WO2015036530A1 - Procede d'analyse physiologique par stabilisation d'une surtension - Google Patents

Procede d'analyse physiologique par stabilisation d'une surtension Download PDF

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WO2015036530A1
WO2015036530A1 PCT/EP2014/069479 EP2014069479W WO2015036530A1 WO 2015036530 A1 WO2015036530 A1 WO 2015036530A1 EP 2014069479 W EP2014069479 W EP 2014069479W WO 2015036530 A1 WO2015036530 A1 WO 2015036530A1
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WO
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anode
voltage
slots
electrodes
overvoltage
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PCT/EP2014/069479
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Inventor
Kamel KHALFALLAH
Philippe Brunswick
Original Assignee
Impeto Medical
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Publication date
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves 
    • A61B5/053—Measuring electrical impedance or conductance of a portion of the body
    • A61B5/0531—Measuring skin impedance
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/42—Detecting, measuring or recording for evaluating the gastrointestinal, the endocrine or the exocrine systems
    • A61B5/4261—Evaluating exocrine secretion production
    • A61B5/4266—Evaluating exocrine secretion production sweat secretion

Definitions

  • the field of the invention is that of the methods and systems of electrophysiological analysis of individuals, allowing the study of the electrochemical conductance of the skin of said individuals, for example to detect pathologies.
  • the voltage applied by the voltage source on the electrodes makes it possible to generate in the body a measurable electrophysiological current which is generated at the level of the sweat glands of the skin.
  • the electrodes used as anode and cathode which are for example nickel or stainless steel, undergo oxidation phenomena resulting in the appearance of an overvoltage that skews the measurements.
  • the tension imposed by the anode to the sweat glands is not equal to the voltage delivered by the voltage source, and therefore the effective potential difference to which the glands are subjected is not that measured between the anode and the high impedance electrode.
  • the difficulty of correcting the measurements comes from the fact that the overvoltage of the electrodes is variable as a function of the time during which a voltage is imposed on these electrodes.
  • FIGS. 3a and 3b respectively show the time evolution of the overvoltage in electrodes connected in anode and in cathode. It is noted that the overvoltage at the cathode decreases until disappearing, while the overvoltage at the anode increases until it stabilizes.
  • An object of the invention is to overcome the problem mentioned above, by proposing an electrophysiological analysis method for determining the overvoltage of an active electrode and to take it into account for measuring an electrochemical conductance of the skin to difference of potential imposed on the fixed sweat glands.
  • the subject of the invention is an electrophysiological analysis method implemented in a system comprising:
  • a measuring device arranged to record data representative of the current flowing between the electrodes and potentials on at least some electrodes connected in high impedance in response to the application of the slots, said data making it possible to determine a value of the electrochemical conductance from the skin to the anode and the cathode,
  • the method comprising at least one measuring step comprising applying to the anode a series of continuous and constant voltage slots, and acquiring said data by the measuring device,
  • the method being characterized in that the voltage applied to the anode during the measurement step is decreasing between each slot and the next slot, the duration of the first voltage slot being greater than the duration of the following slots, to stabilize as soon as possible.
  • the first slot an oxidation of the anode at the origin of an overvoltage of said anode
  • the determination of the electrochemical conductance for a determined potential difference is made by interpolation or extrapolation from electrochemical conductances measured for each voltage slot applied to the anode.
  • the interpolation or extrapolation is performed on a linear or exponential model of electrochemical conductance of the skin as a function of the potential difference between the anode and the body.
  • the duration of the first voltage slot is greater than 5 seconds, preferably equal to 8 seconds, and the duration of the following slots is between 1 and 2 seconds, preferably equal to 1 second.
  • a series of voltage slots comprises at least 10 slots, and preferably at least 15 slots.
  • the method further comprises determining an electrochemical conductance of the skin for a second difference in potential between the anode and the body of between 300 and 500 mV, preferably 400 mV, said conductance being determined from the measured overvoltage, or by calculating the slope of the curve of the current flowing between the active electrodes as a function of the potential difference between the anode and the body.
  • the method further includes a step of determining a ratio or difference between the determined electrochemical skin conductance for the first potential difference and the second potential difference.
  • the method further comprises comparing the ratio or the difference of the electrochemical conductances to a predetermined threshold.
  • a measuring 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 for determining a value of the electrochemical conductance of the skin at the anode and at the cathode,
  • control device is adapted to implement the method according to the preceding presentation.
