FR2994820A1

FR2994820A1 - Syteme d'analyse electrophysiologique permettant la detection de courants de fuite

Info

Publication number: FR2994820A1
Application number: FR1258036A
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: FR2994820B1; WO2014033120A1

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 actives des créneaux de tension continue, lesdites électrodes constituant une anode et une cathode, et pour connecter une autre électrode en haute impédance, pour mesurer le potentiel du corps, un dispositif de mesure (140) pour relever des données représentatives du courant à la cathode et des potentiels sur certaines électrodes en haute impédance en réponse à l'application des créneaux, pour déterminer une valeur de la conductance électrochimique de la peau, et pour mesurer simultanément les valeurs du courant à l'anode et à la cathode, et un dispositif (150) pour comparer ces valeurs de courants et détecter l'existence d'un courant de fuite ou d'un courant additionnel imposé au corps.

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.

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 patient, 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 les autres électrodes en haute impédance. La tension appliquée par la source de tension sur les électrodes permet de générer dans la couche externe de la peau, par une réaction électrochimique au niveau des glandes sudorales, un courant électrophysiologique dont l'étude de certaines caractéristiques peut indiquer certaines pathologies ou prédispositions pathologiques. 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 de sorte que, lors de l'utilisation de ce système, le patient est uniquement en contact avec les électrodes, et est normalement isolé électriquement du reste.

Lors de la mesure, les électrodes qui sont connectées en haute impédance étant traversées par un courant qui est quasiment nul, le courant mesuré à la cathode est égal au courant traversant le corps en réaction à l'application des créneaux de tension, ce courant dépendant directement du comportement des glandes sudorales du patient, que l'on analyse en étudiant la conductance de la peau au niveau des électrodes. Cette hypothèse n'est cependant pas vérifiée lorsque le patient n'est plus isolé électriquement par rapport à son environnement, par exemple lorsqu'il est touché par un individu ou un objet électriquement relié à la masse.

Dans ce cas, le courant traversant le corps subit une fuite totale ou partielle de sorte qu'il n'est pas égal au courant mesuré à la cathode. La mesure du courant à la cathode est donc faussée et ne permet pas d'analyser le comportement des glandes sudorales du patient.

De la même manière, si un dispositif électrique additionnel, par exemple un dispositif médical du type électro-encéphalogramme est relié au patient, ce dispositif est susceptible d'imposer un courant additionnel qui biaise également le courant mesuré à la cathode.

RESUME DE L'INVENTION L'invention a pour but de pallier aux inconvénients ci-avant, en proposant un système d'analyse électrophysiologique permettant de détecter des courants de fuite ou des courants additionnels imposés au corps humain. 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, la ou les électrodes passives 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, le système étant caractérisé en ce que le dispositif de mesure est adapté pour mesurer simultanément les valeurs du courant à l'anode et à la cathode, et en ce qu'il comprend en outre un dispositif pour comparer ces valeurs de courants et détecter l'existence d'un courant de fuite ou d'un courant additionnel imposé au corps.

Avantageusement, mais facultativement, le système selon l'invention peut en outre comprendre au moins l'une des caractéristiques suivantes : - le système comprend en outre un dispositif d'affichage adapté pour afficher les données et le résultat de la comparaison entre la valeur du courant dans l'anode et dans la cathode. - Le système comprend une première résistance de mesure branchée en série entre la source de tension et l'anode, et une seconde résistance de mesure branchée en série entre la cathode et une tension de référence, la mesure de la tension aux bornes des première et seconde résistances de mesure permettant la déduction de la valeur du courant respectivement à l'anode et à la cathode. - Le système comprend en outre un dispositif de calibration adapté pour ajuster les valeurs des résistances de mesure pour que la différence de potentiel entre l'anode et la cathode soit indépendante du sujet.

