EP3160329A2 - Dispositif de stimulation thermique froide ou chaude et son procédé de contrôle et de régulation - Google Patents

Dispositif de stimulation thermique froide ou chaude et son procédé de contrôle et de régulation

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EP3160329A2
EP3160329A2 EP15742350.0A EP15742350A EP3160329A2 EP 3160329 A2 EP3160329 A2 EP 3160329A2 EP 15742350 A EP15742350 A EP 15742350A EP 3160329 A2 EP3160329 A2 EP 3160329A2
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EP
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thermal
cold
stimulation
temperature
control
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Withdrawn
Application number
EP15742350.0A
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German (de)
English (en)
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André DUFOUR
Thierry Pebayle
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Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Universite de Strasbourg
Original Assignee
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Universite de Strasbourg
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Filing date
Publication date
Application filed by Centre National de la Recherche Scientifique CNRS, Universite de Strasbourg filed Critical Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
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    • A61F7/02—Compresses or poultices for effecting heating or cooling
    • A61F2007/0295—Compresses or poultices for effecting heating or cooling for heating or cooling or use at more than one temperature

Definitions

  • the present invention relates to the general technical field of the exploration of receptors and fibers of the peripheral nervous system, in the context of basic research or clinical examination.
  • Such an exploration is performed by tactile stimulation, more precisely pressure, electrical stimulation or thermal stimulation.
  • small diameter myelinated fibers respond only to cold or painful stimulations (electrical or hot). Since it may be desired to avoid painful stimulation during the study of these fibers, their stimulation by the cold is particularly indicated. Electrophysiological investigation, for example electromyography or electroencephalography, requires very short stimulation times, of the order of a few tens of milliseconds.
  • the invention also relates to the exploration of non-myelinated fibers, called C-fibers, by hot stimulation under the pain threshold, which is not possible with cold stimulations alone.
  • the invention also relates to the exploration of myelinated fibers, referred to as delta fibers, responding to painful hot stimulations, since a cold stimulation activates the delta fibers without causing pain.
  • the invention therefore relates more particularly to a thermal stimulation device and a control and control method controlling this thermal stimulation.
  • This stimulation device comprises a block of thermal conductive material, maintained at a cold temperature between 1 ° C and 20 ° C via a standard Peltier module. Between the patient's skin and this block, there is a heating film to maintain a neutral temperature in contact with the skin. When the heating film is no longer powered and therefore no longer heats, it goes to the temperature of the block by simple thermal conduction. The skin is then stimulated.
  • the major disadvantage of such a thermal stimulation device lies in the thermal conduction velocity of the materials used. In fact, this device makes it possible to obtain maximum cold stimulation rates of the order of -40 ° C./s, which is very insufficient.
  • the document WO 2012/154787 also describes a device and a method of thermal stimulation.
  • the device in question describes the use of micro-Peltier elements generating in particular cold.
  • the Peltier elements in question are described in association with a temperature sensor of the thermocouple type. It should be noted, however, that this document very generally describes examples of embodiments of a thermal stimulation device as well as various control methods and in a relatively general manner, requiring the use of a heat transfer fluid to achieve the cold, which is particularly disadvantageous.
  • the object of the present invention is therefore to overcome the disadvantages of the prior art and to provide a new thermal stimulation device for substantially increasing the cooling rates.
  • Another object of the present invention is to provide a new, more accurate and more reliable thernic stimulation device while being more economical.
  • Another object of the present invention is to provide a new thermal stimulation device for performing cold and hot stimulations and this extremely simple way.
  • Another object of the present invention is to provide a novel method of controlling and controlling a thermal stimulation device to more accurately explore the nerve pathways.
  • a device for cold or hot thermal stimulation of an animal or human tissue comprising a stimulation head intended to come into contact with said tissue and a control circuit and thermal control device for generating a stimulation temperature, characterized in that it comprises a mass of thermal inertia, micro-Peltiers elements integral with one side of the mass of thermal inertia to form an end of contact with the tissue , a heat sink, at least one Peltier module sandwiched between the mass of thermal inertia and the heat sink, at least one temperature sensor fixed on a free face of a micro-Peltier element, said sensor being connected to the circuit control and regulation, a power supply of micro-Peltier elements controlled by the control and regulation circuit to have their hot or cold faces e n contact with the mass of thermal inertia, the control and regulation circuit thus making it possible to produce a control loop for generating the cold or hot stimulation temperature, and a power supply for the Peltier module controlled by the control circuit and regulating
  • the temperature sensor is a thermocouple.
  • the control and regulation circuit integrates a microcontroller comprising a connection interface with a computer and a connection interface with a recorder of physiological parameters.
  • the micro-Peltier elements separated from each other and arranged in the form of a network, are welded to the end face of the thermal mass of inertia, an electrical insulating material and heat filling the free spaces located between said micro-Peltiers elements.
  • the thermal stimulation device comprises an additional temperature sensor continuously reading the temperature of the mass of inertia.
  • control and control method for a device for thermal stimulation of an animal or human tissue characterized in that it consists of:
  • control and control method for a device for thermal stimulation of an animal or human tissue is characterized in that it consists of:
  • the method consists of continuously monitoring the measured temperatures.
  • the method consists in using micro-Peltier elements to generate the cold or hot thermal stimulation temperature.
  • the method consists in using a mass of thermal inertia and a heat sink, associated with a Peltier module to generate the neutral temperature.
  • the method consists in using the mass of thermal inertia to evacuate thermal energy released by the micro-Pelts elements during cold thermal stimulation phases.
  • the method consists in using the mass of thermal inertia to compensate for the thermal energy taken by the micro-Peltier elements during the hot thermal stimulation phases.
  • the method consists in measuring the temperature of the fabric, according to a determined frequency and use the results of these measurements to determine or adjust the neutral temperature.
  • the thermal stimulation device has the enormous advantage of being able to produce cold temperatures in very short time, for example with a preferential lowering of the temperature of the order of 300 ° C./s.
  • a cooling rate allows a functional exploration of "Adelta" type nerve fibers or small diameter myelinated fibers, involved in nociception and at the origin of numerous pathologies of the nerve pathways.
  • the size / power ratio of the micro-Peltier elements is particularly indicated to obtain such results.
  • Another advantage of the stimulation device according to the invention lies in the possibility of integrating into the stimulation head, in association with the means generating a cold thermal stimulation, a laser source for generating hot thermal stimulations for further explorations. functional.
  • Such an exemplary embodiment makes it possible to obtain very small stimulation surfaces, for example less than 1 mm 2 .
  • the stimulation device according to the invention is also very compact and can be easily handled.
  • the thermal stimulation device does not use heat transfer fluid.
  • a stimulation device is thus obtained, which is particularly simple and stable in its operation. No operation of replacement of consumable product, of the liquid or gas kind, is necessary.
  • the maintenance of the thermal stimulation device according to the invention is therefore particularly simple and economical.
