WO2010004408A1 - System for transferring information by light modulation through skin - Google Patents

System for transferring information by light modulation through skin Download PDF

Info

Publication number
WO2010004408A1
WO2010004408A1 PCT/IB2009/006185 IB2009006185W WO2010004408A1 WO 2010004408 A1 WO2010004408 A1 WO 2010004408A1 IB 2009006185 W IB2009006185 W IB 2009006185W WO 2010004408 A1 WO2010004408 A1 WO 2010004408A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
light
information
module
electronic circuit
skin
Prior art date
Application number
PCT/IB2009/006185
Other languages
French (fr)
Inventor
Mathias Buttet
Original Assignee
Bnb Concept (Holding) Sa
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bnb Concept (Holding) Sa filed Critical Bnb Concept (Holding) Sa
Publication of WO2010004408A1 publication Critical patent/WO2010004408A1/en

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0002—Remote monitoring of patients using telemetry, e.g. transmission of vital signals via a communication network
    • A61B5/0015—Remote monitoring of patients using telemetry, e.g. transmission of vital signals via a communication network characterised by features of the telemetry system
    • A61B5/0017—Remote monitoring of patients using telemetry, e.g. transmission of vital signals via a communication network characterised by features of the telemetry system transmitting optical signals
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0002—Remote monitoring of patients using telemetry, e.g. transmission of vital signals via a communication network
    • A61B5/0031—Implanted circuitry
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • A61B5/6802—Sensor mounted on worn items
    • A61B5/681—Wristwatch-type devices
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/024—Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/026—Measuring blood flow
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145—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
    • A61B5/14532—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 glucose, e.g. by tissue impedance measurement

Abstract

The present invention relates to a system, implantable in the body and enabling a piece of information to be transferred by light modulation through the skin and made visible on the surface. For example, the system is placed under the skin (1) of the wrist, between the forearm (2) and the hand (3), and the system has an electroluminescent diode network (6) emitting a light, the essential portion of the spectral distribution of the emitted power of which is 620 to 660 nm (red) and the brightness of which is at least equal to 100 mcd for a skin thickness of less than 5 mm, so as to make a piece of information, consisting of the points of light, appear on the surface of the skin.

Description

SYSTEME DE TRANSFERT D'INFORMATIONS PAR MODULATION DE LUMIERE A TRAVERS LA PEAU SYSTEM FOR TRANSFERRING INFORMATION BY LIGHT MODULATION THROUGH THE SKIN
La présente invention se rapporte à un système implantable dans le corps, permettant de transférer une information par modulation de lumière à travers la peau et de la rendre visible en surface de la peau.The present invention relates to an implantable system in the body, for transferring information by modulating light through the skin and making it visible on the surface of the skin.
L'absorption et la diffusion de la lumière à travers les tissus biologiques varient passablement selon la nature desdits tissus et la longueur d'onde de la lumière appliquée. La peau est une combinaison complexe de tissus hétérogènes que l'on peut schématiser par une superposition de 3 couches d'épaisseurs variables (épiderme, derme, hypoderme). En plus de la nature spécifiquement hétérogène des tissus constitutifs de la peau, le transfert de la lumière est perturbé par de nombreuses discontinuités créées par la présence de poils, de vaisseaux sanguins, de nerfs, de plis et autres rides. La lumière traversant la peau est, en conséquence, soumise à des phénomènes d'absorption, de diffusion, de réfraction et de réflexion, réduisant fortement la résolution des informations qu'il est possible d'afficher à la surface.Absorption and diffusion of light through biological tissues varies substantially depending on the nature of said tissue and the wavelength of the applied light. The skin is a complex combination of heterogeneous tissues that can be represented by a superposition of 3 layers of variable thickness (epidermis, dermis, hypodermis). In addition to the specifically heterogeneous nature of the constituent tissues of the skin, the transfer of light is disturbed by numerous discontinuities created by the presence of hairs, blood vessels, nerves, folds and other wrinkles. The light passing through the skin is consequently subjected to absorption, diffusion, refraction and reflection phenomena, greatly reducing the resolution of the information that can be displayed on the surface.
