WO2017118817A1 - Wirelessly communicating implantable multi-functional system - Google Patents

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WO2017118817A1
WO2017118817A1 PCT/FR2017/050026 FR2017050026W WO2017118817A1 WO 2017118817 A1 WO2017118817 A1 WO 2017118817A1 FR 2017050026 W FR2017050026 W FR 2017050026W WO 2017118817 A1 WO2017118817 A1 WO 2017118817A1
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sensor
signal
control circuit
energy
antenna
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PCT/FR2017/050026
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Charbel ACHKAR
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Achkar Charbel
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    • A61B5/14539—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue for measuring pH
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    • A61B5/6847—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be brought in contact with an internal body part, i.e. invasive mounted on an invasive device
    • A61B5/6862—Stents

Definitions

  • the present invention relates to the field of teletransmission of physico-chemical information relating to a circulating fluid, and more specifically to the teletransmission of physiological information using a vascular implant.
  • expandable implants whose mechanical structure resembles a stent, but which do not necessarily have an endoprosthesis function, but mainly support and positioning of one or more sensors and radiocommunication means with outdoor equipment.
  • Stents comprising a passive component whose deformation causes a variation of impedance or capacitance detected by the external equipment.
  • patent EP2385859 is known describing an implantable wireless monitoring device formed by an endoprosthesis.
  • This system for the transmission of blood pressure in vivo.
  • the system comprises the following elements: a pressure sensor in which blood pressure data are collected; a wireless transmitter, wherein said in vivo blood pressure data is transmitted to be received, externally disposed to a patient in which the system is installed; an endoprosthesis body, said body having an integral antenna, and a power source, the energy being supplied to the system.
  • the antenna To remain in the dimensions corresponding to the configuration of a vascular cavity, the antenna must have strands of about ten centimeters, which implies, if the antenna operates in a "quarter wave" mode, the recourse at UHF, a hundred megahertz. These frequencies are not optimal for responding to good penetration through human tissues. Moreover, the The geometry of the stent varies according to the more or less significant expansion, which results in poorly controlled radio characteristics and therefore a mode of transmission whose quality can not be perfectly predefined.
  • European Patent EP2872863 discloses another example of a pressure sensor which comprises an accelerometer designed to produce a first current as it travels, a capacitor for receiving the first current charging it, a logic element operatively connected to said capacitor and enabling discharging a second current from the capacitor until said capacitor reaches a threshold voltage, a pressure sensor provided to receive the discharged current to generate a first signal corresponding to at least one pressure reading of said pressure sensor, and an emitter operatively connected to the pressure sensor and adapted to emit a second signal which is based on the first signal and for an external device for storing data corresponding to the second signal.
  • Patent US7621036 describes an example of a patent in which the sensor is formed of two membranes whose distance varies according to the blood pressure, which modifies the capacitance placed in an LC bridge.
  • the invention relates, in its most general sense, to a telemetry system of physico-chemical parameters in a fluid, comprising firstly an expansible support mechanically associated with at least one electronic circuit receiving the signal of at least one sensor delivering a signal to an output connected to a passive antenna having a resonance frequency F r and secondly complementary equipment comprising a transmitter of an electromagnetic field at the frequency F r comprising means for measuring the variation of energy, characterized in that - said complementary equipment comprises an electronic circuit emitting a signal at a carrier frequency, preferably greater than 1 Ghz, modulated to transmit service signals, said sensor is devoid of transmitter and battery, and includes an electronic circuit powered by said antenna via a rectifier bridge and / or a voltage multiplier associated with an energy storage capacitor, said electronic circuit comprising:
  • control circuit constituted by a set of logic gates and memories for controlling said at least one sensor and for coding the signals transmitted by said at least one sensor
  • a demodulator delivering a signal controlling the communication functions of said control circuit an encoder receiving the output signal of the control circuit and outputting a control signal of an impedance modulator connected to said antenna.
  • battery is intended to mean an electrical source formed by an autonomous electrochemical component such as a rechargeable battery or battery, supplying an electric current without interaction with an element external to the component.
  • this complementary equipment transmits a signal whose carrier is at a carrier frequency F r greater than 1 Ghz.
  • said impedance modulator is furthermore connected to a passive component whose capacitance or impedance varies as a function of a physiological parameter.
  • said expandable support is advantageously a stent.
  • said sensor is an accelerometer.
  • This accelerometer provides information on the dynamics of a person, for example to detect a fall or ambulation disorders. This solution makes it possible to measure abnormal situations by avoiding the artifacts observed when the fall detection accelerometer is inserted into a bracelet, the information of which is distorted by the natural erratic movements of the arm.
  • said sensor is a piezoelectric element for the detection and characterization of at least one biochemical element constituted by a piezoelectric substrate having at each of its opposite sides at least one conductive surface, said electrodes being connected to an electrical generator, at least one of said surfaces being coated with a functionalized film.
  • This variant makes it possible to teletransmit biochemical analyzes in vivo in real time.
  • the senor is:
  • a pressure and / or temperature sensor and in particular constituted by a passive mechanical element
  • said stent is made of a non-conductive material, for example at least partially by a bioabsorbable part.
  • said stent is made of a non-conductive material.
  • said stent further comprises at least one energy recovery means or a plurality of energy recovery means connected in series.
  • said energy recovery means is constituted by:
  • said stent further comprises a light source controlled by said circuit of control.
  • This variant makes it possible to proceed with the photoactivation of an active ingredient.
  • said stent further comprises an electromechanical actuator controlled by said control circuit.
  • This variant makes it possible to proceed to the controlled release of an active ingredient for example.
  • the invention also relates to an implant for the telemetry of physicochemical parameters in a fluid, comprising an expansible support mechanically associated with at least one electronic circuit receiving the signal from at least one sensor delivering a signal to an output connected to an antenna passive having a resonant frequency F r characterized in that said electronic circuit is devoid of transmitter and electric battery, and is powered by said antenna via a bridge rectifier and / or a voltage multiplier, associated with a energy storage capacitor, said electronic circuit comprising:
  • control circuit constituted by a set of logic gates and memories for controlling said at least one sensor and for coding the signals transmitted by said at least one sensor
  • a demodulator delivering a signal controlling the communication functions of said control circuit an encoder receiving the output signal of the control circuit and delivering a control signal of an impedance modulator connected to said antenna.
  • the invention also relates to equipment for the telemetry of physicochemical parameters in a fluid characterized in that it comprises a transmitter of an electromagnetic field at the frequency F r comprising means of measuring the variation of the energy during the interaction with an implant.
  • the invention also relates to a system for personalized delivery of at least one active principle, characterized in that it comprises a system for telemetry of physicochemical parameters in a fluid and in that it comprises a control circuit whose output controls the means of delivery of active principle and the input receives the signals of said means for measuring the variation of the energy of said complementary equipment.
  • the invention also relates to a monitoring system for a patient characterized in that it comprises a system for telemetry of physicochemical parameters in a fluid and in that it comprises a control circuit whose output controls at least one monitoring means and the input receives signals from said means for measuring the variation of the energy of said complementary equipment.
  • FIG. 1 represents a schematic view of an exemplary embodiment of an implant according to the invention
  • FIG. 2 represents a schematic view of the electronic circuit fitted to the reading equipment of the information measured by the implant
  • FIG. a schematic view of the electronic circuit fitted to an example of a stent according to the invention
  • FIGS. 4a, 4b and 4c represent a view of the antennas
  • FIG. 5 represents the equivalent electrical diagram of the antennas
  • FIG. 6 represents an exemplary embodiment comprising a pressure sensor
  • FIG. 7 represents an exemplary embodiment of an endoprosthesis variant.
  • the implant is constituted by an expandable deformable mesh structure (1) of the "stent-endoprosthesis” type enabling it to be inserted into the human body endoscopically and positioned in a zone of interest by anchoring to the wall (10) of a vessel in which blood circulates (11) or a hollow organ of the human body.
  • a flexible printed circuit (2) is connected to the deformable mesh structure (1).
  • the electronic components (3) are mounted on the printed circuit (2) which supports an antenna (4) formed by two radiating strands formed by a conductive track. This track is coated with an insulation varnish when the mesh structure is conductive.
  • the printed circuit (2) comprises a first pressure sensor (6) formed by a metal membrane subjected to the pressure of the fluid (11) flowing in the vessel (10) and defining to a variable capacity capacitor modifying the resonance frequency of the antenna (4). It comprises a biochemical second biochemical sensor constituted by a surface of a piezoelectric plate (7) whose surface (8) is activated to selectively fix a type of molecule or microorganism and whose frequency is modified by the amount of 'fixed elements. The detection is performed by excitation of the piezoelectric plate (7) at a reference frequency corresponding to the natural frequency nominal of the blade (7) and the measurement of the energy absorbed.
  • FIG. 1 The circuit diagram of the electronic circuit is shown in FIG. 1
  • the circuit includes a synthesizer (20) generating the carrier frequency of 13.56MHz.
  • the rectangular shaped signal is transmitted to a phase shifter circuit (22) for generating two INT + and INT- signals of rectangular shape, in phase opposition, from a single signal provided by the synthesizer (20).
  • These signals are amplified by power amplifiers (23, 24).
  • the perfect phase shift between the two signals ensures a differential attack of the antenna (25) to not transmit the signal mass and increase the power transmitted to the load.
  • the signal is modulated by a type amplitude modulation, ASK (Amplitude Shift Keying in the English literature) type A with a modulation rate of 100% and type B with a modulation rate of 10%.
  • the modulator (26) outputs a MIDX * DATA output signal created from the DATA input signal and the MIDX input signal.
  • the data DATA takes the binary value 1
  • the signal in the antenna corresponds to the maximum power
  • DATA takes the binary value 0, the power in the antenna corresponds to a modulation index of 10% or 100% according to the type of transmission.
