FR2497947A1 - Procede et dispositif de thermographie-hyperthermie en micro-ondes - Google Patents

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Abstract

L'INVENTION EST RELATIVE A UN PROCEDE ET A UN DISPOSITIF DE MESURE EN MICRO-ONDE DE TEMPERATURE D'UN CORPS. L'INVENTION CONSISTE A MESURER LES SIGNAUX DE BRUITS THERMIQUES EMIS PAR UN VOLUME 3 D'UN DIT CORPS COUVERT PAR UNE SONDE 1. L'INVENTION EST CARACTERISEE PAR LE FAIT QUE L'ON REALISE DES MESURES PAR ZERO EN ENVOYANT SUR LA LIGNE DE MESURE 5 DES SIGNAUX D'UNE SOURCE AUXILIAIRE DE BRUITS 8 DE PUISSANCE VARIABLE ET ETALONNEE EN TEMPERATURE, EN RELIANT LA LIGNE DE MESURE 5 A LA SONDE 1 ET EN LA METTANT EN COURT-CIRCUIT CYCLIQUEMENT, EN REGLANT LA PUISSANCE DE LA SOURCE 8 JUSQU'A ANNULATION DU SIGNAL INTEGRE AU NIVEAU DU RECEPTEUR 6. APPLICATION EN MESURE DE TEMPERATURE EN HYPER-FREQUENCES.

Description

L'invention est relative à un procédé de mesure en microonde de la température d'un corps, ainsi qu'à un dispositif mettant en oeuvre le procédé.
Plus particulièrement, l'invention se propose de capter et de mesurer les signaux de bruits thermiques émis par un corps dans le domaine des hyperfréquences, et d'établir une correspondance entre l'intensité des signaux captés et la température du corps.
Le mot "corps" utilisé ici, doit être pris dans un sens très général, et désigne aussi bien les tissus vivants que des objets matériels, des substances, etc....
Tout corps émet des signaux de bruits thermiques, en rapport direct avec sa température. Ces signaux de bruits thermiques sont émis dans un domaine de fréquence très large
Il est connu actuellement de capter les signaux émis dans le domaine des infrarouges. Des pellicules photo-sensibles, sensibles aux infrarouges , et des caméras infrarouges permettent de capter ces émissions , et le mode de visualisation le plus couramment utilisé consiste a associer des couleurs de nuance et d'intensité variables en fonction de la température.
Ce mode de mesure présente cependant l'inconvénient de ne permettre que la mesure de température en surface d'un corps. Les signaux infrarouges captés sont en effet émis principalement par la surface du corps exploré.
Un mode connu de mesure des températures sous la surface d'un corps consiste à utiliser un thermo-couple, et en mesurer la tension aux bornes de ce thermo-couple. Il est donc nécessaire d'introduire le thermo-couple à l'intérieur du corps dont on désire mesurer les températures. De ce fait, ce mode de mesure présente un inconvénient principalement pour les tissus vivants. Par ailleurs, il ne permet qu'une mesure relativement localisée, et donc rend très difficile une exploration de températures.
Pour remédier à cet inconvénient, d'autres modes de mesure consistent à capter et à mesurer les signaux de bruits thermiques émis par un corps dans le domaine des hyperfrèquences, c'est-à-dire pour des fréquences variant approximativement entre 0,5 et 20 SHzEes signaux sont captés depuis la surface au moyen d'une antenne ou d'une sonde, et dépendent de la température qui règne dans le corps dans un volume situé sous la surface que l'on oourra ainsi tester. Ce volume sera appelé ultérieurement volume d'investigation.
L'utilisation d'une antenne pour capter à distance de tels signaux ne permet pas toujours de réaliser des mesures très fiables. En effet, parallèlement aux signaux émis par le corps, l'antenne capte des signaux parasites émis par son environnement qu'il est difficile d'éliminer ou d'évaluer.
D'autres dispositifs mesurent ces signaux au moyen de sondes placées en contact avec le corps. Cependant, étant donnée la faible puissance des signaux captés, il est difficile d'établir une correspondance directe et fiable entre l'intensìte de ces signaux et la température qui règne dans le volume d'investigation.
Ainsi, d'autres dispositifs réalisent une comparaison entre les signaux émis par le corps et des signaux de référence. Cependant, de telles mesures exigent une mise en oeuvre longue et sophistiquée.
En effet, pour chaque mesure, il est nécessaire d'ajuster les signaux de référence et de réaliser une comparaison.
En plus de ces problèmes, se posent des problèmes de dérive thermique du dispositif de mesure et de réflexion au niveau de la sonde, ou plus particulièrement de l'interface entre le corps et la sonde qui diminuent la précision et la fiabilité des mesures.