Dans le domaine visible (longueurs d'onde d'environ 400 à 700 nm), il est connu que les principales causes d'absorption de la lumière à travers la peau sont la mélanine (responsable de la pigmentation de la peau) et l'hémoglobine, composant du sang irriguant les diverses strates constitutives de la peau. Le coefficient d'absorption dû à la mélanine varie passablement d'un individu à l'autre, en fonction de £a rαcg, de l'exposition au soleil et de l'endroit du corps considéré. De façon grossière, on peut évaluer que, dans le spectre visible, le coefficient d'absorption par la mélanine décroît d'un facteur 5 à 10 en passant du violet (400 nm) au rouge (700 nm). Le coefficient d'absorption due à l'hémoglobine est aussi très variable, selon l'endroit considéré, avec de fortes fluctuations en cas de proximité d'un vaisseau sanguin. Là aussi, l'absorption décroît globalement du violet au rouge, d'un facteur de plus de 500. L'adition de ces deux facteurs d'absorption conduit à l'existence d'une « fenêtre » privilégiée pour la transmission de la lumière visible à travers la peau dans le spectre allant du jaune au rouge. Le phénomène de la diffusion est une limitation toute aussi importante que celle de l'absorption. Un rayon de lumière focalisé sur une des faces de la peau sera fortement diffusé et perçu sur l'autre face sous la forme d'un halo dont l'intensité décroît en s'éloignant du centre de la tache de lumière. Selon l'épaisseur des tissus traversés, l'optique de focalisation, la directivité du faisceau émis et la lumière ambiante, la taille de la tache visible après le passage à travers la peau peut être substantiellement plus grande que le diamètre de la source de lumière en amont.In the visible range (wavelengths of about 400 to 700 nm), it is known that the main causes of light absorption through the skin are melanin (responsible for the pigmentation of the skin) and the Hemoglobin, a component of blood that irrigates the various layers of the skin. The absorption coefficient due to melanin varies considerably from one individual to another, depending on the degree of radiation, sun exposure and the location of the body. Roughly, it can be estimated that, in the visible spectrum, the melanin absorption coefficient decreases by a factor of 5 to 10 from violet (400 nm) to red (700 nm). The absorption coefficient due to the hemoglobin is also very variable, according to the place considered, with strong fluctuations in the case of proximity of a blood vessel. Here, too, the absorption decreases overall from purple to red, by a factor of more than 500. The addition of these two absorption factors leads to the existence of a privileged "window" for the transmission of light visible through the skin in the spectrum from yellow to red. The phenomenon of diffusion is a limitation as important as that of absorption. A ray of light focused on one side of the skin will be strongly scattered and perceived on the other side in the form of a halo whose intensity decreases away from the center of the spot of light. Depending on the thickness of the tissues traversed, the focusing optics, the directivity of the emitted beam and the ambient light, the size of the visible spot after passing through the skin may be substantially greater than the diameter of the light source. upstream.