  • the output signal MIDX * DATA controls both power amplifiers (23, 24).
  • the antenna (25) is connected to a rectifier circuit (27) and a comparator circuit (28) via a resistor (29) for delivering a signal DATA S is a digital signal with a frequency varying between 106 kHz and 847 kHz corresponding to the interaction of the circuit installed on the implant with the electromagnetic field produced by the external equipment.
  • the circuit (27) is based on the principle of diode envelope detection.
  • the circuit (28) amplifies the signal provided by the circuit (27) and the comparison with respect to a reference.
  • FIG. 3 represents a schematic view of the electronic circuit fitted to an exemplary stent according to the invention.
  • the electronic circuit of the implant is divided into several functional blocks:
  • - Load modulation block (36) for transmitting the transponder signals to the external reader
  • - Recovery block (37) regeneration and supply of a clock signal to the internal logic of the circuit to ensure its operation
  • One or more antennas (38) for the recovery of electromagnetic waves and for telecommunication.
  • the first block (30) The sensors (31 to 32)
  • the sensor or the sensors (31 to 32) are adapted to measure a physical or chemical quantity and to provide an analog electrical signal proportional to this magnitude.
  • a suitable type of sensor is chosen.
  • One variant consists in using two sensors of the same type and the others of different types. Two sensors of the same type make it possible to measure a parameter in two different places or in two different ways.
  • This component can integrate an input multiplexing stage. Its role is to transform the analog signal provided by the sensor or sensors into a digital word, coded in binary. This numerical value is proportional to the electrical level of the physical or chemical measurement.
  • the digital processing unit (40) comprises the control logic.
  • the internal control logic makes it possible to check whether the planned passwords and those that are actually transmitted match, as well as several other service logic operations such as frame format conformances, CRC type error correction code, etc.
  • the digital data of the analog-digital converter will be processed so that it can be sent via electromagnetic waves (OEM) to the outside of the human body.
  • the frequency is part of the ISM band.
  • the means of communication may correspond to the protocols proposed by ISO / IEC for radiofrequency communication.
  • the fourth block The Modulator (36) / demodulator (35)
  • a demodulation of the received signal is necessary so that the processing unit can understand the beginning and the end of the communication according to the protocol in force.
  • a modulation of the signal is necessary in order to emit an OEM containing the information of the data to be transmitted. This modulation is for example carried out according to the protocols ISO / IEC.
  • Load modulation is an example of modulation that provides backscattering of the modulated signal.
  • the fifth block clock recovery (37)
  • the sixth block The energy generator (39)
  • the device will, among other applications, implanted in the human body and not accessible.
  • the electronic platform is designed so that it can communicate without using batteries.
  • the recovery of electrical energy delivered by OEMs will be essential to power the entire circuit.
  • the implant then retrieves electromagnetic waves from the environment or those emitted by the reader, the smartphone, etc.
  • the recovered power strongly depends on the distance and the nature of the medium separating the two elements and the impedance matching of the antennas.
  • the antenna of the implant recovers the electromagnetic waves and this block transforms them into an electrical signal; the energy recovery could be through the inductance of the antenna sized on the flex for example to wind and gain space. This makes it possible to have an AC voltage induced at its terminals which will have to be rectified, filtered and regulated to supply the rest of the circuit of the implanted device.
  • This block manages, regulates and stores energy. It must be able to provide enough power to operate the device.
  • the energy will be stored in miniature capacities or accumulators that allow to keep a communication or a recording of long duration.
  • Figures 4 and 5 show the antennas (25) of the reader (45) and one endoprosthesis (46).
  • the device will be implanted inside the body the signal will have to cross typically 10 to 20 cm of human tissues. Since most of the body is water (70%), the transmission frequency should not be attenuated by the medium. For this, it is advisable to stay below 2.4 GHz knowing that the frequency from which the water becomes partially absorbent is 30 MHz. Another constraint will be the wavelength of the carrier frequency that characterizes the length of the antenna, a compromise is made. One or more antennas will be used. The radio antenna imposes many constraints on the characteristics of the transmission chain.
  • the antenna will be made on flex, ceramic or made with any other biocompatible or non-biocompatible material and subsequently sealed from the aqueous medium or coated with a biocompatible product.
  • the sizing of the antenna is done according to the choice of the transmission frequency, the quality of the signal and the transmission distance as well as the amount of energy transferable.
  • sensors an alternative is to implement sensors integrating an analog-digital converter, in order to provide a signal directly to the processing circuit (40) via an I2C data bus (acronym for an Inter-Integrated Circuit, in English) that can be implemented. by software in a microcontroller.
  • the sensor may also include another type of connection, of SPI (Serial Peripheral Interface) type corresponding to a binary synchronous serial bus which operates in full-duplex mode.
  • SPI Serial Peripheral Interface
  • the circuits communicate according to a master-slave scheme, where the master deals fully with the communication. Several slaves can coexist on the same bus, in this case, the selection of the recipient is done by a dedicated line between the master and the slave called chip select.
  • SPI Serial Peripheral Interface
  • FIG. 6 represents an exemplary embodiment comprising a pressure sensor.
  • a biocompatible cell (50) forms a variable capacity as a function of pressure.
  • a biocompatible coating or by using initially biocompatible products such as those used for the heart valve based on animal tissue, glass, ceramics, organic materials or the like. Then it will be possible to glue, crimp, solder or other on the support.
  • the cell (50) has a biocompatible membrane (52) (hermetically sealed).
  • a conductive part (53) metal or semiconductor
  • Springs (54) hold the two separate pieces (53, 55) with a varying spacing depending on the pressure applied to the diaphragm (52).
  • FIG. 7 represents an embodiment of a variant of an endoprosthesis comprising a microphone or a nanosensor (70).
  • the circuitry is protected by a biocompatible membrane (71) such as an animal vessel, ensuring a tight seal.
  • a biocompatible glue (72), a molding or a crimping of this membrane (71) providing fixation and sealing.
  • the cell comprises one or more sensors, and possibly a recuperator of energy, the electronics and the antenna. It may also include a drug delivery person Assistant to a sensor or all alone.
  • the cell can be assembled by brazing, crimping, gluing, sliding system (rails), or any other method of assembly that allows the attachment of the two elements in the middle or on the periphery of the capsule.
  • the support will be cut to provide an electrical link to carry the DC current or signals requiring a physical link.
  • Each cell may be the same or different from the other: having drug delivery sensors and actuators in one or more cells.
  • drug delivery sensors and actuators for example: pressure sensor, temperature, pH, accelerometer, etc., and / or insulin injector or homeopathic product, or any other molecule that is intended to heal the part of the target organism.
  • All these cells communicate with each other and if necessary with a base outside the body to collect physiological signals and provide and target areas to heal (eg stenosis, diabetes, hypertension) allowing treatment and monitoring in real time and dosing medicines adapted to the state of the patient at time t.
  • This option will make the drugs more effective and avoid side effects.
  • the doctor prescribes a drug at a given time, but the diseases evolve and the patients take or lose weight or change their diet from one day to the next which makes the dosage inadequate and the treatment less effective.
  • the energy recovery cells will be placed in series and connected by the support (stent) which provides an electrical connection allowing a longer and longer operating time and more powerful. Indeed, in this kind of implant energy is a key element.
  • the cells can recover the energy of the electromagnetic waves that propagate in the environment (WiFi, mobile phone, GSM antenna, ...) or by the outer base of the body intended to communicate with one or more cells.
  • the energy recovery can be electromagnetic, or a bio-battery or a turbine adapted to the environment in which the device will be used (for example in the vessel, it would be blood)
  • a cell No. 1 for RF communication (for example) with the outside and another cell No. 2 positioned to communicate for example ultrasound to explode microbubbles or activate drugs passing into the cavity or near the cavity at a well-defined location to target treatment eg cancer; or communicating in IR (Infra Red) for the measurement of the flow or the detection or passage of objects in the light of the pipe.
  • RF Infra Red

Abstract

The invention relates to a system for the telemetry of physico-chemical parameters in a fluid. According to the invention, said system comprises a complementary device including an electronic circuit emitting a signal at a carrier frequency modulated for the transmission of service signals, said electronic circuit not comprising an emitter or an electric battery and being powered by said antenna by means of a rectifier bridge and/or a voltage multiplier, associated with an energy storage capacitor, said electronic circuit comprising a control circuit consisting of a set of logic gates and memories for controlling said at least one sensor and for encoding the signals transmitted by said at least one sensor, a demodulator delivering a signal controlling the functions of communication of said control circuit, and an encoder receiving the output signal of the control circuit and delivering a control signal of an impedence modulator connected to said antenna.

Description

SYSTEME MULTIFONCTIONNEL IMPLANTABLE ET COMMUNIQUANT SANS FIL. MULTIFUNCTIONAL SYSTEM IMPLANTABLE AND COMMUNICATING WIRELESS.
Domaine de 1 ' invention Field of the invention
La présente invention concerne le domaine de la télétransmission d'informations physico-chimique relatives à un fluide circulant, et plus précisément la télétransmission d'informations physiologique à l'aide d'un implant vasculaire. The present invention relates to the field of teletransmission of physico-chemical information relating to a circulating fluid, and more specifically to the teletransmission of physiological information using a vascular implant.
On utilise à cet effet des implants expansibles dont la structure mécanique ressemble à un stent, mais qui n'ont pas nécessairement de fonction d'endoprothèse, mais principalement de support et de positionnement d'un ou de plusieurs capteurs et des moyens de radiocommunication avec un équipement extérieur . For this purpose, expandable implants whose mechanical structure resembles a stent, but which do not necessarily have an endoprosthesis function, but mainly support and positioning of one or more sensors and radiocommunication means with outdoor equipment.
