FR2479448A1 - Ultrasonic measurer of plasma ratio in centrifuged blood - uses gating circuit to switch piezoelectric transducer, from transmit to receive mode to determine measurements for subsequent display - Google Patents
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Abstract
Description
PROCEDE ET DISPOSITIF DE MESURE DU OU DES RAPPORTS
DE HAUTEURS DE LIQUIDES SUPERPOSES ET APPLICATION
POUR LA MESURE DU TAUX D'HEMATOCRITE D'UN PRELEVE
MENT SANGUIN
L'invention concerne un procédé et un dispositif de mesure du ou des rapports de hauteurs d'au moins deux liquides disposés dans un conteneur en couches superposées. Elle s'applique tout particulièrement dans le domaine médical à la mesure du taux d'hématocrite d'un prélèvement sanguin.METHOD AND DEVICE FOR MEASURING THE REPORT (S)
OF HEIGHTS OF SUPERIMPOSED LIQUIDS AND APPLICATION
FOR THE MEASUREMENT OF THE HEMATOCRITY RATE OF A SPECIMEN
BLOOD MENT
The invention relates to a method and a device for measuring the height ratio (s) of at least two liquids arranged in a container in superimposed layers. It is particularly applicable in the medical field to the measurement of the hematocrit level of a blood sample.
Le taux d'hématocrite est le rapport de la hauteur du liquide globulaire à la hauteur totale de la colonne liquide (globule rouge et plasma) d'un prélèvement sanguin qui a été rendu incoagulable et centrifugé. La détermination de ce taux est une opération très courante sur le plan médical, car elle fournit une indication pleine d'intérêt pour un grand nombre de malades, en état de choc traumatique, médical ou chirurgical. The hematocrit level is the ratio of the height of the globular fluid to the total height of the liquid column (red blood cell and plasma) of a blood sample that has been made incoagulable and centrifuged. The determination of this rate is a very common operation from the medical point of view, since it provides a very interesting indication for a large number of patients, in a state of traumatic shock, medical or surgical.
La méthode de mesure actuellement la plus utilisée en pratique consiste à disposer dans un tube capillaire une partie du sang prélevé rendu incoagulable, à effectuer une centrifugation de ce tube capillaire et à déduire le taux d'hématocrite à partir de la hauteur de globule rouge et de la hauteur totale de la colonne liquide grace à un repérage visuel du niveau des interfaces et à une lecture du taux correspondant sur une abaque. The measurement method currently most used in practice consists in placing in a capillary tube a portion of the collected blood rendered incoagulable, in performing a centrifugation of this capillary tube and in deducing the hematocrit rate from the height of red blood cell and of the total height of the liquid column thanks to a visual location of the level of the interfaces and a reading of the corresponding rate on an abacus.
Cette méthode répétée à fréquence élevée dans les laboratoires spécialisés présente divers inconvenients. En premier lieu, elle exige des manipulations délicates du prélèvement sanguin, d'une part pour effectuer le transvasement d'une partie de celui-ci dans un tube capillaire, d'autre part pour exécuter les opérations de lecture. Par ailleurs, elle entraîne des risques d'erreurs, pour identifier les résultats d'une mesure qui peuvent être incorrectement attribués à un prélèvement non concerné, ou pour opérer les repérages et lectures visuelles soumises aux défaillances humaines toujours possibles. This method repeated at high frequency in specialized laboratories has various drawbacks. In the first place, it requires delicate manipulations of the blood sample, on the one hand to carry out the transfer of a part of it into a capillary tube, on the other hand to execute the reading operations. In addition, it involves risks of errors, to identify the results of a measurement which can be incorrectly attributed to a sample not concerned, or to operate the visual locations and readings subjected to human failures always possible.
La présente invention se propose de remédier aux inconvénients ci-dessus évoqués en fournissant un nouveau procédé et un nouveau dispositif pour opérer une mesure automatique du taux d'hématocrite d'un prélèvement sanguin. The present invention proposes to remedy the drawbacks mentioned above by providing a new method and a new device for performing an automatic measurement of the hematocrit level of a blood sample.
Un objectif de l'invention est en particulier de supprimer l'opération de transvasement dans un tube capillaire, en autorisant une mesure directe sur le tube originel qui parvient en laboratoire. An objective of the invention is in particular to eliminate the operation of transfer into a capillary tube, by authorizing a direct measurement on the original tube which arrives in the laboratory.
Un autre objectif estddej supprimer les opérations humaines de repérage de niveau et/lecture sur abaques,
ainsi que les manipulations afférentes, en fournissant un signal directement représentatif des résultats de mesure, qui soit apte à être affiché sous forme numérique ou à être introduit dans un système informatique.Another objective is to eliminate the human operations of level tracking and / reading on charts,
as well as the related manipulations, by providing a signal directly representative of the measurement results, which is capable of being displayed in digital form or of being entered into a computer system.
D'une façon plus générale, l'invention se propose de permettre d'exécuter automatiquement la mesure d'un ou de rapports de hauteurs de liquides de densité différente, contenus en couches superposées dans un conteneur, en particulier dans un tube de type courant. More generally, the invention proposes to allow the automatic measurement of one or more height ratios of liquids of different density, contained in superimposed layers in a container, in particular in a common type tube. .