Les connaissances de l'art médical montrent que les implants sous- cutanés doivent être placés de manière à garantir une bonne vascularisation des tissus. Plus la surface de l'implant est grande, plus il faudra s'assurer que l'épaisseur de peau au-dessus est suffisante pour fournir une irrigation correcte. Si ce n'est pas le cas, les tissus risquent d'être endommagés ou de se nécroser. II est aussi établi qu'une capsule de tissus tend à se former autour des implants. Il s'agit d'un des mécanismes que les corps humains et animaux utilisent pour se défendre des corps étrangers. L'épaisseur et la nature de cette couche de tissus sont susceptibles de varier fortement d'un individu à l'autre et d'augmenter au cours du temps. Pour les deux raisons évoquées ci-dessus, tout système d'affichage transcutané sera recouvert d'au moins 2 à 3 mm de tissus biologiques. Ajoutées aux contraintes physiques d'absorption et de diffusion, ainsi qu'aux autres variables liées au corps et à l'environnement, ces limitations réduisent fortement les possibilités d'affichage d'informations à travers la peau. Les réalisations concrètes se limiteront à l'affichage d'un nombre modeste de points, principalement de couleur rouge ou orange. Il est abusif de considérer la peau comme transparente à la lumière visible. La réalité montre qu'il faut appliquer une intensité de lumière incidente importante pour percevoir une tache déformée, agrandie, diffuse et d'intensité passablement affaiblie. L'utilisation d'affichages de haute résolution (par exemple de type LCD), sans émission active de lumière, pαur un transfert transcutané d'informations visibles et lisibles, n'est pas possible et ne tient pas compte des limitations naturelles au passage de la lumière à travers la peau.Medical knowledge shows that subcutaneous implants should be placed in such a way as to ensure good vascularization of the tissues. The larger the surface of the implant, the more it will be necessary to ensure that the skin thickness above is sufficient to provide proper irrigation. If this is not the case, the tissues may be damaged or become necrotic. It is also established that a tissue capsule tends to form around the implants. It is one of the mechanisms that human and animal bodies use to defend themselves from foreign bodies. The thickness and nature of this tissue layer are likely to vary greatly from one individual to another and increase over time. For the two reasons mentioned above, any transcutaneous display system will be covered with at least 2 to 3 mm of biological tissue. In addition to physical absorption and diffusion constraints, as well as other body and environmental variables, these limitations greatly reduce the ability to display information through the skin. Concrete achievements will be limited to the display of a modest number of points, mainly red or orange. It is unfair to consider the skin as transparent to visible light. Reality shows that a significant incident light intensity must be applied to perceive a deformed, enlarged, diffuse spot with a fairly weak intensity. The use of high resolution displays (for example LCD type), without active light emission, for a transcutaneous transfer of visible and readable information, is not possible and does not take account for natural limitations to the passage of light through the skin.
En particulier, diverses publications futuristes de Robert A. Freitas, dont des ouvrages sur la nano-médecine, ainsi que les concepts exposés par l'artiste futurologue Giana Miller, évoquent des affichages de très haute résolution (plusieurs millions de pixels) à travers la peau. Le document WO 96/39977 (Singer and White) décrit aussi l'utilisation d'un affichage passif (LCD) de grande résolution, pour transmettre de l'information visible. Ces divers documents évoquent cependant des concepts qui ne tiennent pas compte des limitations naturelles de la transmission de lumière à travers les tissus biologiques et qui ignorent les contraintes réelles liées aux implants actifs.In particular, various futuristic publications by Robert A. Freitas, including works on nano-medicine, as well as the concepts presented by the futurist artist Giana Miller, evoke very high resolution displays (several million pixels) across the world. skin. WO 96/39977 (Singer and White) also describes the use of a high resolution passive display (LCD) for transmitting visible information. These various documents, however, evoke concepts that do not take into account the natural limitations of light transmission through biological tissues and that ignore the real constraints associated with active implants.
L'utilisation de la transmission de lumière rouge ou infrarouge à travers des tissus biologiques pour mesurer, par exemple, le rythme cardiaque, le débit sanguin, le taux d'oxygène dans le sang ou la glycémie, est bien connue et fait l'objet de nombreuses publications. Ces systèmes exposent les tissus à une source de lumière et analysent, à l'aide d'un photorécepteur, les variations de la lumière transmise. La nature de l'information réside dans la modulation d'une source lumineuse par un paramètre variable. Dans l'invention présentée ici, l'information transmise est crée par l'activation d'un certain nombre de sources lumineuses réparties sur une surface donnée, où l'on cherche, au contraire, à s'affranchir des paramètres variables de la transmission.The use of red or infrared light transmission through biological tissues to measure, for example, heart rate, blood flow, oxygen level in the blood or blood glucose, is well known and is subject to many publications. These systems expose the tissues to a light source and analyze, using a photoreceptor, the variations of the transmitted light. The nature of the information lies in the modulation of a light source by a variable parameter. In the invention presented here, the transmitted information is created by the activation of a number of light sources distributed over a given surface, where, on the contrary, it seeks to overcome the variable parameters of the transmission. .