  • the stimulation device according to the invention has a high thermal conductivity allowing to return very quickly to the neutral temperature by simple thermal conduction.
  • the thermal stimulation device according to the invention makes it possible to subject the fabric to alternating cold and neutral temperatures at a high frequency.
  • the thermal stimulation device according to the invention is also remarkable insofar as it can be used to generate hot thermal stimulation with a rapid rise in temperature, preferably 300 ° C / s. This is linked to an additional heating by Joule effect of the micro-Peltier elements in addition to the thermo-electric effect of said micro-Peltiers elements during temperature rises.
  • thermal stimulation device resides in an extremely rapid recovery of the neutral temperature as soon as the power supply of the micro-Peltier elements is cut off, particularly because of the small thickness and the low inertia. thermal end layer incorporating said micro-Peltiers elements.
  • the cold stimulations can be repeated at a frequency of about 1 Hz to allow the neutral temperature to be restored after each cold or hot stimulation.
  • Another advantage of the invention lies in the fact that all nerve pathway investigation protocols, including alternations of hot and cold stimulations, are accessible with a single thermal stimulation device according to the invention. It is therefore no longer necessary to change the application head or use separate devices adapted to specific protocols.
  • FIG. 1 is a schematic view of an exemplary embodiment of a thermal simulation device according to the invention
  • FIG. 2 is a schematic view from above of the free end of the stimulation head of the stimulation device of FIG. 1
  • FIG. 3 is an example of an electronic architecture of a thermal stimulation device according to the invention
  • FIG. 4 is a functional flowchart illustrating the steps of an exemplary implementation of a control and control method according to the invention.
  • FIG. 1 is a schematic view of an exemplary embodiment of a thermal stimulation device according to the invention.
  • This thermal stimulation device makes it possible to perform a cold stimulation of an animal or human tissue.
  • the thermal stimulation device can generate cold or hot thermal stimulation.
  • generation of cold stimulations is described in more detail, the invention, and in particular the method of control and regulation, also relate to the generation of hot thermal stimulations or alternations of hot and cold thermal stimulations.
  • the thermal stimulation device comprises a stimulation head 2 intended to come into contact with the tissue 1.
  • the thermal stimulation device also comprises a control and regulation circuit 3 making it possible, for example, to generate a cold stimulation temperature at one of the ends 4 of the stimulation head 2.
  • the stimulation head 2 comprises a mass of thermal inertia 5 consisting for example of a block made of a thermal conductive material. This block of about 30 gr is for example made of copper or silver and has for example a diameter of 25 mm and a thickness of 10 mm. An end face 5a of the mass of thermal inertia 5, located in the vicinity of the contact end 4 of the stimulation head 2, is covered with micro-Peltiers elements 6.
  • micro-Peltier elements 6 are advantageously secured to the mass of thermal inertia 5 by brazing.
  • the micro-Peltier elements 6 illustrated in FIG. 2 are separated from each other so as to delimit free spaces between said micro-Peltier elements 6 having a thickness of approximately 0.6 mm. These free spaces are advantageously filled by an electrical and thermal insulating material 7, of the epoxy resin type loaded with glass or phenolic micro-balloons.
  • the micro-Peltier elements 6 associated with the insulating material 7 therefore constitute an end layer 8 intended to come into contact with the fabric 1.
  • the end layer 8 therefore advantageously has a thickness of about 0.6 mm and an extremely low thermal inertia.
  • the end layer 8 also has a high thermal conductivity resulting from the material constituting the micro-Peltier elements 6 on the one hand and its small thickness on the other hand.
  • micro-Peltier elements 6, for example sixteen in number is for example made in the form of a network having four rows 6a, 6b, 6c, 6d and four columns.
  • the stimulation head 2 also comprises a heat sink 9.
  • the latter is for example a passive heatsink of the high-power LED dissipator type.
  • the heatsink 9 may also be a natural or forced convection heatsink or a heatsink using water as heat transfer fluid.
  • Each micro-Peltier element 6 has a cold active face of about 6 mm 2 and a hot face of about 9 mm 2 , which is used for brazing on the thermal mass of inertia 5.
  • the network of micro-Peltier elements 6, as illustrated in FIG. 2, advantageously has a power density greater than 20 W / cm 2 and preferably of the order of 80 W / cm 2 or more.
  • the stimulation head 2 also comprises a standard Peltier module 10 sandwiched between the mass of inertia 5 and the heat sink 9.
  • the Peltier module 10 has for example a power density of approximately 10 W / cm 2 .
  • the Peltier module 10 has its hot face in contact with the heat sink 9 and its cold face in contact with the mass of thermal inertia 5.
  • the power supply of the Peltier module 10 can also be reversed so that its hot face or in contact with the mass of thermal inertia 5 and to ensure a thermal regulation of said mass of thermal inertia 5 under certain conditions of use.
  • the Peltier module 10 and the heat sink 9 thus make it possible to evacuate thermal energy from the mass of thermal inertia 5 or to supply thermal energy to the mass of thermal inertia 5 in order to keep it at a constant temperature. determined temperature.
  • the stimulation head 2 also comprises at least one temperature sensor 11 attached to a free face of a micro-Peltier element 6.
  • the temperature sensor 1 1 is advantageously a thermocouple having a diameter of 0.1 mm and therefore a very low thermal inertia.
  • the temperature sensor 1 1 is welded to the free face of a micro-Peltier element 6.
  • the temperature sensor 1 1 is obviously connected, by any known means, to the control and regulation circuit 3.
  • the thermal stimulation device according to the invention is advantageously associated with a computer 12 on which specific software is installed for controlling the control and regulation circuit 3.
  • Various information or physical parameters can, if necessary, be transmitted directly by the stimulation head 2 to the computer 12 and this by any type of known communication link.
  • the stimulation head 2 and more particularly the micro-Peltier elements 6 and the Peltier module 10 are connected via the control and regulation circuit 3 to a power supply source 13.
  • FIG. 3 is an example of an electronic architecture of the thermal stimulation device according to the invention.
  • the control and regulation circuit 3 integrates a microcontroller 14 and a connection interface 3a with the computer 12.
  • the power supply source 13 advantageously makes it possible to charge a battery 15 ensuring autonomous operation of the thermal stimulation device.
  • the battery 15 and the control and regulation circuit 3 are advantageously integrated in a housing 3b. The latter is for example not integrated with the stimulation head 2.
  • the thermal stimulation device may comprise supercapacitors accumulating the energy between two cold stimulations while being powered by a USB bus connected to the computer 12.
  • the control and regulation circuit 3 makes it possible, by means of the battery 15, to deliver an electrical voltage of approximately 40 V to supply the micro-Peltier elements 6 and the voltage / current regulation circuit of said micro-Peltier elements 6
  • Each row 6a, 6b, 6c, 6d comprising four micro-Peltier elements 6 connected in series, is powered independently by a voltage of 32 V. This limits the maximum voltage present at the level of the thermal stimulation head. 2 and ensure the safety of people in case of a fault in the electrical isolation.
