FR2994819A1

FR2994819A1 - ELECTROPHYSIOLOGICAL ANALYSIS SYSTEM WITH DETECTION OF MALFUNCTIONS

Info

Publication number: FR2994819A1
Application number: FR1258035A
Authority: FR
Inventors: Kamel Khalfallah; Philippe Brunswick
Original assignee: Impeto Medical SAS
Current assignee: Impeto Medical SAS
Priority date: 2012-08-28
Filing date: 2012-08-28
Publication date: 2014-03-07
Anticipated expiration: 2032-08-28
Also published as: FR2994819B1; WO2014033117A1

Abstract

L'invention concerne un système (100) comprenant : - une série d'électrodes (110), - une source de tension continue (120), - un dispositif de commande (130), pour appliquer à une paire d'électrodes constituant une anode et une cathode des créneaux de tension continue, et pour connecter au moins une autre électrode en haute impédance, pour mesurer le potentiel du corps, - un dispositif de mesure (140) agencé pour relever des données représentatives du courant à la cathode et des potentiels sur des électrodes en haute impédance en réponse à l'application des créneaux, lesdites données permettant de déterminer une valeur de la conductance électrochimique de la peau à l'anode et à la cathode, et un dispositif de diagnostic du système (150), pour détecter un dysfonctionnement du système à partir des données représentatives du courant à la cathode et des potentiels sur au moins certaines électrodes en haute impédance.A system (100) comprising: - a series of electrodes (110), - a DC voltage source (120), - a control device (130), for applying to a pair of electrodes constituting a anode and a cathode of the dc voltage slots, and for connecting at least one other high impedance electrode, for measuring the potential of the body, - a measuring device (140) arranged to record data representative of the current at the cathode and potentials on high impedance electrodes in response to slot application, said data for determining a value of the electrochemical conductance of the skin at the anode and at the cathode, and a diagnostic device of the system (150), to detect a malfunction of the system from data representative of current at the cathode and potentials on at least some high impedance electrodes.

Description

DOMAINE DE L'INVENTION L'invention concerne de manière générale le domaine de l'analyse électrophysiologique du corps humain, en vue par exemple de détecter des pathologies.FIELD OF THE INVENTION The invention generally relates to the field of electrophysiological analysis of the human body, with a view, for example, to detecting pathologies.

