FR2990753A1

FR2990753A1 - Manual probe for measurement of mechanical vibrations of object i.e. ossicle, has rod provided in material having Young's modulus at specific frequencies, where Young's modulus is higher than specific factor at another specific frequencies

Info

Publication number: FR2990753A1
Application number: FR1254614A
Authority: FR
Inventors: Yoann Arthaud; Libor Rufer; Patrice Mele
Original assignee: Institut Polytechnique de Grenoble; Universite Joseph Fourier Grenoble 1; Universite Savoie Mont Blanc
Current assignee: Institut Polytechnique de Grenoble; Universite Joseph Fourier Grenoble 1; Universite Savoie Mont Blanc
Priority date: 2012-05-21
Filing date: 2012-05-21
Publication date: 2013-11-22

Abstract

The probe has a vibration sensor (15) and a rod (37) that is arranged for transmission of mechanical vibrations of an object i.e. ossicle, to the sensor. An end of the rod is fixed to the sensor. The rod is provided in a material having a Young's modulus at frequencies above 1000 Hz. The Young's modulus is higher than a factor of 2 at frequencies ranging from 1 to 10 Hz. The sensor includes an elastic membrane, and the rod is placed in a direction perpendicular to the elastic membrane. The rod is provided with specific stiffness.

Description

B11484 1 DISPOSITIF DE MESURE DE VIBRATIONS Domaine de l'invention La présente invention concerne un dispositif de mesure des vibrations d'un objet. Elle vise plus particulièrement une sonde pour mesurer les vibrations d'un osselet de l'oreille moyenne d'un patient pendant une opération chirurgicale de l'appareil auditif. Exposé de l'art antérieur Il a déjà été décrit, dans l'article "Study of a 3D MEMS-based tactile vibration sensor for the use in middle ear surgery" (Yoann Arthaud et al., DTIP Symposium 2010 P.266-271), une sonde manuelle destinée à être placée en contact avec un osselet de l'appareil auditif d'un patient par l'intermédiaire d'un trou réalisé dans le crâne du patient. Cette sonde peut être utilisée pour mesurer l'amplitude et la fréquence des vibrations de l'osselet lorsque l'appareil auditif reçoit une onde acoustique de test pendant une opération chirurgicale. Ceci permet au chirurgien d'avoir un retour sur son travail, même lorsque le patient est sous anesthésie générale et qu'il ne peut donc pas renseigner lui-même le chirurgien sur le gain (ou la perte) d'audition apporté par l'intervention. La figure 1 représente schématiquement l'oreille moyenne d'un patient, et un exemple d'une sonde 11 du type B11484 2 décrit dans l'article susmentionné, positionnée en appui contre un osselet du patient. L'oreille moyenne est la partie de l'appareil auditif située entre l'oreille externe (pavillon et conduit auditif) et 5 l'oreille interne. Elle comprend une membrane 1 ou tympan, susceptible d'entrer en vibration sous l'effet d'une onde acoustique, ainsi qu'une chaîne de trois osselets, respectivement le marteau 3, l'enclume 5 et l'étrier 7, adaptée à transmettre les vibrations du tympan jusqu'à la fenêtre ovale 9 10 qui est le point de jonction entre le dernier osselet de la chaîne (l'étrier) et l'oreille interne (non représentée). L'oreille interne convertit les vibrations mécaniques en influx nerveux. La sonde 11 comprend un corps macroscopique 13 en 15 forme de cylindre de quelques millimètres de diamètre et quelques centimètres de longueur. Les dimensions du corps 13 sont telles que la sonde est manipulable manuellement, et qu'une extrémité de la sonde peut être placée en contact avec un osselet du patient par l'intermédiaire d'un trou de quelques 20 millimètres de diamètre réalisé dans le crâne du patient. La sonde 11 peut être maintenue en appui contre l'osselet par le chirurgien, ou par un assistant. La figure 2 est une vue schématique agrandie de l'extrémité sensible de la sonde 11, c'est-à-dire son extrémité 25 destinée à venir en contact avec l'osselet. A cette extrémité, le corps cylindrique 13 supporte un capteur de vibrations 15, ou capteur de force dynamique, comportant une membrane élastique sur laquelle sont placées des jauges de contrainte (non représentées) adaptées à générer des signaux électriques représen- 30 tatifs des déformations de la membrane. La sonde comprend en outre une tige 17 de transmission des vibrations dont une extrémité est fixée à la membrane du capteur 15. La tige 17 est disposée sensiblement orthogonalement au plan moyen de la membrane au repos, et sensiblement au centre de la membrane. 35 L'extrémité libre de la tige 17 est destinée à être placée en B11484 3 appui contre l'osselet dont on souhaite mesurer les vibrations. La tige 17 et le capteur 15 sont agencés de sorte que, lorsque l'osselet vibre, la tige 17 transmet les vibrations de l'osselet au capteur 15. Sous l'effet des vibrations, la membrane élastique du capteur 15 se déforme et les déformations de la membrane sont converties en signaux électriques par les jauges de contrainte placées sur la membrane. La sonde 11 est reliée à une unité de traitement 19 adaptée à recevoir les signaux électriques générés par les jauges de contrainte placées sur la membrane, et à convertir ces signaux en un signal représentatif des vibrations de l'osselet, exploitable par l'utilisateur. Dans l'exemple représenté, la sonde 11 est positionnée par rapport à l'osselet de façon que les vibrations de l'osselet soient selon des directions sensiblement orthogonales à l'axe de la tige 17 au repos, c'est-à-dire