Un des buts de la présente invention est de remédier à l'ensemble de ces inconvénients, et de proposer un procédé de mesure de température dans le domaine des hyperfréquences, qui soit fiable et nécessite une mise en oeuvre peu importante.
Un autre but de la présente invention est de proposer un procédé qui permette de s'affranchir de l'effet de réflexion des signaux au niveau de la sonde, et de réaliser une partie des mesures par rapport à des signaux de référence que l'on ajuste, et une partie des mesures en partant des signaux de référence ajustés.
Un autre but de la présente invention est de proposer un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé.
D'autres buts et avantages de la présente invention apDe- raitront au cours de la description qui va suivre, qui n'est cepenat donnée qu'à titre indicatif, et qui n'a pas pour but de limiter l'irvention.
Le procédé de mesure est caractérisé par le fait que 1##n réalise au moins une partie des mesures, dites mesures par zéro, en envoyant des signaux de bruit thermique émis au moyen d'une source auxiliaire de bruit thermique , de puissance variable et étalonnée en correspondance avec une échelle de température, sur la ligne de mesure du récepteur amplificateur, en direction de la sonde, via un commutateur reliant la ligne de mesure à la sonde et mettant la ligne de mesure en court-circuit, cycliquement, en intégrant au niveau du récepteur les signaux reçus correspondant aux deux états cycliques du commutateur et en réglant la puissance de la source auxiliaire de bruit jusqu'à ce que le signal intégré par le récepteur amplificateur soit sensisiblement nul, la température moyenne du volume d'investigation sous la sonde étant alors sensiblement égale à la température correspondant à la puissance de la source auxiliaire de bruit .
Le dispositif de mesure est caractérisé par le fait qu'il comprend des premiers moyens pour envoyer sur la ligne de mesure, en direction de la sonde, des signaux de bruit thermique de puissance variable, et des deuxièmes moyens cycliques pour relier la ligne de mesure à la sonde et pour mettre la ligne de mesure en court-circuit.
L'invention sera mieux comprise si l'on se réfère à la description ci-dessous, ainsi qu'aux dessins en annexe qui en font partie intégrante.
La figure i schématise une sonde utilisée dans le procédé et le dispositif selon la présente invention à titre d'exemple.
Les figures 2 et 3 illustrent le procédé selon deux modes de mise en oeuvre de la présente invention, et schématisent le dispositif mettant en oeuvre le procédé.
La figure 4 illustre une variante au niveau du processus de mesure sur le corps.
La figure 5 schématise l'une des applications de l'invention.
La figure 6 représente à titre indicatif un pied de support pour le dispositif selon la présente invention.
Le procédé selon la présente invention consiste à capter les signaux de bruits thermiques émis par un corps. Les signaux qui sont effectivement pris en compte sont sélectionnés dans une bande de fréquence qui est définie par sa fréquence centrale. Cette bande de fréquence se situe dans le domaine des hyperfréquences, c'est-à-dire approximativement entre 0,5 et 20 GHz.
La fréquence centrale est déterminée principalement par le récepteur amplificateur, et plus particulièrement par la fréquence sur laquelle ce récepteur est calé.
La mesure de température est réalisée au moyen d'une sonde 1 qui est placée en contact mécanique avec la surface extérieure d'un corps 2 dont on désire connaître la température. La sonde capte les signaux de bruits thermiques émis par un volume 3, qui est dit volume d'investigation, et qui est situé sous la surface de contact entre la sonde 1 et le corps 2.
La sonde est de toute nature appropriée, et elle est adaptee à la fréquence ou à la bande de fréquence de la mesure. Elle est par exemple constituée par une portion de guide d'ondes.
A titre d'exemple, une sonde 1 est représentée dans la figure 1. Elle est composée d'un boîtier creux 32 de forme sensiblement parallélépipédique rectangle, présentant à l'une de ses extrémités une ouverture 33qui est destinée à être appliquée sur le corps, et qui définit la surface de captage ou de réception de la sonde. C'est cette surface qui est en contact mécanique avec le corps. Il faut remarquer que le contact avec le corps doit être bon, mais que la pression ne doit pas être exagérée, de manière à ne pas perturber la mesure.
La cavité interne de la sonde peut être remplie d'un diélectrique à faibles pertes et par exemple un diélectrique contenant du titanate de baryum.
Des calculs ont permis de montrer que de bons résultats sont obtenus en prenant un rapport entre la longueur et la largeur de l'ouverture 33 compris entre 0,4 et 0,6 , de préférence sensiblement égal à 0,5. Plus précisément, l'invention préfère une ouverture dont la longueur est sensiblement égale à la longueur d'onde correspondant à la fréquence centrale de la mesure, et la largeur sensiblement égale à une demi-longueur d'onde.
