FR2566905A1 - Temperature measurement device in particular for monitoring hyperthermia treatments. - Google Patents
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Abstract
Description
DISPOSITIF DE MESURE DE TEMPERATURE NOTAMMENT POUR
LE CONTROLE DES TRAITEM#NTS D'HYPERTHERMIE
L'invention concerne un dispositif de mesure de température, implantable notamment dans les tissus vivants. Le dispositif de l'invention a été plus particulièrement conçu pour permettre un meilleur contrôle des traitements par hyperthermie.TEMPERATURE MEASURING DEVICE, PARTICULARLY FOR
HYPERTHERMIA TREATMENT # NTS CONTROL
The invention relates to a temperature measuring device, implantable in particular in living tissue. The device of the invention has been more particularly designed to allow better control of hyperthermia treatments.
On sait qu'il est possible de traiter efficacement certaines maladies (cancer, maladies vénériennes) en provoquant un échauffement de quelques degrés de la région atteinte. Pour provoquer cette élévation locale de température, il est connu, par exemple, de soumettre la région à traiter à l'action d'un champ électromagnétique haute fréquence (dont la fréquence est comprise entre un et plusieurs dizaines de MHz). Il est par ailleurs important de pouvoir apprécier avec précision à la fois les limites de la zone à chauffer, pour les faire comcider avec celles de la région malade et la valeur de la température. Cette dernière doit être connue avec une bonne précision. En effet, la durée du traitement est une fonction rapidemment décroissante de la température. A titre d'exemple, la durée de traitement est divisée par deux entre 44 et 450 C.Plusieurs types de capteur de température ont été expé pimentés. Ainsi, on a implanté des thermocouples dans les tissus, mais ce type de capteur ne procure pas la précision requise car la mesure est faussée par des réactions entre le champ électromagnétique et les parties métalliques du thermocouple implanté. We know that it is possible to effectively treat certain diseases (cancer, venereal diseases) by causing a heating of a few degrees in the affected region. To cause this local temperature rise, it is known, for example, to subject the region to be treated to the action of a high frequency electromagnetic field (the frequency of which is between one and several tens of MHz). It is also important to be able to accurately assess both the limits of the area to be heated, to make them reconcile with those of the sick region and the temperature value. The latter must be known with good precision. Indeed, the duration of the treatment is a rapidly decreasing function of the temperature. For example, the treatment time is halved between 44 and 450 C. Several types of temperature sensor have been tested. Thus, thermocouples have been implanted in the tissues, but this type of sensor does not provide the required precision because the measurement is distorted by reactions between the electromagnetic field and the metal parts of the implanted thermocouple.
D'autres solutions plus coûteuses, mettant en oeuvre des sondes optiques fonctionnant par analyse spectrale, ont été expérimentées.Other more expensive solutions, using optical probes operating by spectral analysis, have been tried.
Elles nécessitent des réétalonnages fréquents.They require frequent recalibrations.
L'invention propose un agencement simple utilisant des composants à la fois sensibles et peu coûteux, ayant des dimensions réduites facilitant une implantation non traumatisante dans les tissus à traiter et présentant un minimum d'interaction avec le champ électromagnétique de chauffage, quel que soit sa position par rapport à l'orientation des lignes de champ. The invention provides a simple arrangement using components that are both sensitive and inexpensive, having reduced dimensions facilitating non-traumatic implantation in the tissues to be treated and having a minimum of interaction with the electromagnetic heating field, whatever its position relative to the orientation of the field lines.
Plus précisément, l'invention concerne donc un dispositif de mesure de température, notamment pour la mesure de température dans les tissus soumis à un traitement d'hyperthermie, caractérisé en ce qu'il comporte une gaine électriquement isolante, implantable, renfermant au moins une thermistance et des fils de connexion reliant cette thermistance à des moyens d'alimentation et de mesure, connus en soi. More specifically, the invention therefore relates to a temperature measuring device, in particular for measuring the temperature in tissues subjected to a hyperthermia treatment, characterized in that it comprises an electrically insulating, implantable sheath, containing at least one thermistor and connection wires connecting this thermistor to supply and measurement means, known per se.