que la force F exercée sur la tige par l'osselet du fait des mouvements de vibration de l'osselet soit sensiblement orthogonale à l'axe de la tige 17 au repos. La sonde 11 peut toutefois également fonctionner lorsque la force F a une composante parallèle à l'axe de la tige au repos, c'est-à- dire qu'elle peut aussi mesurer des vibrations de l'osselet selon des directions parallèles à l'axe de la tige 17. Un inconvénient de la sonde 11 est que, dans la pratique, le signal qu'elle fournit est représentatif non seulement des vibrations de l'osselet sous l'effet de l'onde acoustique de test reçue par l'appareil auditif du patient, mais également des tremblements de la main de l'opérateur de la sonde. La mesure est donc polluée par des bruits parasites liés aux tremblements de la main de l'opérateur, ce qui la rend difficilement exploitable. FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a device for measuring the vibrations of an object. More particularly, it relates to a probe for measuring the vibrations of a ossicle of the middle ear of a patient during a surgical operation of the auditory apparatus. DISCUSSION OF THE PRIOR ART It has already been described in the article "Study of a 3D MEMS-based tactile vibration sensor for the use in middle ear surgery" (Yoann Arthaud et al., DTIP Symposium 2010 P.266-271 ), a hand probe intended to be placed in contact with a ossicle of the auditory apparatus of a patient via a hole made in the skull of the patient. This probe can be used to measure the amplitude and frequency of the ossicle vibrations when the hearing instrument receives a test acoustic wave during a surgical procedure. This allows the surgeon to have a feedback on his work, even when the patient is under general anesthesia and therefore can not itself inform the surgeon about the gain (or loss) of hearing brought by the intervention. Figure 1 shows schematically the middle ear of a patient, and an example of a probe 11 of the type B11484 2 described in the aforementioned article, positioned in abutment against a ossicle of the patient. The middle ear is the part of the hearing aid between the outer ear (horn and ear canal) and the inner ear. It comprises a membrane 1 or tympanum, capable of vibrating under the effect of an acoustic wave, and a chain of three ossicles, respectively the hammer 3, the anvil 5 and the stirrup 7, adapted to transmit the vibrations of the eardrum to the oval window 9 which is the junction point between the last ossicle of the chain (the stirrup) and the inner ear (not shown). The inner ear converts mechanical vibrations into nerve impulses. The probe 11 comprises a macroscopic body 13 in the form of a cylinder a few millimeters in diameter and a few centimeters in length. The dimensions of the body 13 are such that the probe can be manipulated manually, and that one end of the probe can be placed in contact with a patient's ossicle via a hole some 20 millimeters in diameter made in the skull. of the patient. The probe 11 can be held in abutment against the ossicle by the surgeon, or by an assistant. Figure 2 is an enlarged schematic view of the sensing end of the probe 11, i.e., its end 25 intended to come into contact with the ossicle. At this end, the cylindrical body 13 supports a vibration sensor 15, or dynamic force sensor, comprising an elastic membrane on which are placed strain gauges (not shown) adapted to generate electrical signals representative of the deformations of the membrane. The probe further comprises a vibration transmission rod 17 whose one end is fixed to the sensor membrane 15. The rod 17 is disposed substantially orthogonal to the mean plane of the membrane at rest, and substantially in the center of the membrane. The free end of the rod 17 is intended to be placed in abutment against the ossicle whose vibration it is desired to measure. The rod 17 and the sensor 15 are arranged so that, when the ossicle vibrates, the rod 17 transmits the vibrations of the ossicle to the sensor 15. Under the effect of the vibrations, the elastic membrane of the sensor 15 deforms and the Membrane deformations are converted into electrical signals by strain gauges placed on the membrane. The probe 11 is connected to a processing unit 19 adapted to receive the electrical signals generated by the strain gauges placed on the membrane, and to convert these signals into a signal representative of the oscillations of the osselet, exploitable by the user. In the example shown, the probe 11 is positioned relative to the ossicle so that the vibrations of the osselet are in directions substantially orthogonal to the axis of the rod 17 at rest, that is to say that the force F exerted on the rod by the ossicle due to the vibrational movements of the osselet is substantially orthogonal to the axis of the rod 17 at rest. The probe 11 can however also function when the force F has a component parallel to the axis of the rod at rest, that is to say that it can also measure vibrations of the ossicle in directions parallel to the A disadvantage of the probe 11 is that, in practice, the signal it provides is representative not only of the vibrations of the ossicle under the effect of the acoustic test wave received by the patient's hearing aid, but also hand shake of the probe operator. The measurement is thus polluted by parasitic noises related to the tremors of the hand of the operator, which makes it difficult to exploit.