A cet effet, le procédé de mesure conforme à l'invention consiste à envoyer dans les liquides au moins un train d'impulsionsultrasonores à travers une des interfaces extrêmes desdits liquides, à capter au niveau de cette interface extrême les impulsions ultrasonores réfléchies par les interfaces entre liquides et par l'autre interface extrême, à transformer ces impulsions réfléchies en impulsions électriques, à traiter lesdites impulsions électriques pour fournir des signaux en nombre fonction du nombre de liquides, premier/ le v nal étant représentatif de l'écart de temps séparant le train incident et les ingulaions réfléchies par la première deuxième interface entre liquides, le/signal étant représentatif de l'écart de temps séparant les impulsions réfléchies par cette première interface et les impulsions réfléchies par la deuxiè
de ces/ me interface ..., à corriger chacun/signaux en le multipliant par un coefficient proportionnel à la vitesse de propagation des ultrasons dans le liquide concerné, et à effectuer sur les signaux obtenus des opérations de calcul appropriées pour engendrer un ou des signaux représentatifs du ou des rapports de hauteurs recherchés.To this end, the measurement method according to the invention consists in sending at least one train of ultrasonic pulses into liquids through one of the extreme interfaces of said liquids, to collect at this extreme interface the ultrasonic pulses reflected by the interfaces. between liquids and by the other extreme interface, to transform these reflected pulses into electrical pulses, to process said electrical pulses to supply signals in number as a function of the number of liquids, first / the nal being representative of the time difference separating the incident train and the ingulaions reflected by the first second interface between liquids, the / signal being representative of the time difference separating the pulses reflected by this first interface and the pulses reflected by the second
of these / me interface ..., to correct each / signals by multiplying it by a coefficient proportional to the speed of propagation of ultrasound in the liquid concerned, and to perform on the signals obtained appropriate calculation operations to generate one or more signals representative of the desired height ratio (s).
Le procédé conforme à l'invention peut être appliqué pour effectuer une mesure automatique du taux d'héma
tocrite d'un prélèvement sanguin ; ce prélèvement parvient en général au laboratoire dans un tube de verre, le sang ayant été préa- lablement /rendu incoagulable ; la centrifugation peut être effectuée dans ce tube originel sans aucun transvasement, et le procédé de mesure mis en oeuvre dans ce même tube, ce qui supprime les manipulations des procédés classiques et les erreurs d'identi
fication.The method according to the invention can be applied to carry out an automatic measurement of the hema rate
topped with a blood sample; this sample generally arrives at the laboratory in a glass tube, the blood having been previously / made incoagulable; the centrifugation can be carried out in this original tube without any transfer, and the measurement method implemented in this same tube, which eliminates the manipulations of the conventional methods and the errors of identi
fication.
Le train d'impulsions sonores incidentes
se réfléchit, d'une part, sur l'interface globule rouge/plasma,
d'autre part, sur l'interface plasma/air. Ces impulsions sonores réfléchies sont captées, transformées en impulsions élec
triques et traitées pour fournir deux signaux représentatifs, l'un de l'écart de temps séparant l'émission et la première réflexion, l'autre de l'écart de temps séparant la première et la seconde réflexion. Le/signal qui correspond
à la propagation des ultrasons dans le liquide globulaire est corrigé au moyen d'un coefficient proportionnel à la vitesse de propagation dans ce liquide (1680 m/s), cependant que le signal qui correspond à la propagation dans le plasma est corrigé au moyen d'un coefficient proportionnel à la vitesse de propagation dans le plasma (1500 m/s).The train of incident sound pulses
is reflected, on the one hand, on the red blood cell / plasma interface,
on the other hand, on the plasma / air interface. These reflected sound pulses are captured, transformed into electrical pulses
triques and processed to provide two representative signals, one of the time difference between the emission and the first reflection, the other of the time difference between the first and the second reflection. The corresponding signal
to the propagation of ultrasound in the globular liquid is corrected by means of a coefficient proportional to the speed of propagation in this liquid (1680 m / s), while the signal which corresponds to the propagation in the plasma is corrected by means of '' a coefficient proportional to the speed of propagation in the plasma (1500 m / s).
Les signaux obtenus sont représentatifs des hauteurs de liquide globulaire (L1) et hauteur de plasma
(L2). Le taux d'hématocrite L1 est obtenu en effectuant
L1+ L2
sur ces signaux les opérations de calcul appropriées(sommation
et division) ; le signal représentatif de ce taux peut être délivré à un organe d'affichage numérique et/ou à un système d'exploitation informatique. Les sources d'erreurs provenant dans les procédés classiques des opérations de repérage de
niveaux et de lecture sur abaques sont ainsi éliminées.The signals obtained are representative of the heights of globular liquid (L1) and height of plasma
(L2). The hematocrit L1 level is obtained by performing
L1 + L2
on these signals the appropriate calculation operations (summation
and division); the signal representative of this rate can be delivered to a digital display unit and / or to a computer operating system. The sources of errors originating in the conventional methods of the operations of locating
levels and reading on abacuses are thus eliminated.
Par ailleurs, selon un mode de mise-en
oeuvre préférentiel du procédé de l'invention le traitement
des impulsions électriques images des impulsions ultrasonores réfléchies comprend des opérations de conformation desdites
impulsions électriques, fournissant des impulsions sensiblement rectangulaires, et une opération consistant à engendrer,
à partir de ces dernières, des signaux de fenêtres rectangu
laires , chacun de durée égale à l'intervalle sé parant deux impulsions consécutives.In addition, according to a mode of setting
preferential work of the process of the invention the treatment
electrical pulses images of the reflected ultrasonic pulses comprises operations of shaping said
electrical pulses, providing substantially rectangular pulses, and an operation of generating,
from these, rectangular window signals
each, of duration equal to the interval separating two consecutive pulses.
