de ces capteurs est un capteur de pression.
Selon une forme de réalisation avantageuse, le microcontrôleur comporte des moyens pour discriminer des signaux provenant de l'organisme de l'être vivant dans lequel il est implanté, de signaux créés artificiellement depuis l'extérieur. Pour certaines applications, le dispositif est de préférence formé d'au moins deux modules, l'un des modules comportant ledit capteur, ou ledit transducteur.
Pour faciliter son retrait, la capsule peut comporter des moyens d'accrochage d'un fil de liaison.
Afin de faciliter la lecture de données mémorisées, la capsule peut comporter des contacts électriques accessibles depuis l'extérieur de la capsule.
Dans le cas où la capsule comprend plusieurs modules, chaque module peut comporter des contacts électriques associés à des contacts électriques similaires du module adjacent.
Par ailleurs, chaque module peut comporter des moyens de fixation au module adjacent.
Selon une forme de réalisation avantageuse, la capsule peut comporter des moyens d'alimentation en énergie électrique. Ces moyens d'alimentation peuvent comporter au moins une bobine agencée pour fournir de l'énergie électrique par induction.
Dans le cas où le capteur est par exemple un capteur de pression, la capsule comporte des trous agencés pour mettre en contact le capteur avec le milieu dans lequel il est placé.
Selon une variante constructive, le capteur est fixé à l'extérieur de la capsule.
Description sommaire des dessins La présente invention et ses avantages seront mieux compris en référence à la description des différents modes de réalisation et aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est un schéma de principe de l'équipement électronique d'une première forme de réalisation du dispositif selon l'invention,
- la figure 2 1 est un schéma de principe de l'équipement électronique d'un deuxième mode de réalisation de l'invention,
- la figure 3 représente le dispositif de l'invention en coupe selon une première variante, et
la figure 4 est une vue en coupe d'une deuxième variante du dispositif.
Manières de réaliser l'invention
En référence aux figures, le dispositif selon l'invention est constitué d'un premier composant qui est destiné à être implanté en général temporairement dans une cavité de l'organisme d'un être vivant, ce premier composant se présentant sous la forme d'une capsule 21 dont des modes de réalisation seront décrits en détail en référence aux figures 2 et 4, et d'un second composant qui est destiné à rester à l'extérieur de cet organisme, ce second composant se présentant sous la forme d'un appareil de lecture 20 de données transmises par le premier composant.
Dans une première forme de réalisation du dispositif, à l'intérieur de la capsule est logé un équipement électronique 10, tel que représenté de façon schématique par la figure 1 , qui comporte un capteur 11 agencé pour mesurer un paramètre déterminé, des moyens 12 de traitement de signaux générés par le capteur 11 combinés avec des moyens de communication 17 de données correspondant auxdits signaux, une unité de mémoire 13 et des moyens d'alimentation 14 en énergie.
Le capteur 11 est adapté à l'application du dispositif. Il est agencé pour mesurer un ou plusieurs paramètres déterminés et transformer les valeurs mesurées en signaux électriques représentatifs de ces valeurs. À titre d'exemple, il est possible de mesurer une pression, une contrainte, une température, un rythme cardiaque ou la présence d'éléments chimiques.
Les moyens de traitement 12 sont formés essentiellement d'un conditionneur 15 et d'un microcontrôleur 16. Le conditionneur 15 reçoit comme signal d'entrée, les signaux provenant du capteur 11. Ceux-ci sont mis en forme, c'est-à-dire notamment amplifiés et filtrés, de façon à les rendre utilisables par le microcontrôleur 16 qui les traite ensuite de façon à générer un signal qui contient sous forme codée, l'information provenant du capteur 11. Le microcontrôleur 16 peut être conçu pour traiter des signaux numériques et/ou analogiques. Le conditionneur 15 et le microcontrôleur 16 peuvent être réalisés sur un même support. Les moyens de traitement 12 sont agencés pour effectuer des opérations de traitement des signaux comme le calcul de valeurs moyennes, la détection de seuil, l'évaluation de fréquences d'apparition de phénomènes, etc. Ils comprennent également des moyens de communication 17 qui, dans l'exemple de réalisation illustré par la figure 1 , sont intégrés, et qui sont agencés pour communiquer directement les données à l'appareil de lecture 20 ou à l'unité de mémoire 13.