Un autre inconvénient est que l'amplitude des tremble- ments de la main de l'opérateur peut être très supérieure à l'amplitude des vibrations de l'osselet sous l'effet d'une onde acoustique. Les efforts mécaniques liés aux tremblements de la main de l'opérateur étant reportés sur la membrane par la tige B11484 4 17, il existe un risque d'endommagement de la membrane du fait de ces tremblements. Résumé Ainsi, un objet d'un mode de réalisation de la 5 présente invention est de prévoir un dispositif pour mesurer les vibrations d'un objet, ce dispositif palliant au moins en partie certains des inconvénients des dispositifs connus. Un objet d'un mode de réalisation de la présente invention est de prévoir une sonde manuelle pour mesurer les 10 vibrations d'un objet, dans laquelle la mesure fournie par la sonde n'est pas ou est peu impactée par les tremblements de la main de l'opérateur. Un objet d'un mode de réalisation de la présente invention est de réduire les risques d'endommagement du capteur 15 sous l'effet des tremblements de la main de l'opérateur. Ainsi, un mode de réalisation de la présente invention prévoit un dispositif de mesure des vibrations d'un objet, comprenant : un capteur de vibrations ; et une tige de transmission des vibrations de l'objet au capteur, dont une extrémité 20 est fixée au capteur, dans lequel la tige est en un matériau ayant, aux températures d'utilisation du dispositif, un module de Young aux fréquences supérieures à 1000 Hz supérieur d'au moins un facteur 2 à son module de Young aux fréquences allant de 1 à 10 Hz. 25 Selon un mode de réalisation de la présente invention, la tige est conçue de façon que, aux températures d'utilisation du dispositif, sa raideur à des fréquences supérieures à 1000 Hz soit supérieure d'au moins un facteur 2 à sa raideur aux fréquences allant de 1 à 10 Hz. 30 Selon un mode de réalisation de la présente invention, le capteur comprend une membrane élastique sur laquelle sont disposées des jauges de contrainte, la tige étant disposée selon une direction sensiblement perpendiculaire au plan moyen de la membrane au repos. Another disadvantage is that the amplitude of the tremors of the operator's hand can be much greater than the amplitude of the vibrations of the ossicle under the effect of an acoustic wave. The mechanical forces related to the hand shake of the operator being carried on the membrane by the rod B11484 4 17, there is a risk of damaging the membrane due to these tremors. SUMMARY Thus, an object of an embodiment of the present invention is to provide a device for measuring the vibrations of an object, this device at least partially overcoming some of the disadvantages of known devices. An object of an embodiment of the present invention is to provide a hand probe for measuring the vibration of an object, in which the measurement provided by the probe is not or is hardly impacted by hand tremors. of the operator. An object of an embodiment of the present invention is to reduce the risk of damage to the sensor under the effect of hand shake by the operator. Thus, an embodiment of the present invention provides a device for measuring the vibrations of an object, comprising: a vibration sensor; and a rod for transmitting vibrations from the object to the sensor, one end of which is fixed to the sensor, in which the rod is made of a material having, at the operating temperatures of the device, a Young's modulus at frequencies greater than 1000 Hz greater than at least a factor of 2 to its Young's modulus at frequencies ranging from 1 to 10 Hz. According to one embodiment of the present invention, the rod is designed so that, at the operating temperatures of the device, its stiffness at frequencies greater than 1000 Hz is at least a factor 2 greater than its stiffness at frequencies ranging from 1 to 10 Hz. According to one embodiment of the present invention, the sensor comprises an elastic membrane on which are arranged strain gauges, the rod being disposed in a direction substantially perpendicular to the mean plane of the membrane at rest.

B11484 Selon un mode de réalisation de la présente invention, le dispositif susmentionné est destiné à être utilisé à des températures allant de 15°C à 35°C. Selon un mode de réalisation de la présente invention, 5 le matériau de la tige est un polymère thermodurcissable. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le matériau de la tige est un polymère thermoplastique. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le matériau de la tige est une résine polyuréthane. According to one embodiment of the present invention, the above-mentioned device is intended to be used at temperatures ranging from 15 ° C to 35 ° C. According to one embodiment of the present invention, the material of the rod is a thermosetting polymer. According to one embodiment of the present invention, the material of the rod is a thermoplastic polymer. According to one embodiment of the present invention, the material of the rod is a polyurethane resin.

Selon un mode de réalisation de la présente invention, le matériau de la tige est une résine polyuréthane commercialisée par la société WEVO sous la dénomination PU 948. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le matériau de la tige est une résine époxy. According to one embodiment of the present invention, the material of the rod is a polyurethane resin marketed by the company WEVO under the name PU 948. According to one embodiment of the present invention, the material of the rod is an epoxy resin.