Ces signaux de fenêtre peuvent en particulier être corrigés, au moyen des coefficients proportionnels aux vitesses de propagation dans les divers liquides, en engendrant pour chaque signal un signal oscillant de fréquence proportionnelle au coefficient correspondant, en effectuant une opération logique ET entre chaque signal de fenêtre et le signal oscillant correspondant en vue d'obtenir un signal oscillant de durée égale à celle du signal de fenêtre, et en traitant les signaux oscillants ainsi obtenus pour engendrer des signaux représentatifs du nombre d'oscillations de ceux-ci. These window signals can in particular be corrected, by means of the coefficients proportional to the propagation velocities in the various liquids, by generating for each signal an oscillating signal of frequency proportional to the corresponding coefficient, by performing a logical AND operation between each window signal and the corresponding oscillating signal in order to obtain an oscillating signal of duration equal to that of the window signal, and by processing the oscillating signals thus obtained to generate signals representative of the number of oscillations thereof.
L'invention s'étend à un dispositif de mesure permettant la mise en oeuvre du procédé décrit ; selon l'invention, ce dispositif comprend
des moyens d'émission ultrasonique adaptés pour être appliqués contre la base d'un conteneur de liquides en vue de délivrer périodiquement des trains d'impulsions ultrasonores vers l'interface conteneur/liquides, e . un générateur électrique, apte à exci- ter les moyens d'émission ultrasonique et associé à une horloge de pilotage fournissant l'origine des temps pour chaque train d'impulsion,
des moyens de réception ultrasoniques adaptés pour être appliqués contre la base du conteneur de liquides en vue de capter les impulsions ultrasonores réfléchies -- et les transformer en impulsions électriques,
des moyens de traitement desdites impul-~ sions adaptés pour délivrer des signaux représentatifs des écarts de-temps entre train incident et impulsions réfléchies,
des moyens de corresction adaptés pour délivrer des signaux représentatifs du produit des signaux issus des moyens de traitement avec des coefficients prédéterminés,
une unité de calcul-recevant les signaux issus des moyens de correction pour effectuer sur ceux-ci des opérations logiques permettant d'obtenir un ou des signaux représentatifs du ou des rapports recherchés.The invention extends to a measuring device allowing the implementation of the method described; according to the invention, this device comprises
ultrasonic emission means adapted to be applied against the base of a container of liquids in order to periodically deliver trains of ultrasonic pulses to the container / liquids interface, e. an electric generator, able to excite the ultrasonic emission means and associated with a control clock providing the origin of the times for each pulse train,
ultrasonic receiving means adapted to be applied against the base of the container of liquids in order to collect the reflected ultrasonic pulses - and transform them into electrical pulses,
means for processing said pulses suitable for delivering signals representative of the time differences between incident train and reflected pulses,
matching means adapted to deliver signals representative of the product of the signals coming from the processing means with predetermined coefficients,
a calculation unit-receiving the signals from the correction means to carry out logical operations on them making it possible to obtain one or more signals representative of the report or reports sought.
De façon connue en soi, les moyens d'émission ultrasonique et les moyen de réception ultrasonique peuvent comprendre un transducteur piézoélectrique réversible et des moyens d'aiguillage adaptés pour mettre en liaison, d'une part, le générateur d'excitation avec ledit transducteur en période d'émission, d'autre part, ledit transducteur avec les moyens de traitements en période de réception. In a manner known per se, the ultrasonic transmission means and the ultrasonic reception means may comprise a reversible piezoelectric transducer and switching means suitable for connecting, on the one hand, the excitation generator with said transducer in transmission period, on the other hand, said transducer with the processing means during reception period.
Selon une autre caractéristique du dispositif de l'invention, une couche de matière gélatineuse d'impédance acoustique égale ou voisine de celle du matériau constituant le conteneur de liquides est disposée entre le transducteur piézoélectrique et la base dudit conteneur en vue d'assurer une liaison acoustique continue entre le transducteur et le conteneur et de réduire les réflexions parasites à la base du conteneur. According to another characteristic of the device of the invention, a layer of gelatinous material with an acoustic impedance equal to or close to that of the material constituting the container for liquids is disposed between the piezoelectric transducer and the base of said container in order to provide a connection Continuous acoustics between the transducer and the container and reduce stray reflections at the base of the container.
Par ailleurs, dans l'application à la mesure du taux d'hématocrite ou dans des applications analogues où il convient de mesurer le rapport de la hauteur d'un liquide à la hauteur totale de deux liquides superposés, le dispositif comprend un sommateur recevant les signaux issus des moyens de correction en vue d'en effectuer la somme, et un diviseur recevant un des signaux issus de ces moyens de correction et le signal issu du sommateur en vue d'effectuer la division du premier par le second. Furthermore, in the application for measuring the hematocrit level or in similar applications where it is necessary to measure the ratio of the height of a liquid to the total height of two superimposed liquids, the device comprises a summator receiving the signals from the correction means for the purpose of summing them, and a divider receiving one of the signals from these correction means and the signal from the summator for the purpose of dividing the first by the second.