Etat de la technique State of the art
On connaît dans l'état de la technique de très nombreuses solutions, que l'on peut regrouper en différentes familles : Many solutions are known in the state of the art, which can be grouped into different families:
• Des stents dont la structure métallique assure une double fonction de liaison mécanique avec la paroi vasculaire et d'antenne • Stents whose metal structure provides a dual function of mechanical connection with the vascular wall and antenna
• Des stents comprenant des composants électroniques de type émetteur-récepteur radiofréquence ou acoustique  • Stents including radio-frequency or acoustic transceivers
• Des stents comportant un composant passif dont la déformation provoque une variation d'impédance ou de capacité détectée par l'équipement extérieur.  • Stents comprising a passive component whose deformation causes a variation of impedance or capacitance detected by the external equipment.
Dans la première famille, on connaît par exemple le brevet EP2385859 décrivant un dispositif de surveillance sans fil implantable formé par une endoprothèse . Ce système destiné à la transmission de pression artérielle in vivo. Ledit système comprend les éléments suivants : un capteur de pression dans lequel les données de pression artérielle sont recueillies ; un émetteur sans fil, dans lequel lesdites données de pression artérielle in vivo sont transmises pour être reçues, disposé de manière externe à un patient dans lequel le système est installé ; un corps d ' endoprothèse , ledit corps possédant une antenne intégrale, et une source d'énergie, l'énergie étant fournie au système. In the first family, for example, patent EP2385859 is known describing an implantable wireless monitoring device formed by an endoprosthesis. This system for the transmission of blood pressure in vivo. The system comprises the following elements: a pressure sensor in which blood pressure data are collected; a wireless transmitter, wherein said in vivo blood pressure data is transmitted to be received, externally disposed to a patient in which the system is installed; an endoprosthesis body, said body having an integral antenna, and a power source, the energy being supplied to the system.
On connaît aussi dans cette famille la demande de brevet EP12700414 ou le brevet américain US7452334 qui décrivent un stent comprenant une antenne formé par deux parties du stent reliées mécaniquement par une pièce de jonction supportant l'ensemble des composants électroniques. Also known in this family patent application EP12700414 or US patent US7452334 which describe a stent comprising an antenna formed by two parts of the stent mechanically connected by a connecting piece supporting all the electronic components.
Cette première famille de solutions pose des problèmes techniques résultant du fait que la structure du stent remplie deux fonctions distinctes : This first family of solutions poses technical problems resulting from the fact that the stent structure fulfills two distinct functions:
- celle de support mécanique impliquant des caractéristiques de dimensionnement et de déformations déterminées par la section et la configuration de la zone vasculaire d ' implantation - celle de radian électromagnétique impliquant des caractéristiques déterminées par l'interaction électromagnétique avec un équipement complémentaire. - that of mechanical support involving sizing and deformation characteristics determined by the section and configuration of the implantation vascular zone - that of electromagnetic radian involving characteristics determined by the electromagnetic interaction with complementary equipment.
La prise en compte de ces deux contraintes nécessite des compromis, notamment en ce qui concerne le choix des fréquences et les performances radio-électriques. Pour rester dans les dimensions correspondant à la configuration d'une cavité vasculaire, l'antenne doit présenter des brins d'une dizaine de centimètres, ce qui implique, si l'antenne fonctionne selon un mode «quart d'onde », le recours à des ondes décimétriques , soit d'une centaine de mégahertz. Ces fréquences ne sont pas optimales pour répondre à une bonne pénétration à travers les tissus humains. Par ailleurs, la géométrie du stent varie en fonction de l'expansion plus ou moins importante, ce qui se traduit par des caractéristiques radioélectriques mal maîtrisées et donc un mode de transmission dont la qualité ne peut être parfaitement prédéfinie. Taking these two constraints into account requires compromises, particularly with regard to the choice of frequencies and the radioelectric performances. To remain in the dimensions corresponding to the configuration of a vascular cavity, the antenna must have strands of about ten centimeters, which implies, if the antenna operates in a "quarter wave" mode, the recourse at UHF, a hundred megahertz. These frequencies are not optimal for responding to good penetration through human tissues. Moreover, the The geometry of the stent varies according to the more or less significant expansion, which results in poorly controlled radio characteristics and therefore a mode of transmission whose quality can not be perfectly predefined.
On a proposé une autre famille de solutions où l'antenne est distincte de la structure mécanique de 1 'endoprothèse. Another family of solutions has been proposed in which the antenna is distinct from the mechanical structure of the stent.
La demande de brevet internationale WO2010019773 décrit un exemple d ' endoprothèse vasculaire intelligente ayant une bobine configurée comme un circuit résonnant, et un lecteur. En utilisation, une oscillation est produite dans la bobine de 1 ' endoprothèse vasculaire en appliquant un champ radiofréquence à 1 ' endoprothèse vasculaire. Ensuite, un paramètre associé à l'oscillation est obtenu pour évaluer un écoulement de fluide à travers 1 ' endoprothèse vasculaire. International patent application WO2010019773 discloses an example of an intelligent stent having a coil configured as a resonant circuit, and a reader. In use, oscillation is produced in the coil of the stent by applying a radiofrequency field to the stent. Next, a parameter associated with the oscillation is obtained to evaluate a flow of fluid through the stent.
Le brevet européen EP2872863 décrit un autre exemple de capteur de pression qui comprend un accéléromètre conçu pour produire un premier courant lorsqu'il se déplace, un condensateur servant à recevoir le premier courant qui le charge, un élément logique connecté fonctionnellement audit condensateur et permettant de décharger un second courant en provenance du condensateur jusqu'à ce que ledit condensateur atteigne une tension seuil, un capteur de pression prévu pour recevoir le courant déchargé afin de générer un premier signal correspondant à au moins un relevé de pression dudit capteur de pression, et un émetteur connecté fonctionnellement au capteur de pression et conçu pour émettre un second signal qui est basé sur le premier signal et destiné à un dispositif externe servant à stocker des données qui correspondent au second signal. European Patent EP2872863 discloses another example of a pressure sensor which comprises an accelerometer designed to produce a first current as it travels, a capacitor for receiving the first current charging it, a logic element operatively connected to said capacitor and enabling discharging a second current from the capacitor until said capacitor reaches a threshold voltage, a pressure sensor provided to receive the discharged current to generate a first signal corresponding to at least one pressure reading of said pressure sensor, and an emitter operatively connected to the pressure sensor and adapted to emit a second signal which is based on the first signal and for an external device for storing data corresponding to the second signal.
Ces solutions nécessitent une source d'énergie intégrée au dispositif intracorporel pour fournir le courant alimentant l'émetteur et les composants électroniques tels que le capteur de pression afin de transmettre un champ électromagnétique suffisamment puissant pour être capté et traité par un équipement extérieur complémentaire. Une telle source d'énergie doit fournir suffisamment de courant pour alimenter les circuits électroniques, ce qui se traduit par un encombrement significatif, mal adapté à un système intravasculaire . These solutions require an energy source integrated into the intracorporeal device to provide the power supply. the transmitter and the electronic components such as the pressure sensor to transmit an electromagnetic field strong enough to be picked up and processed by a complementary external equipment. Such a power source must supply enough current to power the electronic circuits, which results in a significant size, poorly adapted to an intravascular system.
La troisième famille de solutions évite le problème de la source d'énergie embarqué par l'utilisation de capteurs électromécaniques passifs, formés par des composants dont les caractéristiques changent en fonction de la déformation par la pression ou la température. Le brevet US7621036 décrit un exemple de brevet où le capteur est formé de deux membranes dont la distance varie en fonction de la pression sanguine, ce qui modifie la capacité placée dans un pont LC. The third family of solutions avoids the problem of the on-board power source by the use of passive electromechanical sensors, formed by components whose characteristics change as a function of the deformation by pressure or temperature. Patent US7621036 describes an example of a patent in which the sensor is formed of two membranes whose distance varies according to the blood pressure, which modifies the capacitance placed in an LC bridge.
Cette famille de solution est limitée à des télémesures de caractéristiques physiques rudimentaires telles que la pression ou la température. Inconvénients de l'art antérieur This family of solutions is limited to telemetry of rudimentary physical characteristics such as pressure or temperature. Disadvantages of prior art
Aucune des solutions de l'art antérieur ne permet de réaliser un système de télémesure de signaux physiologiques optimiser pour permettre la communication radiofréquence sans source d'énergie électrique intégrée dans l'implant, ce qui limite l'énergie disponible. Certaines solutions proposent de répondre à cette limitation par des solutions passives évitant le besoin d'énergie électrique dans l'implant. Mais cela se fait alors au détriment de la nature des informations physicochimiques qu'il est possible de mesurer. Les solutions utilisant comme antenne la structure métallique d'un stent présente un inconvénient additionnel d'une qualité dégradée de la téletransmission radiofréquence, dont la compensation peut être réalisée par une puissance d'émission plus importante, ce qui n'est pas souhaitable. None of the solutions of the prior art makes it possible to achieve a physiological signal telemetry system optimized to allow radiofrequency communication without a source of electrical energy integrated in the implant, which limits the available energy. Some solutions propose to meet this limitation by passive solutions avoiding the need for electrical energy in the implant. But this is done at the expense of the nature of the physicochemical information that can be measured. Solutions using an antenna as the metal structure of a stent has an additional disadvantage of a degraded quality of radiofrequency teletransmission, whose This compensation can be achieved by a higher transmission power, which is undesirable.