Selon un mode de réalisation de la présente invention, le matériau de la tige est une résine époxy commercialisée par la marque ELANTAS sous la dénomination EC 51. Brève description des dessins Ces objets, caractéristiques et avantages, ainsi que 20 d'autres seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : la figure 1, précédemment décrite, représente schématiquement l'oreille moyenne d'un patient, et un exemple 25 d'une sonde de mesure de vibrations positionnée en appui sur un osselet du patient ; la figure 2, précédemment décrite, est une vue schématique agrandie de l'extrémité sensible de la sonde de la figure 1 ; 30 la figure 3 est une vue schématique agrandie de l'extrémité sensible d'un mode de réalisation d'une sonde de mesure des vibrations d'un objet ; et la figure 4 est un diagramme illustrant les caractéristiques d'élasticité de plusieurs matériaux en fonction 35 de la fréquence de vibration de ces matériaux. According to one embodiment of the present invention, the material of the rod is an epoxy resin marketed by ELANTAS under the name EC 51. Brief description of the drawings These objects, characteristics and advantages, as well as others, will be exhibited in DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1, previously described, shows schematically the middle ear of a patient, and an example of a probe. vibration measuring device positioned in support on a patient's ossicle; Figure 2, previously described, is an enlarged schematic view of the sensitive end of the probe of Figure 1; FIG. 3 is an enlarged schematic view of the sensitive end of an embodiment of a probe for measuring the vibration of an object; and FIG. 4 is a diagram illustrating the elasticity characteristics of several materials as a function of the vibration frequency of these materials.

B11484 6 Par souci de clarté, de mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références aux différentes figures et, de plus, les diverses figures ne sont pas tracées à l'échelle. Description détaillée Comme indiqué ci-dessus, un inconvénient de la sonde 11 décrite en relation avec les figures 1 et 2 est qu'elle mesure non seulement les vibrations des osselets, mais également les tremblements de la main de l'opérateur. Ceci résulte du fait que la tige 17 transmet au capteur 15 non seulement des forces liées aux vibrations acoustiques de l'osselet, mais également la force avec laquelle l'opérateur applique la sonde contre l'osselet. Les tremblements de la main de l'opérateur entrainent une variation de la force d'appui de la sonde contre l'osselet. Cette variation est mesurée par le capteur 15, ce qui parasite la mesure dynamique effectuée par le capteur. En outre, la force exercée sur le capteur, liée aux tremblements de la main de l'opérateur, peut être relativement importante et endommager le capteur. Les études menées par les inventeurs ont montré que les tremblements de la main de l'opérateur de la sonde correspondent à des vibrations basse fréquence, typiquement inférieures à 100 Hz et le plus souvent inférieures à 10 Hz. Les vibrations acoustiques de l'osselet sont en revanche à des fréquences plus élevées, généralement supérieures à 1000 Hz. B11484 6 For the sake of clarity, the same elements have been designated with the same references in the various figures and, in addition, the various figures are not drawn to scale. DETAILED DESCRIPTION As indicated above, a disadvantage of the probe 11 described in connection with FIGS. 1 and 2 is that it measures not only the vibrations of the ossicles, but also the tremors of the operator's hand. This results from the fact that the rod 17 transmits to the sensor 15 not only forces related to the acoustic vibrations of the ossicle, but also the force with which the operator applies the probe against the ossicle. Tremor of the operator's hand causes a variation of the bearing force of the probe against the ossicle. This variation is measured by the sensor 15, which parasitizes the dynamic measurement made by the sensor. In addition, the force exerted on the sensor, related to the hand shake of the operator, may be relatively large and damage the sensor. The studies conducted by the inventors have shown that the hand tremor of the probe operator corresponds to low frequency vibrations, typically less than 100 Hz and most often less than 10 Hz. The acoustic vibrations of the osselet are on the other hand at higher frequencies, generally above 1000 Hz.

