FR2680672A1 - Apparatus for monitoring information relating to the human body - Google Patents

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Abstract

The invention relates to an apparatus for monitoring information relating to the human body. The apparatus comprises a transmitter of bodily information which can be installed in the body of the patient and which transmits information, together with a receiver of bodily information which receives the information relayed transcutaneously while being situated outside the body; the transmitter comprises a sensor capable of detecting the information, an information transfer portion which provides for the transfer of the detected information to the receiver and an information conveying portion which links the information transfer portion to the sensor.

Description

La présente invention concerne un appareil pour contrôler des informations concernant le corps humain, cet appareil permettant de détecter aisément une information du corps, comme la vitesse et le flux d'écoulement sanguin, des teneurs de constituants, comme l'oxygène, dans le sang et la pression sanguine, par voie transcutanée de l'extérieur du corps. The present invention relates to an apparatus for monitoring information concerning the human body, this apparatus making it possible to easily detect information from the body, such as the speed and flow of blood flow, of contents of constituents, such as oxygen, in the blood. and blood pressure, transcutaneously from outside the body.

Comme procédés de détection tr ans cutanée d'informations concernant le corps humain, le procédé utilisant un stéthoscope et le procédé utilisant un sphygmomanomètre ont été mis en oeuvre depuis longtemps. As methods for the detection of information relating to the human body over the skin, the method using a stethoscope and the method using a sphygmomanometer have been implemented for a long time.

Le procédé de détection de la forme d'un organe par télévision aux rayons X ou par un appareil de diagnostic par image ultrasonique, le procédé de détection d'une force bioélectromotrice par un électrocardiographe ou par un électro-encéphalographe ainsi que le procédé de détection du flux d'écoulement sanguin par un débitmètre Doppler ultrasonique ont été également appliqués ces dernières années.The method for detecting the shape of an organ by X-ray television or by an ultrasonic image diagnostic apparatus, the method for detecting a bioelectromotive force by an electrocardiograph or by an electroencephalograph as well as the detection method of blood flow through an ultrasonic Doppler flow meter have also been applied in recent years.

Les informations du corps qui sont obtenues par ces procédés sont cependant tout à fait limitées au type qui peut être reçu comme le signal engendré dans le corps, comme une force électromotrice et une onde sonique, ou bien au type qui peut être reçu comme la réponse du signal appliqué de l'extérieur du corps, comme un rayonnement-X et une onde ultrasonique. Des informations ne produisant aucun signal dans le corps, en particulier des informations se rapportant à un fluide du corps ne produisant aucun signal dans le corps ne peuvent pas être obtenues par les procédés conventionnels. The information of the body which is obtained by these processes is however quite limited to the type which can be received like the signal generated in the body, like an electromotive force and a sonic wave, or to the type which can be received like the answer signal applied from outside the body, such as X-ray and an ultrasonic wave. Information producing no signal in the body, in particular information relating to a body fluid producing no signal in the body, cannot be obtained by conventional methods.

Par exemple, lorsque l'opération de dérivation est appliquée à l'artère coronaire du coeur pour pallier un étranglement de l'artère coronaire, l'état de l'artère coronaire du patient doit être maintenu en surveillance contre l'étranglement après l'opération du fait que le patient a intrinsèquement tendance à avoir cet étranglement et également du fait que le vaisseau sanguin utilisé pour le contournement, en particulier la veine utilisée pour le contournement, a tendance à avoir l'étranglement. For example, when the bypass operation is applied to the coronary artery of the heart to alleviate a constriction of the coronary artery, the condition of the patient's coronary artery should be kept on watch against strangulation after the operation of the fact that the patient intrinsically tends to have this constriction and also of the fact that the blood vessel used for bypassing, in particular the vein used for bypassing, tends to have the constriction.