D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention se dégageront de la description qui suit, en regard des dessins annexés, lesquels presentent, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation de l'invention, destiné en particulier aux mesures du taux d'hématrocrite ; sur ces dessins
la figure 1 est un schéma synoptique illustrant ce mode de réalisation,
la figure 2 est un chronogramme donnant l'allure des signaux issus des divers étages du dispositif,
la figure 3 est une coupe schématique de détail d'une partie du dispositif,
la figure 4 est un schéma synoptique illustrant de façon plus détaillée un des ensembles du dispositif,
la figure 5 est un chronogramme donnant l'allure des signaux issus des diverses unités représentées à la figure 4. Other characteristics, objects and advantages of the invention will emerge from the description which follows, with reference to the appended drawings, which present, by way of nonlimiting example, an embodiment of the invention, intended in particular for hematrocrit level measurements; on these drawings
FIG. 1 is a block diagram illustrating this embodiment,
FIG. 2 is a timing diagram giving the appearance of the signals coming from the various stages of the device,
FIG. 3 is a schematic detail section of part of the device,
FIG. 4 is a block diagram illustrating in more detail one of the assemblies of the device,
FIG. 5 is a timing diagram giving the appearance of the signals coming from the various units represented in FIG. 4.
Le dispositif représenté symboliquement à la figure 1 est destiné à mesurer le taux'd'hématocrite de prélèvements sanguins contenus dans des tubes ou éprouvettes telles que 1 ; ces éprouvettes proviennent directement du centre de prélèvement, le sang ayant été traité, notamment par addition d'héparine, pour le rendre incoagulable. The device symbolically represented in FIG. 1 is intended to measure the rate of hematocrit of blood samples contained in tubes or test tubes such as 1; these test tubes come directly from the sampling center, the blood having been treated, in particular by adding heparin, to make it incoagulable.
Chaque éprouvette est centrifugée dans le laboratoire de mesure, de façon à séparer les globules rouges et le plasma. La colonne liquide présente donc, au moment de la mesure, une interface globule rouge/plasma et une interface plasma/air. Each specimen is centrifuged in the measurement laboratory, so as to separate the red blood cells and the plasma. The liquid column therefore has, at the time of measurement, a red blood cell / plasma interface and a plasma / air interface.
Le taux d'hématocrite est le rapport de la hauteur de globule rouge à la hauteur totale de la colonne liquide. The hematocrit level is the ratio of the height of the red blood cell to the total height of the liquid column.
Pour réaliser la mesure, l'éprouvette 1 est dispose dans un support constitué par un manchon 2 (fig. To carry out the measurement, the test piece 1 is placed in a support constituted by a sleeve 2 (fig.
3) possédant de préférence une impédance acoustique sensiblement égale à celle de l'éprouvette en vue de réduire les échos parasites.3) preferably having an acoustic impedance substantially equal to that of the test piece in order to reduce parasitic echoes.
Ce manchon 2 est fileté à sa base et se trouve vissé dans une embase 3 qui contient un transducteur piézoélectrique réversible 4 relié à un conducteur électrique5. This sleeve 2 is threaded at its base and is screwed into a base 3 which contains a reversible piezoelectric transducer 4 connected to an electrical conductor5.
Ce transducteur 4 est positionné de façon que sa face active (émettrice et réceptrice) soit située en regard du fond de l'éprouvette ; cette face active est surmontée par une couche de matière gélatineuse 6 d'impédance acoustique égale ou voisine de celle de l'éprouvette. Cette matière assure la conduction acoustique entre le transducteur 4 et l'éprouvette 1 et permet de réduire les échos parasites. This transducer 4 is positioned so that its active face (emitting and receiving) is located opposite the bottom of the test piece; this active face is surmounted by a layer of gelatinous material 6 of acoustic impedance equal to or close to that of the test piece. This material provides acoustic conduction between the transducer 4 and the test piece 1 and makes it possible to reduce parasitic echoes.
Le conducteur électrique 5 est relié par l'entremise de moyens d'aiguillage électronique 7, d'une part à-un générateur d'excitation 8,~d?~autre part à. des moyens de traitement. The electrical conductor 5 is connected by means of electronic switching means 7, on the one hand to an excitation generator 8, ~ d? ~ On the other hand. means of treatment.
Ces moyens d'aiguillage 7 de type classique (portes à diode ou autres) mettent en liaison soit le générateur 8 et le transducteur 4 lorsque un signal d'excitation est délivré par ledit générateur, soit le transducteur 4 et les moyens de traitement lorsqu'aucun signal n'est émis par le générateur 8. These switching means 7 of conventional type (diode doors or the like) connect either the generator 8 and the transducer 4 when an excitation signal is delivered by said generator, or the transducer 4 and the processing means when no signal is emitted by the generator 8.
Le générateur 8 délivre un signal périodique E (Fig. 2) constitué par une brève impulsion électrique d'excitation qui se reproduit à chaque cycle de mesure ; chaque cycle peut durer environ une à deux millisecondes. Cette durée est très supérieure au temps de propagation aller-retour du signal ultrasonore dans la colonne liquide, de sorte que sont éliminés les risques d'interférence entre cycles différents. Une horloge 10 définit les origines de chaque cycle de mesure et l'intervalle séparant la génération de deux impulsions d'excitation. The generator 8 delivers a periodic signal E (Fig. 2) consisting of a brief electric excitation pulse which is reproduced at each measurement cycle; each cycle can last approximately one to two milliseconds. This duration is much greater than the round-trip propagation time of the ultrasonic signal in the liquid column, so that the risks of interference between different cycles are eliminated. A clock 10 defines the origins of each measurement cycle and the interval separating the generation of two excitation pulses.