Dans un exemple de réalisation, les fréquences des ondes acoustiques utilisées pour tester de façon suffisamment complète l'appareil auditif du patient pendant une opération chirurgicale peuvent être comprises entre 1000 et 3000 Hz. Pour éliminer les bruits parasites liés aux trem- blements de la main de l'opérateur, on pourrait prévoir un filtrage électronique du signal généré par la sonde 11. On pourrait par exemple inclure un module de filtrage dans l'unité de traitement 19, ce module étant configuré pour filtrer les signaux à basse fréquence correspondant aux tremblements de la main de l'opérateur et ne conserver que les signaux haute B11484 7 fréquence correspondant aux vibrations acoustiques de l'osselet. Toutefois, l'amplitude des déformations de la membrane du capteur 15 sous l'effet des vibrations acoustiques de l'osselet est très faible par rapport à l'amplitude des déformations de la membrane sous l'effet des tremblements de la main de l'opérateur. A titre d'exemple, l'amplitude des déplacements d'un osselet sous l'effet d'une onde acoustique appliquée à un niveau sonore de l'ordre de 105 dB au niveau du tympan est comprise entre quelques dizaines et quelques centaines de nanomètres. A titre de comparaison, l'amplitude des vibrations liées aux tremblements de la main de l'opérateur peut dépasser plusieurs centaines de micromètres. En d'autres termes, le rapport signal utile sur bruit de la sonde 11 est très faible. Le filtrage électronique des bruits parasites est par conséquent difficile à mettre en oeuvre et conduit inévitablement à distordre de façon significative le signal utile que l'on souhaite mesurer. Par ailleurs, la prévision d'un dispositif de filtrage électronique ne résout pas le problème des risques d'endommagement du capteur sous l'effet de l'effort mécanique lié aux tremblements de la main de l'opérateur. La figure 3 est une vue schématique agrandie de l'extrémité sensible d'un exemple d'un mode de réalisation d'une sonde 31 de mesure des vibrations d'un osselet. Dans cet exemple, la sonde 31 de la figure 3 diffère de la sonde 11 des figures 1 et 2 essentiellement par la nature du matériau dans lequel est réalisée la tige de transmission des vibrations de l'osselet au capteur. Par rapport à la sonde 11, la tige 17 de transmission des vibrations est remplacée par une tige 37 en un matériau dont la rigidité dépend de sa fréquence de vibration. In an exemplary embodiment, the frequencies of the acoustic waves used to test the patient's hearing instrument in a sufficiently complete manner during a surgical operation can be between 1000 and 3000 Hz. To eliminate the parasitic noise associated with the tremors of the hand of the operator, an electronic filtering of the signal generated by the probe 11 could be provided. For example, a filtering module could be included in the processing unit 19, this module being configured to filter the low frequency signals corresponding to the tremors. of the operator's hand and keep only the high frequency signals corresponding to the acoustic vibrations of the ossicles. However, the amplitude of the deformations of the membrane of the sensor 15 under the effect of the acoustic vibrations of the osselet is very small compared to the amplitude of the deformations of the membrane under the effect of the tremor of the hand of the operator. For example, the amplitude of the displacement of a osselet under the effect of an acoustic wave applied to a sound level of the order of 105 dB at the tympanum is between a few tens and a few hundred nanometers . By way of comparison, the amplitude of the vibrations related to the tremor of the operator's hand can exceed several hundred micrometers. In other words, the useful signal-to-noise ratio of the probe 11 is very low. The electronic filtering of spurious noise is therefore difficult to implement and inevitably leads to a significant distortion of the useful signal that it is desired to measure. Furthermore, the provision of an electronic filtering device does not solve the problem of the risk of damaging the sensor under the effect of the mechanical stress related to the tremor of the hand of the operator. FIG. 3 is an enlarged schematic view of the sensitive end of an example of an embodiment of a probe 31 for measuring the vibrations of an ossicle. In this example, the probe 31 of FIG. 3 differs from the probe 11 of FIGS. 1 and 2 essentially in the nature of the material in which the rod for transmitting the vibrations of the ossicle to the sensor is made. With respect to the probe 11, the rod 17 of vibration transmission is replaced by a rod 37 of a material whose rigidity depends on its vibration frequency.

Parmi les matériaux dont la rigidité dépend de la fréquence de vibration, on trouve par exemple des polymères thermoplastiques et des polymères thermodurcissables réticulés. On notera que la rigidité de ces matériaux dépend aussi de leur température, et que, à une température donnée, les variations de rigidité en fonction de la fréquence sont plus importantes dans B11484 8 certains domaines de fréquence que dans d'autres. On prévoit, pour réaliser la tige 37, de choisir un matériau présentant, à la température d'utilisation de la sonde, c'est-à-dire par exemple à une température comprise entre 15°C et 35°C, une augmentation significative de sa rigidité entre une plage de fréquences basses correspondant aux tremblements de la main de l'opérateur, par exemple la plage allant de 1 à 10 Hz, et la plage de fréquences hautes correspondant aux vibrations acoustiques de l'osselet, par exemple les fréquences supérieures à 1000 Hz. Dans un exemple de réalisation, la tige 37 est en un matériau présentant, à la température d'utilisation de la sonde, un module de Young aux fréquences supérieures à 1000 Hz supérieur d'au moins un facteur 2 et de préférence d'au moins un facteur 10 à son module de Young aux fréquences allant de 1 à 10 Hz. Un avantage de la sonde 31 est que, la tige 37 de transmission des vibrations étant plus souple à basse fréquence qu'à haute fréquence, elle atténue plus fortement les vibrations basse fréquence liées aux tremblements de la main de l'opérateur que les vibrations haute fréquence liées aux vibrations acoustiques de l'osselet. La tige 37 se comporte donc comme un filtre passe-haut mécanique. Il en résulte que le rapport signal utile sur bruit de la sonde 31 est plus élevé que celui de la sonde 11 décrite en relation avec les figures 1 et 2. Ceci permet de réduire les besoins en filtrage électronique et d'améliorer la qualité du signal extrait par la sonde. Ceci permet de plus de réduire les risques d'endommagement du capteur sous l'effet des tremblements de la main de l'opérateur de la sonde. Among the materials whose rigidity depends on the vibration frequency, there are for example thermoplastic polymers and crosslinked thermosetting polymers. It should be noted that the stiffness of these materials also depends on their temperature, and that at a given temperature, the variations in rigidity as a function of frequency are greater in certain frequency domains than in others. In order to produce the rod 37, it is envisaged to choose a material having, at the temperature of use of the probe, that is to say for example at a temperature of between 15 ° C. and 35 ° C., a significant increase its rigidity between a low frequency range corresponding to the tremors of the hand of the operator, for example the range from 1 to 10 Hz, and the high frequency range corresponding to the acoustic vibrations of the osselet, for example the frequencies greater than 1000 Hz. In one exemplary embodiment, the rod 37 is made of a material having, at the temperature of use of the probe, a Young's modulus at frequencies greater than 1000 Hz greater than at least a factor of 2 and of preferably at least a factor of 10 at its Young's modulus at frequencies ranging from 1 to 10 Hz. One advantage of the probe 31 is that, the vibration transmission rod 37 being more flexible at low frequency than at high frequency, she attends more strongly the low-frequency vibrations related to the tremors of the operator's hand than the high frequency vibrations related to the acoustic vibrations of the osselet. The rod 37 therefore behaves like a mechanical high-pass filter. As a result, the useful signal-to-noise ratio of the probe 31 is higher than that of the probe 11 described in connection with FIGS. 1 and 2. This makes it possible to reduce the requirements for electronic filtering and to improve the quality of the signal. extracted by the probe. This also reduces the risk of damage to the sensor under the effect of tremor of the hand of the operator of the probe.