Pour des raisons qui seront développées plus loin, les fils de connexion sont de préférence résistifs. En outre, un filtre est avantageusement intercalé entre les fils de connexion situés dans la gaine renfermant ladite thermistance et lesdits moyens d'alimentation et de mesure. D'autre part, plusieurs thermistances peuvent être insérées dans la même gaine implantable, espacées les unes des autres, pour permettre un contrôle de la température en plusieurs points dans la région du traitement. For reasons which will be developed later, the connection wires are preferably resistive. In addition, a filter is advantageously interposed between the connection wires located in the sheath containing said thermistor and said supply and measurement means. On the other hand, several thermistors can be inserted into the same implantable sheath, spaced from each other, to allow temperature control at several points in the treatment region.
L'invention sera mieux comprise et d'autres particularités avantageuses de celleci apparaîtront mieux à la lumière de la description qui va suivre de plusieurs modes de réalisation possibles d'un dispositif de mesure de température conforme à son principe, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels:: - la figure 1 est un schéma général montrant les parties essentielles du dispositif conforme à l'invention; - la figure 2 est une coupe longitudinale de la partie implantable souple associée à un filtre représenté schématiquement; - les figures 3a, 3b et 3G montrent différentes variantes de fils de connexion entre la thermistance et le filtre; - la figure 4 montre une variante de filtre; - la figure 5 montre une autre variante de filtre; - la figure 6 est une vue schématique analogue à la figure 2 avec une partie implantable souple à deux thermistances et un filtre complété en conséquence. The invention will be better understood and other advantageous particularities of this will appear better in the light of the following description of several possible embodiments of a temperature measurement device in accordance with its principle, given solely by way of example and made with reference to the accompanying drawings in which: FIG. 1 is a general diagram showing the essential parts of the device according to the invention; - Figure 2 is a longitudinal section of the flexible implantable part associated with a filter shown schematically; - Figures 3a, 3b and 3G show different variants of connection wires between the thermistor and the filter; - Figure 4 shows a variant filter; - Figure 5 shows another variant of the filter; - Figure 6 is a schematic view similar to Figure 2 with a flexible implantable part with two thermistors and a filter supplemented accordingly.
En se reportant aux dessins, le dispositif de l'invention comporte une gaine 11 souple électriquement isolante, de diamètre suffisamment faible pour être facilement implantable dans des tissus vivants, cette gaine renfermant une thermistance 12 et des fils de connexion 16a, 16b. Extérieurement à la gaine, la thermistance est connectée, par l'intermédiaire des fils 16a, 16b à un filtre 13 dont la sortie est elle-même connectée par un câble coaxial 14 à un boîtier de contrôle 15 renfermant des moyens d'alimentation et de mesure de la thermistance 12. Ces moyens d'alimentation et de mesure sont classiques et n'ont donc pas besoin d'être décrits plus en détail. La gaine est implantée par tout moyen connu en chirurgie, notamment au moyen d'une aiguille creuse.On a vérifié que la structure de la partie implantable décrite ci-dessus (c'est-à-dire une gaine isolante de faible diamètre renfermant au moins une thermistance) perturbait peu la distribution de l'énergie électromagnétique dans le milieu à contrôler, en particulier parce que l'impédance présentée entre deux points de la sonde est au moins égale à l'impédance que présenterait sur le volume de la sonde et entre ces deux points, le milieu environnant, c'este-dire les tissus vivants. Pour limiter encore l'action perturbatrice de la partie implantable sur la distribution de l'énergie électromagnétique, les fils de connexion 16a, 16b situés dans la gaine et reliant la thermistance au filtre, sont des fils résistants.La résistivité de ces fils est notablement supérieure à celle du cuivre, mais reste moyenne pour ne pas trop réduire la sensibilité de la mesure de variation de la thermistance. Si nécessaire, à partir d'un conducteur de résistivité donnée, on peut bobiner les fils de connèxion 16a, 16b pour accroître la résistance par unité de longueur dans la gaine. Le fait de prévoir des fils de connexion d'une certaine résistance dans la partie sous gaine, c'est#dire