Solution apportée par l'invention Solution provided by the invention
Afin de remédier aux inconvénients de l'art antérieur, l'invention concerne selon son acception la plus générale un système de télémesure de paramètres physico-chimique dans un fluide, comprenant de première part un support expansible associée mécaniquement à au moins un circuit électronique recevant le signal d'au moins un capteur délivrant un signal à une sortie reliée à une antenne passive présentant une fréquence de résonnance Fr et de deuxième part un équipement complémentaire comprenant un émetteur d'un champ électromagnétique à la fréquence Fr comportant des moyens de mesure de la variation de l'énergie, caractérisé en ce que - ledit équipement complémentaire comprend un circuit électronique émettant un signal à une fréquence porteuse, de préférence supérieure à 1 Ghz, modulée pour transmettre des signaux de service, ledit capteur est dépourvu d'émetteur et de batterie électrique, et comprend un circuit électronique alimenté par ladite antenne par l'intermédiaire d'un pont redresseur et/ou un multiplicateur de tension, associé à un condensateur de stockage d'énergie, ledit circuit électronique comprenant : In order to overcome the drawbacks of the prior art, the invention relates, in its most general sense, to a telemetry system of physico-chemical parameters in a fluid, comprising firstly an expansible support mechanically associated with at least one electronic circuit receiving the signal of at least one sensor delivering a signal to an output connected to a passive antenna having a resonance frequency F r and secondly complementary equipment comprising a transmitter of an electromagnetic field at the frequency F r comprising means for measuring the variation of energy, characterized in that - said complementary equipment comprises an electronic circuit emitting a signal at a carrier frequency, preferably greater than 1 Ghz, modulated to transmit service signals, said sensor is devoid of transmitter and battery, and includes an electronic circuit powered by said antenna via a rectifier bridge and / or a voltage multiplier associated with an energy storage capacitor, said electronic circuit comprising:
- un circuit de contrôle constitué par un ensemble de portes logiques et de mémoires pour commander ledit au moins un capteur et pour coder les signaux transmis par ledit au moins un capteur a control circuit constituted by a set of logic gates and memories for controlling said at least one sensor and for coding the signals transmitted by said at least one sensor
- un démodulateur délivrant un signal commandant les fonctions de communication dudit circuit de contrôle un codeur recevant le signal de sortie du circuit de contrôle et délivrant un signal de commande d'un modulateur d'impédance relié à ladite antenne. a demodulator delivering a signal controlling the communication functions of said control circuit an encoder receiving the output signal of the control circuit and outputting a control signal of an impedance modulator connected to said antenna.
On entend par « batterie » au sens du présent brevet une source électrique formée par un composant électrochimique autonome telle qu'une pile ou une batterie rechargeable, fournissant un courant électrique sans interaction avec un élément externe au composant. For the purposes of this patent, the term "battery" is intended to mean an electrical source formed by an autonomous electrochemical component such as a rechargeable battery or battery, supplying an electric current without interaction with an element external to the component.
De préférence, cet équipement complémentaire émet un signal dont la porteuse est à une fréquence porteuse Fr supérieure à 1 Ghz . Preferably, this complementary equipment transmits a signal whose carrier is at a carrier frequency F r greater than 1 Ghz.
Selon une variante, ledit modulateur d'impédance est en outre relié à un composant passif dont la capacité ou l'impédance varie en fonction d'un paramètre physiologique. Cette variante permet de délivrer des informations de pressions ou de température en sus d'informations fournies par un capteur nécessitant une alimentation électrique. According to one variant, said impedance modulator is furthermore connected to a passive component whose capacitance or impedance varies as a function of a physiological parameter. This variant makes it possible to deliver pressure or temperature information in addition to information provided by a sensor requiring a power supply.
Pour une application médicale ledit support expansible est avantageusement une endoprothèse . Selon une autre variante avantageuse, ledit capteur est un accéléromètre . Cet accéléromètre fournit une information sur la dynamique d'une personne, par exemple pour détecter une chute ou des troubles de déambulation. Cette solution permet de mesurer des situations anormales en évitant les artefacts que l'on observe lorsque 1 ' accéléromètre de détection de chutes est inséré dans un bracelet, dont les informations sont faussées par les mouvements erratiques naturels du bras. For a medical application said expandable support is advantageously a stent. According to another advantageous variant, said sensor is an accelerometer. This accelerometer provides information on the dynamics of a person, for example to detect a fall or ambulation disorders. This solution makes it possible to measure abnormal situations by avoiding the artifacts observed when the fall detection accelerometer is inserted into a bracelet, the information of which is distorted by the natural erratic movements of the arm.
Selon une autre variante, ledit capteur est un élément piézoélectrique pour la détection et caractérisation d'au moins un élément biochimique constitué par un substrat piézo-électrique présentant à chacune de ses faces opposées au moins une surface conductrice, lesdites électrodes étant reliée à un générateur électrique, l'une au moins desdites surfaces étant revêtue d'un film fonctionnalisé. According to another variant, said sensor is a piezoelectric element for the detection and characterization of at least one biochemical element constituted by a piezoelectric substrate having at each of its opposite sides at least one conductive surface, said electrodes being connected to an electrical generator, at least one of said surfaces being coated with a functionalized film.
Cette variante permet de télétransmettre des analyses biochimiques in-vivo en temps réel. This variant makes it possible to teletransmit biochemical analyzes in vivo in real time.
Selon une autre variante, le capteur est : According to another variant, the sensor is:
- un capteur de pH, a pH sensor,
- un capteur de pression et/ou de température et notamment constitué par un élément mécanique passif  a pressure and / or temperature sensor and in particular constituted by a passive mechanical element
- un capteur chimique  - a chemical sensor
- un capteur optique.  an optical sensor.
Avantageusement, ladite endoprothèse est réalisée en un matériau non conducteur, par exemple au moins partiellement par une partie biorésorbable . Advantageously, said stent is made of a non-conductive material, for example at least partially by a bioabsorbable part.
Avantageusement, ladite endoprothèse est réalisée en un matériau non conducteur. Advantageously, said stent is made of a non-conductive material.
Selon une variante, ladite endoprothèse comprend en outre au moins un moyen de récupération d'énergie ou une pluralité de moyens de récupération d'énergie reliés en série. According to a variant, said stent further comprises at least one energy recovery means or a plurality of energy recovery means connected in series.
Avantageusement, ledit moyen de récupération d'énergie est constitué par : Advantageously, said energy recovery means is constituted by:
- une microturbine - a microturbine
- une source photovoltaïque  - a photovoltaic source
- une bio-pile  - a bio-battery
- un récupérateur d'énergie électromécanique.  an electromechanical energy recuperator.
Selon une autre variante, ladite endoprothèse comprend en outre une source lumineuse commandée par ledit circuit de contrôle. Cette variante permet de procéder à la photoactivation d'un principe actif. According to another variant, said stent further comprises a light source controlled by said circuit of control. This variant makes it possible to proceed with the photoactivation of an active ingredient.
Avantageusement, ladite endoprothèse comprend en outre un actionneur électromécanique commandé par ledit circuit de contrôle. Cette variante permet de procéder à la libération contrôlée d'un principe actif par exemple. Advantageously, said stent further comprises an electromechanical actuator controlled by said control circuit. This variant makes it possible to proceed to the controlled release of an active ingredient for example.
L'invention concerne aussi un implant pour la télémesure de paramètres physico-chimique dans un fluide, comprenant un support expansible associée mécaniquement à au moins un circuit électronique recevant le signal d'au moins un capteur délivrant un signal à une sortie reliée à une antenne passive présentant une fréquence de résonnance Fr caractérisé en ce ledit circuit électronique est dépourvu d'émetteur et de batterie électrique, et est alimenté par ladite antenne par l'intermédiaire d'un pont redresseur et/ou un multiplicateur de tension, associé à un condensateur de stockage d'énergie, ledit circuit électronique comprenant : The invention also relates to an implant for the telemetry of physicochemical parameters in a fluid, comprising an expansible support mechanically associated with at least one electronic circuit receiving the signal from at least one sensor delivering a signal to an output connected to an antenna passive having a resonant frequency F r characterized in that said electronic circuit is devoid of transmitter and electric battery, and is powered by said antenna via a bridge rectifier and / or a voltage multiplier, associated with a energy storage capacitor, said electronic circuit comprising:
- un circuit de contrôle constitué par un ensemble de portes logiques et de mémoires pour commander ledit au moins un capteur et pour coder les signaux transmis par ledit au moins un capteur a control circuit constituted by a set of logic gates and memories for controlling said at least one sensor and for coding the signals transmitted by said at least one sensor
- un démodulateur délivrant un signal commandant les fonctions de communication dudit circuit de contrôle un codeur recevant le signal de sortie du circuit de contrôle et délivrant un signal de commande d'un modulateur d'impédance relié à ladite antenne. - A demodulator delivering a signal controlling the communication functions of said control circuit an encoder receiving the output signal of the control circuit and delivering a control signal of an impedance modulator connected to said antenna.
L'invention concerne également un équipement pour la télémesure de paramètres physico-chimique dans un fluide caractérisé en ce qu'il comprend un émetteur d'un champ électromagnétique à la fréquence Fr comportant des moyens de mesure de la variation de l'énergie lors de l'interaction avec un implant. The invention also relates to equipment for the telemetry of physicochemical parameters in a fluid characterized in that it comprises a transmitter of an electromagnetic field at the frequency F r comprising means of measuring the variation of the energy during the interaction with an implant.
L'invention concerne encore un système de délivrance personnalisé d'au moins un principe actif caractérisé en ce qu'il comporte un système de télémesure de paramètres physicochimique dans un fluide et en ce qu'il comporte un circuit de contrôle dont la sortie commande les moyens de délivrance de principe actif et l'entrée reçoit les signaux desdits moyens de mesure de la variation de l'énergie dudit équipement complémentaire. The invention also relates to a system for personalized delivery of at least one active principle, characterized in that it comprises a system for telemetry of physicochemical parameters in a fluid and in that it comprises a control circuit whose output controls the means of delivery of active principle and the input receives the signals of said means for measuring the variation of the energy of said complementary equipment.