Pour la détection de flux de vitesse d'écoulement sanguin dans l'artère coronaire, un capteur doit être inséré dans l'artère coronaire par une opération à chaque fois que la détection doit être faite. Pour mesurer le degré d'étranglement, une angiographie est nécessaire. En conséquence, un procédé simple de mesure transcutanée n'a pas été disponible. For detection of velocity of blood flow in the coronary artery, a sensor must be inserted into the coronary artery by an operation each time the detection must be made. To measure the degree of strangulation, angiography is necessary. As a result, a simple method of transcutaneous measurement has not been available.

La présente invention a en conséquence été conçue en considération des problèmes posées par les procédés conventionnels décrits ci-dessus et elle a pour but de créer un appareil pour contrôler aisément des informations du corps humain par voie transcutanée en opérant de l'extérieur du corps. The present invention has therefore been conceived in consideration of the problems posed by the conventional methods described above and its object is to create an apparatus for easily controlling information of the human body by transcutaneous route by operating from outside the body.

La présente invention a été établie en résultat de recherches intensives qui ont été faites dans l'objectif décrit ci-dessus et elle a conduit à la découverte que l'objectif peut être atteint en installant un émetteur d'informations du corps comprenant intrinsèquement un capteur et, lorsque l'information est désirée, en recevant par voie transcutanée l'information du corps transmise à partir de l'émetteur d'informations en utilisant un récepteur d'informations du corps. La présente invention a été établie sur la base de cette découverte. The present invention has been established as a result of intensive research which has been done for the objective described above and has led to the discovery that the objective can be achieved by installing a body information transmitter intrinsically comprising a sensor. and, when information is desired, receiving transcutaneously body information transmitted from the information transmitter using a body information receiver. The present invention has been established on the basis of this discovery.

En conséquence, l'appareil de contrôle d'informations du corps humain conforme à l'invention comprend un émetteur d'informations du corps qui peut être installé dans le corps et qui transmet des informations du corps ainsi qu'un récepteur d'informations du corps qui reçoit les informations émises par voie transcutanée à partir de l'extérieur du corps, l'émetteur d'informations du corps comprenant un capteur qui peut détecter les informations du corps, une partie de transfert d'informations qui transfère les informations détectées au récepteur et une partie de conduction d'informations qui relie la partie de transfert d'information au capteur. Consequently, the human body information monitoring apparatus according to the invention comprises a body information transmitter which can be installed in the body and which transmits body information as well as a body information receiver. body which receives information transmitted transcutaneously from outside the body, the body information transmitter comprising a sensor which can detect body information, an information transfer part which transfers the detected information to the body receiver and an information conduction part which connects the information transfer part to the sensor.

L'émetteur d'informations du corps conforme à l'invention comprend, comme composants essentiels, le capteur qui peut détecter les informations du corps, la partie de transfert d'informations qui assure le transfert des informations au récepteur d'informations du corps ainsi que la partie de conduction d'informations qui relie la partie de transfert d'informations avec le capteur. The body information transmitter according to the invention comprises, as essential components, the sensor which can detect information from the body, the information transfer part which ensures the transfer of information to the body information receiver as well as the information conduction part which connects the information transfer part with the sensor.

Le type, le procédé et la structure du capteur ne sont pas particulièrement limités à condition que ce capteur puisse détecter les informations du corps. The type, method and structure of the sensor are not particularly limited provided that this sensor can detect information from the body.

Comme exemples de capteur, on peut citer un capteur de pression, un capteur de flux, un capteur de vitesse, un capteur chimique, un capteur biochimique, un capteur optique et analogues.Examples of the sensor include a pressure sensor, a flow sensor, a speed sensor, a chemical sensor, a biochemical sensor, an optical sensor and the like.

Comme exemples de capteur de pression, on peut citer un capteur de pression à semiconducteurs, un capteur de pression à diaphragme, un capteur de pression à fibres optiques et analogues. Comme exemples du capteur de flux, on peut citer un capteur de flux à film chaud, un capteur de flux Doppler d'un type optique, d'un type à onde ultrasonique et d'autres types analogues1 un capteur de flux à impédance et analogues. As examples of a pressure sensor, there may be mentioned a semiconductor pressure sensor, a diaphragm pressure sensor, a fiber optic pressure sensor and the like. Examples of the flux sensor include a hot film flux sensor, an optical type Doppler flow sensor, an ultrasonic wave type and the like1, an impedance flow sensor and the like .

