FR2524664A3

FR2524664A3 - Luminous energy automatic guidance and control procedure - using capture cell and microcomputer based system for photo-therapy treatment

Info

Publication number: FR2524664A3
Application number: FR8206221A
Authority: FR
Inventors: Jean Aguettant
Original assignee: DIXWELL
Current assignee: DIXWELL
Priority date: 1982-04-05
Filing date: 1982-04-05
Publication date: 1983-10-07
Also published as: FR2524664B3

Abstract

The procedure for automatic guidance and control of luminous energy such as UV or other radiation used in phototherapy or photochimotherapy treatments consists of capturing the instantaneous luminous power received in the treatment room. This power is integrated w.r.t. time to obtain an exact measure of the quantity of luminous energy received whatever the power fluctuations. The measured value is compared with a preprogrammed value representing the desired level of luminous energy. The emission of luminous energy into the treatment room is interrupted when the level of received energy is equal to the desired value. The appts. has a capture cell delivering a signal proportional to the instantaneous luminous power received in the treatment room. The signal is fed via a voltage-frequency converter to a microcomputer which is connected to a device for inputting the desired level of luminous energy. The microcomputer integrates the signal to measure the quantity of energy received and compares it with the desired level. The microcomputer is also connected to a manual control for starting or stopping the luminous energy emission into the treatment room.

Description

La présente invention concerne un procédé pour l'asservissement et le contrdle d'une énergie de nature lumineuse. Elle se rapporte plus particulièrement, quoique non exclusivement, à l'asservissement et au contrôle de l'énergie lumineuse émise sous la forme de rayons ultraviolets (U.V.A., U.V.B., etc...) dans le traitement phototherapique ou photochimiothérapique des dermatoses. The present invention relates to a method for controlling and controlling a light energy. It relates more particularly, although not exclusively, to the enslavement and control of the light energy emitted in the form of ultraviolet rays (U.V.A., U.V.B., etc.) in the phototherapic or photochemotherapeutic treatment of dermatoses.

D'une manière connue, les traitements de ce genre sont effectués en utilisant une cabine à l'intérieur de laquelle se place le patient, les parois de la cabine comportant des tubes émetteurs verticaux répartissant l'énergie tout autour et sur toute la hauteur du patient. In a known manner, the treatments of this kind are carried out using a cabin inside which the patient is placed, the walls of the cabin comprising vertical emitting tubes distributing the energy all around and over the entire height of the patient.

La conduite d'un traitement, pour une affection donnée, est caractérisée par une succession de séances dont l'espacement est déterminé, la quantité d'énergie reçue par le patient lors de chaque séance devant être dosée avec précision.The conduct of treatment for a given condition is characterized by a succession of sessions, the spacing of which is determined, the amount of energy received by the patient during each session having to be precisely measured.

Jusqu'à présent, on a généralement supposé que la puissance lumineuse émise était invariable, et que par conséquent l'énergie totale émise au cours d'une séance était simplement proportionnelle à la durée de cette séance. Ainsi, le contrôle du traitement se ramenait à un simple chronométrage, une durée donnée d'émission de rayons étant censée toujours correspondre à une énergie totale émise bien déterminée. Up to now, it has generally been assumed that the light power emitted was invariable, and that consequently the total energy emitted during a session was simply proportional to the duration of this session. Thus, the control of the processing was reduced to a simple timing, a given duration of emission of rays being supposed to always correspond to a total energy emitted well determined.

En fait, il n'en est rien, car les variations inévitables de la tension d'alimentation électrique, les fluctuations de la température, le vieillissement et l'encrassement des sources de rayons ultraviolets, éven- tuellement la déflectuosité de l'un des tubes émetteurs constituant ces sources, sont des facteurs entrainant des variations parfois considérables de la puissance lumineuse, non seulement d'une séance à l'autre mais aussi pendant l'exécution d'une même séance.Ainsi, l'énergie émise n'est pas directement proportionnelle à la durée d'émission, et il en résulte qu'un contrôle par seul chronométrage, même avec des techniques modernes telles que chronométrage électronique et programmation de la durée d'émission, ne permet pas de "doser" exactement l'énergie lumineuse administrée à chaque séance au patient et conduit, au contraire, à des écarts pouvant être importants entre la quantité d'énergie prescrite et la quantité d'énergie effectivement reçue par le patient, alors que l'exécution du traitement et sa surveillance doivent être rigoureuses pour des raisons évidentes d'efficacité et de sécurité. In fact, this is not the case, because the inevitable variations in the power supply voltage, temperature fluctuations, aging and fouling of the sources of ultraviolet rays, possibly the deflection of one of the emitting tubes constituting these sources, are factors causing sometimes considerable variations in the light power, not only from one session to another but also during the execution of the same session. not directly proportional to the duration of transmission, and as a result that a control by single timing, even with modern techniques such as electronic timing and programming of the transmission duration, does not make it possible to "dose" exactly the light energy administered to each session to the patient and leads, on the contrary, to discrepancies which may be significant between the quantity of energy prescribed and the quantity of energy actually received by the patient, while the execution The use of treatment and its monitoring must be rigorous for obvious reasons of efficacy and safety.