  • the control and regulation circuit 3 also makes it possible to supply a secondary power supply 16, delivering about 5 volts from the battery 15 to supply the logic electronics of the thermal stimulation device on the one hand and the Peltier module 10 on the other hand. somewhere else.
  • the secondary electrical power supply 16 is advantageously made using, on the one hand, a "defolator" circuit integrated in the control and regulation circuit 3 and, on the other hand, the electric voltage delivered by the battery 15.
  • the microcontroller 14 interprets the instructions received via the connection interface 3a, of the USB interface type, and accordingly drives four current regulators 17a, 17b, 17c, 17d respectively supplying the rows 6a, 6b, 6c, 6d of the micro-Peltier elements. 6.
  • the microcontroller 14 drives a complementary current regulator 18 which supplies the Peltier module 10 so as to ensure the stability of the neutral temperature of the thermal mass of inertia 5.
  • the microcontroller 14 also makes it possible to control the thermal stimulation device by means of temperature measurements 19 coming from the temperature sensor 11 and, if appropriate, by means of complementary measurements 20, originating from a temperature sensor.
  • complementary temperature 21 disposed directly on the fabric 1. The use of such a complementary temperature sensor 21 facilitates continuous adjustment of the neutral temperature to the temperature of the fabric 1.
  • the microcontroller 14 also drives a trigger 22 to generate a trigger signal for synchronizing a recorder of physiological parameters 23 with the cold thermal stimulations.
  • the power supply of the micro-Peltier elements 6 is therefore controlled to have their hot faces on the mass of thermal inertia 5.
  • the control and regulation circuit 3 thus makes it possible to produce a control loop for generating the cold stimulation temperature. at the end of the stimulation head 2.
  • the power supply of the Peltier module 10 is controlled to have its hot face in contact with the heat sink 9 and its cold face in contact with the thermal mass of mass 5.
  • the control and regulation circuit 3 thus makes it possible to achieve another thermal regulation loop to maintain the mass of thermal inertia 5 at a determined temperature called neutral temperature.
  • This neutral temperature corresponds for example to the temperature of the fabric 1.
  • the present invention also relates to a control and control method for a cold thermal stimulation device.
  • the control and control method consists in determining a neutral temperature applied to the fabric 1. This neutral temperature corresponds, for example, to the ambient temperature and / or the temperature of the fabric 1 to be investigated.
  • the complementary temperature sensor 21 disposed directly on said fabric 1 makes it easier to adjust the neutral temperature.
  • the latter is established very quickly through the end layer 8 given its small thickness, its low thermal inertia and its high thermal conductivity.
  • the method then consists in performing a thermal regulation on the neutral temperature by activating a regulation loop.
  • the latter is obtained via the microcontroller 14 controlling the power supply of the Peltier module 10.
  • the regulation loop is activated by default as long as no cold stimulation command is emitted by the computer 12.
  • the control and control method then consists in determining a cold thermal stimulation temperature to be applied to the fabric 1 alternating with the neutral temperature.
  • a command from the computer 12 then generates information requesting an eventual update of the temperature, duration and frequency parameters for the cold stimulations. It is therefore necessary to determine, modify or confirm a cold temperature, a duration and a frequency for the cold thermal stimulations to which the tissue 1 will be subjected.
  • a regulation is made on the cold thermal stimulation temperature by activating a thermal regulation loop and deactivating the thermal regulation loop on the neutral temperature.
  • the regulation on the cold stimulation temperature is obtained via the microcontroller 14 driving the power supplies of the micro-Peltiers elements 6 and more precisely each row 6a, 6b, 6c, 6d of micro-Peltiers elements 6.
  • the thermal control loop on the neutral temperature is reactivated to restore the neutral temperature until the next cold thermal stimulation.
  • the use of the complementary temperature sensor 21 advantageously disposed near the cold stimulation zone makes it possible to adjust the neutral temperature more finely.
  • the temperature sensor 11 Since the two control loops use the same temperature sensor 1 1, it is necessary to deactivate the control loop on the neutral temperature during the cold stimulation phases. Indeed, during the cold stimulation, the temperature sensor 11 reads the cold temperature, which would have the effect of controlling a heating of the mass of thermal inertia 5 if the control loop on the neutral temperature remained activated. A global thermal disturbance would then be inevitable.
  • the thermal stimulation device could comprise a specific temperature sensor reading the temperature of the mass of thermal inertia 5. In this case, it would not be necessary to deactivate the thermal loop. Neutral temperature control during cold stimulation phases.
  • the control and control method according to the invention also consists in synchronizing the triggering of a recording of physiological parameters read on the tissue 1, following the triggering of the cold thermal stimulation.
  • the implementation of the control and control method according to the invention consists in using the mass of thermal inertia 5 to evacuate the thermal energy released by the micro-Peltier elements 6 during the phases of cold thermal stimulation and to use the Peltier module 10 associated with the heat sink 9 to evacuate thermal energy from said mass of thermal inertia 5.
  • the Peltier module 10 can also heat the mass of inertia 5. This can be the case when starting the stimulation device at room temperature of about 25 ° C. and that the temperature of the mass of thermal inertia 5 at the neutral temperature, for example at a temperature between 30 ° C and 34 ° C. Similarly, it may be necessary to heat the mass of thermal inertia 5 to maintain it at the neutral temperature and thus compensate for heat exchange with the ambient air.
  • the supply of thermal energy to the mass of thermal inertia 5 may also be necessary during hot thermal stimulation, during which the micro-Peltier elements 6 take thermal energy from said mass of thermal inertia 5.
  • the implementation of the method according to the invention therefore allows, without structural modification of the device, to generate either cold thermal stimulation or hot thermal stimulation.
  • control and control method is therefore implemented by means of control codes integrated in a program loaded on the computer 12, specific to the various protocols for investigating nerve fibers.

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Abstract

La présente invention concerne un procédé de contrôle et de commande pour un dispositif de stimulation thermique d'un tissu (1) animal ou humain, caractérisé en ce qu'il consiste à déterminer une température neutre appliquée au tissu(1), à effectuer une régulation thermique sur la température neutre en activant une boucle de régulation, à déterminer une température de stimulation thermique froide ou chaude à appliquer au tissu (1) en alternance avec la température neutre, à déterminer une durée et une fréquence des stimulations thermiques, en cas d'instruction de déclenchement de la stimulation, à effectuer une régulation sur la température de stimulation thermique en activant une boucle de régulation et en désactivant la boucle de régulation sur la température neutre, à synchroniser un enregistrement physiologique avec la stimulation thermique.

Description

DISPOSITIF DE STIMULATION THERMIQUE FROIDE OU CHAUDE ET SON PROCEDE DE CONTROLE ET DE REGULATION
Domaine technique
La présente invention se rapporte au domaine technique général de l'exploration des récepteurs et des fibres du système nerveux périphérique, dans le cadre de la recherche fondamentale ou de l'examen clinique. Une telle exploration est effectuée par stimulation tactile, plus précisément une pression, par stimulation électrique ou par stimulation thermique.