Chaque impulsion E excite le transducteur o qui délivre un train d'ondes ultrasonores vers l'éprouvette 1. Ce train d'ondes est composé d'une suite d'oscillations amorties. Ces oscillations se propagent dans la colonne liquide et subissent des réflexions partielles aux interfaces fond de tube/liquide, globule oue/plasma et plasma/air ; des réflexions parasites sont également produites par les parois de l'éprouvette et par les interfaces après le premier aller-retour des ondes. Each pulse E excites the transducer o which delivers a train of ultrasonic waves to the test piece 1. This train of waves is composed of a series of damped oscillations. These oscillations propagate in the liquid column and undergo partial reflections at the tube bottom / liquid, ear globule / plasma and plasma / air interfaces; parasitic reflections are also produced by the walls of the specimen and by the interfaces after the first round trip of the waves.
Le transducteur 4 reçoit les divers échos et les transforme en un signal électrique R (Fig. 2). Ce signal est délivré vers les moyens de traitement qui comprennent en premier lieu des moyens de conformation 9. The transducer 4 receives the various echoes and transforms them into an electrical signal R (Fig. 2). This signal is delivered to the processing means which firstly comprise shaping means 9.
Ces moyens 9 comporte un ensemble de circuit 9a dit ensemble de triage, adapté pour supprimer les signaux de bruit d'une part, par triage des signaux de fréquences déterminées voisines de la fréquence du signal acoustique (fréquence de résonance du transducteur 4), d'autre part par triage des signaux d'amplitude supérieure à un seuil. These means 9 comprise a circuit assembly 9a, said sorting assembly, adapted to suppress noise signals on the one hand, by sorting signals of determined frequencies close to the frequency of the acoustic signal (resonance frequency of the transducer 4), d on the other hand by sorting signals of amplitude greater than a threshold.
Cet ensemble de triage délivre un signal conformé R1 représentatif des réflexions effectives. This sorting assembly delivers a conformed signal R1 representative of the effective reflections.
Ce signal est traité dans un autre ensemble de circuits 9b, dit sélecteur d'échos. Ce sélecteur d'échos est adapté pour supprimer les impulsions correspondant à des réflexions parasites, qui sont situées en dehors de fourchettes temporelles prédéterminées. This signal is processed in another set of circuits 9b, called the echo selector. This echo selector is adapted to suppress the pulses corresponding to parasitic reflections, which are located outside of predetermined time ranges.
Ces fourchettes sont en l'exemple au nombre de deux, l'une correspondant aux instants probables d'arrivée des impulsions réfléchies par l'interface globule rouge/ plasma, l'autre aux instants probables d'arrivée des impulsions réfléchies par l'interface plasma/air. Ces fourchettes peuvent être définies du fait que l'éprouvette contient en pratique une quantité de liquide toujours située entre deux niveaux donnés et que l'interface globule rouge/plasma se trouve en pratique toujours située entre deux niveaux donnés : on choisit donc comme limites desdites fourchettes temporelles les instants correspondant à des reflexions sur ces niveaux de sorte que l'on supprime les réflexions parasites provenant notamment de réflexions successives ou de réflexions sur les parois de l'éprouvette.On fournira plus loin un exemple de sélecteur d'échos apte à remplir cette fonction. There are two ranges in the example, one corresponding to the probable instants of arrival of the pulses reflected by the red blood cell / plasma interface, the other to the probable instants of arrival of the pulses reflected by the interface plasma / air. These ranges can be defined by the fact that the test tube contains in practice an amount of liquid always located between two given levels and that the red blood cell / plasma interface is in practice always located between two given levels: the limits of said samples are therefore chosen time ranges the instants corresponding to reflections on these levels so that the parasitic reflections originating in particular from successive reflections or reflections on the walls of the specimen are suppressed. An example of an echo selector capable of fulfill this function.
On obtient à la sortie du sélecteur d'échos 9b un signal R2 (Fig 2) représentatif des deux réflexions significatives (interface globule rouge/plasma et interface plasma/air) avec leur origine établie à partir du signal d'émission. There is obtained at the output of the echo selector 9b a signal R2 (FIG. 2) representative of the two significant reflections (red blood cell / plasma interface and plasma / air interface) with their origin established from the emission signal.
Le signal R2 est délivré vers un générateur de fenêtres 11 comprenant deux sorties ; l'une d'elles délivre un signal de fenêtre S1 de durée égale à l'intervalle de temps séparant l'impulsion d'origine
et la première impulsion de réflexion, cependant que l'autre sortie délivre un signal de fenêtre Sz de durée égale à l'écart de temps entre la première et la seconde impulsion de réflexion.The signal R2 is delivered to a window generator 11 comprising two outputs; one of them delivers a window signal S1 of duration equal to the time interval separating the original pulse
and the first reflection pulse, while the other output delivers a window signal Sz of duration equal to the time difference between the first and the second reflection pulse.
Ce générateur de fenêtre 11 est réalisé par une logique de type classique. Notons que le sélecteur d'échos 9b et le générateur de fenêtre 11 peuvent être-en pratique des circuits imbriqués, le signal R2 pouvant ne pas être physiquement produit ; le résultat S1 et S2 aux sorties du générateur de fenêtre est alors engendré en prenant en compte une succession d'informations fournies par le sélecteur d'échos, qui sont équivalentes à celles contenues dans le signal
R2.This window generator 11 is produced by logic of the conventional type. Note that the echo selector 9b and the window generator 11 can be-in practice nested circuits, the signal R2 not being able to be physically produced; the result S1 and S2 at the outputs of the window generator is then generated by taking into account a succession of information supplied by the echo selector, which is equivalent to that contained in the signal
R2.