L'invention propose également un procédé d'analyse électrophysiologique destiné à être mis en oeuvre dans un système selon l'invention, le procédé comprenant au moins une étape de mesure au cours de laquelle la source de tension continue applique à l'anode une série de créneaux de tension continue, et au cours de laquelle le dispositif de mesure relève des données représentatives du courant dans les électrodes actives et des potentiels sur au moins certaines électrodes connectées en haute impédance, le procédé étant caractérisé en que qu'il comprend les étapes consistant à relever simultanément la valeur du courant traversant l'anode et la cathode, et à comparer la valeur du courant à l'anode à la valeur du courant à la cathode pour détecter l'existence d'un courant de fuite ou d'un courant additionnel imposé au corps. Avantageusement, mais facultativement, le procédé selon l'invention peut en outre comprendre au moins l'une des caractéristiques suivantes : - Le procédé est mis en oeuvre dans un système comprenant en outre un appareil électrique susceptible d'imposer un courant additionnel au corps, et comprend en outre la comparaison entre le courant traversant la cathode et une valeur prédéterminée fonction du courant traversant l'anode et du courant additionnel, pour détecter l'existence d'un courant de fuite en cas de divergence entre le courant mesuré à la cathode et ladite valeur. - Le procédé comprend en outre une étape au cours de laquelle on affiche le résultat de la comparaison. - Au cours du procédé, la détection d'un courant de fuite est affichée, et l'étape de mesure est interrompue. - le procédé comprend, préalablement à l'étape de mesure, une étape de calibrage au cours de laquelle le dispositif de calibration ajuste la valeur des résistances de mesure pour que la différence de potentiel entre l'anode et la cathode soit indépendante du sujet. Le système d'analyse électrophysiologique permet de repérer l'existence de courants de fuite, notamment lorsque le sujet entre accidentellement en contact avec un autre objet. De plus, ce système peut être utilisé tandis que d'autres dispositifs sont utilisés sur le sujet, car il peut tenir compte d'éventuels courants additionnels imposés au sujet sans que ces courants ne faussent les mesures. PRESENTATION 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 représente schématiquement un système d'analyse électrophysiologique. - La figure 2a représente le schéma électrique minimal de la mise en oeuvre d'un système d'analyse électrophysiologique selon l'art antérieur sur un sujet. - La figure 2b représente le modèle électrique de la mise en oeuvre d'un système d'analyse électrophysiologique selon l'art antérieur sur un sujet, en présence d'un courant de fuite ou d'un courant additionnel imposé au sujet. - La figure 2c représente le schéma électrique minimal de la mise en oeuvre d'un système d'analyse électrophysiologique selon l'invention sur un sujet. - La figure 3 représente les principales étapes d'un procédé d'analyse électrophysiologique.

DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION DE L'INVENTION En référence à la figure 1, on a représenté schématiquement un système d'analyse électrophysiologique 100. Ce système comprend une pluralité d'électrodes 110, de préférence quatre électrodes. Avantageusement, 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 50cm2. 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 10V, avantageusement entre 0 et 4V. 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. Le système 100 comprend également un dispositif de commande 130 de la source de tension continue 120 et de la commutation 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 appliquer 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 schématiquement sur la figure 1 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. 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). Toujours en référence à la figure 1, le système 100 comprend également un dispositif de mesure 140 agencé pour relever les potentiels des électrodes passives connectées en haute impédance, et pour mesurer le courant entre les électrodes actives. A cet égard, en référence à la figure 2a, on a représenté le schéma électrique d'un système d'analyse électrophysiologique selon l'art antérieur quand il est mis en oeuvre sur un sujet. Va et Vc sont respectivement les tensions mesurées à l'anode et à la cathode, et Vx est le potentiel atteint par le corps. On a représenté par Ra et Rc les résistances des glandes sudorales coté anode et coté cathode. Pour mesurer le courant entre les électrodes actives, le dispositif de mesure 140 comprend une résistance de mesure R'iib branchée en série entre la cathode et une tension de référence, par exemple la masse. Comme les électrodes passives sont branchées en haute impédance, elles sont parcourues par un courant nul, de sorte que le courant mesuré à la cathode est normalement égal au courant à l'anode. Ce n'est cependant pas le cas lorsqu'un courant additionnel est imposé au sujet, ou que celui-ci est relié à la masse, par exemple par l'intermédiaire du contact avec un individu ou un objet lui-même relié à la masse, comme visible en figure 2b.