L'invention est notamment applicable à l'évaluation de la fonction sudorale du corps humain. ART ANTERIEUR La Demanderesse a déjà proposé dans le brevet FR 2 912 893 un système d'analyse électrophysiologique comprenant une série d'électrodes destinées à être positionnées en différentes régions du corps d'un sujet, une source de tension continue, adaptée pour générer des créneaux de tension continue ajustable, et un circuit de commutation, agencé pour sélectivement relier une paire d'électrodes dites actives à la source de tension, lesdites électrodes actives constituant une anode et une cathode, et pour connecter au moins une autre électrode en haute impédance. Le système comprend quatre électrodes : deux électrodes pour les pieds, et deux pour les mains, sur lesquelles le patient positionne ses mains et ses pieds. La tension appliquée par la source de tension sur les électrodes permet de générer dans la couche externe de la peau un courant électrophysiologique dont l'étude de certaines caractéristiques peut indiquer l'existence de pathologies ou de prédispositions pathologiques. En particulier, en mesurant le courant traversant le corps au niveau de la cathode, ainsi que les potentiels des électrodes connectées en haute impédance, on peut évaluer la conductance électrochimique de la peau. On a représenté en figure 1 le courant généré dans la peau en réaction à l'application d'une tension par l'anode, ainsi que la conductance électrochimique de la peau en fonction de la tension à l'anode. La conductance électrochimique de la peau correspond à la pente de la courbe tension - courant pour les plus faibles tensions, et elle varie en fonction de l'état de santé du sujet. Ainsi par exemple, une faible pente de la courbe tension-courant peut être un indice, chez un sujet diabétique, d'une neuropathie diabétique, comme décrit dans le document de Gin H, et al. « Non-invasive and quantitative assessment of sudomotor function for peripheral diabetic neuropathy evaluation. Diabetes Metab (2011), doi:10.1016/j.diabet.2011.05.003 ». Cependant, la mesure peut être faussée dans le cas où le sujet modifie la position de ses mains ou de ses pieds sur les électrodes, ou en cas de dysfonctionnement d'un des composants du système, notamment les électrodes. La mesure, qui consiste à appliquer aux électrodes actives une série de créneaux de tension continue, la valeur de la tension variant d'un créneau à l'autre, peut être poursuivie à tort en l'absence de détection d'un de ces biais. Il en résulte une perte de temps puisqu'il faut reprendre la mesure depuis le début, et un risque de diagnostic erroné. RESUME DE L'INVENTION L'invention a pour but de remédier à au moins l'un des inconvénients décrits ci-avant. En particulier, un but de l'invention est de permettre la détection du dysfonctionnement d'une électrode ou d'une altération de la position ou contact d'une électrode par rapport à la région du corps sur laquelle elle est placée. A cet égard, l'invention propose un système d'analyse électrophysiologique, comprenant : - une série d'électrodes destinées à être placées en différentes régions du corps humain, - une source de tension continue, - un dispositif de commande, adapté pour sélectivement appliquer à une paire d'électrodes dites actives des créneaux de tension continue générés par la source de tension, lesdites électrodes actives constituant une anode et une cathode, et pour connecter au moins une autre électrode, dite passive, en haute impédance, ladite électrode servant à mesurer le potentiel atteint par le corps, et - un dispositif de mesure agencé pour relever des données représentatives du courant à la cathode et des potentiels sur au moins certaines électrodes connectées en haute impédance en réponse à l'application des créneaux, lesdites données permettant de déterminer une valeur de la conductance électrochimique de la peau à l'anode et à la cathode, le système étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre un dispositif de diagnostic du système, adapté pour détecter un dysfonctionnement du système à partir des données représentatives du courant à la cathode et des potentiels sur au moins certaines électrodes connectées en haute impédance. Avantageusement, mais facultativement, le système selon l'invention peut en outre comprendre au moins l'une des caractéristiques suivantes : - le système comprend en outre une résistance de mesure reliée en série entre la cathode et la terre, le dispositif de mesure étant agencé pour relever la tension aux bornes de la résistance de mesure, et le dispositif de diagnostic du système est adapté pour détecter un dysfonctionnement de l'anode si la tension aux bornes de la résistance de mesure et les potentiels des électrodes passives sont nuls. - le dispositif de diagnostic du système est adapté pour détecter un dysfonctionnement de la cathode si la tension aux bornes de la résistance de mesure est nulle et les potentiels des électrodes passives sont non-nuls. - le dispositif de diagnostic du système est adapté pour détecter un dysfonctionnement d'une électrode passive si son potentiel est constant pour des valeurs de tensions différentes imposées à l'anode. - le dispositif de diagnostic du système est adapté pour détecter un défaut de contact de la cathode avec la peau du corps ou un défaut de contact électrique entre la cathode et le reste du circuit si le potentiel des électrodes passives est égal au potentiel imposé à l'anode. - le dispositif de diagnostic du système est en outre adapté pour déterminer, à partir des données, la valeur des conductances électrochimiques de la peau à l'anode et à la cathode, et pour analyser lesdites valeurs pour détecter un déplacement d'au moins une électrode par rapport à la région du corps humain sur laquelle elle a été placée, et identifier ladite électrode. - Le système comprend en outre un dispositif d'affichage adapté pour afficher une alerte indiquant le dysfonctionnement d'une électrode et identifiant chaque électrode défectueuse.The invention is particularly applicable to the evaluation of the sweat function of the human body. PRIOR ART The Applicant has already proposed in patent FR 2 912 893 an electrophysiological analysis system comprising a series of electrodes intended to be positioned in different regions of the body of a subject, a DC voltage source adapted to generate adjustable DC voltage slips, and a switching circuit, arranged to selectively connect a pair of so-called active electrodes to the voltage source, said active electrodes constituting an anode and a cathode, and for connecting at least one other high impedance electrode . The system includes four electrodes: two electrodes for the feet, and two for the hands, on which the patient positions his hands and feet. The voltage applied by the voltage source on the electrodes makes it possible to generate an electrophysiological current in the outer layer of the skin, the study of certain characteristics of which may indicate the existence of pathologies or pathological predispositions. In particular, by measuring the current flowing through the body at the cathode, as well as the potentials of the electrodes connected in high impedance, one can evaluate the electrochemical conductance of the skin. FIG. 1 shows the current generated in the skin in response to the application of a voltage by the anode, as well as the electrochemical conductance of the skin as a function of the voltage at the anode. The electrochemical conductance of the skin corresponds to the slope of the voltage-current curve for the lowest voltages, and it varies according to the state of health of the subject. For example, a low slope of the voltage-current curve may be an indication, in a diabetic subject, of diabetic neuropathy, as described in Gin H, et al. "Non-invasive and quantitative assessment of sudomotor function for peripheral diabetic neuropathy evaluation. Diabetes Metab (2011), doi: 10.1016 / j.diabet.2011.05.003 ". However, the measurement may be distorted in the case where the subject changes the position of his hands or feet on the electrodes, or in case of malfunction of one of the components of the system, including the electrodes. The measurement, which consists in applying to the active electrodes a series of continuous voltage slots, the value of the voltage varying from one slot to the next, can be wrongly pursued in the absence of detection of one of these biases. . This results in a loss of time since it is necessary to take the measurement from the beginning, and a risk of erroneous diagnosis. SUMMARY OF THE INVENTION The object of the invention is to remedy at least one of the disadvantages described above. In particular, an object of the invention is to allow the detection of the dysfunction of an electrode or an alteration of the position or contact of an electrode with respect to the region of the body on which it is placed. In this regard, the invention provides an electrophysiological analysis system, comprising: - a series of electrodes intended to be placed in different regions of the human body, - a source of DC voltage, - a control device, adapted for selectively applying to a pair of so-called active electrodes continuous voltage pulses generated by the voltage source, said active electrodes constituting an anode and a cathode, and for connecting at least one other so-called passive, high impedance electrode, said electrode serving measuring the potential reached by the body, and - a measurement device arranged to record data representative of the current at the cathode and potentials on at least some electrodes connected in high impedance in response to the application of the slots, said data permitting to determine a value of the electrochemical conductance of the skin at the anode and the cathode, the system e being characterized in that it further comprises a diagnostic device of the system, adapted to detect a malfunction of the system from the data representative of the current at the cathode and potentials on at least some electrodes connected in high impedance. Advantageously, but optionally, the system according to the invention may further comprise at least one of the following features: the system further comprises a measurement resistor connected in series between the cathode and the earth, the measuring device being arranged to detect the voltage across the measuring resistor, and the system diagnostic device is adapted to detect anode malfunction if the voltage across the measuring resistor and the passive electrode potentials are zero. the diagnostic device of the system is adapted to detect a malfunction of the cathode if the voltage across the measuring resistor is zero and the potentials of the passive electrodes are non-zero. the system diagnostic device is adapted to detect a malfunction of a passive electrode if its potential is constant for different voltage values imposed on the anode. the system diagnostic device is adapted to detect a cathode contact defect with the skin of the body or a fault of electrical contact between the cathode and the rest of the circuit if the potential of the passive electrodes is equal to the potential imposed on the cathode. 'anode. the system diagnostic device is further adapted to determine, from the data, the value of the electrochemical conductances of the skin at the anode and at the cathode, and to analyze said values to detect a displacement of at least one electrode relative to the region of the human body on which it has been placed, and to identify said electrode. - The system further comprises a display device adapted to display an alert indicating the malfunction of an electrode and identifying each defective electrode.