  • the invention also relates to an electrophysiological analysis system adapted for implementing the method.
  • FIG. 1 already described, represents the electrical diagram of the positioning of an electrode on the skin
  • FIGS. 2a and 2b respectively represent the evolution of the current and of the conductance measured on a healthy individual as a function of the potential difference imposed on the skin
  • FIGS. 3a and 3b already described also, respectively represent the time evolution of the overvoltage in electrodes connected in anode and in cathode
  • FIG. 4 represents a device used for the implementation of the electrophysiological analysis method
  • FIG. 5 represents the main steps of the method according to one embodiment of the invention.
  • FIG. 4 there is shown diagrammatically an electrophysiological analysis system 100.
  • This system comprises a plurality of electrodes 1 10, preferably four electrodes, of which two electrodes extend over a surface large enough for an individual to affix his hands, and the two other electrodes extending on a surface. large enough for an individual to put his feet on it.
  • these electrodes may have an area greater than 50 cm 2 , preferably greater than 100 cm 2 .
  • the system 100 comprises a DC voltage source 120, adapted to generate DC voltage slots and advantageously constant.
  • the voltage delivered by the source is preferably between 0 and 10 V, advantageously between 0 and 4 V.
  • the voltage slots can vary in voltage from one slot to another, increasing, decreasing, or other (eg increasing and decreasing).
  • the system 100 also comprises a control device 130 of the DC voltage source 120 and the electrodes 1 10.
  • 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 this one applies to them niches of tensions. These electrodes are 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. 4 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 controller 130 may implement measurement cycles by varying the active and passive electrode pairs. Typically, with a four-electrode system as described above, measurements are made with the following pairs of electrodes (abbreviated designation in parentheses):
  • control device 130 can drive the voltage source 120 to deliver to the anode voltage slots of a value and a determined duration.
  • 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.
  • the measuring device 140 advantageously comprises a measurement resistor R ca ii b 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 is displayed on a display 131.
  • the system described above makes it possible to measure an electrochemical conductance of the skin of an individual by delivering, by the active electrodes, a DC voltage which generates a current in the body of the individual.
  • the ratio between the generated current and the potential difference between the voltage imposed by the anode to the skin and the body V'a-Vx constitutes the electrochemical conductance.
  • the voltage imposed by the anode on the skin Va is not directly accessible since it depends on the overvoltage of the anode, which is added to the voltage delivered by the voltage source to the anode Goes.
  • the method comprises at least one measuring step 1000, during which the control device connects two active electrode electrodes, that is to say an anode electrode and a cathode electrode, and at least one other high electrode. impedance.
  • the control device 130 drives the voltage source 120 to deliver, during a step 1100, a series of continuous and constant voltage pulses to the anode.
  • the series of slots comprises at least 10 voltage slots, and preferably at least 15 slots.
  • the voltage source 120 delivers to the anode a voltage which decreases from one slot to another, that is to say that the value of the voltage for a slot is always greater than the one for the next niche.
  • the maximum voltage, of the first slot is between 3.5 and 4.5
  • the minimum voltage of the last slot is between 0.5 and 1.5 V, preferably of the order of 1 V.
  • control device 130 controls the voltage source 120 so that the first voltage slot has a duration longer than the duration of each subsequent slot (taken individually).
  • all the other slots have an identical duration, between 1 and 2 seconds, and preferably equal to 1 s.
  • the first voltage window should last long enough for the anode overvoltage to increase until it stabilizes at a final value noted Ea f .
  • the first voltage slot advantageously has a duration greater than 5 seconds, and preferably equal to 8 seconds.
  • the overvoltage at the anode is stable and equal to its final value Ea f .
  • the curve of the current flowing through the active electrodes as a function of the potential difference between the potential imposed by the anode on the skin Va and that of the body Vx is therefore shifted by this final value Ea f with respect to to the curve of the current with respect to the potential difference between the anode Va (voltage imposed by the voltage source) and the body Vx, hereinafter called "current-voltage curve".
  • the measuring device 140 then raises the current flowing through the electrodes, as well as the potential of the electrodes connected in high impedance, which corresponds to the potential of the body Vx, for the value of the voltage imposed on the anode.
  • the electrochemical conductance of the skin can then be calculated, during a step 1300, for at least one potential difference Va-Vx between the anode and the body. Study of the detachment
  • the study of the detachment of the current / voltage curve - or of the electrochemical conductance of the skin can provide indications on the state of health of an individual.