A titre d'exemple, les fibres myélinisées de petit diamètre ne répondent qu'à des stimulations froides ou douloureuses (électriques ou chaudes). Dans la mesure où il peut être souhaité d'éviter une stimulation douloureuse lors de l'étude de ces fibres, leur stimulation par le froid est particulièrement indiquée. L'investigation électrophysiologique, par exemple l'électromyographie ou l'électroencéphalographie, nécessite des durées de stimulation très courtes, de l'ordre de quelques dizaines de millisecondes.
Sur le plan clinique, les stimulations par le froid présentent un intérêt dans le diagnostic des neuropathies des petites fibres impliquées dans les douleurs neuropathiques. Les symptômes évocateurs de neuropathie des petites fibres sont des symptômes sensitifs ou des symptômes de dysautonomie.
L'invention concerne également l'exploration des fibres non myélinisées, dites fibres C, par stimulations chaudes sous le seuil de douleur, ce qui n'est pas possible avec des stimulations froides seules.
L'invention concerne également l'exploration des fibres myélinisées, dites fibres A delta, répondant à des stimulations chaudes douloureuses, car une stimulation froide active les fibres A delta sans provoquer de douleur.
L'invention concerne donc plus particulièrement un dispositif de stimulation thermique et un procédé de contrôle et de commande pilotant cette stimulation thermique. Etat de la technique
On connaît, par exemple par l'intermédiaire du document WO2004/103230A1 , un dispositif de stimulation au chaud et au froid. Ce dispositif de stimulation comprend un bloc de matériau conducteur thermique, maintenu à une température froide entre 1 °C et 20°C par l'intermédiaire d'un module Peltier standard. Entre la peau du patient et ce bloc, se trouve un film chauffant pour maintenir une température neutre au contact de la peau. Lorsque le film chauffant n'est plus alimenté et par conséquent ne chauffe plus, il se met à la température du bloc par simple conduction thermique. La peau est alors stimulée. L'inconvénient majeur d'un tel dispositif de stimulation thermique réside dans la vitesse de conduction thermique des matériaux utilisés. En effet, ce dispositif permet d'obtenir des vitesses de stimulation par le froid maximales de l'ordre de - 40°C/s, ce qui est très insuffisant.
On connaît également par l'intermédiaire du document US 2012/065713 un autre dispositif de stimulation thermique froide. Ce document décrit l'utilisation d'une masse thermique, d'un module Peltier et d'un dissipateur thermique. En outre, le procédé de contrôle et de commande décrit l'utilisation d'un bloc thermique, refroidit par exposition au froid, sur lequel est disposé le dispositif de stimulation thermique pour obtenir un abaissement de température suffisante pour procéder aux stimulations.
Par ailleurs, le document WO 2012/154787 décrit également un dispositif et un procédé de stimulation thermique. Le dispositif en question décrit l'utilisation d'éléments micro-Peltier générant notamment du froid. Les éléments Peltier en question sont décrits en association avec un capteur de température du genre thermocouple. Il faut noter cependant que ce document décrit de façon très générale des exemples de réalisation d'un dispositif de stimulation thermique ainsi que diverses méthodes de commande et ce de façon relativement générale, imposant l'utilisation d'un fluide caloporteur pour réaliser le froid, ce qui est particulièrement désavantageux.
Divulgation de l'invention
L'objet de la présente invention vise par conséquent à pallier les inconvénients de l'art antérieur et à fournir un nouveau dispositif de stimulation thermique permettant d'augmenter sensiblement les vitesses de refroidissement. Un autre objet de la présente invention vise à proposer un nouveau dispositif de stimulation thernnique plus précis et plus fiable tout en étant plus économique.
Un autre objet de la présente invention vise à proposer un nouveau dispositif de stimulation thermique permettant d'effectuer des stimulations froides et chaudes et ce de façon extrêmement simple.
Un autre objet de la présente invention vise à proposer un nouveau procédé de de contrôle et de commande d'un dispositif de stimulation thermique pour explorer avec plus de précision les voies nerveuses.
Les objets assignés à l'invention sont atteints à l'aide d'un dispositif de stimulation thermique froide ou chaude d'un tissu animal ou humain, comportant une tête de stimulation destinée à venir en contact avec ledit tissu et un circuit de contrôle et de régulation thermique pour générer une température de stimulation, caractérisé en ce qu'il comporte une masse d'inertie thermique, des éléments micro-Peltiers solidaires d'une face de la masse d'inertie thermique pour constituer une extrémité de contact avec le tissu, un dissipateur thermique, au moins un module Peltier pris en sandwich entre la masse d'inertie thermique et le dissipateur thermique, au moins un capteur de température fixé sur une face libre d'un élément micro-Peltier, ledit capteur étant relié au circuit de contrôle et de régulation, une alimentation électrique des éléments micro- Peltiers commandée par le circuit de contrôle et de régulation pour disposer leurs faces chaudes ou froides en contact avec la masse d'inertie thermique, le circuit de contrôle et de régulation permettant ainsi de réaliser une boucle de régulation pour générer la température de stimulation froide ou chaude, et une alimentation électrique du module Peltier commandée par le circuit de contrôle et de régulation pour disposer sa face chaude en contact avec le dissipateur thermique ou en contact avec la masse d'inertie thermique, permettant ainsi de réaliser une boucle de régulation pour maintenir la masse d'inertie thermique à la température neutre en évacuant de l'énergie thermique de la masse d'inertie thermique ou en compensant de l'énergie thermique prélevée, respectivement lors des phases de stimulation thermique froide et chaude.
Selon un exemple de réalisation conforme à l'invention, le capteur de température est un thermocouple. Selon un exemple de réalisation conforme à l'invention, le circuit de contrôle et de régulation intègre un microcontrôleur comportant une interface de connexion avec un ordinateur et une interface de connexion avec un enregistreur de paramètres physiologiques.
Selon un exemple de réalisation conforme à l'invention, les éléments micro-Peltiers, séparés les uns des autres et disposés sous forme de réseau, sont soudés sur la face d'extrémité de la masse d'inertie thermique, un matériau isolant électrique et thermique remplissant les espaces libres localisés entre lesdits éléments micro- Peltiers.
Selon un autre exemple de réalisation conforme à l'invention, le dispositif de stimulation thermique comporte un capteur de température additionnel lisant en continue la température de la masse d'inertie.