Comme exemples de capteur de vitesse, on peut citer un capteur de vitesse électromagnétique, un capteur de vitesse à onde ultrasonique, un capteur de vitesse à fibres optiques et analogues.Examples of a speed sensor include an electromagnetic speed sensor, an ultrasonic wave speed sensor, a fiber optic speed sensor and the like.

Comme exemples de capteur chimique, on peut citer un capteur à électrode ionique et analogues, comme exemples de capteur biochimique, on peut citer un capteur d'enzymes, un capteur organique, un capteur microbiologique, un capteur d'immunité et analogues. As examples of a chemical sensor, there may be mentioned an ion electrode sensor and the like, as examples of a biochemical sensor, there may be mentioned an enzyme sensor, an organic sensor, a microbiological sensor, an immunity sensor and the like.

Des informations concernant le corps humain, en particulier des informations sur des fluides du corps, comme la pression sanguine, le flux et la vitesse d'écoulement sanguin, des teneurs en oxygène, en dioxyde de carbone, en substrats, en enzymes, en coenzymes, en vitamines, en antibiotiques, en antigènes, en anticorps et d'autres substances concernant les bio-relations ainsi que des informations analogues peuvent être détectées par les capteurs. Information relating to the human body, in particular information on body fluids, such as blood pressure, blood flow and speed, oxygen, carbon dioxide, substrates, enzymes, coenzymes , vitamins, antibiotics, antigens, antibodies and other substances relating to bio-relationships as well as similar information can be detected by sensors.

I1 est nécessaire que la partie de transfert d'informations de l'appareil conforme à l'invention reçoie l'information de corps qui a été détectée par le capteur par l'intermédiaire de la partie de conduction d'information et assure le transfert de l'information reçue au récepteur d'informations du corps. Le type, le procédé et la structure de la partie de transfert d'informations ne sont pas particulièrement limités à condition que cette partie remplisse la fonction décrite ci-dessus. Comme exemples de la partie de transfert d'informations, on peut citer un appareil générateur de signaux électriques, un appareil générateur de signaux magnétiques, un appareil générateur de signaux d'ondes et d'autres appareils analogues produisant un signal basé sur l'information détectée par et reçue en provenance du capteur. It is necessary that the information transfer part of the apparatus according to the invention receives the body information which has been detected by the sensor via the information conduction part and ensures the transfer of information received at the body's information receiver. The type, method and structure of the information transfer part is not particularly limited provided that this part fulfills the function described above. Examples of the information transfer part include an electrical signal generating apparatus, a magnetic signal generating apparatus, a wave signal generating apparatus and other similar apparatus producing an information based signal detected by and received from the sensor.

I1 est nécessaire que la partie de conduction d'informations de l'appareil conforme à l'invention relie le capteur et la partie de transfert d'informations et assure le transfert de l'information détectée par le capteur à la partie de transfert d'informations. It is necessary that the information conduction part of the device according to the invention connects the sensor and the information transfer part and ensures the transfer of the information detected by the sensor to the data transfer part. information.

Le type, le procédé et la structure de la partie de conduction d'informations ne sont pas particulièrement limités à condition que cette partie remplisse la fonction décrite ci-dessus. Comme exemples de la partie de conduction d'informations, on peut citer un fil conducteur revêtu d'une matière plastique de type "stabilisateur cardiaque" (pace maker) et des matières analogues utilisées avec un "stabilisateur cardiaque" ( pace maker).The type, the method and the structure of the information conduction part are not particularly limited provided that this part fulfills the function described above. As examples of the information conduction part, mention may be made of a conductive wire coated with a plastic material of the "heart stabilizer" type (pace maker) and similar materials used with a "heart stabilizer" (pace maker).