  • the study of the detachment is performed by measuring and comparing values of the electrochemical conductance of the skin belonging to the nonlinear domain and the linear domain, that is to say for so-called “high” and “intermediate” values respectively. potential difference between the anode and the body.
  • the measurements made with the voltage slots do not necessarily give access to the conductance of the skin for said potential difference values.
  • the conductance is constant and given by the slope of the current-voltage curve. Therefore it is sufficient to calculate the ratio between the current between the active electrodes and the potential difference Va-Vx for a potential difference value Va-Vx belonging to the linear domain to access the value of the conductance.
  • the measuring device 140 can calculate a conductance value for a potential difference Va-Vx corresponding to a measurement point and between 300 and 500 mV, preferably equal to 400 mV.
  • the so-called "high" potential difference is greater than 500 mV, preferably between 700 and 900 mV, very advantageously equal to 800 mV.
  • Extrapolation or interpolation is performed by modeling the measurements obtained from a linear or exponential model, and by minimizing the error of the model with respect to least squares measurements.
  • the method advantageously comprises, after the application of the voltage slots and the measurement of the current and voltage values, a step 1310 for determining an electrochemical conductance value of the skin for a difference in determined potential Va-Vx say "high", belonging to the nonlinear domain of the conductance, that is to say greater than 500 mV, preferably between 700 and 900 mV, very advantageously equal to 800 mV.
  • the method also comprises the calculation 1320 of an electrochemical conductance value of the skin for a so-called “intermediate” potential difference, belonging to the linear domain, that is to say between 300 and 500 mV, preferably equal to 400 mV.
  • the method preferably comprises a calculation step 1330 of a ratio or a difference between the electrochemical conductance values of the skin for the intermediate and high potential difference values.
  • the method may further comprise a comparison step 1340 of said ratio or difference with respect to a predetermined threshold from statistical studies on individuals whose health status is identified, in order to deduce, depending on the result, information on the state of health of the individual concerned.
  • the proposed method makes it possible to take into account the overvoltage of the electrodes to correct the measurements, without imposing on the operator the restriction for the measurement to be made.

Abstract

L'invention propose un procédé mis en œuvre dans un système comprenant : - une série d'électrodes, - une source de tension continue, - un dispositif de commande, adapté pour connecter 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, dite passive, en haute impédance, ladite électrode servant à mesurer le potentiel atteint par le corps, et - un dispositif de mesure, le procédé comprenant une étape de mesure comprenant l'application, à l'anode, de créneaux de tension continue et constante, et l'acquisition de données représentatives du courant circulant entre les électrodes et des potentiels sur des électrodes connectées en haute impédance, la tension appliquée à l'anode lors de l'étape de mesure étant décroissante entre chaque créneau et le créneau suivant, la durée du premier créneau de tension étant supérieure à la durée des créneaux suivants, et étant adaptée pour stabiliser dès le premier créneau une oxydation de l'anode à l'origine d'une surtension de ladite anode, le procédé comprenant en outre, après l'application des créneaux de tension, la déduction de la valeur de la surtension de l'anode, et la détermination, à partir de la surtension, d'une conductance électrochimique de la peau pour une différence de potentiel déterminée entre l'anode et le corps. L'invention propose également un système pour la mise en œuvre de ce procédé.

Description

PROCEDE D'ANALYSE PHYSIOLOGIQUE PAR STABILISATION D'UNE
SURTENSION
DOMAINE DE L'INVENTION
Le domaine de l'invention est celui des procédés et systèmes d'analyse électrophysiologique d'individus, permettant l'étude de la conductance électrochimique de la peau desdits individus, en vue par exemple de détecter des pathologies.
ETAT DE LA TECHNIQUE
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 une autre électrode en haute impédance.
La tension appliquée par la source de tension sur les électrodes permet de générer dans le corps un courant électrophysiologique mesurable qui est généré au niveau des glandes sudorales de la peau.
Les glandes sudorales, dont une représentation électrique schématique est donnée en figure 1 , se comportent comme un dipôle non linéaire, c'est-à-dire que la résistance Re (et donc la conductance) des glandes sudorales varient en fonction de la différence de potentiel à leurs bornes V'e - Vx, où Vx est le potentiel du corps, qui est donné par la mesure du potentiel des électrodes connectées en haute impédance, V'e est la tension imposée à la glande par une électrode, Ve est la tension appliquée ou mesurée à l'électrode, et Ee = Ve -V'e est la force contre électro-motrice ou surtension de l'électrode. L'électrode se comporte ainsi comme une diode de seuil Ee.