Dans ce dernier cas, le signal contenant les informations est introduit dans l'unité de mémoire 13 pour pouvoir être utilisé après la mesure. La mémoire peut-être du type EEPROM, ce qui permet de mémoriser plusieurs dizaines de milliers de mesures, tout en offrant la possibilité d'effacer le contenu ou de le garder en mémoire pendant plusieurs années. Les capacités d'enregistrement des informations sont de plusieurs milliers de points de mesure et la rétention de cette information après inscription est supérieure à 40 ans.
Les moyens d'alimentation 14 en énergie peuvent être constitués d'une pile, d'une batterie ou d'une supercapacité. Ils peuvent également être constitués d'une bobine qui peut alimenter l'ensemble des composants électroniques par induction. Cette dernière variante est intéressante lorsqu'un apport important ou régulier d'énergie est nécessaire. Dans ce cas, il n'est peut-être pas possible d'intégrer une source contenant suffisamment d'énergie dans le volume disponible. Le fait de pouvoir recharger la capsule en énergie, à distance et sans contact, permet de résoudre ce problème. De façon générale, les composants électroniques sont choisis pour avoir une consommation particulièrement faible puisque le volume disponible à l'intérieur de la capsule pour stocker l'énergie est très faible.
II existe également des façons d'économiser l'énergie disponible, notamment en mettant l'électronique en veille lorsque cela est possible. En particulier, il est possible d'alimenter le capteur uniquement lorsque des mesures sont effectuées, par exemple toutes les secondes pendant une durée de 1/10 de seconde, et d'alimenter les composants uniquement lorsqu'ils sont actifs. Il est également possible d'utiliser ce mode d'alimentation aussi longtemps que les valeurs mesurées restent dans une plage prédéfinie et d'alimenter le dispositif en continu ou avec une fréquence supérieure lorsque la valeur mesurée du paramètre sort de cette plage.
Dans un second mode de réalisation dont l'équipement électronique 10 est illustré schématiquement par la figure 2, les composants mentionnés en référence à la figure 1 sont également présents. Dans cette variante, l'équipement électronique 10 peut comporter en outre un deuxième capteur 11 ' et est pourvu de moyens 17 de communication de données correspondant auxdits signaux générés par le capteur 11 et éventuellement le capteur 11'. Les moyens de communication 17 qui, dans ce cas sont distincts de moyens de traitement 12, sont constitués d'un dispositif 18 de gestion de la communication et d'un transducteur ultrasonique 19. Le dispositif de gestion 18 de la communication permet notamment de déterminer tous les paramètres de communication, en particulier la fréquence et la durée d'émission, le nombre de mesures transmises, les paramètres de sensibilité, le choix d'un capteur si le dispositif en contient plusieurs, un ordre de stocker des informations ou une fréquence de mémorisation.
Le transducteur ultrasonique 19 transforme les signaux électriques du microcontrôleur 16 en ondes ultrasoniques pouvant être transmises à distance sans connexion. Ces ondes ultrasoniques sont modulées de façon à transmettre des données correspondant aux signaux générés par le capteur 11 et sont transmises à un appareil de lecture 20 approprié.
Dans ce mode de réalisation, il est possible de commander l'ensemble du dispositif à distance, sans aucune connexion directe. À cet effet, les signaux générés par le capteur 11 peuvent être codés. Ces signaux sont interprétés par les moyens 12 de traitement des signaux comme une commande pouvant par exemple être un enclenchement ou un déclenchement des mesures, une modification d'une fréquence de transmission ou toute autre commande intéressante pour l'application donnée.