On notera que la raideur de la tige 37 ne dépend pas uniquement du module de Young du matériau dont elle est constituée, mais dépend également de ses dimensions. La tige 37 est de préférence conçue de façon que, à la température d'utilisation de la sonde, sa raideur à des fréquences de vibration élevées, par exemple supérieures à 1000 Hz, soit B11484 9 supérieure d'au moins un facteur 2 et de préférence d'au moins un facteur 10 à sa raideur à des fréquences de vibration plus basses, par exemple comprises entre 1 et 10 Hz. La tige 37 et le capteur 15 sont de préférence conçus de façon que la raideur de l'ensemble tige + capteur soit inférieure à 10 N/m (compliance supérieure à 0,1 m/N) pour les fréquences inférieures à 10 Hz, ce qui permet que les tremblements de la main de l'opérateur n'endommagent pas le capteur ou les osselets, et inférieure à 1000 N/m (compliance supérieure à 0,001 m/N) pour les fréquences supérieures à 1000 Hz, ce qui permet que le capteur ne s'oppose pas aux vibrations des osselets au point d'en diminuer l'amplitude de vibration. La figure 4 est un diagramme représentant de façon schématique, à une température donnée (de l'ordre de 30°C dans cet exemple), pour cinq matériaux distincts, l'évolution du module de Young E du matériau en pascals (Pa) en fonction de sa fréquence de vibration F en hertz (Hz) sur une échelle log-log. Les matériaux testés dans l'exemple de la figure 3 sont une résine polyuréthane commercialisée par la société WEVO sous la dénomination PU 948, deux résines époxy commercialisées par la marque ELANTAS respectivement sous les dénominations EC 67 et EC 51, une résine phénol-formaldéhyde commercialisée par la marque POLYSCIENCES sous la dénomination PC 713, et un acrylate d'uréthane commercialisé par la marque DYMAX sous la dénomi- nation 628 VLV. Les courbes 31, 32, 33, 34 et 35 de la figure 4 représentent respectivement l'évolution du module de Young en fonction de la fréquence de vibration du matériau pour le PC 713, le EC 67, le 628 VLV, le PU 948 et le EC 51. On observe qu'il existe, pour chacun des matériaux étudiés, une plage de fréquences dans laquelle le module de Young du matériau augmente de façon significative en fonction de la fréquence de vibration. On observe de plus que, pour chacun des matériaux, il existe un seuil de fréquence haut au-dessus duquel l'augmentation du module de Young en fonction de la B11484 10 fréquence de vibration devient négligeable (palier de stabilisation). Pour le PC 713 (courbe 31), le EC 67 (courbe 32) et le 628 VLV (courbe 33), les plages de fréquence dans lesquelles le module de Young augmente de façon significative en fonction de la fréquence de vibration sont des plages de très basse fréquence, comprises entre environ 10-5 et 10-10 Hz. Au-dessus de 10-2 Hz, le module de Young de ces trois matériaux est relativement stable. En particulier, il n'existe pas d'augmen- tation significative du module de Young entre la plage de fréquence de 1 à 10 Hz (correspondant aux tremblements parasites de l'opérateur de la sonde) d'une part, et les fréquences supérieures à 1000 Hz (correspondant aux vibrations acoustiques d'un osselet) d'autre part. Le PC713, le EC 67 et le 628 -VIN ne conviennent donc pas pour obtenir l'effet recherché de filtrage mécanique des parasites liés aux tremblements de la main de l'opérateur de la sonde. Pour le PU 948 (courbe 34) et le EC 51 (courbe 35), on observe en revanche une augmentation significative du module de Young entre les fréquences de l'ordre de 1 à 10 Hz d'une part et les fréquences supérieures à 1000 Hz d'autre part. A titre d'illustration, le PU 948 et le EC 51 ont un module de Young similaire, d'approximativement 100 MPa, à 1 Hz, et ont respectivement des modules de Young d'approximativement 400 MPa et 800 MPa à 1000 Hz. Ces matériaux conviennent donc pour obtenir l'effet recherché de filtrage mécanique des vibrations parasites liées aux tremblements de l'opérateur de la sonde. D'autres matériaux que le PU 948 et le EC 51, et, plus généralement, d'autres matériaux que des polymères thermo- plastiques et des polymères thermodurcissables, peuvent convenir pour réaliser la tige 37. A titre d'exemple, pour sélectionner les matériaux permettant d'obtenir l'effet recherché de filtrage mécanique des vibrations parasites, on peut effectuer, aux températures d'utilisation de la sonde, une mesure de l'évo- lution du module de Young des matériaux candidats en fonction de B11484 11 leur fréquence de vibration, et choisir des matériaux dont le module de Young à des fréquences supérieures à 1000 Hz est supérieur d'au moins un facteur 2 et de préférence d'au moins un facteur 10 au module de Young à des fréquences allant de 1 à 10 Hz (à la manière de ce qui a été décrit en relation avec la figure 4). La mesure de l'évolution du module de Young en fonction de la fréquence peut être effectuée sur un échantillon du matériau à l'aide d'un visco-analyseur ou analyseur mécanique dynamique. It will be noted that the stiffness of the rod 37 does not depend solely on the Young's modulus of the material of which it is made, but also depends on its dimensions. The rod 37 is preferably designed so that, at the temperature of use of the probe, its stiffness at high vibration frequencies, for example greater than 1000 Hz, is B11484 greater by at least a factor of 2 and preferably at least a factor of 10 at its stiffness at lower vibration frequencies, for example between 1 and 10 Hz. The rod 37 and the sensor 15 are preferably designed so that the stiffness of the entire rod + sensor is less than 10 N / m (compliance greater than 0.1 m / N) for frequencies below 10 Hz, which allows the hand shake of the operator to not damage the sensor or the ossicles, and less than 1000 N / m (compliance greater than 0.001 m / N) for frequencies greater than 1000 Hz, which allows the sensor not to oppose the vibrations of the ossicles to the extent of decreasing the amplitude of vibration . FIG. 4 is a diagram showing schematically, at a given temperature (of the order of 30 ° C. in this example), for five different materials, the evolution of the Young's modulus E of the material in pascals (Pa) in according to its frequency of vibration F in hertz (Hz) on a log-log scale. The materials tested in the example of FIG. 3 are a polyurethane resin marketed by the company WEVO under the name PU 948, two epoxy resins marketed under the trade name Elantas under the names EC 67 and EC 51 respectively, a commercialized phenol-formaldehyde resin. by the trademark POLYSCIENCES under the name PC 713, and a urethane acrylate marketed by the trademark DYMAX under the name 628 VLV. The curves 31, 32, 33, 34 and 35 of FIG. 4 respectively represent the evolution of the Young's modulus as a function of the vibration frequency of the material for the PC 713, the EC 67, the 628 VLV and the PU 948. the EC 51. It is observed that there exists, for each of the materials studied, a range of frequencies in which the Young's modulus of the material increases significantly according to the frequency of vibration. It is further observed that, for each of the materials, there is a high frequency threshold above which the increase of the Young's modulus as a function of the vibration frequency becomes negligible (stabilization plateau). For PC 713 (curve 31), EC 67 (curve 32) and 628 VLV (curve 33), the frequency ranges in which the Young's modulus increases significantly as a function of the vibration frequency are ranges of very low frequency, between about 10-5 and 10-10 Hz. Above 10-2 Hz, the Young's modulus of these three materials is relatively stable. In particular, there is no significant increase in the Young's modulus between the frequency range of 1 to 10 Hz (corresponding to parasitic tremor of the probe operator) on the one hand, and the higher frequencies at 1000 Hz (corresponding to the acoustic vibrations of a ossicle) on the other hand. The PC713, the EC 67 and the 628 -VIN are therefore not suitable for obtaining the desired effect of mechanical filtering of parasites associated with hand shake by the operator of the probe. For PU 948 (curve 34) and EC 51 (curve 35), a significant increase in Young's modulus is observed between frequencies of the order of 1 to 10 Hz on the one hand and frequencies above 1000 Hz on the other hand. By way of illustration, the PU 948 and the EC 51 have a similar Young's modulus, of approximately 100 MPa, at 1 Hz, and respectively have Young's moduli of approximately 400 MPa and 800 MPa at 1000 Hz. Materials are therefore suitable for obtaining the desired effect of mechanical filtering of parasitic vibrations related to the trembling of the operator of the probe. Other materials than PU 948 and EC 51, and, more generally, other materials than thermoplastic polymers and thermosetting polymers, may be suitable for producing the rod 37. By way of example, to select the In order to obtain the desired effect of mechanical filtering of parasitic vibrations, it is possible to measure, at the probe operating temperatures, the evolution of the Young's modulus of the candidate materials as a function of B11484. vibration frequency, and choose materials whose Young's modulus at frequencies greater than 1000 Hz is at least a factor of 2 and preferably at least a factor of 10 greater than the Young's modulus at frequencies ranging from 1 to 10 Hz (in the manner of what has been described in connection with Figure 4). The measurement of the Young's modulus as a function of frequency can be performed on a sample of the material using a visco-analyzer or dynamic mechanical analyzer.