La conductance des glandes sudorales, ou conductance électrochimique de la peau, est donc le rapport entre le courant traversant lesdites glandes et la différence de potentiel à laquelle elles sont soumises. L'étude de la conductance électrochimique de la peau fournit des indications sur l'état de santé d'un individu, et permet notamment d'identifier une éventuelle atteinte du système nerveux de l'individu.
Ainsi par exemple une faible pente de la courbe courant/tension peut être un indice, chez un patient diabétique, d'une neuropathie diabétique, comme décrit dans le document « Gin H, et al. Non-invasive and quantitative assessment of sudomotor function for peripheral diabetic neuropathy évaluation. Diabètes Metab (201 1 ), doi:10.1016/j.diabet.201 1.05.003 ».
La Demanderesse a également identifié, en référence à la figure 2a, que la courbe du courant traversant les glandes eccrines en fonction de la différence de potentiel imposée aux glandes présente, chez un patient sain, deux sections distinctes : une première section linéaire, suivie d'un décollement et d'une seconde section non linéaire.
Le décollement correspond, en figure 2b, à un seuil en tension au-delà duquel la conductance est croissante avec la différence de potentiel.
Or, il a été montré que chez des individus atteints de certaines pathologies, ce décollement n'apparaît plus. C'est par exemple le cas de patients atteints de mucoviscidose, comme développé dans la demande de brevet US-2013-0053673 de la Demanderesse.
II est donc intéressant d'étudier le décollement de la courbe courant/tension
(figure 2a) ou de la courbe conductance/tension (figure 2b) pour détecter d'éventuelles pathologies. Pour ce faire, il est nécessaire, afin de pouvoir comparer des résultats obtenus sur des individus différents, de relever la conductance électrochimique de la peau chez des individus différents pour une différence de potentiel imposée aux glandes sudorales constante.
Or, comme déjà identifié par la Demanderesse dans la demande de brevet FR 2982758, les électrodes utilisées en tant qu'anode et cathode, qui sont par exemple en nickel ou en acier inoxydable, subissent des phénomènes d'oxydation résultant en l'apparition d'une surtension qui biaise les mesures.
En particulier, la tension imposée par l'anode aux glandes sudorales n'est pas égale à la tension délivrée par la source de tension, et donc la différence de potentiel effective à laquelle sont soumises les glandes n'est pas celle qui est mesurée entre l'anode et l'électrode en haute impédance. La difficulté de corriger les mesures provient du fait que la surtension des électrodes est variable en fonction du temps pendant lequel une tension est imposée à ces électrodes.
En figures 3a et 3b on a représenté respectivement l'évolution temporelle de la surtension dans des électrodes connectées en anode et en cathode. On remarque que la surtension à la cathode décroit jusqu'à disparaître, tandis que la surtension à l'anode croît jusqu'à se stabiliser.
Il a déjà été proposé dans la demande FR 2982758 mentionnée ci-avant un procédé de mesure dans lequel des électrodes sont « régénérées », c'est-à-dire leur surtension est supprimée, en les connectant en tant que cathode à une étape de mesure précédente.
Ce procédé est satisfaisant à la cathode puisque la surtension est stabilisée à la valeur nulle, mais clairement insuffisant à l'anode puisque la surtension croît de la valeur nulle à sa valeur finale, et déforme ainsi le courant physiologique mesuré à l'anode.
Ce procédé présente de plus l'inconvénient d'imposer une contrainte importante à l'opérateur qui manipule le dispositif, puisqu'il doit respecter un ordre particulier de mesure. Ceci peut aussi représenter une perte de temps importante.
Il existe donc un besoin pour proposer un procédé simple et rapide permettant de mesurer de manière exacte la conductance électrochimique de la peau d'un individu pour une différence de potentiel déterminée entre l'anode et le potentiel du corps.
RESUME DE L'INVENTION
Un but de l'invention est de remédier au problème évoqué ci-avant, en proposant un procédé d'analyse électrophysiologique permettant de déterminer la surtension d'une électrode active et d'en tenir compte pour mesurer une conductance électrochimique de la peau à différence de potentiel imposée aux glandes sudorales fixe.