Les figures 3 et 4 illustrent deux modes de réalisation concrets de l'invention. L'ensemble des composants décrits en référence aux figures 1 et 2 est disposé dans la capsule 21. Cette capsule est de préférence réalisée en titane pour des raisons de bio-compatibilité avec l'organisme. Toutefois, tout autre matériau présentant les mêmes garanties et les mêmes propriétés techniques, notamment de résistance mécanique pourrait être utilisé. Le choix des matériaux pourra être fait en fonction de l'application.
Dans l'exemple illustré par la figure 3, le capteur 11 est un capteur de pression. La capsule est pourvue de trous 22 qui permettent au capteur de mesurer des pressions ou des variations de pression. Le capteur a également un rôle de barrière étanche pour isoler l'intérieur de la capsule du milieu extérieur. La paroi de la capsule comporte une plage de faible épaisseur qui forme une zone résonnante 23 pouvant être assimilée à une membrane vibrante. Le transducteur 19 est disposé dans la capsule de telle façon que le résonateur, c'est-à-dire la partie du transducteur produisant les vibrations, soit en contact avec cette zone. La forme du transducteur et de la zone résonnante permet de définir un cône de propagation d'ondes ultrasoniques qui peut être plus ou moins large et ouvert en fonction de l'application.
Dans cet exemple, la capsule comporte un organe d'accrochage 24 auquel peut par exemple être fixé un fil (non représenté). Celui-ci permet de retirer la capsule lorsque son utilisation n'est plus nécessaire.
Il est également possible de prévoir des contacts électriques 25 en périphérie de la capsule pour transmettre les valeurs mesurées à l'aide d'un câble de connexion conventionnel (non représenté) lorsque cette capsule est retirée du corps du patient.
Dans le mode de réalisation illustré par la figure 4, la capsule 21 est constituée de plusieurs modules distincts. Un premier module 26 comprend le capteur 11 ainsi que des connexions électriques 27 qui le relie à des bornes accessibles à l'extérieur du module. Le deuxième module 28 comprend le transducteur 19 et des connexions électriques 29 similaires aux connexions 27 du premier module 26. Le troisième module 30 est placé entre les deux précédents et contient les autres composants constitutifs de l'équipement électronique 10 ainsi que des connexions électriques à chaque extrémité. Chacun des modules comporte des moyens de fixation (non représentés) du module adjacent, réalisés par exemple sous la forme d'une fixation du type à baïonnette. Ce type de fixation garantit un positionnement précis des éléments les uns par rapport aux autres, ce qui permet d'établir un raccordement électrique fiable et de transmettre des signaux entre les différents modules. Ce mode de réalisation est particulièrement intéressant par le fait qu'il est possible d'ajouter ou de retirer facilement le transducteur 19 et de changer de type de capteur sans changer la totalité du dispositif. Il est également possible d'inclure dans le premier module 26, un dispositif 31 de prétraitement des signaux de telle façon que, quel que soit le capteur utilisé, le signal de sortie du premier module est utilisable par un même, qui peut être intégré dans le troisième module 30.