La présente invention remédie à ces inconvénients, en fournissant un procédé d'asservissement et de contrôle de l'énergie lumineuse émise permettant de s'affranchir des fluctuations diverses précédemment mentionnées, donc d'émettre des quantités d'énergie correspondant exactement à des valeurs souhaitées, et en particulier, à des valeurs programmées à l'avance, ces valeurs représentant notamment les "doses" qu'un patient déterminé doit recevoir à chaque séance de traitement. The present invention overcomes these drawbacks by providing a process for controlling and controlling the light energy emitted, making it possible to overcome the various fluctuations previously mentioned, and therefore to emit amounts of energy corresponding exactly to desired values. , and in particular, at values programmed in advance, these values representing in particular the "doses" that a determined patient must receive at each treatment session.

A cet effet, l'invention a essentiellement pour objet un procédé pour l'asservissement et le contrôle d'une énergie lumineuse, et notamment de l'énergie lumineuse émise dans les traitements par photothérapie ou photochimiothérapie, consistant à capter la puissance lumineuse instantanée reçue dans l'installation utilisatrice, telle que cabine de traitement , à intégrer cette puissance par rapport au temps de manière à obtenir une mesure exacte de la quantité d'énergie lumineuse reçue quelles que soient les fluctuations de ladite puissance, à comparer la mesure de la quantité d'énergie reçue avec une valeur programmée à l'avance et représentant la quantité d'énergie lumineuse souhaitée, et à interrompre l'émission d'énergie lumineuse dans l'installation considérée lorsque la quantité d'énergie lumineuse reçue est égale à la quantité d'énergie lumineuse souhaitée. To this end, the subject of the invention is essentially a process for the control and control of light energy, and in particular of the light energy emitted in phototherapy or photochemotherapy treatments, consisting in capturing the instantaneous light power received in the user installation, such as a treatment booth, to integrate this power with respect to time so as to obtain an exact measurement of the quantity of light energy received whatever the fluctuations of said power, to compare the measurement of the quantity of energy received with a value programmed in advance and representing the quantity of light energy desired, and to interrupt the emission of light energy in the installation considered when the quantity of light energy received is equal to the amount of light energy desired.

On comprend que ce procédé, appliqué au contrôle d'une installation avec cabine de traitement par rayonnement ultraviolet ou autre, permet d'administrer au patient une "dose" de rayonnement rigoureusement égale à une dose prescrite, malgré les variations inévitables de la puissance instantanée émise, et permet en outre d'automatiser entièrement les traitements par photothérapie et photochimiothérapie et même d'assurer une gestion informatique de ces traitements ::
- au niveau du contrôle d'une séance de traitement déterminée, le procédé selon l'invention permet, en donnant simplement un ordre manuel de mise en marche de l'émission lumineuse, d'obtenir que cette émission s'interrompt automatiquement lorsque le patient aura reçu la dose exacte prescrite pour la seance considérée;
- au niveau du contrôle d'un ensemble de séances, le procédé selon l'invention permet une programmation à l'avance des quantités d'énergie devant être administrées à chaque séance, suivant un schéma d'irradiation déterminé en fonction de l'affection à traiter et des caractéristiques propres au patient, et ce procédé permet en outre la mesure et l'enregistrement des paramètres, tels que quantité d'énergie reçue et durée, qui caractérisent chaque séance.It is understood that this method, applied to the control of an installation with a treatment cabin by ultraviolet or other radiation, makes it possible to administer to the patient a "dose" of radiation strictly equal to a prescribed dose, despite the inevitable variations in instantaneous power. issued, and also makes it possible to fully automate phototherapy and photochemotherapy treatments and even to ensure IT management of these treatments:
- at the level of the control of a determined treatment session, the method according to the invention makes it possible, by simply giving a manual order to start the light emission, to obtain that this emission is interrupted automatically when the patient will have received the exact dose prescribed for the session in question;
- at the level of the control of a set of sessions, the method according to the invention allows programming in advance of the amounts of energy to be administered at each session, according to an irradiation scheme determined according to the affection to be treated and characteristics specific to the patient, and this method also allows the measurement and recording of the parameters, such as quantity of energy received and duration, which characterize each session.