Un autre but de l'invention est de proposer un procédé permettant d'étudier avec exactitude le décollement de la courbe de conductance électrochimique de la peau ou de la courbe courant/différence de potentiel des glandes. L'invention a encore pour but de proposer un procédé de mise en œuvre rapide.
A cet égard, l'invention a pour objet un procédé d'analyse électrophysiologique mis en œuvre dans un système 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 circulant entre les électrodes 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 procédé comprenant au moins une étape de mesure comprenant l'application, à l'anode, d'une série de créneaux de tension continue et constante, et l'acquisition desdites données par le dispositif de mesure,
le procédé étant caractérisé en ce que la tension appliquée à l'anode lors de l'étape de mesure est décroissante entre chaque créneau et le créneau suivant, la durée du premier créneau de tension étant supérieure à la durée des créneaux suivants, pour stabiliser dès le premier créneau une oxydation de l'anode à l'origine d'une surtension de ladite anode,
et en ce qu'il comprend en outre, après l'application des créneaux de tension, la déduction de la valeur de la surtension de l'anode, et la détermination, à partir de la surtension, d'une conductance électrochimique de la peau pour une première différence de potentiel déterminée entre l'anode et le corps. Avantageusement, mais facultativement, le procédé d'analyse électrophysiologique selon l'invention peut en outre comprendre au moins l'une des caractéristiques suivantes :
La différence de potentiel entre l'anode et le corps est supérieure à 500 mV, de préférence comprise entre 700 et 900 mV, très avantageusement égale à
800 mV.
La détermination de la conductance électrochimique pour une différence de potentiel déterminée est réalisée par interpolation ou extrapolation à partir de conductances électrochimiques mesurées pour chaque créneau de tension appliqué à l'anode.
L'interpolation ou l'extrapolation est réalisée sur un modèle linéaire ou exponentiel de conductance électrochimique de la peau en fonction de la différence de potentiel entre l'anode et le corps.
La durée du premier créneau de tension est supérieure à 5 secondes, de préférence égale à 8 secondes, et la durée des créneaux suivants est comprise entre 1 et 2 secondes, de préférence égale à 1 seconde.
Une série de créneaux de tension comprend au moins 10 créneaux, et de préférence au moins 15 créneaux.
Le procédé comprend en outre la détermination d'une conductance électrochimique de la peau pour une deuxième différence de potentiel entre l'anode et le corps comprise entre 300 et 500 mV, de préférence égale à 400 mV, ladite conductance étant déterminée à partir de la surtension mesurée, ou par calcul de la pente de la courbe du courant circulant entre les électrodes actives en fonction de la différence de potentiel entre l'anode et le corps.
Le procédé comprend en outre une étape consistant à déterminer un ratio ou une différence entre la conductance électrochimique de la peau déterminée pour la première différence de potentiel et pour la deuxième différence de potentiel.
- Le procédé comprend en outre la comparaison du ratio ou de la différence des conductances électrochimiques à un seuil prédéterminé.
L'étape de déduction de la valeur de la surtension de l'anode est déterminée en prolongeant la courbe courant/tension à l'anode au courant nul. L'invention a également pour objet 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,
caractérisé en ce que le dispositif de commande est adapté pour mettre en œuvre le procédé selon la présentation qui précède.
L'invention a également pour objet un système d'analyse électrophysiologique adapté pour la mise en œuvre du procédé.
Le procédé proposé permet de stabiliser rapidement la surtension sur une électrode, afin de pouvoir la déterminer facilement et de prendre en compte cette surtension pour corriger l'estimation de la différence de potentiel à laquelle sont soumises les glandes sudorales de la peau.
En particulier, il devient possible de déterminer la conductance électrochimique de la peau dans le domaine non linéaire. On peut ainsi obtenir une valeur de cette conductance dans le domaine non linéaire, une autre valeur de la conductance dans le domaine linéaire, et ainsi caractériser le décollement de la conductance ou identifier l'absence d'un tel décollement.