L'invention propose également un procédé d'analyse électrophysiologique, mis en oeuvre dans un système selon l'invention, le procédé comprenant au moins une étape de mesure au cours de laquelle le dispositif de commande applique à l'anode une série desdits créneaux de tension continue, et au cours de laquelle le circuit de mesure relève les données représentatives du courant à la cathode et des potentiels sur au moins certaines électrodes connectées en haute impédance en réponse à l'application des créneaux, le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape de diagnostic du système, comprenant la détection d'un dysfonctionnement du système à partir des données représentatives du courant à la cathode et des potentiels sur au moins certaines électrodes connectées en haute impédance, Avantageusement, mais facultativement, le procédé selon l'invention comprend en outre au moins l'une des caractéristiques suivantes : - l'étape de diagnostic du système est réalisée avant ou en même temps que l'étape de mesure. - Si aucun dysfonctionnement n'a été détecté au cours de l'étape de diagnostic du système, le procédé comprend en outre, après l'étape de mesure, une analyse des valeurs des conductances électrochimiques de la peau à l'anode et à la cathode pour détecter un déplacement d'au moins une électrode par rapport à la région du corps humain sur laquelle elle a été placée, et identifier ladite électrode. - si un déplacement d'une électrode a été détecté, une nouvelle étape de mesure est mise en oeuvre. - Le procédé comprend en outre l'affichage du résultat de l'étape d'analyse des valeurs des conductances électrochimiques, l'indication de chaque déplacement relatif entre une électrode et le corps, et l'interruption d'une étape de mesure en cas de tel déplacement. DESCRIPTION DES FIGURES D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, au regard des figures annexées, données à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquelles : - La figure 1, déjà décrite, représente un exemple de réponse courant-tension et conductance-tension de la peau humaine. - La figure 2 représente schématiquement un mode de réalisation du système proposé par l'invention, - La figure 3 illustre de manière schématique les causes possibles de dysfonctionnement des différents composants électriques d'un mode de réalisation du système de la figure 2, - Les figures 4a, 4b et 4c représentent l'illustration du dysfonctionnement de certaines électrodes, respectivement l'anode, une électrode connectée en haute impédance, et, en même temps, la cathode et une électrode connectée en haute impédance. - La figure 5 représente un algorithme de détection d'un dysfonctionnement mis en oeuvre par un système selon l'invention, - La figure 6 représente l'impact d'un déplacement d'une électrode (bougé peau/électrode) sur la valeur de la conductance électrochimique de la peau. - La figure 7 représente les principales étapes du procédé d'analyse électrophysiologique selon l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION DE L'INVENTION Système d'analyse électrophysioloqique En référence à la figure 2, on a représenté schématiquement un système d'analyse électrophysiologique 100. Ce système comprend une pluralité d'électrodes 110, de préférence quatre électrodes, parmi lesquelles deux électrodes s'étendent sur une surface suffisamment importante pour qu'un individu puisse y apposer ses mains, et les deux autres électrodes s'étendant sur une surface suffisamment grande pour qu'un individu puisse y poser ses pieds. Par exemple, ces électrodes peuvent présenter une surface supérieure à 50 cm2, de préférence supérieure à 100 cm2. Le système 100 comprend une source de tension continue 120, adaptée pour générer des créneaux de tension continue. La tension délivrée par la source est de préférence comprise entre 0 et 10 V, avantageusement entre 0 et 4 V. Les créneaux de tension peuvent présenter une durée supérieure ou égale à 0.2 seconde, et varier en tension d'un créneau à l'autre, de façon croissante, décroissante, ou autre (par exemple croissante puis décroissante).The invention also proposes an electrophysiological analysis method, implemented in a system according to the invention, the method comprising at least one measurement step during which the control device applies to the anode a series of said slots of DC voltage, and during which the measurement circuit reads the data representative of the current at the cathode and the potentials on at least some electrodes connected in high impedance in response to the application of the slots, the method being characterized in that it further comprises a system diagnostic step, comprising detecting a system malfunction from the cathode current representative data and potentials on at least some of the high impedance connected electrodes. Advantageously, but optionally, the method according to the invention further comprises at least one of the following features: - the step of d Diagnosis of the system is performed before or at the same time as the measuring step. If no dysfunction has been detected during the diagnostic step of the system, the method further comprises, after the measuring step, an analysis of the values of the electrochemical conductances of the skin at the anode and at the cathode for detecting a displacement of at least one electrode relative to the region of the human body on which it has been placed, and identifying said electrode. if a displacement of an electrode has been detected, a new measuring step is implemented. The method further comprises displaying the result of the step of analyzing the values of the electrochemical conductances, the indication of each relative displacement between an electrode and the body, and the interruption of a measurement step in case such displacement. DESCRIPTION OF THE FIGURES Other characteristics, objects and advantages of the present invention will appear on reading the detailed description which follows, with reference to the appended figures, given by way of non-limiting examples and in which: FIG. already described, represents an example of current-voltage response and conductance-voltage of human skin. FIG. 2 diagrammatically illustrates an embodiment of the system proposed by the invention; FIG. 3 schematically illustrates the possible causes of malfunctioning of the different electrical components of an embodiment of the system of FIG. 2; FIGS. 4a, 4b and 4c show the malfunctioning of certain electrodes, respectively the anode, an electrode connected at high impedance, and, at the same time, the cathode and an electrode connected at high impedance. FIG. 5 represents an algorithm for detecting a malfunction implemented by a system according to the invention; FIG. 6 represents the impact of a displacement of an electrode (skin / electrode shake) on the value of the electrochemical conductance of the skin. FIG. 7 represents the main steps of the electrophysiological analysis method according to the invention. DETAILED DESCRIPTION OF AN EMBODIMENT OF THE INVENTION Electrophysiological Analysis System With reference to FIG. 2, there is shown diagrammatically an electrophysiological analysis system 100. This system comprises a plurality of electrodes 110, preferably four electrodes. , among which two electrodes extend over a surface large enough for an individual to affix his hands, and the other two electrodes extending over a surface large enough for an individual to put his feet on it. For example, these electrodes may have an area greater than 50 cm 2, preferably greater than 100 cm 2. The system 100 includes a DC voltage source 120, adapted to generate DC voltage slots. The voltage delivered by the source is preferably between 0 and 10 V, advantageously between 0 and 4 V. The voltage slots may have a duration greater than or equal to 0.2 second, and vary in voltage from one slot to another , increasing, decreasing, or other (eg increasing and decreasing).