L'invention concerne aussi un système de monitoring d'un patient caractérisé en ce qu'il comporte un système de télémesure de paramètres physico-chimique dans un fluide et en ce qu'il comporte un circuit de contrôle dont la sortie commande au moins un moyen de surveillance et l'entrée reçoit les signaux desdits moyens de mesure de la variation de l'énergie dudit équipement complémentaire. The invention also relates to a monitoring system for a patient characterized in that it comprises a system for telemetry of physicochemical parameters in a fluid and in that it comprises a control circuit whose output controls at least one monitoring means and the input receives signals from said means for measuring the variation of the energy of said complementary equipment.
Description détaillée d'un exemple non limitatif de 1 ' invention La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée d'un exemple non limitatif de l'invention qui suit, se référant aux dessins annexés où : DETAILED DESCRIPTION OF A BRIEF EXAMPLE OF THE INVENTION The present invention will be better understood on reading the detailed description of a nonlimiting example of the invention which follows, with reference to the appended drawings in which:
- la figure 1 représente une vue schématique d'un exemple de réalisation d'un implant selon l'invention - la figure 2 représente une vue schématique du circuit électronique équipant l'équipement de lecture des informations mesurées par l'implant la figure 3 représente une vue schématique du circuit électronique équipant un exemple d ' endoprothèse selon l'invention - les figures 4a, 4b et 4c représentent une vue des antennes FIG. 1 represents a schematic view of an exemplary embodiment of an implant according to the invention; FIG. 2 represents a schematic view of the electronic circuit fitted to the reading equipment of the information measured by the implant; FIG. a schematic view of the electronic circuit fitted to an example of a stent according to the invention FIGS. 4a, 4b and 4c represent a view of the antennas
- la figure 5 représente le schéma électrique équivalent des antennes FIG. 5 represents the equivalent electrical diagram of the antennas
- la figure 6 représente un exemple de réalisation comprenant un capteur de pression la figure 7 représente un exemple de réalisation d'une variante d'endoprothèse. FIG. 6 represents an exemplary embodiment comprising a pressure sensor; FIG. 7 represents an exemplary embodiment of an endoprosthesis variant.
L'implant est constitué par une structure maillée déformable expansible (1) du type « endoprothèse vasculaire » permettant son insertion dans le corps humain par voie endoscopique et son positionnement dans une zone d'intérêt par ancrage sur la paroi (10) d'un vaisseau dans lequel circule le sang (11) ou d'un organe creux du corps humain. The implant is constituted by an expandable deformable mesh structure (1) of the "stent-endoprosthesis" type enabling it to be inserted into the human body endoscopically and positioned in a zone of interest by anchoring to the wall (10) of a vessel in which blood circulates (11) or a hollow organ of the human body.
Un circuit imprimé flexible (2) est lié à la structure maillée déformable (1). Les composants électroniques (3) sont montés sur le circuit imprimé (2) qui supporte une antenne (4) formée par deux brins rayonnant formé par une piste conductrice. Cette piste est revêtue d'un vernis d'isolation lorsque la structure maillée est conductrice. Dans l'exemple décrit, le circuit imprimé (2) comprend un premier capteur de pression (6) formé par une membrane métallique soumise à la pression du fluide (11) circulant dans le vaisseau (10) et définissant à un condensateur à capacité variable modifiant la fréquence de résonnance de l'antenne (4). Il comprend biochimique un deuxième capteur biochimique constitué par une surface d'une lame piézoélectrique (7) dont la surface (8) est activée pour fixer sélectivement un type de molécule ou de micro-organisme et dont la fréquence propre est modifiée par la quantité d'éléments fixés. La détection est réalisée par excitation de la lame piézoélectrique (7) à une fréquence de référence correspondant à la fréquence propre nominale de la lame (7) et par la mesure de l'énergie absorbée . A flexible printed circuit (2) is connected to the deformable mesh structure (1). The electronic components (3) are mounted on the printed circuit (2) which supports an antenna (4) formed by two radiating strands formed by a conductive track. This track is coated with an insulation varnish when the mesh structure is conductive. In the example described, the printed circuit (2) comprises a first pressure sensor (6) formed by a metal membrane subjected to the pressure of the fluid (11) flowing in the vessel (10) and defining to a variable capacity capacitor modifying the resonance frequency of the antenna (4). It comprises a biochemical second biochemical sensor constituted by a surface of a piezoelectric plate (7) whose surface (8) is activated to selectively fix a type of molecule or microorganism and whose frequency is modified by the amount of 'fixed elements. The detection is performed by excitation of the piezoelectric plate (7) at a reference frequency corresponding to the natural frequency nominal of the blade (7) and the measurement of the energy absorbed.
Description de l'équipement de lecture de l'implant Description of the implant reading equipment
Le schéma de principe du circuit électronique est représenté sur la figure 2. The circuit diagram of the electronic circuit is shown in FIG.
Le circuit comprend un synthétiseur (20) générant la fréquence porteuse de 13,56MHz. Le signal e forme rectangulaire est transmis à un circuit déphaseur (22) permettant la génération de deux signaux INT+ et INT- de forme rectangulaire, en opposition de phase, à partir d'un signal unique fournit par le synthétiseur (20). Ces signaux sont amplifiés par des amplificateurs de puissance (23, 24). Le déphasage parfait entre les deux signaux garantit une attaque différentielle de l'antenne (25) permettant de ne pas transmettre la masse du signal et d'augmenter la puissance transmise à la charge. The circuit includes a synthesizer (20) generating the carrier frequency of 13.56MHz. The rectangular shaped signal is transmitted to a phase shifter circuit (22) for generating two INT + and INT- signals of rectangular shape, in phase opposition, from a single signal provided by the synthesizer (20). These signals are amplified by power amplifiers (23, 24). The perfect phase shift between the two signals ensures a differential attack of the antenna (25) to not transmit the signal mass and increase the power transmitted to the load.
Le signal est modulé par une modulation est de type amplitude, ASK (Amplitude Shift Keying dans la littérature anglaise) de type A avec un taux de modulation de 100% et de type B avec un taux de modulation de 10%. Le modulateur (26) délivre un signal de sortie MIDX*DATA créé à partir du signal d'entrée DATA et du signal d'entrée MIDX. Lorsque la donnée DATA prend la valeur binaire 1, le signal dans l'antenne correspond au maximum de puissance, et lorsque DATA prend la valeur binaire 0, la puissance dans l'antenne correspond à un indice de modulation de 10% ou 100% suivant le type de transmission. Le signal de sortie MIDX*DATA contrôle les deux amplificateurs de puissance (23, 24). The signal is modulated by a type amplitude modulation, ASK (Amplitude Shift Keying in the English literature) type A with a modulation rate of 100% and type B with a modulation rate of 10%. The modulator (26) outputs a MIDX * DATA output signal created from the DATA input signal and the MIDX input signal. When the data DATA takes the binary value 1, the signal in the antenna corresponds to the maximum power, and when DATA takes the binary value 0, the power in the antenna corresponds to a modulation index of 10% or 100% according to the type of transmission. The output signal MIDX * DATA controls both power amplifiers (23, 24).
L'antenne (25) est reliée à un circuit redresseur (27) et un circuit comparateur (28) par l'intermédiaire d'une résistance (29) pour délivrer un signal DATAS est un signal numérique de fréquence variant entre 106kHz et 847kHz correspondant à l'interaction du circuit installé sur l'implant avec le champ électromagnétique produit par l'équipement extérieur. The antenna (25) is connected to a rectifier circuit (27) and a comparator circuit (28) via a resistor (29) for delivering a signal DATA S is a digital signal with a frequency varying between 106 kHz and 847 kHz corresponding to the interaction of the circuit installed on the implant with the electromagnetic field produced by the external equipment.
Le circuit (27) se base sur le principe de la détection d'enveloppe à diode. Le circuit (28) réalise l'amplification du signal fournit par le circuit (27) et la comparaison par rapport à une référence. The circuit (27) is based on the principle of diode envelope detection. The circuit (28) amplifies the signal provided by the circuit (27) and the comparison with respect to a reference.
Description du circuit de l'implant Description of the implant circuit
La figure 3 représente une vue schématique du circuit électronique équipant un exemple d ' endoprothèse selon l'invention FIG. 3 represents a schematic view of the electronic circuit fitted to an exemplary stent according to the invention.
Le circuit électronique de l'implant se divise en plusieurs blocs fonctionnels : The electronic circuit of the implant is divided into several functional blocks:
— Blocs capteurs (30) : capture du signal physico-chimique comportant un ou plusieurs capteurs (31 à 33) — Bloc convertisseur analogique-numérique (34) assurant la transformation de la donnée du capteur en une donnée numérique - Sensor blocks (30): capture of the physico-chemical signal comprising one or more sensors (31 to 33) - Analog-digital converter block (34) ensuring the transformation of the sensor data into a digital data
— Bloc (40) de traitement numérique du signal du capteur et du protocole de communication - Block (40) for digital processing of the sensor signal and the communication protocol
— Bloc (39) de récupération du signal reçu pour fournir une alimentation continue et stable au circuit intégré du transpondeur et un circuit de protection contre les surcharges r - Block (39) for recovering the received signal to provide a continuous and stable power supply to the transponder integrated circuit and an overload protection circuit.
— Bloc (35) de démodulation du signal incident ; - Block (35) for demodulating the incident signal;
— Bloc (36) de modulation de charge pour assurer la transmission des signaux du transpondeur vers le lecteur externe ; — Bloc de récupération (37), régénération et fourniture d'un signal d'horloge à la logique interne du circuit pour assurer son fonctionnement ; - Load modulation block (36) for transmitting the transponder signals to the external reader; - Recovery block (37), regeneration and supply of a clock signal to the internal logic of the circuit to ensure its operation;
— Une ou plusieurs antennes (38) pour la récupération des ondes électromagnétiques et pour la télécommunication. - One or more antennas (38) for the recovery of electromagnetic waves and for telecommunication.