Les signaux S1 et S2 sont délivrés vers des portes ET, 12 et 13 en vue de subir une correction, tenant compte de la différence des vitesses de propagation dans le liquide globulaire et dans le plasma. The signals S1 and S2 are delivered to AND gates, 12 and 13 with a view to undergoing a correction, taking account of the difference in the speeds of propagation in the globular liquid and in the plasma.
Chaque porte 12 ou 13 est associée à un oscillateur électrique 14 ou 15 qui délivre un signal oscillant de fréquence proportionnelle à la vitesse de propagation dans le liquide correspondant ; l'oscillateur 15 possède une fréquence de 1,68 mégahertz (vitesse de propagation dans le liquide globulaire : 1680 m/s) et l'oscillateur 14 une fréquence de 1,5 mégahertz (vitesse de propagation dans le plasma 1500 m/s). Each gate 12 or 13 is associated with an electric oscillator 14 or 15 which delivers an oscillating signal of frequency proportional to the speed of propagation in the corresponding liquid; oscillator 15 has a frequency of 1.68 megahertz (speed of propagation in globular liquid: 1680 m / s) and oscillator 14 a frequency of 1.5 megahertz (speed of propagation in plasma 1500 m / s) .
On obtient ainsi des signaux L1 et L2 dont le nombre d'oscillations est directement représentatif des hauteurs respectives des liquides. Signals L1 and L2 are thus obtained, the number of oscillations of which is directly representative of the respective heights of the liquids.
Le signal L2 est directement envoyé vers une unité de comptage 16 qui délivre un signal logique représentatif de la hauteur de liquide globulaire. The signal L2 is sent directly to a counting unit 16 which delivers a logic signal representative of the height of globular liquid.
Les signaux L1 et L2 sont par ailleurs sommés dans un sommateur 17 pour délivrer un signal L1 + L2 dont le nombre d'oscillations est représentatif de la hauteur totale de la colonne liquide ; ce signal L1 + L2 est à son tour traité dans une unité de comptage 18 qui délivre un signal logique représentatif de cette hauteur totale. The signals L1 and L2 are also summed in an adder 17 to deliver a signal L1 + L2 whose number of oscillations is representative of the total height of the liquid column; this signal L1 + L2 is in turn processed in a counting unit 18 which delivers a logic signal representative of this total height.
La correction ci-dessus décrite au moyen d'oscillateurs et le traitement par comptage augmentent en pratique la simplicité et la fiabilité du dispositif, en sup primat les interfaces qui auraient été nécessaires si ces fonctions avaient été réalisées par calculs numériques. The above-described correction by means of oscillators and counting processing in practice increase the simplicity and reliability of the device, in addition to the interfaces which would have been necessary if these functions had been performed by numerical calculations.
Pour simplifier encore les circuits, le traitement des signaux logiques issus des unités de comptage 16 et 18 est effectué de préférence après conversion en tensions analogiques par des convertisseurs Numérique/Analogique l9 et 20. To further simplify the circuits, the processing of the logic signals from the counting units 16 and 18 is preferably carried out after conversion to analog voltages by Digital / Analog converters 19 and 20.
Les tensions issues de ces convertisseurs dont les amplitudes une fois stabilisees sont proportionnelles à la hauteur de liquide globulaire et à la hauteur totale de la colonne liquide, sont délivrées vers un diviseur analogique 21 qui fournit une tension dont l'amplitude, une fois stabilisée est représentative du taux d'hématocrite. The voltages from these converters, the amplitudes of which, once stabilized, are proportional to the height of the globular liquid and to the total height of the liquid column, are supplied to an analog divider 21 which supplies a voltage, the amplitude of which, once stabilized, is representative of the hematocrit level.
Une porte analogique 22 associée à un circuit retard 23 recevant les signaux d'horloge élimine au cours de chaque cycle de mesure la période transitoire de stabilisation de la tension significative. An analog gate 22 associated with a delay circuit 23 receiving the clock signals eliminates during each measurement cycle the transient period of stabilization of the significant voltage.
Le signal analogique issu de cette porte 22 est une tension constante dont l'amplitude est proportionnelle au taux d'hématocrite. Ce signal peut être utilisé soit dans une unité d'affichage 24 après adaptation classique dans un adaptateur 25 soit dans une unité de calcul ou dans un système informatique. The analog signal from this gate 22 is a constant voltage, the amplitude of which is proportional to the hematocrit rate. This signal can be used either in a display unit 24 after conventional adaptation in an adapter 25 or in a calculation unit or in a computer system.
La figure 4 est un schéma synoptique de détail d'un mode de réalisation des moyens de conformation 9, permettant de bénéficier à la fois d'une excellente fiabilité et d'une grande simplicité de structure. FIG. 4 is a detailed block diagram of an embodiment of the shaping means 9, making it possible to benefit from both excellent reliability and great simplicity of structure.
L'ensemble de triage 9a comprend essentiellement, disposés en série
un amplificateur sélectif 26 adapté pour amplifier sélectivement les signaux de fréquence voisine à la fréquence propre des moyens d'émission et moyens de réception ultrasoniques,
un détecteur de seuil intégrateur 27 adapté pour supprimer les signaux de valeur inférieure à un seuil déterminé et intégrer les signaux de valeur supérieure à ce seuil,
un premier circuit monos table 28 adapté pour générer à partir des fronts du signal précédent des impulsions conformées,
un filtre passe-bas 29 adapté pour supprimer les impulsions de durée inferieure à un seuil déterminé,
et un/circuit monostable 30 adapté pour générer à partir des fronts du signal précédent des impulsions conformées de durée de l'ordre de la durée des trains d'impulsions ultrasonores émises.The sorting assembly 9a essentially comprises, arranged in series
a selective amplifier 26 adapted to selectively amplify the signals of frequency close to the natural frequency of the ultrasonic transmission means and reception means,
an integrating threshold detector 27 adapted to suppress signals of value less than a determined threshold and integrate the signals of value greater than this threshold,
a first single-table circuit 28 adapted to generate from the edges of the previous signal shaped pulses,
a low-pass filter 29 adapted to suppress the pulses of duration lower than a determined threshold,
and a monostable circuit 30 adapted to generate from the edges of the previous signal consistent pulses of duration of the order of the duration of the trains of ultrasonic pulses emitted.