L'émetteur d'informations du corps conforme à l'invention est l'appareil pour transférer l'information du corps1 en particulier l'information du corps nécessaire pour un coeur artificiel, un foie artificiel, un rein artificiel, un pancréas artificiel et d'autres organes artificiels analogues, au récepteur d'informations du corps et il ne contient aucun organe d'actionnement. Du fait que l'émetteur d'informations du corps ne contient pas d'organe d'actionnement, il peut être réalisé avec de petites dimensions et être aisément installé dans le corps par une opération d'incorporation. The body information transmitter according to the invention is the device for transferring body information1 in particular the body information necessary for an artificial heart, an artificial liver, an artificial kidney, an artificial pancreas and d other similar artificial organs, to the body's information receptor and it contains no actuating organ. Since the body's information transmitter does not contain an actuating member, it can be made with small dimensions and be easily installed in the body by an incorporation operation.

Le récepteur d'informations du corps est essentiel dans l'appareil pour contrôler les informations du corps. I1 est nécessaire que le récepteur d'informations puisse recevoir les informations transmises en provenance de l'émetteur d'informations du corps par voie transcutanée de l'extérieur du corps. Le type, le procédé et la structure du récepteur d'informations du corps ne sont pas particulièrement limités à condition que ce récepteur remplisse la fonction décrite ci-dessus. The body's information receiver is essential in the device for monitoring body information. It is necessary that the information receiver can receive the information transmitted from the information transmitter of the body by transcutaneous route from outside the body. The type, process, and structure of the body's information receiver is not particularly limited provided that this receiver performs the function described above.

Comme exemples de récepteur d'informations du corps, on peut citer un appareil de réception de signaux élec- triques, un appareil de réception de signaux magnétiques, un appareil de réception de signaux d'ondes et d'autres appareils analogues pour recevoir le signal émis par l'émetteur d'informations du corps. Un exemple avantageux du récepteur dtinformations du corps est constitué par un récepteur télémétrique avec représentation par ordina teur numérique ou bien avec représentation par ondes impulsionnelles. La réception transcutanée des informations signifie que les informations sont reçues par le récepteur placé au contact de la peau du corps du patient, ou à proximité de celle-ci, mais à l'extérieur du corps.Examples of a body information receiver include an electrical signal receiving apparatus, a magnetic signal receiving apparatus, a wave signal receiving apparatus, and the like for receiving the signal. issued by the body's information transmitter. An advantageous example of the body information receiver is a telemetric receiver with representation by digital computer or else with representation by pulse waves. Transcutaneous reception of the information means that the information is received by the receiver placed in contact with the skin of the patient's body, or close to it, but outside the body.

Un dispositif de représentation des informations reçues peut être utilisé en association avec le récepteur d'informations du corps. Le dispositif de représentation peut être fixé sur le récepteur d'informations comme une partie intégrante de ce dernier ou bien il peut être installé en un endroit séparé du récepteur et être relié à ce dernier de telle sorte que le système récepteur installé à l'extérieur du corps puisse recevoir et représenter les informations qui lui sont transmises en provenance de l'émetteur d'informations du corps. A device for representing the information received can be used in association with the body's information receiver. The display device can be fixed on the information receiver as an integral part of the latter or it can be installed in a separate place from the receiver and be connected to the latter so that the receiver system installed outside of the body can receive and represent the information transmitted to it from the body's information transmitter.

Comme dispositif de représentation, on peut utiliser tout type d'appareil, comme un enregistreur qui enregistre les informations sur papier et un visualiseur qui affiche les informations sur un écran, à condition que cet appareil puisse représenter les informations du corps.As a representation device, any type of device can be used, such as a recorder which records information on paper and a viewer which displays information on a screen, provided that this device can represent information of the body.