Depuis l'avènement des stimulateurs cardiaques implantés, de nombreux systèmes de communication ont été développés pour permettre d'interroger à distance, au moyen d'un dispositif externe, la mémoire du stimulateur, ou de procéder à sa programmation. Ces systèmes utilisent essentiellement les ondes radio de basse fréquence, dont l'absorption par les tissus est négligeable. La présente invention décrit un système d'affichage lumineux qui, accessoirement, utilise aussi un tel système de communication électromagnétique, basé sur le couplage de deux bobinages, l'un faisant partie- de l'implant, l'autre à l'extérieur du corps, localisé à proximité du premier, pour la transmission bidirectionnelle de données avec l'implant et pour la recharge de la batterie.Since the advent of implanted cardiac pacemakers, many communication systems have been developed to allow remote interrogation, by means of an external device, the memory of the pacemaker, or to proceed to its programming. These systems mainly use low frequency radio waves, whose absorption by the tissues is negligible. The present invention describes a light display system which, incidentally, also uses such an electromagnetic communication system, based on the coupling of two coils, one being part of the implant, the other outside the body, located near the first, for the Bidirectional data transmission with the implant and for battery charging.
L'objectif de la présente invention est de permettre l'affichage, sur la surface de la peau, d'informations visuelles, lisibles par le porteur de l'implant ou par un tiers. Contrairement à la transmission d'informations par la voie électromagnétique, qui vise à transmettre un grand nombre de données sur une courte durée, l'invention permet d'afficher, au moyen d'un ensemble de points lumineux, une information dont le contenu est simple, mais dont la représentation graphique apporte une dimension nouvelle pour l'utilisateur. L'information transmise de manière transcutanée est disponible immédiatement, visible en surface de la peau et ne requiert aucun système externe pour l'affichage.The object of the present invention is to allow the display on the surface of the skin of visual information, readable by the wearer of the implant or by a third party. Unlike the transmission of information by the electromagnetic path, which aims to transmit a large number of data over a short period of time, the invention makes it possible to display, by means of a set of light points, information the content of which is simple, but whose graphic representation brings a new dimension for the user. Transcutaneously transmitted information is immediately available, visible on the surface of the skin and requires no external system for display.
La présente invention apporte une solution concrète aux difficultés de transférer des informations par modulation de lumière à travers la peau et de les rendre visibles et lisibles par l'œil humain. La solution présentée est réalisable de manière industrielle et les performances de prototypes du système ont été évaluées. Les caractéristiques de l'invention ont été adaptées aux limitations spécifiques introduites par la nature complexe de la peau. De façon plus précise, l'invention concerne un système de transfert d'informations par modulation de lumière à travers la peau, comportant au moins un module, biocompatible et étanche, implantable dans le corps, caractérisé en ce que ledit module contient des moyens d'émission, en un ou plusieurs points de sa surface, d'une lumière visible par l'œil humain, dont la longueur d'onde dominante est comprise entre 400 et 700 nm et d'intensité lumineuse suffisante, de manière à faire apparaître à la surface de la peau une information constituée par ladite lumière. Par exemple, pour une émission dont l'essentiel de la distribution spectrale de la puissance émise est comprise entre 620 et 660 nm (couleur rouge) et pour une épaisseur de peau inférieure à 5 mm, l'intensité lumineuse doit être au moins égale à 100 mcd. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, faite en regard du dessin annexé, dans lequel :The present invention provides a concrete solution to the difficulties of transferring information by modulating light through the skin and making them visible and readable by the human eye. The presented solution is industrially feasible and the performance of prototypes of the system have been evaluated. The features of the invention have been adapted to the specific limitations introduced by the complex nature of the skin. More specifically, the invention relates to an information transfer system by light modulation through the skin, comprising at least one module, biocompatible and waterproof, implantable in the body, characterized in that said module contains means of emission, at one or more points of its surface, of light visible by the human eye, whose dominant wavelength is between 400 and 700 nm and of sufficient light intensity, so as to show the surface of the skin an information constituted by said light. For example, for an emission in which most of the spectral distribution of the transmitted power is between 620 and 660 nm (red color) and for a skin thickness of less than 5 mm, the luminous intensity must be at least equal to 100 mcd. The invention will be better understood on reading the description which follows, given with reference to the appended drawing, in which:
- les figures 1 et 2 illustrent diverses configurations des moyens d'émission de lumière; notamment pour l'affichage de l'heure.- Figures 1 and 2 illustrate various configurations of the light emitting means; especially for displaying the time.