Le fonctionnement du dispositif de l'invention est décrit ci-dessous en référence à deux exemples d'utilisation. Dans le premier exemple, schématisé par les figures 1 et 3, on mesure la pression à l'intérieur d'une cavité du corps humain et en particulier dans le rectum. Une telle mesure est particulièrement utile lors des accouchements au cours desquels l'organisme est soumis à des contraintes de pression particulièrement élevées qui peuvent engendrer des lésions irréversibles. À cet effet, la capsule 21 peut être fixée à un fil de liaison, puis introduite dans le rectum. La pression est mesurée par le capteur de pression 11 , par exemple toutes les trente secondes. Les signaux générés par le capteur, qui sont représentatifs des valeurs de la pression mesurée, sont transmis aux moyens 12 de traitement des signaux. Les valeurs sont, d'une part, mémorisées dans la mémoire 13 et d'autre part, transmises vers l'appareil de lecture 20 à l'aide du transducteur 19. A cet effet, les valeurs mesurées sont transformées en signaux codés qui sont envoyés sous forme d'ondes ultrasoniques par le transducteur 19 à travers les tissus du patient. Les ondes sont reçues par un appareil de lecture 20 approprié qui décode les signaux de façon à en extraire les informations pertinentes. Ces informations peuvent alors être visualisées sur un écran d'affichage ou être traitées dans un dispositif de traitement tel qu'un ordinateur. L'appareil de lecture peut également être associé à un dispositif d'alerte qui émet un signal d'alarme visuel ou sonore lorsque la valeur mesurée du paramètre physique dépasse une certaine valeur de seuil. Dans le cas d'un accouchement, le dépassement d'une pression de seuil implique qu'il est nécessaire d'intervenir pour éviter des problèmes physiologiques. Lorsque les mesures sont terminées, la capsule 21 peut être retirée du patient grâce au fil de liaison.
Un autre mode d'utilisation est décrit en référence à la figure 2. Dans ce mode de réalisation, l'un des capteurs 11' est par exemple un capteur chimique qui détecte la présence ou l'absence d'un composé particulier. L'autre capteur est un capteur de pression 11 similaire à celui de la figure 1. Lorsque le dispositif est utilisé, le premier capteur 11' peut par exemple prendre une mesure tous les quarts d'heure et émettre un signal représentatif du résultat de la mesure par le transducteur 19 à un appareil de lecture 20 disposé à l'extérieur du patient. Ce signal peut indiquer la présence ou l'absence du composé recherché ou, par exemple, le taux de ce composé. Le deuxième capteur 11 est agencé pour recevoir des ondes de pression provenant de l'extérieur. Ces ondes peuvent être générées par l'appareil de lecture 20 et comporte des informations sous forme codée. Ces ondes peuvent être du type de celles utilisées, par exemple, lors d'échographies. Les signaux détectés par le capteur de pression 11 sont introduits dans le microcontrôleur 16 qui en extrait les informations pertinentes. Ce mode de réalisation permet, entre autres, de modifier la fréquence des mesures, un niveau de sensibilité, l'effacement d'une zone de la mémoire, un seuil de sensibilité ou d'autres paramètres.
Dans ce mode de réalisation, les informations peuvent être transmises à un appareil de lecture disposé à l'extérieur du corps humain, mais elles peuvent également être transmises à un dispositif placé dans le corps humain ou en contact avec celui-ci. Ce dispositif peut être un actuateur tel qu'une pince par exemple, qui peut prélever un tissu, ou un réservoir de produits médicamenteux, par exemple un anesthésiant, ce réservoir étant pourvu d'une vanne commandée destinée à libérer un volume déterminé de substance dans l'organisme. Cet actuateur peut également être agencé pour déclencher l'enregistrement de photographies par exemple. Il est ainsi possible de créer un réseau d'équipements qui communiquent entre eux et avec un ou plusieurs appareils de lecture disposés en dehors du corps humain.
Le dispositif selon l'invention présente de nombreux avantages par rapport aux dispositifs de l'art antérieur. En effet, au vu de ses dimensions réduites, généralement inférieure à dix mm de longueur et quatre mm de diamètre, la capsule peut être introduite relativement facilement dans le corps d'un patient, de façon permanente ou temporaire. Les mesures peuvent être mémorisées et/ou envoyées à un appareil de lecture distant. Il est également possible de transmettre des commandes depuis l'extérieur vers le dispositif, ce qui permet de faire évoluer les mesures en fonction des besoins.
Selon le capteur utilisé, de nombreux paramètres peuvent être mesurés, ce qui permet une grande variété d'applications. Il est ainsi possible de connaître la valeur, en temps réel, de paramètres qu'il peut être particulièrement utile de connaître, mais qui n'ont actuellement jamais pu être mesurés.