Les objets assignés à l'invention sont également atteints à l'aide d'un procédé de contrôle et de commande pour un dispositif de stimulation thermique d'un tissu animal ou humain, caractérisé en ce qu'il consiste :
- e1 ) à déterminer une température neutre appliquée au tissu, - e2) à effectuer une régulation thermique sur la température neutre en activant une boucle de régulation,
- e3) à déterminer une température de stimulation thermique froide et/ou chaude à appliquer au tissu en alternance avec la température neutre,
- e4) à déterminer une durée et une fréquence des stimulations thermiques froides ou chaudes,
- e5) en cas d'instruction de déclenchement d'une stimulation froide ou chaude, effectuer une régulation sur la température de stimulation thermique froide ou chaude en activant une boucle de régulation et en désactivant la boucle de régulation sur la température neutre,
- e6) à synchroniser le déclenchement d'un enregistreur de paramètres physiologiques avec le déclenchement de la stimulation thermique froide ou chaude, et
- e7) à réactiver la boucle de régulation sur la température neutre après chaque stimulation thermique froide ou chaude. Selon une variante de mise en œuvre conforme à l'invention, le procédé de contrôle et de commande pour un dispositif de stimulation thermique d'un tissu animal ou humain est caractérisé en ce qu'il consiste :
e1 ) à déterminer une température neutre appliquée au tissu, e2) à effectuer une régulation thermique sur la température neutre en activant une boucle de régulation,
e3) à déterminer une température de stimulation thermique froide et/ou chaude à appliquer au tissu en alternance avec la température neutre,
e4) à déterminer une durée et une fréquence des stimulations thermiques froides ou chaudes,
e5) en cas d'instruction de déclenchement d'une stimulation froide ou chaude, effectuer une régulation sur la température de stimulation thermique froide ou chaude en activant une autre boucle de régulation, et
e6) à synchroniser le déclenchement d'un enregistreur de paramètres physiologiques avec le déclenchement de la stimulation thermique froide ou chaude.
Selon un exemple de mise en œuvre conforme à l'invention, le procédé consiste à contrôler en continue les températures mesurées.
Selon un exemple de mise en œuvre conforme à l'invention, le procédé consiste à utiliser des éléments micro-Peltiers pour générer la température de stimulation thermique froide ou chaude.
Selon un exemple de mise en œuvre conforme à l'invention, le procédé consiste à utiliser une masse d'inertie thermique et un dissipateur thermique, associés à un module Peltier pour générer la température neutre.
Selon un exemple de mise en œuvre conforme à l'invention, le procédé consiste à utiliser la masse d'inertie thermique pour évacuer de l'énergie thermique dégagée par les éléments micro-Peltiers lors des phases de stimulation thermique froide.
En outre, le procédé consiste à utiliser la masse d'inertie thermique pour compenser l'énergie thermique prélevée par les éléments micro-Peltiers lors des phases de stimulation thermique chaude.
Selon un exemple de mise en œuvre conforme à l'invention, le procédé consiste à mesurer la température du tissu, selon une fréquence déterminée et à utiliser les résultats de ces mesures pour déterminer ou ajuster la température neutre.
Le dispositif de stimulation thermique conforme à l'invention présente l'énorme avantage de pouvoir produire des températures froides dans des délais très courts, par exemple avec un abaissement préférentiel de la température de l'ordre de 300°C/s. Une telle vitesse de refroidissement permet une exploration fonctionnelle des fibres nerveuses de type « Adelta » ou fibres myélinisées à faible diamètre, impliquées dans la nociception et à l'origine de nombreuses pathologies des voies nerveuses. Le rapport taille/puissance des éléments micro-Peltiers est particulièrement indiqué pour obtenir de tels résultats.
Un autre avantage du dispositif de stimulation conforme à l'invention réside dans la possibilité d'intégrer dans la tête de stimulation, en association avec les moyens générant une stimulation thermique froide, une source laser pour générer des stimulations thermiques chaudes pour d'autres explorations fonctionnelles. Un tel exemple de réalisation permet d'obtenir des surfaces de stimulation très réduites, par exemple inférieures à un mm2.
Le dispositif de stimulation conforme à l'invention est également très compact et peut être manipulé facilement.
En outre, grâce à une dissipation par convection de la chaleur produite par la tête de stimulation, aucun système de refroidissement air/eau du genre « wartercooling » n'est nécessaire. Par ailleurs, il est est remarquable de noter que pour la production du froid, le dispositif de stimulation thermique n'utilise pas de fluide calorifique. On obtient ainsi un dispositif de stimulation particulièrement simple et stable dans son fonctionnement. Aucune opération de remplacement de produit consommable, du genre liquide ou gaz, n'est nécessaire. La maintenance du dispositif de stimulation thermique conforme à l'invention est donc particulièrement simple et économique.
De manière remarquable, le dispositif de stimulation conforme à l'invention, présente une forte conductivité thermique permettant de revenir très rapidement à la température neutre par simple conduction thermique. Ainsi, le dispositif de stimulation thermique conforme à l'invention permet de soumettre le tissu à des températures froides et neutre, en alternance et ce à une fréquence élevée. Le dispositif de stimulation thermique conforme à l'invention est en outre remarquable dans la mesure où il peut être utilisé pour générer des stimulation thermiques chaudes avec une montée en température rapide, préférentiellement de 300°C/s. Ceci est lié à un échauffement additionnel par effet Joule des éléments micro-Peltiers en complément de l'effet thermo-électrique desdits éléments micro-Peltiers lors des montées en température.
En optimisant divers paramètres comme par exemple la vitesse d'établissement du courant électrique dans les éléments micro- Peltiers, la nature des brasures utilisées, les matériaux constitutifs de la masse d'inertie, il est possible d'atteindre des vitesses de montée ou d'abaissement en température de l'ordre 350°C/s voire même 400°C/s dans certains cas.
Un autre avantage du dispositif de stimulation thermique conforme à l'invention réside dans un rétablissement extrêmement rapide de la température neutre dès la coupure de l'alimentation électrique des éléments micro-Peltiers et ce notamment en raison de la faible épaisseur et de la faible inertie thermique de la couche d'extrémité intégrant lesdits éléments micro-Peltiers. Ainsi, pour des durées de stimulation froide ou chaude d'environ 100 ms, les stimulations froides peuvent être répétées à une fréquence d'environ 1 Hz pour permettre le rétablissement de la température neutre après chaque stimulation froide ou chaude.
Un autre avantage de l'invention réside dans le fait que tous les protocoles d'investigation des voies nerveuses, y compris des alternances de stimulations chaudes et froides, sont accessibles avec un un seul et même dispositif de stimulation thermique conforme à l'invention. Il n'est donc plus nécessaire de changer de tête d'application ou d'utiliser des appareils distincts adaptés à des protocoles spécifiques. Brève description des dessins
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, dans lesquels:
- la figure 1 est une vue schématique d'un exemple de réalisation d'un dispositif de simulation thermique conforme à l'invention, la figure 2 est une vue schématique de dessus de l'extrémité libre de la tête de stimulation du dispositif de stimulation de la figure 1 , la figure 3 est un exemple d'architecture électronique d'un dispositif de stimulation thermique conforme à l'invention, et - la figure 4 est un organigramme fonctionnel illustrant les étapes d'un exemple de mise en œuvre d'un procédé de contrôle et de commande conforme à l'invention.