Une transition 34 permet de relier la sonde au coaxial de liaison avec le récepteur. Les paramètres géométriques de cette transition 34 sont adaptés à la sonde et calculés à partir d'une méthode numérique itérative employant le calcul de l'impédance de l'antenne constituée par la snnde. La qualité de la transition est testée en mesurant le coefficient de transmission de deux sondes accouplées.
Il faut remarquer que la sonde, et plus particulièrement l'interface entre la sonde 1 et le corps 2 présente un coefficient de réflexion , qui sera désigné par Ç . Ce coefficient détermine la proportion de signaux émis par le volume d'investigation qui sont réfléchis
à l'interface entre la sonde 1 et la surface 2 du corps , et qui ne sont donc pas captés par la sonde. A titre d'exemple, le coefficient de réflexion de la sonde de la figure 1 est inférieur à 0,2.
La sonde est reliée par une ligne de mesure 5 à un récepteur amplificateur 6. Ce récepteur est de tout type approprié. Comme il a été dit précédemment, une des caractéristiques du récepteur 6 est sa bande passante, et la fréquence centrale sur laquelle il est calé. Ce récepteur est susceptible de sortir en 7 un signal caracteristique de la température du volume d'investigation 3 et du mode de mesure utilisé. De préférence, ce signal de sortie est dirigé vers des moyens de visualisation qui seront décrits ultérieurement.
Lorsque la sonde 1 est branchée en direct sur le récepteur amplificateur 6, le signal envoyé par le volume d'investigation en di- rpction du récepteur est proportionnel à (1 - t e > T, T désignant la tem- pérature du volume d'investigation 3.
Selon l'invention un signal provenant d'une source auxiliaire de bruits 8, de puissance variable et étalonnée en correspondance avec une échelle de températures est dirigé sur la ligne de mesure 5 en direction de la sonde 1. Le réglage de la puissance s'effectue de préférence au moyen d'un atténuateur étalonné 9.
Ce signal émis vers la sonde est réfléchi en partie au niveau de l'interface entre la sonde et la surface extérieure du corps.
Le signal réfléchi , en provenance de la source auxiliaire de bruit 8, est proportionnel à Ç Tr, Tr correspondant à la puissance du signal émis par la source auxiliaire de bruit, et étant déterminé par l'étalonnage de la source auxiliaire de bruit de puissance variable, ou de l'atténuateur.
Ainsi, lorsque la sonde 1 est reliée directement au récepteur amplificateur 6, et lorsque le signal provenant de la source auxiliaire de bruit 8 est dirigé en direction de la sonde, le signal reçu au niveau du récepteur amplificateur est proportionnel à (1- p) T + tTr.
Ce signal correspond à la proportion non réfléchie de signaux de bruit thermique en rrovenance du volume d'investigation 3 et à la proportion réfléchie du signal en provenance de la source auxiliaire de bruit.
Dans un mode préférentiel de réalisation, l'émission des signaux en provenance de la source auxiliaire de bruit , en direction de la sonde est réalisée au moyen d'un circulateur 10, d'un type connu, placé dans la ligne de mesure 5. Ce circulateur remplit les fonctions qui ont été décrites ci-dessus, et permet l'émission de signaux de la source auxiliaire en direction de la sonde et le passage en direction du récepteur de la superposition des signaux en provenance du corps et des signaux émis par la source auxiliaire de bruits réfléchis.
Selon l'invention, la ligne de mesure 5 est reliée à un commutateur 11 présentant deux états-. Ce connutateur est d'un type approprié, en particulier adapté aux hyperfréquences. Il bat cycliquement entre les deux états, et le battement est par exemple commandé par un générateur d'impulsions 12. Dans l'un des états du commutateur, appelé état 2 , la sonde est reliée à la ligne de mesure. Le signal au niveau du récepteur amplificateur est alors sensiblement proportionnel à (1 - e ) T + (Tr, ainsi que cela a été décrit précédemment.
L'autre état du commutateur 11, appelé état 1 met la ligne de mesure 5 en court-circuit. Les signaux émis par la source auxiliaire de bruit sont alors totalement réfléchis, et renvoyés vers le récepteur amplificateur. Le signal reçu est alors proportionnel à Tr, correspondant à la puissance des signaux de la source auxiliaire de bruits.
Le rapport cyclique du battement du commutateur est sensiblement égal à 0,5.
Les signaux correspondant aux deux états du commutateur 11 sont reçus successivement et cycliquement par le récepteur amplificateur qui les intègre , de manière à sortir un signal proportionnel ((1 - P) T - eTr) + Tr, c1est-à-dire (1 - e) (T - Tr).