A cet effet, le procédé-est avantageusement mis en oeuvre par un système d'asservissement et de contrôle comprenant, en combinaison, une cellule captrice de la puissance lumineuse instantanée reçue dans l'installation utilisatrice, telle que cabine de traitement, cette cellule délivrant un signal proportionnel à la puissance lumineuse instantanée, un convertisseur par exemple du type "tension - fréquence par l'intermédiaire duquel ce signal est introduit dans un micro-ordinateur, relié à des moyens de programmation de la quantité d'énergie lumineuse souhaitée, le micro-ordinateur opérant l'inté- gration du signal précité de manière à mesurer la quantité d'énergie reçue, et la comparaison avec la valeur représentant la quantité d'énergie lumineuse souhaitée, ce micro-ordinateur étant relié en outre à une commande manuelle de mise en marche de l'installation telle que cabine de traitement, ainsi qu'à cette installation ellemême de manière à lui transmettre les ordres de marche ou d'arrêt. To this end, the method is advantageously implemented by a servo and control system comprising, in combination, a cell capturing the instantaneous light power received in the user installation, such as a treatment cabin, this cell delivering a signal proportional to the instantaneous light power, a converter for example of the "voltage - frequency type by means of which this signal is introduced into a microcomputer, connected to means for programming the quantity of desired light energy, the microcomputer operating the integration of the aforementioned signal so as to measure the quantity of energy received, and the comparison with the value representing the quantity of light energy desired, this microcomputer being further connected to a manual control to start up the installation such as a treatment cabin, as well as to this installation itself so as to transmit the start or stop orders to it t.

De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence à l'unique figure du dessin annexé représentant, de façon très schématique, le système d'asservissement et de contrôle d'une énergie lumineuse selon l'invention, dans le cas de son application à une cabine pour traitements par photothérapie et photochimiothérapie. In any case, the invention will be clearly understood with the aid of the description which follows, with reference to the single figure of the appended drawing representing, very schematically, the system for controlling and controlling a light energy. according to the invention, in the case of its application to a booth for phototherapy and photochemotherapy treatments.

La cabine à l'intérieur de laquelle prend place le patient, désignée dans son ensemble par le repère 1, comporte sur ses parois des tubes verticaux 2 émetteurs de rayons ultraviolets U.'1.A., U.'I.B. ou autres. Une cellule captrice de lumière 3, avec des filtres permettant de sélectionner la longueur d'onde désirée, positionnée par exemple au sommet de la cabine 1, délivre une tension électrique V constituant un signal proportionnel à la puissance lumineuse reçue par le patient, à chaque instant. The cabin inside which the patient takes place, designated as a whole by the reference 1, has on its walls vertical tubes 2 emitters of ultraviolet rays U.'1.A., U.'I.B. or others. A light-capturing cell 3, with filters making it possible to select the desired wavelength, positioned for example at the top of the cabin 1, delivers an electrical voltage V constituting a signal proportional to the light power received by the patient, at each instant.

Ce signal U est, d'une part, amené à un convertisseur tension/fréquence 4, ayant sa sortie reliée à un microordinateur 5 et d'autre part, visualisé directement en 6, exprimé en une unité convenable telle que m\I/cm2. Une ligne de retour 7, partant du micro-ordinateur 5 et aboutissant à la cabine 1, transmet les ordres pour la commande de marche ou d'arrêt de la cabine 1, c'est-à-dire d'allumage ou d'extinction des tubes émetteurs 2.This signal U is, on the one hand, brought to a voltage / frequency converter 4, having its output connected to a microcomputer 5 and on the other hand, displayed directly at 6, expressed in a suitable unit such as m \ I / cm2 . A return line 7, starting from the microcomputer 5 and terminating in cabin 1, transmits the orders for the on or off control of cabin 1, that is to say on or off transmitter tubes 2.

Le micro-ordinateur 5 est programmé soit à partir d'un clavier 8 pour introduction de valeurs numériques, soit à partir d'une programmation par ordinateur indiquée en 9. Ce micro-ordinateur 5 est encore relié à des boutons de commande manuelle de marche M, d'arrêt A et de reprise après interruption momentanée R, ainsi qu'à. des visualisations de l'énergie prescrite en 10, de l'énergie reçue en 11 et du temps écoulé en 12, exprimées par exemple en joules et en minutes et secondes, respectivement. The microcomputer 5 is programmed either from a keyboard 8 for entering numerical values, or from a programming by computer indicated at 9. This microcomputer 5 is also connected to manual operation control buttons M, stop A and resume after momentary interruption R, as well as. displays of the energy prescribed in 10, of the energy received in 11 and of the time elapsed in 12, expressed for example in joules and in minutes and seconds, respectively.