Mode(s) de réalisation de l'invention
Les éléments structurellement et fonctionnellement identiques et présents sur plusieurs figures distinctes, sont affectés d'une seule et même référence numérique ou alphanumérique.
La figure 1 est une vue schématique d'un exemple de réalisation d'un dispositif de stimulation thermique conforme à l'invention. Ce dispositif de stimulation thermique permet d'effectuer une stimulation froide d'un tissu 1 animal ou humain.
Le dispositif de stimulation thermique conforme à l'invention et décrit ci-après, permet de générer des stimulations thermiques froides ou chaudes. Même si la génération des stimulations froides est décrite plus en détails, l'invention et notamment le procédé de contrôle et de régulation, concernent également la génération de stimulations thermiques chaudes ou des alternances de stimulations thermiques chaudes et froides.
Le dispositif de stimulation thermique comporte une tête de stimulation 2 destinée à venir en contact avec le tissu 1.
Le dispositif de stimulation thermique comporte également un circuit de contrôle et de régulation 3 permettant de générer par exemple une température de stimulation froide à l'une des extrémités 4 de la tête de stimulation 2.
La tête de stimulation 2 comporte une masse d'inertie thermique 5 constituée par exemple d'un bloc réalisé avec un matériau conducteur thermique. Ce bloc d'environ 30 gr est par exemple réalisé en cuivre ou en argent et présente par exemple un diamètre de 25 mm et une épaisseur de 10 mm. Une face d'extrémité 5a de la masse d'inertie thermique 5, située au voisinage de l'extrémité de contact 4 de la tête de stimulation 2, est recouverte d'éléments micro-Peltiers 6.
Les éléments micro-Peltiers 6 sont avantageusement solidarisés avec la masse d'inertie thermique 5 par brasage.
A titre d'exemple, les éléments micro-Peltiers 6 illustrés à la figure 2, sont séparés les uns des autres de manière à délimiter des espaces libres entre lesdits éléments micro-Peltiers 6 présentant une épaisseur d'environ 0,6 mm. Ces espaces libres sont avantageusement comblés par un matériau isolant 7 électrique et thermique, du genre résine époxy chargée de micro-ballons de verre ou phénoliques. Les éléments micro-Peltiers 6 associés au matériau isolant 7 constituent par conséquent une couche d'extrémité 8 destinée à venir en contact avec le tissu 1.
La couche d'extrémité 8 présente donc avantageusement une épaisseur d'environ 0,6 mm et une inertie thermique extrêmement faible. La couche d'extrémité 8 présente également une forte conductivité thermique résultant du matériau constitutif des éléments micro-Peltiers 6 d'une part et de sa faible épaisseur d'autre part.
La répartition des éléments micro-Peltiers 6, par exemple au nombre de seize, est par exemple réalisée sous forme de réseau présentant quatre rangées 6a, 6b, 6c, 6d et quatre colonnes.
La tête de stimulation 2 comporte également un dissipateur thermique 9. Ce dernier est par exemple un dissipateur thermique passif du genre dissipateur de LED haute puissance. Le dissipateur thermique 9 peut aussi être un dissipateur à convection naturelle ou forcée ou un dissipateur utilisant l'eau comme fluide caloporteur.
Chaque élément micro-Peltier 6 présente une face active froide d'environ 6 mm2 et une face chaude d'environ 9 mm2, laquelle sert au brasage sur la masse d'inertie thermique 5.
Le réseau d'éléments micro-Peltiers 6, tel qu'illustré à la figure 2, présente avantageusement une densité de puissance supérieure à 20 W/cm2 et de préférence de l'ordre de 80 W/cm2 ou plus.
La tête de stimulation 2 comporte également un module Peltier 10 standard pris en sandwich entre la masse d'inertie 5 et le dissipateur thermique 9. Le module Peltier 10 présente par exemple une densité de puissance d'environ 10 W/cm2. Le module Peltier 10 présente sa face chaude en contact avec le dissipateur thermique 9 et sa face froide en contact avec la masse d'inertie thermique 5. L'alimentation électrique du module Peltier 10 peut aussi être inversée de manière à ce que sa face chaude soit en contact avec la masse d'inertie thermique 5 et ce pour assurer une régulation thermique de ladite masse d'inertie thermique 5 dans certaines conditions d'utilisation.
Le module Peltier 10 et le dissipateur thermique 9 permettent ainsi d'évacuer de l'énergie thermique de la masse d'inertie thermique 5 ou d'apporter de l'énergie thermique à la masse d'inertie thermique 5 pour maintenir cette dernière à une température déterminée.
La tête de stimulation 2 comporte par ailleurs au moins un capteur de température 1 1 fixé sur une face libre d'un l'élément micro- Peltier 6.
Le capteur de température 1 1 est avantageusement un thermocouple présentant un diamètre de 0,1 mm et par conséquent une très faible inertie thermique. Le capteur de température 1 1 est soudé sur la face libre d'un élément micro-Peltier 6.
Le capteur de température 1 1 est bien évidemment relié, par tout moyen connu, au circuit de contrôle et de régulation 3.
Le dispositif de stimulation thermique conforme à l'invention est avantageusement associé à un ordinateur 12 sur lequel est installé un logiciel spécifique pour piloter le circuit de contrôle et de régulation 3.
Diverses informations ou paramètres physiques peuvent, le cas échéant, être transmis directement par la tête de stimulation 2 à l'ordinateur 12 et ce par tout type de liaison de communication connu.
La tête de stimulation 2 et plus particulièrement les éléments micro-Peltiers 6 et le module Peltier 10 sont reliés via le circuit de commande et de régulation 3 à une source d'alimentation électrique 13.
La figure 3 est un exemple d'architecture électronique du dispositif de stimulation thermique conforme à l'invention.
Le circuit de commande et de régulation 3 intègre un microcontrôleur 14 et une interface de connexion 3a avec l'ordinateur 12.
La source d'alimentation électrique 13 permet avantageusement de charger une batterie 15 assurant un fonctionnement autonome du dispositif de stimulation thermique. La batterie 15 ainsi que le circuit de contrôle et de régulation 3 sont avantageusement intégrés dans un boîtier 3b. Ce dernier n'est par exemple pas intégré à la tête de stimulation 2.
Selon un autre exemple de réalisation conforme à l'invention, le dispositif de stimulation thermique peut comporter des supercondensateurs accumulant l'énergie entre deux stimulations froides en étant alimentés par un bus USB relié à l'ordinateur 12.
Le circuit de contrôle et de régulation 3 permet, par l'intermédiaire de la batterie 15 de délivrer une tension électrique d'environ 40 V pour alimenter les éléments micro-Peltiers 6 et le circuit de régulation tension/courant desdits éléments micro-Peltiers 6. Chaque rangée 6a, 6b, 6c, 6d comportant quatre éléments micro-Peltiers 6 connectés en série, est alimentée de façon indépendante par une tension électrique de 32 V. Ceci permet de limiter la tension maximale présente au niveau de la tête de stimulation thermique 2 et d'assurer la sécurité des personnes en cas d'un défaut dans l'isolement électrique.