Dans un exemple de réalisation, le capteur 15 comprend une membrane élastique en une résine commercialisée par la société MICROCHEM sous la dénomination SU8, et la tige de transmission des vibrations est réalisée en la résine époxy EC 51 susmentionnée. Dans cet exemple, la membrane élastique a une épaisseur de l'ordre de 23 gm et un diamètre de l'ordre de 440 pin, et la tige de transmission des vibrations a une forme approximativement cylindrique de 3 mm de longueur et de 220 gm de rayon. Pour la réalisation de la membrane, d'autres matériaux peuvent être utilisés, par exemple du silicium ou divers polymères. Des modes de réalisation particuliers de la présente invention ont été décrits. Diverses variantes et modifications apparaîtront à l'homme de l'art. En particulier, l'invention ne se limite pas au cas 25 particulier décrit ci-dessus où le capteur de vibrations auquel est fixé la tige de transmission est un capteur comprenant une membrane élastique et des jauges de contrainte placées sur la membrane. L'homme de l'art saura mettre en oeuvre le fonctionnement recherché en utilisant d'autres types de capteurs de 30 vibration. Par ailleurs, l'invention ne se restreint pas à l'exemple particulier décrit ci-dessus dans lequel la sonde est destinée à être utilisée pour mesurer des vibrations d'un osselet de l'appareil auditif d'un patient. Plus généralement, 35 l'homme de l'art saura mettre en oeuvre le fonctionnement B11484 12 recherché dans d'autres types de dispositifs de mesure des vibrations mécaniques d'un objet. De plus, l'invention ne se restreint pas au cas où la sonde est une sonde manuelle. En effet, dans le cas d'une sonde maintenue en position par des moyens mécaniques, il peut parfois aussi être bénéfique de filtrer des vibrations parasites dans des plages de fréquences peu élevées. In an exemplary embodiment, the sensor 15 comprises an elastic membrane of a resin marketed by the company MICROCHEM under the name SU8, and the vibration transmission rod is made of the epoxy resin EC 51 mentioned above. In this example, the elastic membrane has a thickness of the order of 23 gm and a diameter of the order of 440 pin, and the vibration transmission rod has an approximately cylindrical shape of 3 mm in length and 220 gm of Ray. For the production of the membrane, other materials may be used, for example silicon or various polymers. Particular embodiments of the present invention have been described. Various variations and modifications will be apparent to those skilled in the art. In particular, the invention is not limited to the particular case described above wherein the vibration sensor to which the transmission rod is attached is a sensor comprising an elastic membrane and strain gauges placed on the membrane. Those skilled in the art will be able to implement the desired operation using other types of vibration sensors. Furthermore, the invention is not limited to the particular example described above in which the probe is intended to be used to measure vibrations of a ossicle of the auditory apparatus of a patient. More generally, those skilled in the art will be able to implement the desired operation in other types of devices for measuring the mechanical vibrations of an object. In addition, the invention is not restricted to the case where the probe is a hand probe. Indeed, in the case of a probe held in position by mechanical means, it may also sometimes be beneficial to filter parasitic vibrations in low frequency ranges.