Dans les modes de réalisation représentés, un ou deux capteurs ont été utilisés. Il est bien entendu possible d'utiliser d'autres capteurs pour autant que le dispositif comporte suffisamment de place disponible. En ce qui concerne la version modulaire telle que décrite en référence à la figure 4, il est également possible d'ajouter différents modules contenant différent capteurs de mesure.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de mesure d'au moins un paramètre physique, notamment de la pression et/ou de la température à l'intérieur d'une cavité de l'organisme d'un être vivant, et/ou de commande d'une fonction d'un équipement implanté dans cet organisme, comportant, d'une part, une capsule (21) implantée dans cette cavité, ladite capsule contenant au moins un capteur de mesure (11) dudit paramètre physique, ou de commande d'un actuateur implanté dans cet organisme, des moyens de traitement (12) des signaux générés par ledit capteur (11), des moyens de communication
(17) de données correspondant auxdits signaux traités, et une unité de mémoire (13) et, d'autre part, un appareil de lecture (20) disposé à l'extérieur de l'organisme dudit être vivant et agencé pour interpréter et afficher lesdites données correspondant auxdits signaux, caractérisé en ce que lesdits moyens de communication (17) comportent un transducteur ultrasonique (19) agencé pour transformer lesdits signaux en ondes ultrasoniques, pour transmettre les données sous la forme d'ondes ultrasoniques de la capsule (21) vers ledit appareil de lecture (20) et pour transmettre les données dudit appareil de lecture (20) vers la capsule (21), ou de la capsule (21) ou de l'appareil de lecture (20) vers ledit actuateur.
2. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les moyens de traitement (12) comportent au moins un conditionneur (15) et au moins un microcontrôleur (16).
3. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il comporte au moins une unité de mémoire (13) agencée pour mémoriser les données traitées par lesdits moyens de traitement (12) provenant du capteur (11 , 11').
4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite unité de mémoire (13) est une mémoire non volatile.
5. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les moyens de communication (17) sont distincts des moyens de traitement (12) et comportent un dispositif (18) de gestion de la communication des données vers ledit appareil de lecture externe (20).
6. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le transducteur (19) est logé dans la capsule (21).
7. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la capsule (21) comporte une zone résonnante (23) disposée à proximité du transducteur (19).
8. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux capteurs (11 , 11').
9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'au moins l'un des capteurs est un capteur de pression (11).
10. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le microcontrôleur (16) comporte des moyens pour discriminer des signaux provenant de l'organisme de l'être vivant dans lequel il est implanté, de signaux créés artificiellement depuis l'extérieur.
11. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il est formé d'au moins deux modules (26, 28, 30), l'un des modules (26) comportant ledit capteur (11).
12. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la capsule est formée d'au moins deux modules (26, 28, 30), l'un des modules (28) comportant ledit transducteur (19).
13. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la capsule (21) comporte des moyens d'accrochage (24) d'un fil de liaison.
14. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il comporte des contacts électriques (25) accessibles depuis l'extérieur de la capsule (21).
15. Dispositif selon les revendications 11 et 12, caractérisé en ce que chaque module (26, 28, 30) comporte des contacts électriques (27, 29) associés à des contacts électriques similaires du module adjacent.
16. Dispositif selon les revendications 11 et 12, caractérisé en ce que chaque module (26, 28, 30) comporte des moyens de fixation au module adjacent.
17. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'alimentation (14) en énergie électrique.
18. Dispositif selon la revendication 17,. caractérisé en ce que les moyens d'alimentation (14) en énergie électrique comportent au moins une bobine agencée pour fournir de l'énergie électrique par induction.
19. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la capsule comporte des trous (22) agencés pour mettre en contact le capteur (11) avec le milieu dans lequel il est placé.
20. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le capteur (11) est fixé à l'extérieur de la capsule (21).
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