Selon l'invention, la puissance de la source auxiliaire de bruits correspondant à Tr est ajustée de manière à ce que le signal intégré au niveau du récepteur amplificateur, correspondant aux deux états cycliques du commutateur 11, soit sensiblement nul. Ceci correspond à une température T sensiblement égale à la température Tr. Tr est accessible par l'étalonnage de la puissance de la source auxiliaire de bruit . De ce fait, T c'est- -dire la température du volume d'investigation est connue.
Le générateur d'impulsions 12 qui commande les deux états du commutateur 11 pilote également le récepteur amplifica- teur 6.
A titre d'exemple non limitatif, la constante de temps d'intégration au niveau du récepteur amplificateur est de 1 seconde, et la fréquence de battement du commutateur 11 est de quelques KHz.
Ce procédé de mesure permet avantageusement de s'affranchir de la constante de réflexion Ç , de l'interface entre la sonde et le corps. Les mesures sont donc particulièrement fiables. L'étalonnage du dispositif, qui consiste principalement en un étalonnage de la source auxiliaire de bruits est réalisé en plaçant la sonde dans des milieux de température connue et par exemple des liquides thermostatés. Les mesures s'effectuent de manière analogue à ce qui a été décrit, c'est à-dire que la puissance de la source auxiliaire de bruit est réglée jusqu'à annulation du signal de sortie. La formule indiquée ci-dessus est utilisée en sens inverse c'est-a-dire, que T est connu, et permet de déterminer Tr. La courbe d'étalonnage de la source auxiliaire de bruits de puissance variable ou de son atténuateur peut être ainsi déterminée.D'autres modes d'étalonnage peuvent être utilisés.
Les mesures de température ainsi réalisées sont dites mesures par zéro, car elles correspondent à une annulation du signal de sortie du récepteur amplificateur 6.
Sans faire varier la puissance des signaux en provenance de la source auxiliaire de bruits, il est possible, selon l'invention, de réaliser d'autres mesures de température correspondant à d'autres positions de la sonde, avec une précision acceptable. Si T' est la température du volume d'investigation correspondant à une nouvelle position de la sonde, le signal en sortie du récepteur amplificateur est proportionnel à T' - T, ou T' - Tr. La constante de proportionalité e- tant en général facilement déterminable, la température T' est accessible avec une bonne précision.
A titre d'exemple, une précision meilleure que t 0,20C pour des mesures par zéro, et de + 0,30C pour des mesures effectuées à partir de ces mesures par zéro a été obtenue sur des tissus vivants.
Afin d'éviter les causes d'erreurs, et de rendre les mesures de température plus fiables, l'invention propose des variantes au procédé et au dispositif qui viennent d'être décrits. La première variante consiste à porter la sonde à une température constante et voisine de la température du corps à mesurer. Cette température peut entre détermine approximativement. La sonde est alors portée et maintenue approximativement à cette température. Le dispositif de régulation de température est un dispositif connu, par exemple constitué par deux transistors disposés sur le support de la sonde, dont l'un dissipe de la chaleur, et l'autre capte et contrôle la chaleur dissipée. Une précision de 1/13C peut ainsi être obtenue.
La régulation en température de la sonde permet d'éviter des perturbations créées par la sonde elle-même au niveau du volume d'investigation, qu'elle pourrait refroidir ou réchauffer.
Selon une autre variante, de manière à filtrer les bruits parasites, en particulier les bruits basse fréquence émis par le commutateur 11, l'invention propose de placer un filtre passe-bande sur la ligne de mesure 5, entre le commutateur il et le circulateur 10. Ce filtre est centré sur la bande de fréquence du récepteur amplificateur. De préférence, il est constitué par deux sondes sensiblement identiques à la sonde de mesure, dont,les surfaces de réception sont en regard l'une de l'autre, de part et d'autre d'une feuille d'isolant avec les faces de laquelle elles sont respectivement en contact. La feuille d'isolant est par exemple une feuille de mica.
Ce filtre permet également d'éliminer les signaux continus.
Par ailleurs, de manière à éviter des dérives parasites au niveau de la source auxiliaire de bruit , de puissance variable, celleci est maintenue à une température sensiblement constante. Dans le cas de la figure 2, de préférence, l'atténuateur étalonné est thermo-staté.
Avec une sonde regulee en température, un filtrage et une source auxiliaire de bruits de puissance variable thermo-statee, la précision des mesures est supérieure à + 0,1 0C pour des mesures par zéro.
Une autre variante de l'invention est illustrée en figure 3.