Le premier bloc (30) : Les capteurs (31 à 32) The first block (30): The sensors (31 to 32)
Le capteur ou les capteurs (31 à 32) sont adaptés pour mesurer une grandeur physique ou chimique et fournir un signal électrique analogique proportionnel à cette grandeur. Pour chaque type de paramètre un type de capteur adéquat est choisi. Une variante consiste à utiliser deux capteurs de même type et les autres de type différents. Deux capteurs de même type permettent de mesurer un paramètre à deux endroits différents ou de deux manières différentes. Le deuxième bloc (34) : Le convertisseur analogique numérique The sensor or the sensors (31 to 32) are adapted to measure a physical or chemical quantity and to provide an analog electrical signal proportional to this magnitude. For each type of parameter a suitable type of sensor is chosen. One variant consists in using two sensors of the same type and the others of different types. Two sensors of the same type make it possible to measure a parameter in two different places or in two different ways. The second block (34): The digital analog converter
Ce composant peut intégrer un étage de multiplexage des entrées. Son rôle est de transformer le signal analogique fourni par le ou les capteurs en un mot numérique, codé en binaire. Cette valeur numérique est proportionnelle au niveau électrique de la mesure physique ou chimique. This component can integrate an input multiplexing stage. Its role is to transform the analog signal provided by the sensor or sensors into a digital word, coded in binary. This numerical value is proportional to the electrical level of the physical or chemical measurement.
Il existe différents types de convertisseurs qui vont se différencier par leur temps de conversion et leur coût (Surface de silicium). There are different types of converters that will differentiate by their conversion time and cost (Silicon Surface).
Le troisième bloc (40) : L'unité de traitement numérique L'unité de traitement numérique (40) comporte la logique de contrôle. En plus de la gestion du protocole de communication entre lecteur externe et implant, la logique interne de contrôle permet de vérifier si les mots de passe prévus et ceux qui sont réellement transmis concordent, ainsi que plusieurs autres opérations logiques de service telles que les conformités de format des trames, de code de correction d'erreurs de type CRC, etc. The third block (40): The digital processing unit The digital processing unit (40) comprises the control logic. In addition to the management of the communication protocol between the external reader and the implant, the internal control logic makes it possible to check whether the planned passwords and those that are actually transmitted match, as well as several other service logic operations such as frame format conformances, CRC type error correction code, etc.
La donnée numérique du convertisseur analogique-numérique sera traitée afin de pouvoir l'envoyer via les ondes électromagnétiques (OEM) à l'extérieure du corps humain. La fréquence fait partie de la bande ISM. Le moyen de communication peut correspondre aux protocoles proposés par l'ISO/IEC pour la communication radiofréquence . Le quatrième bloc : Le Modulateur ( 36 ) /démodulateur (35) The digital data of the analog-digital converter will be processed so that it can be sent via electromagnetic waves (OEM) to the outside of the human body. The frequency is part of the ISM band. The means of communication may correspond to the protocols proposed by ISO / IEC for radiofrequency communication. The fourth block: The Modulator (36) / demodulator (35)
Afin de pouvoir recevoir les ordres de la base externe ou du smartphone, une démodulation du signal reçu est nécessaire pour que l'unité de traitement puisse comprendre le début et la fin de la communication selon le protocole en vigueur. Une modulation du signal est nécessaire afin de pouvoir émettre une OEM contenant 1 ' information de la donnée à transmettre. Cette modulation est par exemple effectuée selon les protocoles l'ISO/IEC. La modulation de charge constitue un exemple de modulation qui permet d'obtenir une rétrodiffusion du signal modulé. In order to receive commands from the external base or the smartphone, a demodulation of the received signal is necessary so that the processing unit can understand the beginning and the end of the communication according to the protocol in force. A modulation of the signal is necessary in order to emit an OEM containing the information of the data to be transmitted. This modulation is for example carried out according to the protocols ISO / IEC. Load modulation is an example of modulation that provides backscattering of the modulated signal.
Le cinquième bloc : la Récupération d'horloge (37) The fifth block: clock recovery (37)
Il est possible de filtrer le signal reçu pour récupérer l'horloge. Ceci permet de se servir de l'onde porteuse pour obtenir un signal d'horloge servant au fonctionnement du circuit. Ce système a l'avantage de définir des synchronisations précises entre les signaux du lecteur et ceux du dispositif et de favoriser la qualité des communications sur des distances beaucoup plus grandes. Un autre avantage est celui d'économie d'énergie pour la génération de l'horloge. Dans l'autre cas, le dispositif est piloté par une horloge locale et la fréquence porteuse sert uniquement à téléalimenter le transpondeur. It is possible to filter the received signal to recover the clock. This makes it possible to use the carrier wave to obtain a clock signal for the operation of the circuit. This system has the advantage of defining precise synchronizations between the reader and the device signals and of promoting the quality of communications over much greater distances. Another advantage is that of energy saving for the generation of the clock. In the other case, the device is driven by a clock local and the carrier frequency is only used to remote power transponder.
Le sixième bloc : Le générateur d'énergie (39) The sixth block: The energy generator (39)
Le dispositif sera, entre autres applications, implanté dans le corps humain et non accessible. La plate-forme électronique est conçue pour qu'elle puisse communiquer sans avoir recours à des batteries. The device will, among other applications, implanted in the human body and not accessible. The electronic platform is designed so that it can communicate without using batteries.
La récupération de l'énergie électrique délivrée par les OEM sera essentielle pour alimenter le circuit entier. L'implant récupère alors les ondes électromagnétiques de l'environnement ou celles émises par le lecteur, le smartphone, etc. La puissance récupérée dépend fortement de la distance et la nature du milieu séparant les deux éléments et l'adaptation d'impédance des antennes. L'antenne de l'implant récupère les ondes électromagnétiques et ce bloc les transforme en un signal électrique ; la récupération d'énergie pourrait se faire au travers de l'inductance de l'antenne dimensionnée sur du flex par exemple pour l'enrouler et gagner de la place. Ce qui permet d'avoir une tension alternative induite à ses bornes qui devra être redressée, filtrée et régulée pour alimenter le reste du circuit du dispositif implanté. The recovery of electrical energy delivered by OEMs will be essential to power the entire circuit. The implant then retrieves electromagnetic waves from the environment or those emitted by the reader, the smartphone, etc. The recovered power strongly depends on the distance and the nature of the medium separating the two elements and the impedance matching of the antennas. The antenna of the implant recovers the electromagnetic waves and this block transforms them into an electrical signal; the energy recovery could be through the inductance of the antenna sized on the flex for example to wind and gain space. This makes it possible to have an AC voltage induced at its terminals which will have to be rectified, filtered and regulated to supply the rest of the circuit of the implanted device.
Ce bloc assure la gestion, la régularisation et le stockage de l'énergie. Il doit pouvoir fournir suffisamment de puissance pour faire fonctionner le dispositif. L'énergie sera stockée dans des capacités ou accumulateurs miniatures qui permettent de garder une communication ou un enregistrement de longue durée. This block manages, regulates and stores energy. It must be able to provide enough power to operate the device. The energy will be stored in miniature capacities or accumulators that allow to keep a communication or a recording of long duration.
Les figures 4 et 5 représentent les antennes (25) du lecteur (45) et de 1 ' endoprothèse (46). Le dispositif sera implanté à l'intérieur du corps le signal devra traverser typiquement 10 à 20 cm de tissus humains. Le corps étant majoritairement constitué d'eau (70%), la fréquence de transmission ne devra pas être atténuée par le milieu. Pour cela, il convient de rester au dessous de 2,4GHz sachant que la fréquence à partir de laquelle l'eau devient partiellement absorbante est de 30 MHz. Une autre contrainte sera la longueur d'onde de la fréquence porteuse qui caractérise la longueur de l'antenne, un compromis est fait. Une ou plusieurs antennes seront utilisées. L'antenne radio impose de nombreuses contraintes sur les caractéristiques de la chaîne de transmission. L'antenne sera réalisées sur du flex, du céramique ou réaliser avec tout autre matériaux biocompatible ou non et par la suite rendu hermétique du milieu aqueux ou enrober par un produit biocompatible. Le dimensionnement de l'antenne est fait en fonction du choix de la fréquence de transmission, sur la qualité du signal et la distance de transmission ainsi que sur la quantité d'énergie transférable . Concernant les capteurs, un alternative consiste à mettre en œuvre des capteurs intégrant un convertisseur analogique numérique, afin de fournir un signal directement au circuit de traitement (40) via un bus de données I2C (acronyme de Inter- Integrated Circuit, en anglais) implémentable par logiciel dans un microcontrôleur. Figures 4 and 5 show the antennas (25) of the reader (45) and one endoprosthesis (46). The device will be implanted inside the body the signal will have to cross typically 10 to 20 cm of human tissues. Since most of the body is water (70%), the transmission frequency should not be attenuated by the medium. For this, it is advisable to stay below 2.4 GHz knowing that the frequency from which the water becomes partially absorbent is 30 MHz. Another constraint will be the wavelength of the carrier frequency that characterizes the length of the antenna, a compromise is made. One or more antennas will be used. The radio antenna imposes many constraints on the characteristics of the transmission chain. The antenna will be made on flex, ceramic or made with any other biocompatible or non-biocompatible material and subsequently sealed from the aqueous medium or coated with a biocompatible product. The sizing of the antenna is done according to the choice of the transmission frequency, the quality of the signal and the transmission distance as well as the amount of energy transferable. As regards sensors, an alternative is to implement sensors integrating an analog-digital converter, in order to provide a signal directly to the processing circuit (40) via an I2C data bus (acronym for an Inter-Integrated Circuit, in English) that can be implemented. by software in a microcontroller.