- les figures 3 à 6 montrent plusieurs modes de réalisation du système.- Figures 3 to 6 show several embodiments of the system.
Le système implantable dans le corps - ou implant - de la présente invention permet l'affichage à travers la peau, de manière graphique, analogique ou alphanumérique, de divers types d'informations simples. Un exemple de représentation graphique de type « diagramme à barres » est présenté en figure la. Dans cet exemple, le dispositif d'affichage comporte 24 diodes 6 réparties en 3 lignes. La figure la illustre une information où respectivement 7, 3 et 4 diodes sont allumées, figurant 3 « barres » lumineuses de différentes longueurs, visibles sur la peau.The implantable system in the body - or implant - of the present invention allows the display through the skin, graphically, analogically or alphanumerically, of various types of simple information. An example of a graphical representation of the "bar chart" type is presented in FIG. In this example, the display device comprises 24 diodes 6 distributed in 3 lines. Figure la illustrates information where respectively 7, 3 and 4 diodes are lit, appearing 3 "bars" of different light lengths, visible on the skin.
Une catégorie importante d'informations affichables par la présente invention sont des paramètres physiologiques du porteur, collectés par l'implant ou un autre implant, tels la température du corps, le rythme cardiaque, le taux de glucose dans le sang et autres données représentatives de l'état de santé ou du métabolisme du porteur. Le système permet aussi avantageusement d'afficher un motif ou un code particulier en cas d'alarme liée à la santé du porteur, par exemple en cas d'arythmie cardiaque, de taux de glucose trop bas chez les diabétiques et autres mesures devant être rapidement transmises au porteur. A noter que ces informations en provenance du corps du porteur sont affichées immédiatement sur la peau, sans intervention externe, et sans recours à un quelconque système externe de communication. • An important category of information displayable by the present invention are physiological parameters of the wearer, collected by the implant or other implant, such as body temperature, heart rate, blood glucose level and other representative data of the present invention. the state of health or metabolism of the wearer. The system also advantageously makes it possible to display a particular pattern or code in the event of an alarm related to the health of the wearer, for example in the event of cardiac arrhythmia, low glucose levels in diabetics and other measures to be rapidly transmitted to the bearer. Note that this information from the wearer's body is displayed immediately on the skin, without external intervention, and without recourse to any external communication system. •
Une autre catégorie importante d'informations affichables selon la présente invention sont des données stockées dans la mémoire de l'implant. A titre d'exemple, il peut d'agir de données liées à l'identité du porteur ou à son état de santé, ou d'autres informations tels un code WAnother important category of displayable information according to the present invention is data stored in the memory of the implant. For example, it can act data related to the identity of the wearer or his state of health, or other information such as a code W
d'accès ou un symbole particulier. La grande majorité des implants actifs commercialisés; tels les stimulateurs cardiaques ou les implants cochléaires, comprennent une mémoire susceptible de stocker de telles informations, qui peuvent être communiquées vers l'extérieur au moyen de l'interface de communication électromagnétique. De manière similaire, les brevets de T. Knapp, tels que WO/9733513 et US/599431, décrivent l'utilisation de systèmes RFID, dits « transpondeurs », pour l'identification à distance d'implants médicaux. La présente invention diffère fondamentalement de ces applications, principalement par le mode de transmission et d'affichage de l'information. L'application d'affichage à travers la peau d'informations stockées dans l'implant n'est pas limitée à l'être humain. La présente invention s'applique aussi à l'identification d'animaux.access or a particular symbol. The vast majority of active implants marketed; such pacemakers or cochlear implants, include a memory capable of storing such information, which can be communicated to the outside by means of the electromagnetic communication interface. Similarly, T. Knapp's patents, such as WO / 9733513 and US / 599431, describe the use of so-called "transponder" RFID systems for the remote identification of medical implants. The present invention differs fundamentally from these applications, mainly by the mode of transmission and display of the information. The display application through the skin of information stored in the implant is not limited to humans. The present invention also applies to the identification of animals.