Des moyens 13 d'enregistrement des séances, plus particullèrement des quantités d'énergie reçues et des durées correspondantes, sont reliés aux sorties du microordinateur 5 vers les visualisations 11 et 12, ainsi que, par l'intermédiaire d'interfaces 14, aux boutons de commande de marche M, d'arrêt A et de reprise R. L'enregistrement se fait sur disque dur ou "disquette" ou "floppies" en 15, la lecture étant réalisable sur une imprimante 16 et/ou par un écran de visualisation 17. Means 13 for recording the sessions, more particularly the amounts of energy received and the corresponding durations, are connected to the outputs of the microcomputer 5 towards the displays 11 and 12, as well as, via interfaces 14, to the buttons command to start M, stop A and resume R. The recording is made on hard disk or "floppy" or "floppies" at 15, the reading being possible on a printer 16 and / or by a display screen 17.

Les séances sont programmées à l'avance par le médecin, en inscrivant en 8 ou en 9 les doses que doit recevoir le patient. La mise en marche d'un cycle, par action sur le bouton de commande M, provoque la mise en route de la cabine 1, avec allumage des tubes émetteurs 2. La cellule 3 délivre le signal V proportionel à la puissance lumineuse instantanée qui, après conversion en 4, est introduit dans le micro-ordinateur 5, où il est intégré par rapport au temps, afin d'obtenir par calcul la valeur exacte de l'énergie reçue, quelles que soient les fluctuations du signal instantané V dues aux baisses de tension du réseau électrique, aux variations de température, au veillissement des tubes 2, etc...Lorsque l'énergie reçue visualisée en 11, est égale à l'énergie prescrite pour la séance en cours, visualisée en 10, ce qui est facilement détecté par comparaison numérique dans le micro-ordinateur 5, ce dernier met automatiquement la cabine 1 à l'arrêt, en commandant l'extinction des tubes émetteurs 2 par l'inter médiaire de la ligne 7. Le patient reçoit ainsi automati t'uement la "dose" exacte programmée. The sessions are scheduled in advance by the doctor, writing in 8 or 9 the doses that the patient must receive. The start of a cycle, by action on the control button M, causes the cabin 1 to start up, with the emitting tubes 2 on. Cell 3 delivers the signal V proportional to the instantaneous light power which, after conversion into 4, is introduced into the microcomputer 5, where it is integrated with respect to time, in order to obtain by calculation the exact value of the energy received, whatever the fluctuations of the instantaneous signal V due to the drops voltage of the electrical network, temperature variations, aging of the tubes 2, etc ... When the energy received displayed in 11, is equal to the energy prescribed for the current session, displayed in 10, which is easily detected by digital comparison in the microcomputer 5, the latter automatically puts the cabin 1 to a halt, by controlling the extinction of the emitting tubes 2 via line 7. The patient thus automatically receives only the exact "dose" programmed.

Les boutons A et R permettent d'interrnmpre et de reprendre à volonté la séance, en cas de besoin, tout en respectant l'énergie totale prescrite pour cette séance. The A and R buttons allow you to interrupt and resume the session at will, if necessary, while respecting the total energy prescribed for this session.

Les visualisations 10,11 et 12, par exemple réalisées sous la forme d'afficheurs à diodes électroluminescentes, permettent à l'opérateur d'avoir constamment sous les yeux le rappel de la programmation effectuée et tous renseignements sur l'état d'avancement de la séance. The displays 10, 11 and 12, for example produced in the form of light-emitting diode displays, allow the operator to constantly have a reminder of the programming carried out and all information on the progress of the session.