Le capteur peut aussi comporter un autre type de liaison, de type SPI (pour Sériai Peripheral Interface) correspondant à un bus série synchrone baptisé qui opère en mode Full-duplex. Les circuits communiquent selon un schéma maître-esclaves, où le maître s'occupe totalement de la communication. Plusieurs esclaves peuvent coexister sur un même bus, dans ce cas, la sélection du destinataire se fait par une ligne dédiée entre le maître et l'esclave appelée chip select. Réalisation mécanique d'une cellule de l'implant The sensor may also include another type of connection, of SPI (Serial Peripheral Interface) type corresponding to a binary synchronous serial bus which operates in full-duplex mode. The circuits communicate according to a master-slave scheme, where the master deals fully with the communication. Several slaves can coexist on the same bus, in this case, the selection of the recipient is done by a dedicated line between the master and the slave called chip select. Mechanical realization of an implant cell
La figure 6 représente un exemple de réalisation comprenant un capteur de pression. FIG. 6 represents an exemplary embodiment comprising a pressure sensor.
Une cellule biocompatible (50) forme une capacité variable en fonction de la pression. Pour rendre biocompatible la cellule, plusieurs procédés sont possibles en appliquant un enrobage biocompatible ou en utilisant des produits initialement biocompatibles comme ceux utilisés pour la valve cardiaque à base de tissu animal, de verre, céramique, matériaux organiques ou autre. Puis il sera possible de coller, sertir, souder ou autre sur le support. A biocompatible cell (50) forms a variable capacity as a function of pressure. To make the cell biocompatible, several methods are possible by applying a biocompatible coating or by using initially biocompatible products such as those used for the heart valve based on animal tissue, glass, ceramics, organic materials or the like. Then it will be possible to glue, crimp, solder or other on the support.
La cellule (50) présente une membrane (52) biocompatible (vaisseau animal), hermétiquement fermée. Une pièce (53) conductrice (métallique ou semi- conducteur) est solidaire de la membrane (52). Elle forme avec une deuxième pièce (55) un condensateur variable. Des ressorts (54) maintiennent les deux pièces séparées (53, 55), avec un espacement variant en fonction de la pression appliquée sur la membrane (52). The cell (50) has a biocompatible membrane (52) (hermetically sealed). A conductive part (53) (metal or semiconductor) is integral with the membrane (52). It forms with a second piece (55) a variable capacitor. Springs (54) hold the two separate pieces (53, 55) with a varying spacing depending on the pressure applied to the diaphragm (52).
Réalisation mécanique d'une cellule de l'implant Mechanical realization of an implant cell
La figure 7 représente un exemple de réalisation d'une variante d'une endoprothèse comprenant un microphone ou un nanocapteur (70). L'ensemble des circuits est protégé par une membrane biocompatible (71) telle qu'un vaisseau animal, assurant une fermeture étanche. Une colle biocompatible (72), un moulage ou un sertissage de cette membrane (71) assurant la fixation et 1 'étanchéité. FIG. 7 represents an embodiment of a variant of an endoprosthesis comprising a microphone or a nanosensor (70). The circuitry is protected by a biocompatible membrane (71) such as an animal vessel, ensuring a tight seal. A biocompatible glue (72), a molding or a crimping of this membrane (71) providing fixation and sealing.
La cellule comporte un ou plusieurs capteurs, ainsi éventuellement qu'un récupérateur d'énergie, l'électronique et l'antenne. Elle peut comporter aussi un livreur de médicaments adjoint à un capteur ou toute seule. La cellule peut être assemblée par brasure, sertissage, collage, système coulissant (rails), ou toute autre méthode d'assemblage qui permet la fixation des deux éléments au milieu ou sur la périphérie de la capsule. The cell comprises one or more sensors, and possibly a recuperator of energy, the electronics and the antenna. It may also include a drug delivery person Assistant to a sensor or all alone. The cell can be assembled by brazing, crimping, gluing, sliding system (rails), or any other method of assembly that allows the attachment of the two elements in the middle or on the periphery of the capsule.
Dans d'autres cas, le support sera coupé pour assurer un lien électrique pour véhiculer le courant continue ou des signaux nécessitant un lien physique. In other cases, the support will be cut to provide an electrical link to carry the DC current or signals requiring a physical link.
Des cellules autonomes communicantes via RF, US ou tous types de communication sans fil. Chaque cellule peut être pareille ou différente de l'autre : ayant des capteurs et des actionneurs livreurs de médicaments dans une même cellule ou plusieurs. Par exemple : capteur de pression, de température, de Ph, accéléromètre , etc, et/ou injecteur d'insuline ou de produit homéopathique, ou toute autre molécule qui est destinée à guérir la partie de l'organisme visé. Communicating autonomous cells via RF, US or all types of wireless communication. Each cell may be the same or different from the other: having drug delivery sensors and actuators in one or more cells. For example: pressure sensor, temperature, pH, accelerometer, etc., and / or insulin injector or homeopathic product, or any other molecule that is intended to heal the part of the target organism.
Toutes ces cellules communiquent entre elles et si nécessaire avec une base extérieure au corps pour prélever les signaux physiologiques et fournir et cibler les zones à guérir (par exemple sténose, diabète, hypertension) permettant ainsi un traitement et un suivi en temps réel et un dosage des médicaments adaptés à l'état du patient à l'instant t. Cette possibilité rendra les médicaments plus efficaces et évitera les effets secondaires. Le médecin prescrit un médicament à un moment donné, or les maladies évoluent et les patients prennent ou perdent du poids ou changent d'alimentation d'un jour à l'autre ce qui rend le dosage inadéquat et le traitement moins efficace. All these cells communicate with each other and if necessary with a base outside the body to collect physiological signals and provide and target areas to heal (eg stenosis, diabetes, hypertension) allowing treatment and monitoring in real time and dosing medicines adapted to the state of the patient at time t. This option will make the drugs more effective and avoid side effects. The doctor prescribes a drug at a given time, but the diseases evolve and the patients take or lose weight or change their diet from one day to the next which makes the dosage inadequate and the treatment less effective.
Les cellules de récupérations d'énergie seront placées en série et connectées par le support (stent) qui assure une liaison électrique permettant une durée et une autonomie de fonctionnement plus grande et plus puissante. En effet, dans ce genre d'implant l'énergie est un élément clé. Les cellules peuvent récupérer l'énergie des ondes électromagnétiques qui se propagent dans l'environnement (WiFi, téléphone portable, antenne GSM,...) ou par la base extérieure du corps destinée à communiquer avec une ou plusieurs cellules. The energy recovery cells will be placed in series and connected by the support (stent) which provides an electrical connection allowing a longer and longer operating time and more powerful. Indeed, in this kind of implant energy is a key element. The cells can recover the energy of the electromagnetic waves that propagate in the environment (WiFi, mobile phone, GSM antenna, ...) or by the outer base of the body intended to communicate with one or more cells.
La récupération d'énergie peut être électromagnétique, ou une bio-pile ou une turbine adaptée au milieu dans lequel sera utilisé le dispositif (par exemple dans le vaisseau, il s'agirait du sang) The energy recovery can be electromagnetic, or a bio-battery or a turbine adapted to the environment in which the device will be used (for example in the vessel, it would be blood)
Une cellule N°l pour la communication RF (par exemple) avec l'extérieur et une autre cellule N°2 positionnée de façon à communiquer par exemple en ultrason pour faire exploser des microbulles ou activer des médicaments passant dans la cavité ou à proximité de la cavité à un endroit bien défini pour cibler le traitement par exemple le cancer ; ou communicant en IR (Infra Rouge) pour la mesure du débit ou la détection ou passage d'objets dans la lumière du tuyau. A cell No. 1 for RF communication (for example) with the outside and another cell No. 2 positioned to communicate for example ultrasound to explode microbubbles or activate drugs passing into the cavity or near the cavity at a well-defined location to target treatment eg cancer; or communicating in IR (Infra Red) for the measurement of the flow or the detection or passage of objects in the light of the pipe.

Claims

Revendications claims
1 - Système de télémesure de paramètres physico-chimique dans un fluide, comprenant de première part un support expansible associée mécaniquement à au moins un circuit électrique recevant le signal d'au moins un capteur et délivrant un signal à une sortie est reliée à une antenne passive présentant une fréquence de résonnance Fr et de deuxième part un équipement complémentaire comprenant un émetteur d'un champ électromagnétique à la fréquence Fr comportant des moyens de mesure de la variation de l'énergie, caractérisé en ce que : ledit équipement complémentaire comprend un circuit électronique émettant un signal à une fréquence porteuse modulée pour transmettre des signaux de service, ledit circuit électronique est dépourvu d'émetteur et de batterie électrique, et est alimenté par ladite antenne par l'intermédiaire d'un pont redresseur et/ou un multiplicateur de tension, associé à un condensateur de stockage d'énergie, ledit circuit électronique comprenant : 1 - System for telemetry of physicochemical parameters in a fluid, comprising firstly an expansible support mechanically associated with at least one electrical circuit receiving the signal from at least one sensor and delivering a signal to an output is connected to an antenna passive having a resonance frequency F r and secondly complementary equipment comprising a transmitter of an electromagnetic field at the frequency F r comprising means for measuring the variation of the energy, characterized in that: said complementary equipment comprises an electronic circuit emitting a signal at a modulated carrier frequency for transmitting service signals, said electronic circuit is devoid of emitter and electric battery, and is supplied by said antenna via a bridge rectifier and / or a voltage multiplier, associated with an energy storage capacitor, said electro circuit including:
- un circuit de contrôle constitué par un ensemble de portes logiques et de mémoires pour commander ledit au moins un capteur et pour coder les signaux transmis par ledit au moins un capteur a control circuit constituted by a set of logic gates and memories for controlling said at least one sensor and for coding the signals transmitted by said at least one sensor
- un démodulateur délivrant un signal commandant les fonctions de communication dudit circuit de contrôle - un codeur recevant le signal de sortie du circuit de contrôle et délivrant un signal de commande d'un modulateur d'impédance relié à ladite antenne. - A demodulator delivering a signal controlling the communication functions of said control circuit - an encoder receiving the output signal of the control circuit and delivering a control signal of an impedance modulator connected to said antenna.