Il est préféré que le récepteur d'informations du corps conforme à l'invention comprenne un dispositif pouvant appliquer une énergie d'activation à l'émetteur d'informations du corps qui est installé dans le corps du patient. Comme exemples de tels dispositifs, on peut citer un dispositif qui applique l'énergie à l'émetteur d'informations au moyen d'une induction électromagnétique, ainsi que d'autres dispositifs analogues. It is preferred that the body information receiver according to the invention comprises a device capable of applying activation energy to the body information transmitter which is installed in the patient's body. Examples of such devices include a device which applies energy to the information transmitter by means of electromagnetic induction, as well as other similar devices.

Lorsque le récepteur d'informations du corps comprend le dispositif qui alimente en énergie l'émet- teur d'informations du corps par induction électromagnétique, l'émetteur d'informations installé dans le corps comprend une bobine d'induction et peut produire de l'électricité par induction électromagnétique. L'électricité ainsi engendrée assure l'activation du capteur et de la partie de transfert d'informations. Lorsque l'émetteur d'informations du corps ne comprend pas de batterie, il n'est pas actif mais au repos excepté pendant la période enclenchée pour la détection. Dans ce cas, l'émetteur d'informations du corps peut être activé et excité seulement lorsque l'énergie est fournie de l'extérieur du corps pour la mesure. When the body's information receiver includes the device that supplies the body's information transmitter with electromagnetic induction, the information transmitter installed in the body includes an induction coil and can produce electricity by electromagnetic induction. The electricity thus generated ensures the activation of the sensor and of the information transfer part. When the body's information transmitter does not include a battery, it is not active but at rest except during the period triggered for detection. In this case, the body's information transmitter can be activated and excited only when energy is supplied from outside the body for measurement.

L'appareil de contrôle d'informations du corps conforme à l'invention a été initialement conçu pour détecter les informations du corps qui ne sont pas établies spontanément. Cependant il peut être utilisé pour détecter les informations du corps qui sont établies spontanément. Des exemples d'informations du corps qui sont établies spontanément sont les battements du coeur, l'écoulement sanguin dans des artères et des veines, le flux biliaire et analogue. The body information monitoring apparatus according to the invention was originally designed to detect body information which is not established spontaneously. However it can be used to detect information from the body that is established spontaneously. Examples of body information which are established spontaneously are heartbeats, blood flow in arteries and veins, bile flow and the like.

Des exemples d'informations détectées par l'appareil pour un contrôle d'informations du corps conformément à l'invention sont le flux et la vitesse d'écoulement sanguin, la teneur en oxygène et en dioxyde de carbone dans le sang, le pH du sang et la teneur en bio-substances dans le sang passant dans des vaisseaux, dans la partie d'un vaisseau greffé pour contournement, et dans des vaisseaux périphériques après l'opération decontournement de l'artère coronaire. Examples of information detected by the apparatus for monitoring body information in accordance with the invention are the flow and speed of blood flow, the content of oxygen and carbon dioxide in the blood, the pH of the blood and the content of bio-substances in the blood passing through vessels, in the part of a vessel grafted for bypass, and in peripheral vessels after the bypass operation of the coronary artery.

Un exemple d'application de l'appareil de contrôle d'informations du corps va être décrit dans la suite. Cependant cet exemple est destiné à illustrer l'invention et ne doit pas être considéré comme limitant la portée de l'invention. An example of the application of the body information monitor will be described below. However, this example is intended to illustrate the invention and should not be considered as limiting the scope of the invention.

Lorsqu'une opération de contournement d'une artère coronaire est effectuée pour pallier l'étrangle- ment de l'artère coronaire du coeur, un capteur de flux relié à l'émetteur d'informations du corps est installé par incorporation dans le vaisseau sanguin prévu pour le contournement proprement dit ou bien pour la paroi d'un vaisseau sanguin proche de la zone de contournement. When a coronary artery bypass operation is performed to alleviate the constriction of the coronary artery of the heart, a flow sensor connected to the body's information transmitter is installed by incorporation into the blood vessel. intended for bypass itself or for the wall of a blood vessel close to the bypass area.