Le chronogramme de la figure 5 présente l'allure des signaux intermédiaires ra, rb, rc, rd, issus de ces divers circuits. The timing diagram of FIG. 5 presents the appearance of the intermediate signals ra, rb, rc, rd, originating from these various circuits.
L'amplificateur sélectif 26 améliore le rapport signal utile/bruit ; par bruit, il faut entendre tous signaux de fréquence différente de la fréquence de résonance du transducteur piézoélectrique en état d'émission. The selective amplifier 26 improves the useful signal / noise ratio; by noise is meant all signals of frequency different from the resonant frequency of the piezoelectric transducer in emission state.
Au niveau réception, le transducteur présente une sélectivité insuffisante pour s'opposer aux bruits de plus, la réflexion sur l'interface liquide globulaire/plas ma est de faible niveau et se confond avec les signaux aléatoires de bruit, seule sa fréquence permettant une discrimination. L'amplificateur sélectif 26 réalise cette discrimination et sa présence est essentielle pour permettre d'assurer convenablement la suite du traitement. At the reception level, the transducer has insufficient selectivity to oppose further noise, the reflection on the globular liquid / plas ma interface is of low level and merges with the random noise signals, only its frequency allowing discrimination . The selective amplifier 26 achieves this discrimination and its presence is essential to allow the treatment to be properly ensured.
Le détecteur à seuil intégrateur 27 fournit, à partir du signal ra, un signal aligné rb qui est adapté pour être traité par des circuits logiques. The integrating threshold detector 27 supplies, from the signal ra, an aligned signal rb which is adapted to be processed by logic circuits.
Le premier circuit monos table 28 est un circuit logique de type classique qui fournit des impulsions d'amplitude constante re, dont le nombre et la durée dépendent du signal rob. Ce signal re se prête à un filtrage en vue de du signal rb. Ce signal re réduire le nombre d'impulsions parasites et de parvenir à une impulsion unique conformée pour chaque réflexion sur une interface. The first single-circuit table 28 is a logic circuit of the conventional type which supplies pulses of constant amplitude re, the number and duration of which depend on the signal rob. This signal re lends itself to filtering in view of the signal rb. This signal re reduce the number of parasitic pulses and achieve a single consistent pulse for each reflection on an interface.
Ce filtrage est effectué dans le filtre passe-bas 29 qui élimine les impulsions de très courte durée, dues à des basculements erratiques du circuit monostable 28. This filtering is carried out in the low-pass filter 29 which eliminates the pulses of very short duration, due to erratic tilting of the monostable circuit 28.
Ce filtre 29 délivre un signal rd et peut notamment être constitué de façon classique par une porte logique NAND dont la sortie est chargée par un condensateur.This filter 29 delivers an rd signal and can in particular be constituted in a conventional manner by a NAND logic gate whose output is charged by a capacitor.
Le signal rd obtenu est traité par le circuit monostable 30 dont l'état métastable présente une durée sensiblement égale à celle des trains d'impulsions ultrasonores émises. On obtient donc pour chaque réflexion effective une impulsion rectangulaire, de durée et d'amplitude constante. The signal rd obtained is processed by the monostable circuit 30, the metastable state of which has a duration substantially equal to that of the trains of ultrasonic pulses emitted. We therefore obtain for each effective reflection a rectangular pulse, of constant duration and amplitude.
Le signal R1 issu du circuit monostable 30 est délivré vers le sélecteur d'échos 9b qui comprend en particulier les ensembles suivants (Fig. 4)
une porte logique 31,recevant les signaux issus des deux circuits monostables de l'ensemble de triage et adaptée pour combiner ces signaux et délivrer des impulsions ayant des origines coïncidant avec celles des impulsions du premier circuit monostable,
un autre circuit monostable 32 recevant les signaux d'horloge et le signal issu de la porte logique précitée pour délivrer une unique impulsion à l'origine de chaque train d'impulsions ultrasonores,
un circuit logique 33 recevant le signal
issu de la porte logique et le signal issu du circuit monostable précité et adapté pour délivrer des impulsions de durée identique, d'origines coincidant avec celles des signaux reçus,
une unité de comptage 34 recevant les impulsions issues du circuit logique précité et adaptée pour décompter le nombre d'impulsions reçues entre chaque train d'impulsions ultrasonores et délivrer un signal représentatif des premières impulsions reçues en nombre programmé correspondant au nombre d'interfaces.The signal R1 from the monostable circuit 30 is delivered to the echo selector 9b which comprises in particular the following assemblies (Fig. 4)
a logic gate 31, receiving the signals from the two monostable circuits of the sorting assembly and adapted to combine these signals and deliver pulses having origins coinciding with those of the pulses of the first monostable circuit,
another monostable circuit 32 receiving the clock signals and the signal from the aforementioned logic gate to deliver a single pulse at the origin of each train of ultrasonic pulses,
a logic circuit 33 receiving the signal
from the logic gate and the signal from the above-mentioned monostable circuit and suitable for delivering pulses of identical duration, of origins coinciding with those of the signals received,
a counting unit 34 receiving the pulses from the aforementioned logic circuit and adapted to count the number of pulses received between each train of ultrasonic pulses and deliver a signal representative of the first pulses received in programmed number corresponding to the number of interfaces.