Le système 100 comprend également un dispositif de commande 130 de la source de tension continue 120 et des électrodes 110. Ce dispositif permet de connecter sélectivement une paire d'électrodes, formant une anode et une cathode, à la source de tension continue pour que celle-ci leur applique des créneaux de tensions. Ces électrodes sont alors dites « actives ». Les autres électrodes sont alors connectées en haute impédance, et permettent de mesurer le potentiel atteint par le corps. Elles sont appelées électrodes « passives ». On a représenté dans la figure 2 une matrice de commutation pour illustrer la fonctionnalité de connexion sélective des électrodes à la source de tension continue 120 par le dispositif de commande 130. Le dispositif de commande 130 peut mettre en oeuvre des cycles de mesure en faisant varier les paires d'électrodes actives et passives. Typiquement, avec un système à quatre électrodes tel que décrit ci-dessus, on effectue les mesures avec les paires d'électrodes suivantes (désignation abrégée entre parenthèses) : Anode Cathode Main gauche (MG) Main droite (MD) Main droite (MD) Main gauche (MG) Pied gauche (PG) Pied droit (PD) Pied droit (PD) Pied gauche (PG). Le système 100 comprend également un dispositif de mesure 140, qui est agencé pour relever les potentiels des électrodes passives, et pour mesurer le courant entre les électrodes actives. A cet égard, le dispositif de mesure 140 comprend avantageusement une résistance de mesure Rcalib connectée en série entre la cathode et une tension de référence, par exemple la masse. Le courant traversant la cathode est déterminé en mesurant la tension aux bornes de la résistance, et en divisant cette tension par la valeur de la résistance. Les données mesurées sont affichées sur un dispositif d'affichage 131. En outre, le système comprend un dispositif de diagnostic 150 du système, permettant de détecter le dysfonctionnement éventuel de l'un de ses composants, à partir des mesures réalisées par le dispositif de mesure. Ce dispositif de diagnostic 150 peut par exemple être une unité de traitement recevant en entrée les différentes mesures relevées par le dispositif de mesure 140, et analysant ces données comme décrit ci-après pour en déduire un état de fonctionnement ou de dysfonctionnement du système. Les différentes causes de dysfonctionnement sont typiquement : - mauvais contact (équivalent à un fil coupé) électrique dans le circuit, - électrode reliée à la terre, et - mauvais contact ou défaut de contact entre une électrode et la peau du sujet. Modélisation des cas de dysfonctionnement du système Pour rendre compte de ces possibles causes de dysfonctionnement, on a représenté en figure 3 un schéma électrique équivalent du système 100. Dans ce schéma équivalent, chaque électrode e parmi l'ensemble comprenant l'anode a, la cathode c, et la ou les électrodes connectées en haute impédance hi, est modélisée comme étant connectée au reste de son circuit électrique par un connecteur Ke, et à la peau du sujet par un connecteur K'e. On a également noté Ve le potentiel en entrée du connecteur correspondant Ke, et V', le potentiel en sortie du connecteur correspondant K'e. Le potentiel V, correspond au potentiel réellement mesuré dans le système, tandis que le potentiel V', correspond au potentiel local de la peau au niveau de la zone de contact avec l'électrode. Dans ce schéma, on appelle aussi Re la résistance électrochimique de la peau au niveau de l'électrode e, et Ce la conductance électrochimique de la peau, égale à l'inverse de la résistance, au niveau de cette électrode. On appelle i le courant traversant les électrodes connectées en haute impédance, qui est normalement nul de sorte que le courant 1+i à l'anode est égale au courant 1 à la cathode. On note enfin V, le potentiel atteint par le corps à l'application du courant par les électrodes. A partir de cette modélisation, on peut rendre compte de tous les états de fonctionnement du système à partir du comportement d'un connecteur, de la façon 30 suivante. - en fonctionnement normal, tous les connecteurs Ke et K'e sont fermés, - en cas de mauvais contact électrique dans le système, un connecteur Ke est ouvert, - en cas de mauvais contact d'une électrode avec la peau, le connecteur K'e correspondant est ouvert, - quand une électrode est apparemment reliée à la terre, le connecteur Ke correspondant est connecté à la terre.The system 100 also comprises a control device 130 of the DC voltage source 120 and the electrodes 110. This device makes it possible to selectively connect a pair of electrodes, forming an anode and a cathode, to the DC voltage source so that the it applies them niches of tensions. These electrodes are then called "active". The other electrodes are then connected in high impedance, and measure the potential reached by the body. They are called "passive" electrodes. FIG. 2 shows a switching matrix for illustrating the selectively connecting function of the electrodes to the DC voltage source 120 by the control device 130. The control device 130 can implement measurement cycles by varying active and passive electrode pairs. Typically, with a four-electrode system as described above, measurements are made with the following electrode pairs (abbreviated designation in parentheses): Cathode Anode Left Hand (MG) Right Hand (MD) Right Hand (MD) Left hand (MG) Left foot (PG) Right foot (PD) Right foot (PD) Left foot (PG). The system 100 also comprises a measuring device 140, which is arranged to record the potentials of the passive electrodes, and to measure the current between the active electrodes. In this respect, the measuring device 140 advantageously comprises a measurement resistor Rcalib connected in series between the cathode and a reference voltage, for example ground. The current through the cathode is determined by measuring the voltage across the resistor, and dividing that voltage by the value of the resistor. The measured data are displayed on a display device 131. In addition, the system comprises a diagnostic device 150 of the system, making it possible to detect the possible malfunction of one of its components, based on the measurements made by the measuring device. measured. This diagnostic device 150 may for example be a processing unit receiving as input the various measurements taken by the measuring device 140, and analyzing these data as described below to deduce a state of operation or malfunction of the system. The various causes of malfunction are typically: - poor contact (equivalent to a wire cut) electrical in the circuit, - electrode connected to the ground, and - bad contact or lack of contact between an electrode and the skin of the subject. Modeling of System Malfunction Cases To account for these possible causes of malfunction, FIG. 3 shows an equivalent electrical diagram of the system 100. In this equivalent diagram, each electrode e among the set comprising the anode a, the cathode c, and the electrode or electrodes connected in high impedance hi, is modeled as being connected to the rest of its electrical circuit by a connector Ke, and to the skin of the subject by a connector K'e. It was also noted Ve the input potential of the corresponding connector Ke, and V ', the output potential of the corresponding connector K'e. The potential V corresponds to the potential actually measured in the system, whereas the potential V 'corresponds to the local potential of the skin at the zone of contact with the electrode. In this scheme, Re also denotes the electrochemical resistance of the skin at the level of the electrode e, and the electrochemical conductance of the skin, equal to the inverse of the resistance, at this electrode. The current flowing through the electrodes connected in high impedance is called i, which is normally zero so that the current 1 + i at the anode is equal to the current 1 at the cathode. We finally note V, the potential reached by the body at the application of the current by the electrodes. From this modeling, one can report all the operating states of the system from the behavior of a connector, as follows. - in normal operation, all Ke and K'e connectors are closed, - in case of poor electrical contact in the system, a Ke connector is open, - in case of poor contact of an electrode with the skin, the connector K e corresponding is open, - when an electrode is apparently connected to earth, the corresponding Ke connector is connected to the ground.