Dans ce cas, il existe un courant parasite sortant ou injecté, si bien que le courant mesuré à la cathode n'est pas égal au courant à l'anode, et le courant mesuré n'est donc pas représentatif du courant généré par la peau en réaction à l'application des créneaux de tensions continue. En référence aux figures 1 et 2c, le dispositif de mesure 140 du système d'analyse conforme à l'invention comprend alors une seconde résistance de mesure R'calib disposée en série entre la source de tension continue et l'anode. Elle permet de mesurer le courant à l'anode, en mesurant la tension aux bornes de ladite résistance, et en la divisant par la valeur de la résistance R'calib- En outre, les résistances de mesure sont avantageusement choisies pour rendre la différence de potentiel entre l'anode et la cathode indépendante du sujet, c'est-à-dire pour avoir Va -V , Où Ua est la tension imposée par la source de tension continue.

Pour ce faire, on adapte les valeurs des résistances de sorte que Rcaub = i Ra+1?c U V R catit) = On a aussi 17c = = De retour à la figure 1, le système 100 comprend également un dispositif 150 permettant de comparer les valeurs des courants mesurés à l'anode et à la cathode.

Ainsi par exemple, si aucun dispositif susceptible d'imposer un courant additionnel au sujet ne lui est connecté, le courant à l'anode doit être égal au courant à la cathode. Le dispositif compare ces deux courants et, s'ils sont différents, il peut afficher ce résultat sur un afficheur 131 prévu à cet effet, ou générer une alerte, ou encore interrompre le cycle de mesure.

Dans un autre cas, si un dispositif tel que par exemple un appareil d'électroencéphalogramme est connecté au sujet et lui impose un courant additionnel, le courant mesuré à la cathode peut être égal à une fonction du courant à l'anode et du courant additionnel appliqué. Le dispositif de comparaison compare donc ces deux valeurs, et affiche le résultat ou génère une alarme ou une interruption de la mesure en cas de divergence entre ces valeurs. Grâce au système d'analyse décrit ci-avant, on peut donc détecter l'existence de courants de fuite, dans le cas d'un contact entre le sujet et un tiers. On peut également mettre en oeuvre un examen simultané avec le système d'analyse 100 et un autre dispositif, puisque la présence de l'autre dispositif est détectée et ne fausse pas les mesures. Lorsqu'un sujet positionne ses mains et ses pieds sur les électrodes 110 du système, on peut mettre en place un procédé d'analyse dont les principales étapes sont illustrées en figure 3. Ce procédé peut comporter une étape préliminaire 10 de calibration, au cours de laquelle on fixe les valeurs des résistances de mesure Rcalib et R'calib pour que la différence de potentiel entre l'anode et la cathode soit indépendante du sujet. Le système d'analyse 100 comprend avantageusement un dispositif prévu à cet effet, qui peut par exemple être intégré dans le dispositif de commande 130 ou être un dispositif de calibration autonome (non représenté sur les figures).

Puis, le procédé comprend au moins une étape 11 de mesure, au cours de laquelle le dispositif de commande 130 branche deux électrodes en haute impédance, et la source de tension continue applique à l'anode une série de créneaux de tension continue. Au cours de cette étape, le dispositif de mesure 140 relève les courants traversant les électrodes actives, en mesurant la tension au borne des résistances de mesure, et mesure également les potentiels des électrodes connectées en haute impédance. Au cours de cette étape de mesure, le dispositif de comparaison 150 compare soit les valeurs du courant mesurées aux deux électrodes actives, soit la valeur du courant traversant la cathode avec une valeur prédéterminée fonction du courant traversant l'anode et d'un courant additionnel, pour détecter en ce cas l'existence d'un courant de fuite. Au cours d'une étape 12, le résultat de cette comparaison est affiché.