Le chronogramme de la figure 5 présente l'allure des signaux intermédiaires re, rf, r g issus des divers circuits du sélecteur d'échos 9b. The timing diagram of FIG. 5 presents the appearance of the intermediate signals re, rf, r g coming from the various circuits of the echo selector 9b.
Les impulsions du signal R1 issu du circuit monostable 30 ont des origines mal définies car les dé
clenchements se produisent sur les fronts inclinés du signal rd, fronts dont les pentes ne sont pas constantes.The pulses of the signal R1 from the monostable circuit 30 have ill-defined origins because the dice
trips occur on the inclined edges of the rd signal, edges whose slopes are not constant.
La porte logique 31 reçoit de la part du
circuit 28 les origines non affectées par le filtrage et, par une combinaison des signaux rc et R1, délivre des impulsions recalées en origine (le signal R1 joue le rôle de masque tem
porel et permet de ne conserver que les reflexions effectives provenant d'interfaces).Logic gate 31 receives from the
circuit 28 the origins not affected by the filtering and, by a combination of the signals rc and R1, delivers pulses reset in origin (the signal R1 plays the role of mask tem
porel and allows to keep only the effective reflections coming from interfaces).
Le circuit monostable 32 est destiné à parfaire le travail de la porte logique 31 pour les impulsions si
tuées à l'origine du cycle. En effet, à l'origine de chaque cycle
où se superposent emission et réception avec une réflexion parasite sur le fond du tube, on observe un grand nombre d'im
pulsions et les traitements ci-dessus décrits peuvent laisser
passer des impulsions parasites.The monostable circuit 32 is intended to perfect the work of the logic gate 31 for the pulses if
originally killed in the cycle. Indeed, at the origin of each cycle
where superimposed emission and reception with a parasitic reflection on the bottom of the tube, we observe a large number of im
urges and the treatments described above can leave
pass parasitic pulses.
Le signal r f- issu du monostable 32 permet
au circuit logique 33 de réaliser un-filtrage à l'origine du
cycle ; ce circuit 33 délivre un signal r g composé d'impulsions
dont les décalages relatifs sont représentatifs des décalages ;temporels effectifs entre les réflexions ; de plus, chaque
impulsion du signal rg représente une réflexion effective et
chaque réflexion est représentéepar une impulsion unique. Le
circuit logique 33 peut notamment être constitué par une com
binaison de portes NAND. The signal r f- from monostable 32 allows
to the logic circuit 33 to perform a filtering at the origin of the
cycle; this circuit 33 delivers a signal rg composed of pulses
whose relative offsets are representative of the actual time offsets between the reflections; moreover, each
signal pulse rg represents effective reflection and
each reflection is represented by a single impulse. The
logic circuit 33 can in particular be constituted by a com
pairing of NAND doors.
L'unité de comptage 34 est programmée pour décompter le nombre d'impulsions approprié, correspondant à l'origine du cycle, à la première réflexion sur ltinterface liquide globulaire/plasma et à la première réflexion sur l'interface plasma/air. Les impulsions suivantes provenant de réflexions successives peuvent ainsi être éliminées. The counting unit 34 is programmed to count down the appropriate number of pulses, corresponding to the origin of the cycle, to the first reflection on the globular liquid / plasma interface and to the first reflection on the plasma / air interface. The following pulses from successive reflections can thus be eliminated.
Le signal R2 déjà évoqué est représentatif des informations issues de l'unité de comptage 34. The signal R2 already mentioned is representative of the information coming from the counting unit 34.
L'unité de comptage comprend notamment un compteur programmé et des moyens d'effacement des impulsions non décomptées, moyens réalisés de façon connue par un circuit monostable et une combinaison de portes logiques, qui permettent de verrouiller le comptage jusqu'au cycle suivant. The counting unit comprises in particular a programmed counter and means for erasing the non-counted pulses, means produced in a known manner by a monostable circuit and a combination of logic gates, which make it possible to lock the counting until the next cycle.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux termes de la description précédente mais en comprend toutes les variantes. Of course, the invention is not limited to the terms of the preceding description but includes all of its variants.
Claims (13)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8007278A FR2479448A1 (en) | 1980-03-28 | 1980-03-28 | Ultrasonic measurer of plasma ratio in centrifuged blood - uses gating circuit to switch piezoelectric transducer, from transmit to receive mode to determine measurements for subsequent display |
Applications Claiming Priority (1)
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FR8007278A FR2479448A1 (en) | 1980-03-28 | 1980-03-28 | Ultrasonic measurer of plasma ratio in centrifuged blood - uses gating circuit to switch piezoelectric transducer, from transmit to receive mode to determine measurements for subsequent display |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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FR2479448A1 true FR2479448A1 (en) | 1981-10-02 |
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ID=9240380
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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FR8007278A Withdrawn FR2479448A1 (en) | 1980-03-28 | 1980-03-28 | Ultrasonic measurer of plasma ratio in centrifuged blood - uses gating circuit to switch piezoelectric transducer, from transmit to receive mode to determine measurements for subsequent display |
Country Status (1)
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