Cette modélisation par les connecteurs permet d'en déduire les relations entre les potentiels et le courant relevés par le circuit de mesure dans les différents cas de fonctionnement du système : En fonctionnement normal, Ve = V'e pour toutes les électrodes e e fa, c, hi} . De plus, comme Rh,>>1, VhF\Ph, et i=0. La conductance électrochimique de la peau est quant à elle régie par les relations suivantes : - à l'anode : I + i Ca = V'a - Via Vx Vc 1 1 = Va Vhi Ra - à la cathode : C= c Vx - V' c. Vc 1--i- - Rcalib Vhi Vc Rc En cas d'anomalie à l'anode, c'est-à-dire de mauvais contact avec la source de tension, d'absence de contact avec la peau, ou de connexion de l'anode à la masse, le comportement électrique du système est le suivant : - le potentiel V, délivré par la source de tension est non nul, mais le potentiel V', est nul, - à la cathode, les potentiels V, et V', sont nuls tous les deux, - pour les électrodes connectées en haute impédance, Vx=Vh,=V'h,=0. - La conductance calculée à l'anode est alors nulle également Ca=0. A la cathode C, est indéfinie. On a représenté en figure 4a les mesures obtenues en cas d'anomalie à l'anode.This modeling by the connectors makes it possible to deduce the relations between the potentials and the current recorded by the measuring circuit in the various cases of system operation: In normal operation, Ve = V'e for all the electrodes ee fa, c , hi}. In addition, like Rh, >> 1, VhF \ Ph, and i = 0. The electrochemical conductance of the skin is governed by the following relations: - at the anode: I + i Ca = V'a - Via Vx Vc 1 1 = Va Vhi Ra - at the cathode: C = c Vx - V 'c. Vc 1 - i- - Rcalib Vhi Vc Rc In the event of anomaly at the anode, that is to say of bad contact with the source of tension, of absence of contact with the skin, or of connection of the anode to ground, the electrical behavior of the system is as follows: - the potential V, delivered by the voltage source is not zero, but the potential V ', is zero, - at the cathode, the potentials V, and V 'are both zero, - for electrodes connected in high impedance, Vx = Vh, = V'h, = 0. - The conductance calculated at the anode is then zero also Ca = 0. At cathode C, is indefinite. FIG. 4a shows the measurements obtained in the event of anomaly at the anode.