En outre, si le dispositif de comparaison 150 détecte l'existence d'un courant de fuite, il peut au cours d'une étape 13 générer une alarme ou une interruption de la mesure. Dans le cas contraire, le procédé se poursuit pour qu'une nouvelle mesure soit effectuée. Au cours de la nouvelle mesure, les électrodes actives et les électrodes passives sont modifiées par le dispositif de commande.15

Claims

REVENDICATIONS1. Système d'analyse électrophysiologique (100) comprenant : une série d'électrodes (110) destinées à être placées en différentes régions du corps humain, une source de tension continue (120), un dispositif de commande (130) adapté pour sélectivement appliquer à une paire d'électrodes (110) dites actives des créneaux de tension continue générés par la source de tension (120), lesdites électrodes actives constituant une anode et une cathode, et pour connecter au moins une autre électrode dite passive en haute impédance, la ou les électrodes passives servant à mesurer le potentiel atteint par le corps, et un dispositif de mesure (140) 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, le système étant caractérisé en ce que le dispositif de mesure (140) comporte des moyens pour mesurer simultanément les valeurs du courant à l'anode et à la cathode, et en ce qu'il comprend en outre un dispositif (150) pour comparer ces valeurs de courants et détecter l'existence d'un courant de fuite ou d'un courant additionnel imposé au corps.
2. Système d'analyse électrophysiologique selon la revendication 1, comprenant en outre un dispositif d'affichage (131) adapté pour afficher les données et le résultat de la comparaison entre la valeur du courant dans l'anode et dans la cathode.
3. Système d'analyse électrophysiologique selon l'une des revendications 1 et 2, comprenant une première résistance de mesure (R ) branchée en série entre la source de tension et l'anode, et une seconde résistance de mesure (Rcallb) branchée en série entre la cathode et une tension de référence, la mesure de la tension aux bornes des première et seconde résistances de mesure permettant la déduction de la valeur du courant respectivement à l'anode et à la cathode.
4. Système d'analyse électrophysiologique selon la revendication 3, comprenant en outre un dispositif de calibration (130) adapté pour ajuster les valeurs des résistances de mesure pour que la différence de potentiel entre l'anode et la cathode soit indépendante du sujet.
5. Procédé d'analyse électrophysiologique destiné à être mis en oeuvre dans un système selon l'une des revendications précédentes, le procédé comprenant au moins une étape de mesure au cours de laquelle la source de tension continue (120) applique à l'anode une série de créneaux de tension continue, et au cours de laquelle le dispositif de mesure (140) relève des données représentatives du courant dans les électrodes actives et des potentiels sur au moins certaines électrodes (110) connectées en haute impédance, le procédé étant caractérisé en que qu'il comprend les étapes consistant à relever simultanément la valeur du courant traversant l'anode et la cathode, et à comparer la valeur du courant à l'anode à la valeur du courant à la cathode pour détecter l'existence d'un courant de fuite ou d'un courant additionnel imposé au corps.
6. Procédé d'analyse électrophysiologique selon la revendication 5, mis en oeuvre dans un système comprenant en outre un appareil électrique susceptible d'imposer un courant additionnel au corps, le procédé comprenant en outre la comparaison entre le courant traversant la cathode et une valeur prédéterminée fonction du courant traversant l'anode et du courant additionnel, pour détecter l'existence d'un courant de fuite en cas de divergence entre le courant mesuré à la cathode et ladite valeur.
7. Procédé d'analyse électrophysiologique selon l'une des revendications 5 et 6, comprenant en outre une étape au cours de laquelle on affiche le résultat de la comparaison.
8. Procédé d'analyse électrophysiologique selon l'une des revendications 5 à 7, dans lequel la détection d'un courant de fuite est affichée, et l'étape de mesure est interrompue.- 11
9. Procédé d'analyse électrophysiologique selon l'une des revendications 5 à 8, dans un système selon la revendication 4, le procédé comprenant, préalablement à l'étape de mesure, une étape de calibrage au cours de laquelle le dispositif de calibration ajuste la valeur des résistances de mesure pour que la différence de potentiel entre l'anode et la cathode soit indépendante du sujet.