Selon cette variante, la source auxiliaire de bruits de puissance variable est constituée par une charge de structure coaxiale adaptée aux hyperfréquences. Les signaux de bruits thermiques émis par cette charge sont directement proportionnels à la température à laquelle est portée la charge. La correspondance entre la puissance des signaux de bruit thermique émis par la charge et la température de référence
Tr s'établit donc directement en mesurant par une méthode traditionnelle la température de la charge qui est sensiblement égale à Tr. Pour une mesure par zéro, il suffit donc de faire varier la température de la charge et de mesurer la température qui annule le signal intégré au niveau du récepteur amplificateur. Cette température est sensiblement égale à la température moyenne du volume d'investigation au niveau de la sonde.
A titre d'exemple non limitatif, on a obtenu de bons résultats en utilisant une charge comprise entre 40 et 60 Ohms, de préférence approximativement égale à 50 Ohms.
La figure 4 illustre une variante de l'invention au niveau de la sonde de mesure. Selon cette variante, la sonde 1 des figures pre- cédentes est remplacée par une pluralité de sondes sensiblement identiques 14, reparties sur le corps 2 à explorer, chacune des sondes 14 e- tant susceptible d'être reliée au dispositif de mesure schématise en 16 par l'intermédiaire d'un commutateur électronique 15. Le dispositif de mesure 16 est relié à des moyens de traitement 17, par exemple, du signal de sortie 7 du récepteur amplificateur 6.
Un séquenceur 18 pilote le commutateur électronique 15, et, de préférence, également les moyens de traitement 17, de manière à mettre en correspondance, à ce niveau, la mesure de température et la position de la sonde correspondante.
Le commutateur électronique 15, à partir des signaux émis par le séq#enceur, relie successivement et séquentiellement chacune des sondes 14 au dispositif de mesure 16. Cette variante permet donc de gagner du temps pour la mise en place de chacune des sondes.
Par ailleurs, avantageusement, compte tenu de ce qui a été décrit précédemment, il est possible selon l'invention d'effectuer une mesure par zéro sur l'une des sondes 14, et d'effectuer les mesures sur les autres sondes en prenant comme référence cette mesure par zéro.
Le procédé et le dispositif qui viennent d'être décrits présentent de nombreuses applications, étant donne qu'ils permettent de déterminer la température d'un volume d'investigation depuis sa surface extérieure. En particulier, de nombreuses applications peuvent être trouvées dans le domaine clinique. Le dispositif selon l'invention permet en effet de déterminer et de localiser des anomalies dans les températures du corps humain, qui correspondent à des tumeurs, des infections, etc
Cependant, ces applications ne sont pas uniques, et le dispositif selon l'invention peut présenter de nombreuses autres applications pour des mesures de température Supérieures ou inférieures à 00C sur des corps matériels ou des substances, tels que par exemple des aliements.
Le dispositif selon l'invention, en particulier dans le cas d'une application thérapeutique,peut être avantageusement associé à un dispositif de chauffage par hyperfréquence, appelé hyperthermie locale. La figure 5 schématise une telle application. Le dispositif de de mesure de température, semblable à celui qui vient d'être décrit, est schématisé en 19. Un dispositif de chauffage par hyperthenmie locale d'un type connu est schématisé en 20. La sonde 21 est reliée cycliquement au dispositif de mesure 19 et au dispositif de chauffage 20 par un commutateur électronique 22. Il faut remarquer qu'avantageusement les fréquences du dispositif de mesure et du dispositif de chauffage sont sensfblement égales.Ainsi, il est possible avec la même sonde de chauffer localement un volume 23 d'un corps, et de contrôler à intervalles réguliers, au moyen du dispositif de mesure 19 l'effet du chauffage par hyperthermie.
Le dispositif de mesure selon l'invention peut être avantageusement associé à des moyens de traitement, constitués par exemple par un ensemble de mémorisation et de visualisation permettant d'enregistrer et de visualiser les mesures correspondant à différents positionnements de la sonde sur un corps.
L'Homme de l'Art déterminera facilement les moyens de visualisation les plus appropries. Cependant, l'invention préfère deux procédures de mesure. La première procédure consiste en la détermina- tion de profils thermiques. Cette procédure correspond à un déplacement linéaire de la sonde, et permet le tracé de la courbe donnant la température en fonction de la position de la sonde par rapport à un emplacement de référence.
Une autre procédure consiste en line procédure de cartographie. La sonde est alors déplacée sur le corps, et ses paramètres de positionnement sont saisis. La visualisation des différentes températures en fonction des différents positionnements de la sonde peut être réalisée, par exemple, sur un écran cathodique. La position du spot correspond alors à la position de la sonde sur le corps, et la correspondance avec la température peut être réalisée par une intensité variable ou une couleur variable du spot. Dans ce cas, avantageusement, une inéniorisation permet de visualiser un ensemble de mesures.