On remarque en effet que les potentiel Vhi de toutes les électrodes connectées en haute impédance sont nuls. En cas d'anomalie du système au niveau de la cathode, quelle que soit cette anomalie, les relations suivantes s'appliquent : - Le potentiel V, délivré par la source de tension est non nul, et V'a=Va (en supposant que la cathode est la seule électrode présentant une anomalie), - A la cathode, V,=0 car la cathode se décharge à la terre à travers la résistance de mesure R',,h, - La conductance électrochimique de la peau calculée à l'anode est donc nulle Ca=0. Plus spécifiquement, si l'anomalie de la cathode est un raccordement à la terre, le potentiel V', est nul également : V',=\/,=0. Concernant les électrodes connectées en haute impédance, VX=Vhi=Vhi, Vhi est variable en fonction de la valeur de la tension Va imposée par la source de tension, et Vhi est compris entre 0 et Va. Si l'anomalie de la cathode est un mauvais contact électrique ou une absence de contact avec la peau, le courant l' traversant la cathode est nul, le potentiel V, de la cathode est nul, et V',=Vx. Concernant les électrodes connectées en haute impédance, V'h,=Vh, et en outre on obtient la relation Vhi Va y, car : V, -V = Rai V' - Vhi = R. i Vhi - Rhi. i Rx D'où Va = Vhi. (1 Ra+Rx -) et 17,, = Vhi. (1 -) avec Rh,>>1. Rh i Rhi En cas d'anomalie du système au niveau d'une électrode connectée en haute impédance, quelle que soit cette anomalie, le potentiel Va est non nul et V'a=Va (en supposant que l'anode n'est pas défectueuse). Par ailleurs, le potentiel Vhi est constant quelle que soit la valeur de la tension imposée à l'anode. On a représenté en figure 4b les mesures obtenues en cas de dysfonctionnement d'une électrode VxG connectée en haute impédance placée au niveau du pied gauche du patient. On remarque que le potentiel de cette électrode est constant, quelle que soit la valeur de la tension à l'anode. Enfin, on a représenté en figure 4c le cas où deux électrodes sont défaillantes : la cathode et une électrode VxG connectée en haute impédance et placée au niveau du pied gauche du patient. On constate alors que le potentiel à la cathode est nul et celui aux électrodes connectées en haute impédance est constant, et que la conductance électrochimique de la peau à l'anode est nulle également.It is noted in fact that the potential Vhi of all electrodes connected in high impedance are zero. In the event of system malfunction at the cathode, whatever the anomaly, the following relationships apply: - The potential V, delivered by the voltage source is non-zero, and V'a = Va (assuming that the cathode is the only electrode with an anomaly), - At the cathode, V, = 0 because the cathode is discharged to the earth through the measuring resistor R ',, h, - The electrochemical conductance of the skin calculated at the anode is therefore zero Ca = 0. More specifically, if the anomaly of the cathode is a connection to the earth, the potential V 'is also zero: V', = \ /, = 0. Concerning the electrodes connected in high impedance, VX = Vhi = Vhi, Vhi is variable as a function of the value of the voltage Va imposed by the voltage source, and Vhi is between 0 and Va. If the anomaly of the cathode is a bad electrical contact or an absence of contact with the skin, the current passing through the cathode is zero, the potential V, of the cathode is zero, and V ', = Vx. Concerning the electrodes connected in high impedance, V'h, = Vh, and moreover we obtain the relation Vhi Va y, because: V, -V = Rai V '- Vhi = R. i Vhi - Rhi. i Rx Where Va = Vhi. (1 Ra + Rx -) and 17 ,, = Vhi. (1 -) with Rh, >> 1. Rh i Rhi In case of anomaly of the system at a high-impedance connected electrode, whatever the anomaly, the potential Va is non-zero and V'a = Va (assuming that the anode is not defective). Moreover, the potential Vhi is constant regardless of the value of the voltage imposed on the anode. FIG. 4b shows the measurements obtained in the event of a malfunction of a VxG electrode connected in high impedance placed at the level of the patient's left foot. Note that the potential of this electrode is constant, regardless of the value of the voltage at the anode. Finally, FIG. 4c shows the case where two electrodes are faulty: the cathode and a VxG electrode connected at high impedance and placed at the level of the patient's left foot. It can be seen that the potential at the cathode is zero and that at the electrodes connected at high impedance is constant, and that the electrochemical conductance of the skin at the anode is zero as well.

Procédé de diagnostic du système Les constatations ci-dessus sont implémentées dans un algorithme mis en oeuvre par le dispositif de diagnostic 150, permettant de détecter un dysfonctionnement et d'identifier une ou plusieurs électrodes défaillantes, à partir des potentiels Vhi relevés sur les électrodes haute impédance, du potentiel Va délivré par la source de tension, du potentiel V, relevé aux bornes de la résistance de mesure et du courant I parcourant les électrodes et mesuré au niveau de la résistance de mesure, ces grandeurs étant transmises par le dispositif de mesure 140. On a représenté les étapes successives de cet algorithme en figure 5.System diagnosis method The above findings are implemented in an algorithm implemented by the diagnostic device 150, for detecting a malfunction and for identifying one or more faulty electrodes, from the potentials Vhi recorded on the high electrodes. impedance, of the potential Va delivered by the voltage source, the potential V, raised across the measuring resistor and the current I traversing the electrodes and measured at the level of the measuring resistor, these quantities being transmitted by the measuring device 140. The successive steps of this algorithm are shown in FIG.

En premier lieu, si le potentiel V, et le potentiel Vhi des électrodes connectées en haute impédance sont nuls, le dispositif 150 détecte un dysfonctionnement de l'anode. Sinon, si le potentiel V, mesuré au niveau de la résistance de mesure est nul, tandis que le potentiel Vhi ne l'est pas, le dispositif 150 détecte un dysfonctionnement de la cathode. Plus spécifiquement, si le potentiel Vhi des électrodes connectées en haute impédance est égal au potentiel Va imposé par la source de tension, le dysfonctionnement de la cathode est un mauvais contact électrique ou un mauvais contact de l'électrode avec la peau du sujet.In the first place, if the potential V, and the potential Vhi of the electrodes connected in high impedance are zero, the device 150 detects a malfunction of the anode. Otherwise, if the potential V, measured at the measurement resistance is zero, while the potential Vhi is not, the device 150 detects a malfunction of the cathode. More specifically, if the Vhi potential of the electrodes connected at high impedance is equal to the voltage Va imposed by the voltage source, the malfunction of the cathode is poor electrical contact or poor contact of the electrode with the skin of the subject.