Quand le flux d'écoulement sanguin est mesuré, le récepteur d'informations du corps est placé au contact de la peau ou à proximité de celle-ci et la mesure désirée peut être effectuée. De cette manière, il est possible de surveiller l'état de l'artère coronaire ou du vaisseau sanguin utilisé pour le contournement afin de contrôler périodiquement la formation d'un étranglement après l'opération.When blood flow is measured, the body's information receptor is placed in or near the skin and the desired measurement can be made. In this way, it is possible to monitor the state of the coronary artery or the blood vessel used for bypass in order to periodically monitor the formation of a constriction after the operation.

Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. Of course, the invention is not limited to the embodiments described above and shown, from which other modes and other embodiments can be provided, without thereby departing from the scope of the invention.

Pour résumer les avantages obtenus par l'invention, l'appareil de contrôle d'informations du corps humain conforme à l'invention peut détecter aisément les informations par voie transcutanée à partir de l'extérieur de la peau en installant l'émetteur d'informations comprenant le capteur dans le corps et, lorsqu'une information est désirée, en recevant l'information émise par l'émetteur au moyen du récepteur opérant par voie transcutanée à partir de l'extérieur du corps du patient. To summarize the advantages obtained by the invention, the information control device of the human body according to the invention can easily detect the information transcutaneously from outside the skin by installing the transmitter. information including the sensor in the body and, when information is desired, receiving the information transmitted by the transmitter by means of the receiver operating transcutaneously from outside the patient's body.

I1 est particulièrement avantageux de détecter une information qui ne soit pas produite spontanément dans le corps et il est plus particulièrement avantageux de détecter les informations concernant les fluides du corps qui ne sont pas produites spontanément dans le corps.  It is particularly advantageous to detect information which is not produced spontaneously in the body and it is more particularly advantageous to detect information relating to body fluids which are not produced spontaneously in the body.

Claims (5)

REVENDICATIONS 1. Appareil pour contrôler des informations du corps, comprenant un émetteur d'informations du corps qui peut être installé dans le corps et qui émet des informations du corps ainsi qu'un récepteur d'informations du corps qui reçoit les informations émises par voie transcutanée à partir de l'extérieur du corps, l'émetteur d'informations du corps comprenant un capteur qui peut détecter les informations du corps, une partie de transfert d'informations qui transfère les informations détectées au récepteur et une partie de conduction d'informations qui relie la partie de transfert d'informations au capteur.1. Apparatus for monitoring body information, comprising a body information transmitter which can be installed in the body and which transmits body information as well as a body information receiver which receives information transmitted transcutaneously from outside the body, the body information transmitter comprising a sensor which can detect body information, an information transfer part which transfers the detected information to the receiver and an information conduction part which connects the information transfer part to the sensor. 2. Appareil pour contrôler des informations du corps selon la revendication 1, caractérisé en ce que les informations du corps concernent des fluides du corps.2. Apparatus for controlling body information according to claim 1, characterized in that the body information relates to body fluids. 3. Appareil pour contrôler des informations du corps selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le récepteur d'informations du corps comprend un dispositif qui peut alimenter l'émetteur d'informations avec l'énergie d'excitation nécessaire.3. Apparatus for controlling body information according to claim 1 or 2, characterized in that the body information receiver comprises a device which can supply the information transmitter with the necessary excitation energy. 4. Appareil pour contrôler des informations du corps selon une des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que le capteur est un capteur de pression, un capteur de flux ou un capteur de vitesse.4. Apparatus for controlling body information according to one of claims 1, 2 or 3, characterized in that the sensor is a pressure sensor, a flow sensor or a speed sensor. 5. Appareil pour contrôler des informations du corps selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que le capteur est un capteur chimique, un capteur biochimique ou un capteur optique. 5. Apparatus for controlling body information according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the sensor is a chemical sensor, a biochemical sensor or an optical sensor.
FR9209031A 1991-07-22 1992-07-22 APPARATUS FOR MONITORING INFORMATION CONCERNING THE HUMAN BODY. Expired - Fee Related FR2680672B1 (en)

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