Le circuit de contrôle et de régulation 3 permet également de fournir une alimentation électrique secondaire 16, délivrant environ 5 Volt à partir de la batterie 15 pour alimenter l'électronique logique du dispositif de stimulation thermique d'une part et le module Peltier 10 d'autre part.
L'alimentation électrique secondaire 16 est réalisée avantageusement en utilisant d'une part un circuit « dévolteur » intégré au circuit de contrôle et de régulation 3 et d'autre part la tension électrique délivrée par la batterie 15.
Le microcontrôleur 14 interprète les consignes reçues via l'interface de connexion 3a, du genre interface USB et pilote en conséquence quatre régulateurs de courant 17a, 17b, 17c, 17d alimentant respectivement les rangées 6a, 6b, 6c, 6d des éléments micro-Peltiers 6.
Ceci permet de générer la stimulation thermique froide à l'extrémité de la tête de stimulation 2.
Le microcontrôleur 14 pilote un régulateur de courant complémentaire 18 qui alimente le module Peltier 10 de manière à assurer la stabilité de la température neutre de la masse d'inertie thermique 5.
Le microcontrôleur 14 permet également de piloter le dispositif de stimulation thermique par l'intermédiaire de mesures de température 19 issues du capteur de température 1 1 et le cas échéant par l'intermédiaire de mesures complémentaires 20, issues d'un capteur de température complémentaire 21 disposé directement sur le tissu 1. L'utilisation d'un tel capteur de température complémentaire 21 , facilite l'ajustement en continue de la température neutre à la température du tissu 1.
A titre d'exemple, le microcontrôleur 14 pilote également un déclencheur 22 pour générer un signal de déclenchement destiné à synchroniser un enregistreur de paramètres physiologiques 23 avec les stimulations thermiques froides.
L'alimentation électrique des éléments micro-Peltiers 6 est donc commandée pour disposer leurs faces chaudes sur la masse d'inertie thermique 5. Le circuit de contrôle et de régulation 3 permet ainsi de réaliser une boucle de régulation pour générer la température de stimulation froide à l'extrémité de la tête de stimulation 2.
Lorsque l'on souhaite générer des stimulations thermiques chaudes, il suffit de modifier le sens du courant électrique traversant les éléments micro-Peltiers 6.
L'alimentation électrique du module Peltier 10 est commandée pour disposer sa face chaude en contact avec le dissipateur thermique 9 et sa face froide en contact avec la masse d'inertie thermique 5. Le circuit de contrôle et de régulation 3 permet ainsi de réaliser une autre boucle de régulation thermique pour maintenir la masse d'inertie thermique 5 à une température déterminée appelée température neutre. Cette température neutre correspond par exemple à la température du tissu 1.
La présente invention se rapporte également à un procédé de contrôle et de commande pour un dispositif de stimulation thermique froide. Le procédé de contrôle et de commande consiste à déterminer une température neutre appliquée au tissu 1. Cette température neutre correspond par exemple à la température ambiante et/ou à la température du tissu 1 à explorer.
Avantageusement, le capteur de température complémentaire 21 disposé directement sur ledit tissu 1 , permet de faciliter le réglage de la température neutre. Cette dernière s'établit très rapidement au travers de la couche d'extrémité 8 compte tenu de sa faible épaisseur, de sa faible inertie thermique et de sa forte conductivité thermique. Le procédé consiste ensuite à effectuer une régulation thernnique sur la température neutre en activant une boucle de régulation. Cette dernière est obtenue par l'intermédiaire du microcontrôleur 14 pilotant l'alimentation électrique du module Peltier 10. La boucle de régulation est activée par défaut tant qu'aucune commande de stimulation froide n'est émise par l'ordinateur 12.
Le procédé de contrôle et de commande consiste ensuite à déterminer une température de stimulation thermique froide à appliquer au tissu 1 en alternance avec la température neutre. Une commande issue de l'ordinateur 12 génère alors une information demandant une mise à jour éventuelle des paramètres de température, de durée et de fréquence pour les stimulations froides. Il convient donc de déterminer, de modifier ou de confirmer une température froide, une durée et une fréquence pour les stimulations thermiques froides auxquelles sera soumis le tissu 1.
En cas d'instruction de déclenchement de la stimulation thermique froide, on effectue une régulation sur la température de stimulation thermique froide en activant une boucle de régulation thermique et en désactivant la boucle de régulation thermique sur la température neutre.
La régulation sur la température de stimulation froide est obtenue via le microcontrôleur 14 pilotant les alimentations électriques des éléments micro-Peltiers 6 et plus précisément chaque rangée 6a, 6b , 6c, 6d d'éléments micro-Peltiers 6.
Une fois la stimulation thermique froide terminée, la boucle de régulation thermique sur la température neutre est réactivée pour rétablir la température neutre jusqu'à la prochaine stimulation thermique froide. L'utilisation du capteur de température complémentaire 21 disposé avantageusement près de la zone de stimulation froide, permet d'ajuster plus finement la température neutre.
Dans la mesure où les deux boucles de régulation utilisent le même capteur de température 1 1 , il est nécessaire de désactiver la boucle de régulation sur la température neutre durant les phases de stimulations froides. En effet, lors de la stimulation froide, le capteur de température 1 1 lit la température froide, ce qui aurait pour conséquence de commander un échauffement de la masse d'inertie thermique 5 si la boucle de régulation sur la température neutre restait activée. Une perturbation thermique globale serait alors inévitable.
Selon un autre exemple de réalisation conforme à l'invention, le dispositif de stimulation thermique pourrait comporter un capteur de température spécifique lisant la température de la masse d'inertie thermique 5. Dans ce cas, il ne serait pas nécessaire de désactiver la boucle de régulation sur la température neutre lors des phases de stimulation froide.
Le procédé de contrôle et de commande conforme à l'invention consiste également à synchroniser le déclenchement d'un enregistrement de paramètres physiologiques lus sur le tissu 1 , suite au déclenchement de la stimulation thermique froide.
La mise en œuvre du procédé de contrôle et de commande conforme à l'invention consiste à utiliser la masse d'inertie thermique 5 pour évacuer de l'énergie thermique dégagée par les éléments micro- Peltiers 6 lors des phases de stimulation thermique froide et à utiliser le module Peltier 10 associé au dissipateur thermique 9 pour évacuer de l'énergie thermique de ladite masse d'inertie thermique 5.
Le module Peltier 10 peut aussi chauffer la masse d'inertie 5. Ceci peut être le cas lors de la mise en marche du dispositif de stimulation à température ambiante d'environ 25°C et qu'il faut porter la température de la masse d'inertie thermique 5 à la température neutre, par exemple à une température comprise entre 30°C et 34°C. De manière similaire, il peut être nécessaire de chauffer la masse d'inertie thermique 5 pour la maintenir à la température neutre et compenser ainsi les échanges thermiques avec l'air ambiant.