dans la partie destinée à etre implantée, permet d'augmenter l'impédance de la sonde par rapport aux tissus, jusqu'à une valeur suffisante. Referring to the drawings, the device of the invention comprises a flexible electrically insulating sheath 11, of sufficiently small diameter to be easily implantable in living tissues, this sheath containing a thermistor 12 and connection wires 16a, 16b. Externally to the sheath, the thermistor is connected, via the wires 16a, 16b to a filter 13, the output of which is itself connected by a coaxial cable 14 to a control box 15 containing means for supplying and measurement of the thermistor 12. These supply and measurement means are conventional and therefore do not need to be described in more detail. The sheath is implanted by any means known in surgery, in particular by means of a hollow needle. It has been verified that the structure of the implantable part described above (that is to say an insulating sheath of small diameter containing the minus one thermistor) did little to disturb the distribution of electromagnetic energy in the medium to be controlled, in particular because the impedance presented between two points of the probe is at least equal to the impedance that would have on the volume of the probe and between these two points, the surrounding environment, that is to say living tissue. To further limit the disturbing action of the implantable part on the distribution of electromagnetic energy, the connection wires 16a, 16b located in the sheath and connecting the thermistor to the filter, are resistant wires. The resistivity of these wires is notably higher than that of copper, but remains average so as not to reduce the sensitivity of the thermistor variation measurement too much. If necessary, from a conductor of given resistivity, the connection wires 16a, 16b can be wound to increase the resistance per unit of length in the sheath. The fact of providing connection wires of a certain resistance in the part under sheath, ie # in the part intended to be implanted, makes it possible to increase the impedance of the probe with respect to the tissues, up to sufficient value.
D'autre part, la composante magnétique du champ électromagnétique de chauffage peut créer dans la boucle formée par la thermistance 12 et les fils 16a et 16b une force électromotrice susceptible de fausser la mesure. Pour faire face à ce type dtincon- vénient, on peut coller les fils de connexion 16a, 16b longitudinalement l'un contre l'autre (figure 3a). On peut aussi jouer sur la forme de ces fils collés (figure 3b) en utilisant des conducteurs plats. On peut encore torsader ces fils ou les bobiner ensemble (figure 3c) côte à côte sur un cylindre souple et de faible diamètre. On the other hand, the magnetic component of the electromagnetic heating field can create in the loop formed by the thermistor 12 and the wires 16a and 16b an electromotive force capable of distorting the measurement. To cope with this type of disadvantage, the connection wires 16a, 16b can be glued longitudinally one against the other (FIG. 3a). We can also play on the shape of these bonded wires (Figure 3b) using flat conductors. We can still twist these wires or wind them together (Figure 3c) side by side on a flexible cylinder of small diameter.
Le boîtier de contrôle 15 ainsi que le boîtier du filtre 13 sont bien entendu blindés pour soustraire les circuits qu'ils comportent à l'action directe du champ. Le filtre et le boîtier de contrôle 13 sont reliés l'un à l'autre par câble coaxial. Selon l'exemple décrit, on utilise un câble coaxial par thermistance. Le filtre est intercalé entre les fils 16a, 16b de la gaine et le câble coaxial 14. Comme le montre la figure 2, le filtre 13 comporte deux bobines d'arrêt 20, 21, respectivement connectées entre l'un (l6a) des fils de connexion et l'âme 14a du câble coaxial 14 et entre l'autre (16b) fil de connexion et le conducteur 14b, formant blindage, du même câble coaxial 14. The control box 15 as well as the filter box 13 are of course shielded to remove the circuits which they comprise from the direct action of the field. The filter and the control box 13 are connected to each other by coaxial cable. According to the example described, a coaxial cable is used by thermistor. The filter is interposed between the wires 16a, 16b of the sheath and the coaxial cable 14. As shown in FIG. 2, the filter 13 comprises two stop coils 20, 21, respectively connected between one (l6a) of the wires connection and the core 14a of the coaxial cable 14 and between the other (16b) connection wire and the conductor 14b, forming a shield, of the same coaxial cable 14.