2 - Système selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit modulateur d'impédance est en outre relié à un composant passif dont la capacité ou l'impédance varie en fonction d'un paramètre physiologique. 2 - System according to claim 1 characterized in that said impedance modulator is further connected to a component passive whose capacity or impedance varies according to a physiological parameter.
3 - Système selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit support expansible est une endoprothèse . 4 - Système selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit capteur est un accéléromètre . 3 - System according to claim 1 characterized in that said expandable support is an endoprosthesis. 4 - System according to claim 1 characterized in that said sensor is an accelerometer.
5 - Système selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit capteur est un élément piézo-électrique pour la détection et caractérisation d'au moins un élément biochimique constitué par un substrat piézo-électrique présentant à chacune de ses faces opposées au moins une surface conductrice, lesdites électrodes étant reliée à un générateur électrique, l'une au moins desdites surfaces étant revêtue d'un film fonctionnalisé. 6 - Système selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit capteur est un capteur de pH. 5 - System according to claim 1 characterized in that said sensor is a piezoelectric element for the detection and characterization of at least one biochemical element constituted by a piezoelectric substrate having at each of its opposite faces at least one conductive surface said electrodes being connected to an electrical generator, at least one of said surfaces being coated with a functionalized film. 6 - System according to claim 1 characterized in that said sensor is a pH sensor.
7 - Système selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit capteur est un capteur de pression et/ou de température. 7 - System according to claim 1 characterized in that said sensor is a pressure sensor and / or temperature.
8 - Système selon la revendication précédente caractérisé en ce que ledit capteur de pression ou de température est constitué par un élément mécanique passif. 8 - System according to the preceding claim characterized in that said pressure sensor or temperature is constituted by a passive mechanical element.
9 - Système selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit capteur est un capteur chimique. 9 - System according to claim 1 characterized in that said sensor is a chemical sensor.
10 - Système selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit capteur est un capteur optique. 10 - System according to claim 1 characterized in that said sensor is an optical sensor.
11 - Système selon la revendication 1 caractérisé en ce que ladite endoprothèse est réalisée en un matériau conducteur. 12 - Système selon la revendication 1 caractérisé en ce que ladite endoprothèse est réalisée en un matériau non conducteur . 11 - System according to claim 1 characterized in that said stent is made of a conductive material. 12 - System according to claim 1 characterized in that said stent is made of a non-conductive material.
13 - Système selon la revendication 1 caractérisé en ce que ladite endoprothèse comprend en outre au moins un moyen de récupération d'énergie. 13 - System according to claim 1 characterized in that said stent further comprises at least one energy recovery means.
14 - Système selon la revendication précédente caractérisé en ce que ladite endoprothèse comprend une pluralité de moyens de récupération d'énergie reliés en série. 14 - System according to the preceding claim characterized in that said stent comprises a plurality of energy recovery means connected in series.
15 - Système selon la revendication 13 ou 14 caractérisé en ce que ledit moyen de récupération d'énergie est constitué par une microturbine. 15 - System according to claim 13 or 14 characterized in that said energy recovery means is constituted by a microturbine.
16 - Système selon la revendication 13 ou 14 caractérisé en ce que ledit moyen de récupération d'énergie est constitué par une source photovoltaïque . 16 - System according to claim 13 or 14 characterized in that said energy recovery means is constituted by a photovoltaic source.
17 - Système selon la revendication 13 ou 14 caractérisé en ce que ledit moyen de récupération d'énergie est constitué par une bio-pile. 17 - System according to claim 13 or 14 characterized in that said energy recovery means is constituted by a bio-battery.
18 - Système selon la revendication 13 ou 14 caractérisé en ce que ledit moyen de récupération d'énergie est constitué par un récupérateur d'énergie électromécanique. 18 - System according to claim 13 or 14 characterized in that said energy recovery means is constituted by an electromechanical energy recuperator.
19 - Système selon la revendication 1 caractérisé en ce que ladite endoprothèse comprend en outre une source lumineuse commandée par ledit circuit de contrôle. 19 - System according to claim 1 characterized in that said endoprosthesis further comprises a light source controlled by said control circuit.
20 - Système selon la revendication 1 caractérisé en ce que ladite endoprothèse comprend en outre un actionneur électromécanique commandé par ledit circuit de contrôle. 20 - System according to claim 1 characterized in that said endoprosthesis further comprises an electromechanical actuator controlled by said control circuit.
21 — Implant pour la télémesure de paramètres physico-chimique dans un fluide, comprenant un support expansible associée mécaniquement à au moins un circuit électronique recevant le signal d'au moins un capteur délivrant un signal à une sortie reliée à une antenne passive présentant une fréquence de résonnance Frf caractérisé en ce - ledit circuit électronique est dépourvu d'émetteur et de batterie électrique, et est alimenté par ladite antenne par l'intermédiaire d'un pont redresseur et/ou un multiplicateur de tension, associé à un condensateur de stockage d'énergie, ledit circuit électronique comprenant : - un circuit de contrôle constitué par un ensemble de portes logiques et de mémoires pour commander ledit au moins un capteur et pour coder les signaux transmis par ledit au moins un capteur un démodulateur délivrant un signal de commandant les fonctions de communication dudit circuit de contrôle un codeur recevant le signal de sortie du circuit de contrôle et délivrant un signal de commande d'un modulateur d'impédance relié à ladite antenne. 21 - Implant for the telemetry of physicochemical parameters in a fluid, comprising an associated expandable support mechanically to at least one electronic circuit receiving the signal from at least one sensor delivering a signal to an output connected to a passive antenna having a resonant frequency F rf characterized in that - said electronic circuit is devoid of transmitter and electric battery , and is powered by said antenna via a rectifier bridge and / or a voltage multiplier, associated with an energy storage capacitor, said electronic circuit comprising: - a control circuit constituted by a set of doors logic and memories for controlling said at least one sensor and for encoding the signals transmitted by said at least one sensor a demodulator delivering a command signal the communication functions of said control circuit an encoder receiving the output signal of the control circuit and providing a control signal of an impedance modulator connected to said antenna.
22 — Equipement pour la télémesure de paramètres physico- chimique dans un fluide caractérisé en ce qu'il comprend un émetteur d'un champ électromagnétique à la fréquence Fr comportant des moyens de mesure de la variation de l'énergie lors de l'interaction avec un implant conforme à la revendication précédente. 23 - Système de délivrance personnalisé d'au moins un principe actif caractérisé en ce qu'il comporte un système de télémesure de paramètres physico-chimique dans un fluide conforme à la revendication 1, et en ce qu'il comporte un circuit de contrôle dont la sortie commande les moyens de délivrance de principe actif et l'entrée reçoit les signaux desdits moyens de mesure de la variation de l'énergie dudit équipement complémentaire. 22 - Equipment for the telemetry of physico-chemical parameters in a fluid characterized in that it comprises a transmitter of an electromagnetic field at the frequency F r comprising means for measuring the variation of the energy during the interaction with an implant according to the preceding claim. 23 - Personalized delivery system for at least one active principle, characterized in that it comprises a system for telemetry of physico-chemical parameters in a fluid according to claim 1, and in that it comprises a control circuit of which the output controls the active agent delivery means and the input receives the signals said means for measuring the variation of the energy of said complementary equipment.
24 - Système de monitoring d'un patient caractérisé en ce qu'il comporte un système de télémesure de paramètres physico- chimique dans un fluide conforme à la revendication 1 , et en ce qu'il comporte un circuit de contrôle dont la sortie commande au moins un moyen de surveillance et l'entrée reçoit les signaux desdits moyens de mesure de la variation de l'énergie dudit équipement complémentaire. 24 - Monitoring system for a patient characterized in that it comprises a system for telemetry of physicochemical parameters in a fluid according to claim 1, and in that it comprises a control circuit whose output controls the least one monitoring means and the input receives the signals from said means for measuring the variation of the energy of said complementary equipment.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5967986A (en) * 1997-11-25 1999-10-19 Vascusense, Inc. Endoluminal implant with fluid flow sensing capability
US6423056B1 (en) * 1998-12-31 2002-07-23 Ball Semiconductor, Inc. Injectable thermal balls for tumor ablation
US20110288615A1 (en) * 2007-11-26 2011-11-24 The Board Of Regents, The University Of Texas System Implantable Therapeutic Systems Including Neurostimulation Circuits, Devices, Systems and Methods
US20120135531A1 (en) * 2005-11-16 2012-05-31 Silver James H Sensors for detecting substances indicative of stroke, ischemia, infection or inflammation
WO2012098221A1 (en) * 2011-01-20 2012-07-26 Vectrawave Self-contained system suitable for being inserted into an anatomical cavity

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5967986A (en) * 1997-11-25 1999-10-19 Vascusense, Inc. Endoluminal implant with fluid flow sensing capability
US6423056B1 (en) * 1998-12-31 2002-07-23 Ball Semiconductor, Inc. Injectable thermal balls for tumor ablation
US20120135531A1 (en) * 2005-11-16 2012-05-31 Silver James H Sensors for detecting substances indicative of stroke, ischemia, infection or inflammation
US20110288615A1 (en) * 2007-11-26 2011-11-24 The Board Of Regents, The University Of Texas System Implantable Therapeutic Systems Including Neurostimulation Circuits, Devices, Systems and Methods
WO2012098221A1 (en) * 2011-01-20 2012-07-26 Vectrawave Self-contained system suitable for being inserted into an anatomical cavity

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