Il faut remarquer qu'un traitement des paramètres de positionnement de la sonde permet de tenir compte du relief du corps sur lequel est déplacée la sonde.
A titre d'exemple, la figure 6 représente une sonde 24 placée à l'extrémité d'un bras articulé 25, porté lui-même par un pied de support 26. Le dispositif de mesure, schématisé en 27, est placé de préférence le plus près possible de la sonde. Les différents paramètres de positionnement de la sonde correspondant aux articulations 28 à 31 du bras 25 sont saisis et traités, par exemple, par un calculateur numérique. Dans ce cas, au niveau des articulations situées entre la sonde 24 et le dispositif de mesure 27, est situé un joint tournant qui assure la continuité du signal émis par la sonde au niveau de l'articulation.
Naturellement, d'autres dispositifs de support associes à des moyens de repérage appropriés du positionnement de la sonde pourraient être trouvés par l'Homme de l'Art. En particulier, le positionnement de la sonde pourrait être déterminé par un repérage du type radar, ou au moyen de deux caméras, et d'une'manière générale par des moyens d'un type connu permettant de repérer un point dans l'espace.
Naturellement, le procédé et le dispositif qui viennent d'être décrits, leurs variantes et leurs applications, ne sont donnes qu'à titre indicatif, et d'autres modes de mise en oeuvre de la présente invention pourraient être trouvés sans pour autant sortir du cadre de celle-ci.

Claims (19)

REVENDICATIONS
1. Procédé de mesure par microonde de température d'un corps constituant à mesurer les signaux de bruits thermiques émis par un volume dudit corps couvert par une sonde mobile, dit volume d'investigation, la sonde étant en contact mécanique avec la surface extérieure dudit volume d'investigation, les signaux de bruits thermiques émis par ledit volume étant captés par la sonde et sélectionnés dans une bande de fréquence située dans le domaine des hyperfréquences, et définie par une fréquence centrale, transmis à un récepteur amplificateur calé sur la fréquence centrale, caractérisé par le fait que l'on réalise au moins une partie des mesures, dites mesures par zéro, en envoyant des signaux de bruit thermique émis au moyen d'une source auxiliaire de bruit thermique , de puissance réglable et étalonnée en correspondance avec une échelle de température de référence sur la ligne de mesure du récepteur amplificateur, en direction de la sonde, via un commutateur reliant la ligne de mesure à la sonde et mettant la ligne de mesure en court-circuit, cycliquement, en intégrant au niveau du récepteur les signaux reçus correspondant aux deux états cycliques du commutateur, et en réglant la puissance de la source auxiliaire de bruit jusqu'à ce que le signal intégré par lejrecepteur amplificateur soit sensiblement nul, la température moyenne du volume d'investigation étant alors sensiblement égale à la température de référence correspondant à la puissance de la source auxiliaire de bruit.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on réalise une autre partie des mesures en prenant comme référence une puissance définie par la source auxiliaire de bruit et sa température
Tr correspondante, obtenue au moyen d'une mesure par zéro, en mesurant la puissance du signal reçu par le récepteur amplificateur, après intégration, et par une correspondance déterminée entre la puissance du signal reçu et l'écart entre la température T' du volume d'investigation au niveau de la sonde et la température Tr.
3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'on étalonne la source auxiliaire de bruits, de manière à établir une correspondance entre la puissance des signaux qu'elle émet et une échelle de température , en plaçant la sonde dans un milieu de température connue Tr', par exemple un liquide thermostaté. en faisant varier la puissance de la source auxiliaire de bruits jusqu'à une puissance Pr' qui correspond à un signal intégré par le récepteur ampli ficateur sensiblement nul, en relevant la correspondance Tr' / Pr', puis en renouvelant l'opération avec des milieux de températures différentes.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'on porte la sonde à une température sensiblement constante et voisine de la température du corps a mesurer.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1, 2 et 4, caractérisé par le fait que l'on utilise comme source auxiliaire de bruits thermiques une charge de structure coaxiale adaptée aux hyperfréquences, dont on fait varier la puissance d'émission en faisant varier et en contrôlant la température, sa température accessible par une mesure directe étant sensiblement égale à la température du volume d'investigation pour un signal sensiblement nul au niveau du récepteur amplificateur, après intégration, et/ou sensiblement égal à ladite température
Tr de référence.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que I'on'utilise une sonde dont la surface de réception, en contact mécanique avec le corps, est sensiblement rectangulaire, et présente un rapport entre la longueur et la largeur compris entre 0,4 et 0,6 de préférence, sensiblement égal à 0,5.