Si le potentiel Vhi d'une électrode connectée en haute impédance est constant quel que soit le potentiel Va imposé par la source de tension, alors le dispositif 150 détecte également un dysfonctionnement de cette électrode connectée en haute impédance.If the potential Vhi of an electrode connected at high impedance is constant regardless of the voltage Va imposed by the voltage source, then the device 150 also detects a malfunction of this electrode connected at high impedance.

Dans les autres cas, avec un potentiel V, nul, le dysfonctionnement détecté par le dispositif 150 est un raccordement de la cathode à la masse. Dans le cas où le potentiel V, est non nul, alors la cathode ne présente pas de défaillance. Si le potentiel Vhi d'une des électrodes passives est constant, indépendamment de la valeur de la tension Va appliquée par la source de tension, le dispositif 150 détecte un dysfonctionnement de cette électrode passive. Dans le cas restant (potentiel V, non nul, et potentiels Vhi des électrodes passives variables en fonction du potentiel Va), aucun dysfonctionnement d'électrode n'est détecté.In other cases, with a potential V, zero, the malfunction detected by the device 150 is a connection of the cathode to ground. In the case where the potential V, is not zero, then the cathode does not fail. If the potential Vhi of one of the passive electrodes is constant, independently of the value of the voltage Va applied by the voltage source, the device 150 detects a malfunction of this passive electrode. In the remaining case (potential V, non-zero, and potentials Vhi of the variable passive electrodes as a function of the potential Va), no electrode malfunction is detected.

En pratique et compte tenu du bruit, l'égalité de deux tensions peut être vérifiée par rapport à un seuil absolu ou relatif. Procédé d'analyse électrophysioloqique Grâce à l'identification des possibles causes de dysfonctionnement du système 100, celui-ci peut mettre en oeuvre un procédé d'analyse électrophysiologique au cours duquel d'éventuelles défaillances sont détectées. On a représenté les principales étapes de ce procédé en figure 7. Ce procédé comprend au moins une étape de mesure 200, au cours de laquelle le dispositif de commande 130 connecte deux électrodes 110 en anode et en cathode, et deux électrodes 110 en haute impédance, et commande la source de tension 120 continue pour délivrer à l'anode une série de créneaux de tension. Le dispositif de mesure 140 relève le potentiel des électrodes connectées en haute impédance, et la tension aux bornes de la résistance de mesure Rcalib pour en déduire la valeur du courant à la cathode.In practice and considering the noise, the equality of two tensions can be verified with respect to an absolute or relative threshold. Electrophysiological analysis method Thanks to the identification of the possible causes of malfunction of the system 100, it can implement an electrophysiological analysis method during which possible failures are detected. The main steps of this process are shown in FIG. 7. This method comprises at least one measurement step 200, during which the control device 130 connects two anode and cathode electrodes 110 and two high impedance electrodes 110. , and controls the voltage source 120 continues to deliver to the anode a series of voltage slots. The measuring device 140 raises the potential of the electrodes connected in high impedance, and the voltage across the measuring resistor Rcalib to deduce the value of the current at the cathode.

Ces mesures sont utilisées par le dispositif de diagnostic 150 ou le dispositif de mesure 140 pour en déduire la valeur de la conductance électrochimique de la peau du sujet au niveau de l'anode et de la cathode, avec les formules décrites ci-avant. Avant ou pendant l'étape de mesure 200, le procédé comprend en outre une étape 210 de diagnostic du système. Cette étape est analogue à l'étape de mesure dans le sens où deux électrodes sont connectées en haute impédance, et deux électrodes sont connectées en tant qu'anode et cathode. La source de tension 120 délivre des créneaux de tension continue à l'anode, et le dispositif de mesure 140 relève les mêmes données que précédemment. Il les transmet ensuite au dispositif de diagnostic 150, qui met en oeuvre l'algorithme décrit ci-avant pour détecter une éventuelle défaillance d'une ou plusieurs électrodes du système. En analysant les valeurs des potentiels des électrodes passives et la tension aux bornes de la résistance de mesure R',,b, le dispositif de diagnostic 150 peut comme on l'a vu détecter le dysfonctionnement d'une électrode et identifier ladite électrode. Si un dysfonctionnement est détecté, le dispositif de diagnostic 150 commande l'affichage 220 d'un message d'alerte par le dispositif d'affichage 131. Ce message d'alerte comprend l'indication de l'existence d'une anomalie et l'identification de la ou les électrodes défaillantes. Si l'étape de diagnostic du système a lieu en même temps que l'étape de mesure, la mesure peut être interrompue. L'étape de mesure peut également être recommencée. Si aucun dysfonctionnement n'a été détecté, le dispositif de diagnostic 150 met en oeuvre une étape 230 de détection d'un « bougé », c'est-à-dire d'un déplacement relatif d'une électrode par rapport à la zone du corps sur laquelle elle est positionnée. En référence à la figure 6, un bougé perturbe la mesure car il modifie de manière conséquente la conductance électrochimique apparente de la peau du sujet au niveau de l'électrode. En effet, la conductance électrochimique varie en fonction de la surface du corps en contact avec l'électrode. La détection du bougé est réalisée à la fin de l'étape de mesure 200, le dispositif de diagnostic calcule la conductance électrochimique de la peau pour différentes valeurs de la tension appliquée par la source de tension à l'anode, et détermine par comparaison si la variation de la conductance électrochimique entre deux tensions successives excède un seuil prédéterminé, c'est-à-dire si la monotonie de la courbe est rompue ou si la conductance elle-même est « hors bornes » ; c'est-à-dire n'est pas comprise dans un intervalle de valeurs prédéterminées. Dans ce cas, le dispositif de diagnostic commande l'affichage 240 d'un message d'alerte par le dispositif d'affichage. Ce message d'alerte indique qu'un bougé a lieu ainsi que l'électrode concernée. La mesure peut ensuite être réitérée.These measurements are used by the diagnostic device 150 or the measuring device 140 to deduce the value of the electrochemical conductance of the skin of the subject at the level of the anode and the cathode, with the formulas described above. Before or during the measuring step 200, the method further comprises a step 210 of diagnosing the system. This step is analogous to the measuring step in the sense that two electrodes are connected in high impedance, and two electrodes are connected as anode and cathode. The voltage source 120 delivers DC voltage pulses to the anode, and the measurement device 140 reads the same data as before. It then transmits them to the diagnostic device 150, which implements the algorithm described above to detect a possible failure of one or more electrodes of the system. By analyzing the values of the potential of the passive electrodes and the voltage across the measuring resistor R ',, b, the diagnostic device 150 can, as has been seen, detect the dysfunction of an electrode and identify said electrode. If a malfunction is detected, the diagnostic device 150 controls the display 220 of an alert message by the display device 131. This alert message includes the indication of the existence of an anomaly and the identification of the faulty electrode (s). If the system diagnostic step takes place at the same time as the measurement step, the measurement can be interrupted. The measurement step can also be restarted. If no malfunction has been detected, the diagnostic device 150 implements a step 230 for detecting a "shake", that is to say a relative movement of an electrode relative to the zone of the body on which it is positioned. With reference to FIG. 6, a shake disturbs the measurement since it substantially modifies the apparent electrochemical conductance of the subject's skin at the level of the electrode. Indeed, the electrochemical conductance varies according to the surface of the body in contact with the electrode. The detection of the shake is performed at the end of the measuring step 200, the diagnostic device calculates the electrochemical conductance of the skin for different values of the voltage applied by the voltage source to the anode, and determines by comparison if the variation of the electrochemical conductance between two successive voltages exceeds a predetermined threshold, that is to say if the monotony of the curve is broken or if the conductance itself is "out of range"; that is, does not fall within an interval of predetermined values. In this case, the diagnostic device controls the display 240 of an alert message by the display device. This warning message indicates that a shake is occurring as well as the electrode concerned. The measurement can then be repeated.