Cette stabilisation de la surtension est réalisée pendant une étape de mesure, ce qui rend le procédé rapide à mettre en œuvre. 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 le schéma électrique du positionnement d'une électrode sur la peau,
Les figures 2a et 2b, déjà décrites, représentent respectivement l'évolution du courant et de la conductance mesurés sur un individu sain en fonction de la différence de potentiel imposée à la peau,
- Les figures 3a et 3b, déjà décrites également, représentent respectivement l'évolution temporelle de la surtension dans des électrodes connectées en anode et en cathode,
La figure 4 représente un dispositif utilisé pour la mise en œuvre du procédé d'analyse électrophysiologique,
- La figure 5 représente les principales étapes du procédé selon un mode de réalisation de l'invention,
La figure 6 représente la courbe courant/tension aux électrodes actives avec la mise en œuvre du procédé selon l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE D'AU MOINS UN MODE DE MISE EN ŒUVRE DE L'INVENTION
Système d'analyse électrophysiologigue
En référence à la figure 4, on a représenté schématiquement un système d'analyse électrophysiologique 100.
Ce système comprend une pluralité d'électrodes 1 10, 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 et avantageusement constante. 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 varier en tension d'un créneau à l'autre, de façon croissante, décroissante, ou autre (par exemple croissante puis décroissante).
Le système 100 comprend également un dispositif de commande 130 de la source de tension continue 120 et des électrodes 1 10. 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 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 4 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 œuvre 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).
En outre, le dispositif de commande 130 peut piloter la source de tension 120 pour délivrer à l'anode des créneaux de tension d'une valeur et d'une durée déterminée.
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 Rcaiib 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. Procédé d'analyse électrophysiologigue
Le système décrit ci-avant permet de mesurer une conductance électrochimique de la peau d'un individu en délivrant, par les électrodes actives, une tension continue qui génère un courant dans le corps de l'individu.
Le rapport entre le courant généré et la différence de potentiel entre la tension imposée par l'anode à la peau et le corps V'a-Vx constitue la conductance électrochimique.
Comme indiqué précédemment, la tension imposée par l'anode à la peau Va n'est pas accessible directement puisqu'elle dépend de la surtension de l'anode, qui s'ajoute à la tension délivrée par la source de tension à l'anode Va.
Le procédé dont on a représenté en figure 5 les principales étapes permet de déterminer la conductance électrochimique de la peau d'un individu, y compris à son stade non linéaire, malgré la surtension à l'anode.
Le procédé comprend au moins une étape de mesure 1000, au cours de laquelle le dispositif de commande connecte deux électrodes en électrodes actives, c'est-à-dire une électrode en anode et une en cathode, et au moins une autre électrode en haute impédance.
Puis le dispositif de commande 130 pilote la source de tension 120 pour délivrer, au cours d'une étape 1 100, une série de créneaux de tension continue et constante à l'anode. De préférence, la série de créneaux comprend au moins 10 créneaux de tension, et avantageusement au moins 15 créneaux.
Au cours de cette étape, la source de tension 120 délivre à l'anode une tension qui est décroissante d'un créneau à l'autre, c'est-à-dire que la valeur de la tension pour un créneau est toujours supérieure à celle pour le créneau suivant. De préférence, la tension maximale, du premier créneau, est comprise entre 3,5 et 4,5
V, et avantageusement de l'ordre de 4 V.
La tension minimale du dernier créneau est comprise entre 0.5 et 1.5 V, avantageusement de l'ordre de 1 V.
De plus, lors de cette étape, le dispositif de commande 130 pilote la source de tension 120 pour que le premier créneau de tension présente une durée plus longue que la durée de chaque créneau suivant (pris individuellement).
Avantageusement, tous les autres créneaux présentent une durée identique, comprise entre 1 et 2 secondes, et de préférence égale à 1 s. Le premier créneau de tension doit durer suffisamment longtemps pour que la surtension à l'anode augmente jusqu'à se stabiliser à une valeur finale notée Eaf. Pour ce faire, le premier créneau de tension présente avantageusement une durée supérieure à 5 secondes, et de préférence égale à 8 secondes.
De cette manière, lors de l'application par la source de tension 120 des créneaux de tension suivants, la surtension à l'anode est stable et égale à sa valeur finale Eaf. Comme visible sur la figure 6, la courbe du courant traversant les électrodes actives en fonction de la différence de potentiel entre le potentiel imposé par l'anode à la peau Va et celui du corps Vx est donc décalée de cette valeur finale Eaf par rapport à la courbe du courant par rapport à la différence de potentiel entre l'anode Va (tension imposée par la source de tension) et le corps Vx, appelée ci-après « courbe courant-tension ».