Claims

REVENDICATIONS1. Apparatus (31) for measuring the vibrations of an object, comprising: a vibration sensor (15); and a rod (37) for transmitting vibrations from the object to the sensor, one end of which is attached to the sensor, wherein the rod (37) is of a material having, at the operating temperatures of the device, a module of Young at frequencies above 1000 Hz greater than at least a factor of 2 at its Young's modulus at frequencies ranging from 1 to 10 Hz.

2. Device (31) according to claim 1, wherein the rod (37) is designed so that at the device operating temperatures, its stiffness at frequencies above 1000 Hz is greater than at least a factor of 2 at its stiffness at frequencies ranging from 1 to 10 Hz.

3. Device (31) according to claim 1 or 2, wherein the sensor (15) comprises an elastic membrane on which strain gauges are arranged, the rod (37) being arranged in a direction substantially perpendicular to the mean plane of the membrane at rest. 20

4. Device (31) according to any one of claims 1 to 3, for use at temperatures ranging from 15 ° C to 35 ° C.

The device (31) according to any one of claims 1 to 4, wherein said material is a thermosetting polymer.

6. Device (31) according to any one of claims 1 to 4, wherein said material is a thermoplastic polymer.

The device (31) according to any one of claims 1 to 6, wherein said material is a polyurethane resin.

8. Device according to claim 7, wherein said material is a polyurethane resin marketed by the company WEVO under the name PU 948.B11484 14

9. Device (31) according to any one of claims 1 to 6, wherein said material is an epoxy resin.

10. Device according to claim 9, wherein said material is an epoxy resin marketed by ELANTAS under the name EC 51.