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé par le fait que l'on utilise une sonde dont la longueur est sensiblement égale à la longueur d'onde correspondant à la frequence centrale de la bande de fréquence de mesures.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précedentes, caractérisé par le fait que l'on filtre le signal reçu par le récepteur amplificateur au moyen de deux sondes sensiblement identiques a la sonde de mesure, dont les surfaces de réception respectives sont en regard l'une de l'autre, séparées par une feuille d'isolant avec les faces de laquelle elles sont respectivement en contact.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 4 à 8, caractérisé par le fait que l'on utilise plusieurs sondes réparties sur le corps, sur chacune desquelles on réalise successivement et séquentiellement une mesure de température, que l'on réalise une mesure par zéro sur l'une des sondes, et les autres mesures sur les autres sondes en prenant comme référence la mesure par zéro.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 4 à 9, caractérisé par le fait que l'on couple la sonde avec des moyens de chauffage par hyperthermie, en hyperfréquence, à une température sen siblement égale à la fréquence centrale de mesure, et on réalise cycliquement le chauffage du volume d'investigation et la mesure des tem peratures de ce volume au moyen de la même sonde.
11. Dispositif de mesure pour la mise en oeuvre du procédé, comprenant une sonde en contact mécanique avec la surface extérieure d'un corps, captant les signaux de bruits thermiques émis par ce corps, d'un récepteur amplificateur en hyperfréquence, caractérisé par le fait qu'il comprend des premiers moyens pour envoyer sur la ligne de mesure, en direction de la sonde, des signaux de bruits thermiques de puissance variable, et des deuxièmes moyens cycliques, pour relier la ligne de mesure à la sonde et pour mettre la ligne de mesure en court-circuit.
12. Dispositif selon la revendication 11, les premiers moyens comprenant une source auxiliaire de bruits de puissance variable, caractérisé par le fait que les signaux émis par la source auxiliaire sont envoyés vers un circulateur placé sur la ligne de mesure, dirigeant les signaux vers la sonde.
13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé par le fait que la source auxiliaire de bruit thermique de puissance variable est une charge de structure coaxiale adaptée aux hyperfréquences, dont la température à laquelle elle est portée détermine directement la puissance des signaux de bruit thermique qu'elle émet.
14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, caractérisé par lt fait que la sonde présente une surface de réception en contact avec le coups à mesurer sensiblement rectangulaire et présentant un rapport entre sa largeur et sa longueur compris entre 0,4 et 0,6, de préférence sensiblement égal à 0,5.
15. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé par le fait que la longueur de la surface de réception de la sonde est sensiblement égale é la longueur d'onde correspondant à la fréquence centrale des signaux mesurés.
16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 11 à 15, caractérisé par le fait qu'un filtre composé de deux sondes sensiblement identiques à la sonde de mesure, dont les surfaces de réception sont en regard l'une de l'autre, de part et d'autre d'une feuille d'isolant avec les faces de laquelle elles sont respectivement en contact est placée sur la ligne de mesure.
17. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 11 à 16 caractérisé par le fait qu'il comprend au moins deux sondes et des moyens pour relier séquentiellement chacune des sondes à la ligne de mesure.
18. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 10 à 17, caractérisé par le fait que la sonde est située à l'extrémité d'un bras articulé, dont les paramètres de positionnement sont mesures et mémorisés, et que des moyens de visualisation et/ou d'enregistrement visualisent et/ou enregistrent les températures mesurées en fonction des positionnements successifs de la sonde, à partir des paramètres de positionnement de la sonde, et des mesures de température correspondantes.