A chaque créneau de tension, le dispositif de mesure 140 relève alors le courant traversant les électrodes, ainsi que le potentiel des électrodes connectées en haute impédance, qui correspond au potentiel du corps Vx, pour la valeur de la tension imposée à l'anode.
Afin d'accéder à la tension délivrée par l'anode, la détermination de la surtension est réalisée, au cours d'une étape 1200, soit en mesurant la différence de potentiel aux bornes de l'anode lorsque celle-ci est traversée par un courant nul, soit en extrapolant la courbe courant/tension vers l'axe des abscisses, c'est-à-dire en prolongeant cette courbe au courant nul, comme visible sur la figure 6.
Une fois la surtension déterminée, on peut soustraire cette surtension de la tension imposée à l'anode pour les mesures pour obtenir la valeur de la tension délivrée par l'anode à la peau, et ainsi déduire les valeurs des différences de potentiel Va-Vx imposées au corps.
La conductance électrochimique de la peau peut ensuite être calculée, au cours d'une étape 1300, pour au moins une différence de potentiel Va-Vx entre l'anode et le corps. Etude du décollement
Comme indiqué précédemment, l'étude du décollement de la courbe courant/tension - ou de la conductance électrochimique de la peau, peut fournir des indications sur l'état de santé d'un individu. L'étude du décollement est réalisée en mesurant et en comparant des valeurs de la conductance électrochimique de la peau appartenant au domaine non linéaire et au domaine linéaire, c'est-à-dire pour des valeurs respectivement dites « élevée » et « intermédiaire » de différence de potentiel entre l'anode et le corps.
Pour rendre ces mesures comparables d'un individu à l'autre, il est nécessaire que les valeurs dites « intermédiaire » et « élevée » de la différence de potentiel entre l'anode et le corps soient des valeurs déterminées, ne variant pas d'un individu à l'autre.
Or, puisque seule la tension à l'anode est pilotée, et que seulement quelques points de mesure sont générés, correspondant aux différents créneaux de tension appliqués au corps, les mesures réalisées avec les créneaux de tension ne donnent pas forcément accès à la conductance de la peau pour lesdites valeurs de différence de potentiel.
Pour accéder à la conductance de la peau dans le domaine linéaire, pour la valeur dite « intermédiaire » de la différence de potentiel, la conductance est constante et donnée par la pente de la courbe courant-tension. Par conséquent il suffit de calculer le rapport entre le courant entre les électrodes actives et la différence de potentiel Va-Vx pour une valeur de différence de potentiel Va-Vx appartenant au domaine linéaire pour accéder à la valeur de la conductance.
Par exemple, le dispositif de mesure 140 peut calculer une valeur de conductance pour une différence de potentiel Va-Vx correspondant à un point de mesure et comprise entre 300 et 500 mV, de préférence égale à 400 mV.
Pour une valeur de la conductance de la peau dans le domaine non linéaire, correspondant à la valeur dite « élevée » de la différence de potentiel Va-Vx, cette valeur est extrapolée ou interpolée à partir des mesures réalisées.
La différence de potentiel dite « élevée » est supérieure à 500 mV, de préférence comprise entre 700 et 900 mV, très avantageusement égale à 800 mV.
L'extrapolation ou l'interpolation est réalisée en modélisant les mesures obtenues à partir d'un modèle linéaire ou exponentiel, et en minimisant l'erreur du modèle par rapport aux mesures par la méthode des moindres carrés.
La Demanderesse a constaté que pour les deux modèles l'erreur obtenue sur la conductance est de l'ordre de 106 ordres de grandeur inférieure à la valeur de la conductance calculée. Par conséquent, le procédé comprend avantageusement, à l'issue de l'application des créneaux de tension et du relevé des valeurs de courant et de tension, une étape de détermination 1310 d'une valeur de conductance électrochimique de la peau pour une différence de potentiel déterminée Va-Vx dire « élevée », appartenant au domaine non linéaire de la conductance, c'est-à-dire supérieure à 500 mV, de préférence comprise entre 700 et 900 mV, très avantageusement égale à 800 mV.
Le procédé comprend également le calcul 1320 d'une valeur de conductance électrochimique de la peau pour une différence de potentiel dite « intermédiaire », appartenant au domaine linéaire, c'est-à-dire comprise entre 300 et 500 mV, de préférence égale à 400 mV.