Simultanément, les moyens d'enregistrement 13 permettent d'enregistrer tous les paramètres caractéristiques de la séance, à savoir sa durée, la quantité d'énergie reçue par le patient au cours de cette séance, la date de la séance et sa référence ainsi que celle du patient, etc... Le stockage de ces informations, qui se fait par disque dur ou souple en 15, permet d'enregistrer par exemple les paramètres de 200 séances au maximum par patient, avec une capacité de 1000 patients, les informations enre gistrées pouvant être restituées par l'imprimante 16 ou l'écran de visualisation 17. Enfin, dans le cas d'un centre de traitement important équipé de plusieurs cabines, le système ici décrit, convenablement adapté, pourra contrôler simultanément le fonctionnement de l'ensemble des cabines. Simultaneously, the recording means 13 make it possible to record all the parameters characteristic of the session, namely its duration, the amount of energy received by the patient during this session, the date of the session and his reference as well as that of the patient, etc ... The storage of this information, which is done by hard disk or flexible at 15, allows to save for example the parameters of 200 sessions maximum per patient, with a capacity of 1000 patients, the information recorded can be restored by the printer 16 or the display screen 17. Finally, in the case of a large processing center equipped with several cabins, the system described here, suitably adapted, can simultaneously control the operation of the 'all cabins.

Par ailleurs, le système est compatible avec les ordinateurs et micro-ordinateurs. In addition, the system is compatible with computers and microcomputers.

En résumé, ce système permet, par une simple commande manuelle du début de la séance à l'aide du bouton M, de mettre en marche la cabine I qui s'arrêtera seule des que le patient aura reçu la dose exacte de rayonnement prescrite, préalablement programmée, ce qui procure la précision, l'automatisation et la sécurité dans l'exécu- tion du traitement. In summary, this system allows, by a simple manual control of the start of the session using the button M, to start the cabin I which will stop alone as soon as the patient has received the exact dose of radiation prescribed, previously programmed, which provides precision, automation and security in the execution of the treatment.

Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas au seul mode de réalisation de ce systeme d'asservissement et de contrôle d'une énergie lumineuse qui a ete' décrit ci-dessus à titre d'exemple ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes fondées sur le meme principe, quelles qu'en soient notamment les applications Ainsi, le même procédé permet de contrôler une quantité d'énergie lumineuse reçue, d'origine naturelle ou émise artificiellement, dans des domaines très divers tels que : la culture sous serre, l'élevage industriel, les expérimentations en laboratoire. It goes without saying that the invention is not limited to the sole embodiment of this system for controlling and controlling a light energy which has been described above by way of example; on the contrary, it embraces all the variants based on the same principle, whatever their applications in particular. Thus, the same process makes it possible to control a quantity of light energy received, of natural origin or emitted artificially, in very diverse fields such as: greenhouse cultivation, industrial farming, laboratory experiments.

Claims

1. - Process for the enslavement and the control of a light energy, in particular of the energy emitted in the form of ultraviolet rays or others in the treatments by phototherapy or photochemotherapy, characterized in that it consists in capturing the power instantaneous light received in the user installation, such as a treatment booth (1), to integrate this power with respect to time so as to obtain an exact masure of the quantity of light energy received, whatever the fluctuations of said power , to compare the measurement of the quantity of energy received with a value programmed in advance and representing the quantity of light energy desired, and to interrupt the emission of light energy in the installation considered (1) when the amount of light energy received is equal to the amount of light energy desired.

2. - servo system and control of light energy, for the implementation of the method according to claim 1, characterized in that it comprises, in combination, a cell (3) capturing the instantaneous light power received in the user installation, such as a processing cabin (1), this cell (3) delivering a signal (V) proportional to the instantaneous light power, a converter for example of the "voltage - frequency" type (4) per l 'through which this signal (V) is introduced into a microcomputer (5), connected to programming means (8, 9) of the quantity of light energy desired, the microcomputer (5) operating integration of the aforementioned signal (V) so as to measure the quantity of energy received, and comparison with the value representing the quantity of light energy desired, this microcomputer (5) being furthermore connected to a manual control (M) to start up the installation such as the treatment cabin (1 ), as well as to this installation (1) itself so as to transmit the start or stop orders to it.

3. - A system for controlling and controlling a light energy according to claim 2, characterized in that it comprises, display means (6) of the instantaneous light power received, connected to the sensor cell (3) of this power, as well as display means (10, 11, 12) of the prescribed energy, of the energy received and of the elapsed time, connected to the microcomputer (5).

4. - A system for controlling and controlling a light energy according to claim 3, characterized in that it further comprises recording and reading means (13 to 17) of the amounts of energy received and of corresponding durations, connected to the programming means (8, 9) as well as to the outputs of the microcomputer (5) to the display means (11, 12) of the energy received and the time elapsed.

5. - A system for controlling and controlling a light energy according to claim 4, characterized in that it also comprises manual commands for stopping the light emission (A) and for resuming this emission after interruption momentary (R), while respecting the total prescribed energy, all the manual controls (M, A, R) being connected on the one hand to the microcomputer (5), and on the other hand, via d interfaces (14) to the recording means (13).