Claims

REVENDICATIONS1. An electrophysiological analysis system (100) comprising: - a series of electrodes (110) to be placed in different regions of the human body, a DC voltage source (120), - a control device (130), adapted for selectively applying to a pair of so-called active electrodes continuous voltage pulses generated by the voltage source, said active electrodes constituting an anode and a cathode, and for connecting at least one other electrode, said passive, in high impedance, said electrode for measuring the potential reached by the body, and - a measuring device (140) arranged to record data representative of the current at the cathode and potentials on at least some electrodes connected at high impedance in response to the application of the said data for determining a value of the electrochemical conductance of the skin at the anode and at the cathode, the system being characterized in that it further comprises a system diagnostic device (150), adapted to detect a system malfunction from data representative of the current at the cathode and potentials on at least some electrodes connected at high impedance.

2. The system of claim 1, further comprising a measurement resistor (R ',, b) connected in series between the cathode and the ground, the measuring device (140) being arranged to raise the voltage across the resistor. measuring device, in which the system diagnostic device is adapted to detect a malfunction of the anode if the voltage across the measuring resistor and the passive electrode potentials are zero.

3. System according to claim 2, wherein the system diagnostic device (150) is adapted to detect a malfunction of the cathode if the voltage across the measuring resistor is zero and the potentials of the passive electrodes are non-zero. .

4. System according to one of claims 2 or 3, wherein the diagnostic device (150) of the system is arranged to detect a malfunction of a passive electrode if its potential is constant for different voltage values imposed on the anode.

5. System according to claim 4, wherein the diagnostic device of the system (150) is arranged to detect a contact failure of the cathode with the skin of the body or a lack of electrical contact between the cathode and the rest of the circuit if the potential of the passive electrodes is equal to the potential imposed on the anode.

6. System according to one of the preceding claims, wherein the diagnostic device (150) of the system is further arranged to determine, from the data, the value of the electrochemical conductances of the skin at the anode and the cathode , and for analyzing said values to detect a displacement of at least one electrode relative to the region of the human body on which it has been placed, and to identify said electrode.

7. System according to one of the preceding claims, further comprising a display device (131) arranged to display an alert indicating the malfunction of an electrode and identifying each defective electrode.

8. Electrophysiological analysis method, implemented in a system according to one of the preceding claims, the method comprising at least one measuring step (200) during which the control device applies to the anode a series of said DC voltage pulse, and during which the measurement circuit reads the data representative of the current at the cathode and the potentials on at least some electrodes connected in high impedance in response to the application of the slots, the method being characterized in that it further comprises a system diagnostic step, comprising detecting a malfunction (210) of the system from the cathode current representative data and potentials on at least some of the high impedance connected electrodes,

9. The method of claim 8, wherein the diagnostic step of the system is performed before or at the same time as the measuring step.

The method of claim 8, wherein, if no malfunction has been detected during the diagnostic step of the system (210), the method further comprises, after the measuring step (200), a analyzing the values of the electrochemical conductances of the skin at the anode and the cathode to detect a displacement of at least one electrode relative to the region of the human body on which it has been placed, and to identify said electrode.

11. The method of claim 10, wherein, if a displacement of an electrode has been detected, a new measurement step is carried out.

12. The method of claim 11, implemented in a system according to claim 7, further comprising displaying the result of the step of analyzing the values of the electrochemical conductances, the indication of each relative displacement between an electrode. and the body, and the interruption of a measurement step in case of such displacement.