Enfin, le procédé comprend de préférence une étape de calcul 1330 d'un ratio ou d'une différence entre les valeurs de conductance électrochimique de la peau pour les valeurs de différence de potentiel intermédiaire et élevée.
Le procédé peut en outre comprendre une étape de comparaison 1340 dudit ratio ou de ladite différence par rapport à un seuil prédéterminé à partir d'études statistiques sur des individus dont l'état de santé est identifié, afin de déduire, en fonction du résultat, des informations sur l'état de santé de l'individu concerné.
Ainsi le procédé proposé rend possible la prise en compte de la surtension des électrodes pour corriger les mesures, sans imposer à l'opérateur de restriction pour la mesure à effectuer.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Procédé d'analyse électrophysiologique, mis en œuvre dans un système (100) comprenant :
- une série d'électrodes (1 10), 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 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 (140), agencé pour relever des données représentatives du courant circulant entre les électrodes 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 procédé comprenant au moins une étape de mesure (1000) comprenant l'application, à l'anode, d'une série de créneaux de tension continue et constante, et l'acquisition desdites données par le dispositif de mesure,
le procédé étant caractérisé en ce que la tension appliquée à l'anode lors de l'étape de mesure est décroissante entre chaque créneau et le créneau suivant, la durée du premier créneau de tension étant supérieure à la durée des créneaux suivants et d'une durée adaptée pour stabiliser dès le premier créneau une oxydation de l'anode à l'origine d'une surtension de ladite anode,
et en ce qu'il comprend en outre, après l'application des créneaux de tension, la déduction (1200) de la valeur de la surtension de l'anode, et la détermination (1310, 1320), à partir de la surtension, d'une conductance électrochimique de la peau pour une première différence de potentiel déterminée entre l'anode et le corps.
2. Procédé d'analyse électrophysiologique selon la revendication 1 , dans lequel la première différence de potentiel entre l'anode et le corps est supérieure à 500 mV, de préférence comprise entre 700 et 900 mV, très avantageusement égale à 800 mV.
3. Procédé d'analyse électrophysiologique selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel la détermination (1310) de la conductance électrochimique pour une différence de potentiel déterminée est réalisée par interpolation ou extrapolation à partir de conductances électrochimiques mesurées pour chaque créneau de tension appliqué à l'anode.
4. Procédé d'analyse électrophysiologique selon la revendication 3, dans lequel l'interpolation ou l'extrapolation est réalisée sur un modèle linéaire ou exponentiel de conductance électrochimique de la peau en fonction de la différence de potentiel entre l'anode et le corps.
5. Procédé d'analyse électrophysiologique selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la durée du premier créneau de tension est supérieure à 5 secondes, de préférence égale à 8 secondes, et la durée des créneaux suivants est comprise entre 1 et 2 secondes, de préférence égale à 1 seconde.
6. Procédé d'analyse électrophysiologique selon l'une des revendications précédentes, dans lequel une série de créneaux de tension comprend au moins 10 créneaux, et de préférence au moins 15 créneaux.
7. Procédé d'analyse électrophysiologique selon l'une des revendications précédentes, comprenant en outre la détermination (1320) d'une conductance électrochimique de la peau pour une deuxième différence de potentiel entre l'anode et le corps comprise entre 300 et 500 mV, de préférence égale à 400 mV, ladite conductance étant déterminée à partir de la surtension mesurée, ou par calcul de la pente de la courbe du courant circulant entre les électrodes actives en fonction de la différence de potentiel entre l'anode et le corps.
8 Procédé d'analyse électrophysiologique selon la revendication 7, comprenant en outre une étape (1330) consistant à déterminer un ratio ou une différence entre la conductance électrochimique de la peau déterminée pour la première différence de potentiel et pour la deuxième différence de potentiel.
9. Procédé d'analyse électrophysiologique selon la revendication 8, comprenant en outre la comparaison (1340) du ratio ou de la différence des conductances électrochimiques à un seuil prédéterminé.
10. Procédé d'analyse électrophysiologique selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'étape (1200) de déduction de la valeur de la surtension de l'anode est déterminée en prolongeant la courbe courant/tension à l'anode au courant nul.
1 1 . Système (100) d'analyse électrophysiologique, comprenant :
une série d'électrodes (1 10), 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 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 (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 à l'anode et à la cathode,
caractérisé en ce que le dispositif de commande est adapté pour mettre en œuvre le procédé selon l'une des revendications précédentes.
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