L'apport d'énergie thermique à la masse d'inertie thermique 5 peut également être nécessaire lors de stimulations thermiques chaudes, au cours desquelles les éléments micro-Peltiers 6 prélèvent de l'énergie thermique de ladite masse d'inertie thermique 5.
La mise en œuvre du procédé conforme à l'invention permet par conséquent, sans modification structurelle du dispositif, de générer soit des stimulations thermiques froides, soit des stimulations thermiques chaudes.
Le procédé de contrôle et de commande est donc mis en œuvre grâce à des codes de commande, intégrés dans un programme chargé sur l'ordinateur 12, spécifiques aux divers protocoles d'investigation des fibres nerveuses.
Il est évident que la présente description ne se limite pas aux exemples explicitement décrits, mais comprend également d'autres modes de réalisation ou de mise en œuvre. Ainsi, une caractéristique technique décrite peut être remplacée par une caractéristique technique équivalente et une étape de procédé décrite peut être remplacée par une étape équivalente ou sans sortir du cadre de la présente invention.

Claims

REVENDICATIONS
Dispositif de stimulation thermique froide ou chaude d'un tissu (1) animal ou humain, comportant une tête de stimulation (2) destinée à venir en contact avec ledit tissu (1 ) et un circuit de contrôle et de régulation (3) thermique pour générer une température de stimulation, caractérisé en ce qu'il comporte :
- une masse d'inertie thermique (5),
- des éléments micro-Peltiers (6) solidaires d'une face d'extrémité (5a) de la masse d'inertie thermique (5) pour constituer une extrémité de contact avec le tissu (1 ),
- un dissipateur thermique (9),
- au moins un module Peltier (10) pris en sandwich entre la masse d'inertie thermique (5) et le dissipateur thermique (9),
- au moins un capteur de température (1 1 ) fixé sur une face libre d'un élément micro-Peltier (6), ledit capteur (1 1 ) étant relié au circuit de contrôle et de régulation (3),
- une alimentation électrique des éléments micro-Peltiers (6) commandée par le circuit de contrôle et de régulation (3) pour disposer leurs faces chaudes ou froides en contact avec la masse d'inertie thermique (5), le circuit de contrôle et de régulation (3) permettant ainsi de réaliser une boucle de régulation pour générer la température de stimulation froide ou chaude, et
- une alimentation électrique du module Peltier (10) commandée par le circuit de contrôle et de régulation (3) pour disposer sa face chaude en contact avec le dissipateur thermique (9) ou en contact avec la masse d'inertie thermique (5), permettant ainsi de réaliser une boucle de régulation pour maintenir la masse d'inertie thermique (5) à la température neutre en évacuant de l'énergie thermique de la masse d'inertie thermique (5) ou en compensant de l'énergie thermique prélevée, respectivement lors des phases de stimulation thermique froide et chaude.
2. Dispositif de stimulation thermique selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le capteur de température (1 1 ) est un thermocouple.
Dispositif de stimulation thermique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le circuit de contrôle et de régulation (3) intègre un microcontrôleur (14) comportant une interface connexion (3a) pour un ordinateur (12) et une autre interface de connexion pour un enregistreur de paramètres physiologiques (23).
Dispositif de stimulation thermique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les éléments micro- Peltiers (6), séparés les uns des autres et disposés sous forme de réseau, sont soudés sur la face d'extrémité (5a) de la masse d'inertie thermique (5), un matériau isolant (7) électrique et thermique, remplissant les espaces libres localisés entre lesdits éléments micro-Peltiers (6).
Dispositif de stimulation thermique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte un capteur de température additionnel lisant en continue la température de la masse d'inertie (5).
Procédé de contrôle et de commande du dispositif de stimulation thermique d'un tissu (1) animal ou humain conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il consiste :
- e1 ) à déterminer une température neutre appliquée au tissu (1 ),
- e2) à effectuer une régulation thermique sur la température neutre en activant une boucle de régulation,
- e3) à déterminer une température de stimulation thermique froide et/ou chaude à appliquer au tissu (1 ) en alternance avec la température neutre,
- e4) à déterminer une durée et une fréquence des stimulations thermiques froides ou chaudes,
- e5) en cas d'instruction de déclenchement de la stimulation froide ou chaude, effectuer une régulation sur la température de stimulation thermique froide ou chaude en activant une boucle de régulation et en désactivant la boucle de régulation sur la température neutre, - e6) à synchroniser le déclenchement d'un enregistreur de paramètres physiologiques (23) avec le déclenchement de la stimulation thermique froide ou chaude, et
- e7) à réactiver la boucle de régulation sur la température neutre après chaque stimulation thermique froide ou chaude.
7. Procédé de contrôle et de commande du dispositif de stimulation thermique d'un tissu (1 ) animal ou humain conforme à la revendication 5, caractérisé en ce qu'il consiste :
e1 ) à déterminer une température neutre appliquée au tissu (1 ), e2) à effectuer une régulation thermique sur la température neutre en activant une boucle de régulation,
e3) à déterminer une température de stimulation thermique froide et/ou chaude à appliquer au tissu (1) en alternance avec la température neutre,
e4) à déterminer une durée et une fréquence des stimulations thermiques froides ou chaudes,
e5) en cas d'instruction de déclenchement d'une stimulation froide ou chaude, effectuer une régulation sur la température de stimulation thermique froide ou chaude en activant une autre boucle de régulation, et
e6) à synchroniser le déclenchement d'un enregistreur de paramètres physiologiques (23) avec le déclenchement de la stimulation thermique froide ou chaude.
8. Procédé de contrôle et de commande selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce qu'il consiste à contrôler en continue les températures mesurées.
9. Procédé de contrôle et de commande selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser des éléments micro-Peltiers (6) pour générer la température de stimulation thermique froide ou chaude.
10. Procédé de contrôle et de commande selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser une masse d'inertie thermique (5) et un dissipateur thermique (9), associés à un module Peltier (10) pour générer la température neutre.
1 1. Procédé de contrôle et de commande selon les revendications 9 et 10, caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser la masse d'inertie thermique (5) pour évacuer de l'énergie thermique dégagée par les éléments micro-Peltiers (6) lors des phases de stimulation thermique froide.
12. Procédé de contrôle et de commande selon les revendications 9 et 10, caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser la masse d'inertie thermique (5) pour compenser l'énergie thermique prélevée par les éléments micro-Peltiers (6) lors des phases de stimulation thermique chaude.
13. Procédé de contrôle et de commande selon l'une quelconque des revendications 6 à 12, caractérisé en ce qu'il consiste à mesurer la température du tissu (1 ), selon une fréquence déterminée et à utiliser les résultats de ces mesures pour déterminer ou ajuster la température neutre.
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