19. Dispositif selon la revendication 18, caractérisé par le fait que la ligne de mesure présente au niveau des articulations du bras articule situées entre la sonde et le récepteur des joints tournants qui assurent la continuIté de la ligne de mesure.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2518259A1 (fr) * 1981-12-14 1983-06-17 Sumitomo Metal Ind Procede et appareil pour mesurer la temperature de surface d'un corps metallique
EP0159279A1 (fr) * 1984-03-21 1985-10-23 Centre National De La Recherche Scientifique (Cnrs) Procédé de contrôle d'adaptation d'impédance dans les chaînes de réception faible bruit et thermomètre micro-onde miniature de mise en oeuvre du procédé
FR2585557A1 (fr) * 1985-08-02 1987-02-06 Cgr Mev Dispositif de mesure de caracteristiques electriques de tissus vivants, et en particulier de la temperature pour hyperthermie capacitive ou radiative
FR2650390A1 (fr) * 1989-07-27 1991-02-01 Inst Nat Sante Rech Med Procede pour la mesure des temperatures par radiometrie microonde, avec calibration automatique de la mesure, et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procede
US5341814A (en) * 1991-02-01 1994-08-30 Centre National De La Recherche Scientifique Method for measuring the temperature of a material by using microwave radiation
FR2803658A1 (fr) * 2000-01-12 2001-07-13 Toulouse Inst Nat Polytech Procede de controle a distance du chauffage d'un produit liquide ou solide et dispositif associe
EP3080637A4 (fr) * 2013-12-13 2017-08-16 Brain Temp, Inc. Réduction d'erreurs dans des systèmes de mesure de température reposant sur un rayonnement
FR3108172A1 (fr) 2020-03-11 2021-09-17 Jean Claude Van de Velde Radiometre et son application a la mesure de temperature

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11231327B2 (en) 2018-07-02 2022-01-25 Elecs Industry Co., Ltd. Method for calibrating microwave radiometer

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2588103A (en) * 1946-09-14 1952-03-04 Bell Telephone Labor Inc Wave guide coupling between coaxial lines
US3205460A (en) * 1961-09-18 1965-09-07 Elwin W Seeley Dielectric gap miniaturized microwave filter
US3573835A (en) * 1969-01-14 1971-04-06 Hughes Aircraft Co Impedance matched open-ended waveguide array
FR2415799A1 (fr) * 1978-01-27 1979-08-24 Philips Nv Procede et dispositif pour la mesure de la temperature physique d'un objet a l'aide de micro-ondes

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2835602C2 (de) * 1978-08-14 1980-09-04 Jochen Dr.-Ing. 8035 Gauting Edrich Verfahren und Vorrichtung zur kontaktfreien subkutanen Körpertemperaturverteilungs-Bestimmung
JPS5694229A (en) * 1979-12-28 1981-07-30 Aloka Co Ltd Measuring device for internal temperature of material to be examined

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2588103A (en) * 1946-09-14 1952-03-04 Bell Telephone Labor Inc Wave guide coupling between coaxial lines
US3205460A (en) * 1961-09-18 1965-09-07 Elwin W Seeley Dielectric gap miniaturized microwave filter
US3573835A (en) * 1969-01-14 1971-04-06 Hughes Aircraft Co Impedance matched open-ended waveguide array
FR2415799A1 (fr) * 1978-01-27 1979-08-24 Philips Nv Procede et dispositif pour la mesure de la temperature physique d'un objet a l'aide de micro-ondes

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
EXRV/67 *

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2518259A1 (fr) * 1981-12-14 1983-06-17 Sumitomo Metal Ind Procede et appareil pour mesurer la temperature de surface d'un corps metallique
EP0159279A1 (fr) * 1984-03-21 1985-10-23 Centre National De La Recherche Scientifique (Cnrs) Procédé de contrôle d'adaptation d'impédance dans les chaînes de réception faible bruit et thermomètre micro-onde miniature de mise en oeuvre du procédé
FR2585557A1 (fr) * 1985-08-02 1987-02-06 Cgr Mev Dispositif de mesure de caracteristiques electriques de tissus vivants, et en particulier de la temperature pour hyperthermie capacitive ou radiative
EP0214015A1 (fr) * 1985-08-02 1987-03-11 Centre National De La Recherche Scientifique (Cnrs) Appareil de mesure d'impédance en haute fréquence
US4780661A (en) * 1985-08-02 1988-10-25 Centre National De La Recherche Scientifique High frequency impedance measuring apparatus using two bidirectional couplers
FR2650390A1 (fr) * 1989-07-27 1991-02-01 Inst Nat Sante Rech Med Procede pour la mesure des temperatures par radiometrie microonde, avec calibration automatique de la mesure, et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procede
US5176146A (en) * 1989-07-27 1993-01-05 Institut National De La Sante Et De La Recherche Medicale Method for the measurement of temperatures by microwave radiometry, with automatic calibration of the measurement, and device for operating this method
US5341814A (en) * 1991-02-01 1994-08-30 Centre National De La Recherche Scientifique Method for measuring the temperature of a material by using microwave radiation
FR2803658A1 (fr) * 2000-01-12 2001-07-13 Toulouse Inst Nat Polytech Procede de controle a distance du chauffage d'un produit liquide ou solide et dispositif associe
EP3080637A4 (fr) * 2013-12-13 2017-08-16 Brain Temp, Inc. Réduction d'erreurs dans des systèmes de mesure de température reposant sur un rayonnement
US9958343B2 (en) 2013-12-13 2018-05-01 Brain Temp, Inc. Error reduction in radiation-based temperature measurement systems
FR3108172A1 (fr) 2020-03-11 2021-09-17 Jean Claude Van de Velde Radiometre et son application a la mesure de temperature

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