Selon la variante de la figure 4, on utilise un filtre L-C symétrique dans lequel l'agencement décrit ci-dessus est complété par deux capacités 22, 23, respectivement connectées entre les deux extrémités des bobines d'arrêt 20, 21 reliées aux fils conducteurs 16a, 16b de la gaine et entre les deux autres extrémités des bobines d'arrêt reliées au câble coaxial 14. According to the variant of FIG. 4, a symmetrical LC filter is used in which the arrangement described above is completed by two capacitors 22, 23, respectively connected between the two ends of the stop coils 20, 21 connected to the conducting wires 16a, 16b of the sheath and between the two other ends of the stop coils connected to the coaxial cable 14.
Selon une autre possibilité, au moins une bobine d'arrêt est couplée à un montage en parallèle d'une self inductance et d'une capacité, formant circuit-bouchon pour la fréquence du champ électromagnétique provoquant le traitement d'hyperthermie. Ainsi, dans l'exemple de la figure 5, les deux bobines d'arrêt sont bobinées ensemble et côte à côte et elles sont couplées audit circuit-bouchon formé d'une inductance 25 et d'une capacité 26 branchées en parallèle. According to another possibility, at least one choke coil is coupled to a parallel assembly of a self-inductance and of a capacitor, forming a circuit-cap for the frequency of the electromagnetic field causing the treatment of hyperthermia. Thus, in the example of FIG. 5, the two choke coils are wound together and side by side and they are coupled to said plug circuit formed by an inductor 25 and a capacitor 26 connected in parallel.
Comme mentionné précédemment, la gaine souple 11 peut renfermer plusieurs thermistances espacées les unes des autres. As mentioned above, the flexible sheath 11 may contain several thermistors spaced from each other.
Ainsi, selon l'exemple de la figure 6, la gaine 11 renferme deux thermistances 12a, 12b reliées au filtre par trois fils 17a, 17b, 17c l'un des fils de connexion 17c étant commun aux deux thermistances. Thus, according to the example of FIG. 6, the sheath 11 contains two thermistors 12a, 12b connected to the filter by three wires 17a, 17b, 17c one of the connection wires 17c being common to the two thermistors.
Ce fil 17c est relié aux conducteurs formant blindage 18b, l9b des câbles coaxiaux 18 et 19 par l'intermédiaire d'une bobine d'arrêt 27 correspondante. Le filtre de la figure 6 représente une adaptation du type de filtre de la figure 1, pour une gaine à deux thermistances. Il est bien évident cependant que des filtres inspirés des variantes des figures 4 et 5 peuvent être utilisés avec une gaine comportant plusieurs thermistances. This wire 17c is connected to the shielding conductors 18b, 19b of the coaxial cables 18 and 19 by means of a corresponding stop coil 27. The filter of FIG. 6 represents an adaptation of the type of filter of FIG. 1, for a sheath with two thermistors. It is obvious, however, that filters inspired by the variants of FIGS. 4 and 5 can be used with a sheath comprising several thermistors.
Claims (13)
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| FR8410358A FR2566905B1 (en) | 1984-06-29 | 1984-06-29 | TEMPERATURE MEASURING DEVICE, PARTICULARLY FOR MONITORING HYPERTHERMAL TREATMENTS |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| FR8410358A FR2566905B1 (en) | 1984-06-29 | 1984-06-29 | TEMPERATURE MEASURING DEVICE, PARTICULARLY FOR MONITORING HYPERTHERMAL TREATMENTS |
Publications (2)
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ID=9305631
Family Applications (1)
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