De façon particulièrement avantageuse et originale, la présente invention permet l'affichage de l'heure, selon les figures Ib et Ic. Le système est implanté au niveau du poignet, entre l'avant bras 2 et la main 3, sous la peau 1. De manière synthétique, graphique et simple, le système peut respecter l'approche conventionnelle de l'affichage de l'heure et des minutes sur un cadran de 12 heures, similairement à une montre mécanique ou électronique analogique. La représentation transcutanée des aiguilles se fait par l'illumination successive de points lumineux 6 et 7 disposés en cercles concentriques, tels qu'illustrés sur la figure 2b ou par un ensemble de points lumineux allongés 10, disposés selon un rayon, comme représenté sur la figure 2c. Dans cette dernière configuration, l'illumination de toutes les diodes d'un rayon représente l'aiguille des minutes 9 et l'illumination d'une partie réduite du rayon représente l'aiguille des heures 8. Afin de faciliter la lecture de l'heure, il est possible de compléter l'affichage par un point lumineux 4 au centre, de préférence de taille ou de couleur différentes des autres points lumineux, et un point lumineux 5 indiquant la position « midi » où « 12 heures » du cadran. Les exemples présentés en figures Ib et Ic affichent « 8 h et 5 min ». Une autre configuration consiste à disposer les points lumineux selon une matrice X-Y permettant un affichage alphanumérique de l'heure. Selon la description ci-dessus, la caractéristique principale, concrète et réalisable, de la présente invention consiste à émettre suffisamment d'énergie, à une longueur d'onde adéquate, en un nombre de points suffisant, de manière à garantir que l'information sous forme de lumière résiduelle après le passage à travers la peau soit visible et lisible. Cette énergie est préférablement produite par des diodes électroluminescentes 4, 5, 6 et 7 ou des diodes laser dont la longueur d'onde dominante est comprise entre 400 et 700 nm. De façon avantageuse, cette source de lumière possède une distribution spectrale de la puissance émise essentiellement comprise entre 620 et 660 nm (couleur rouge) ainsi qu'une intensité lumineuse d'au moins 100 mcd dans le cas d'une épaisseur de peau inférieure à 5 mm.In a particularly advantageous and original way, the present invention allows the display of the time, according to Figures Ib and Ic. The system is implanted at the wrist, between the forearm 2 and the hand 3, under the skin 1. In a synthetic, graphic and simple manner, the system can respect the conventional approach of displaying the time and minutes on a 12-hour dial, similar to an analog mechanical or electronic watch. The transcutaneous representation of the needles is done by the successive illumination of luminous points 6 and 7 arranged in concentric circles, as illustrated in FIG. 2b or by a set of elongate light points 10, arranged along a radius, as represented on FIG. Figure 2c. In this latter configuration, the illumination of all the diodes of a ray represents the minute hand 9 and the illumination of a reduced portion of the ray represents the hour hand 8. In order to facilitate the reading of the hour, it is possible to complete the display by a bright spot 4 in the center, preferably of different size or color from other light points, and a light point 5 indicating the "noon" position where "12 o'clock" of the dial. The examples shown in Figures Ib and Ic display "8 h and 5 min". Another configuration consists in arranging the light points according to an XY matrix allowing an alphanumeric display of the time. According to the above description, the main practical and practical feature of the present invention is to emit sufficient energy at an appropriate wavelength in a sufficient number of points to ensure that the information in the form of residual light after passing through the skin is visible and readable. This energy is preferably produced by light-emitting diodes 4, 5, 6 and 7 or laser diodes whose dominant wavelength is between 400 and 700 nm. Advantageously, this light source has a spectral distribution of the emitted power essentially between 620 and 660 nm (red color) and a light intensity of at least 100 mcd in the case of a skin thickness less than 5 mm.
Selon la directivité de la lumière émise et la taille de la source lumineuse, une optique de focalisation 11 est disposée au-dessus de la diode ou un miroir de focalisation ou de réflexion est placé à l'arrière de la diode. Afin de réduire la taille du point lumineux transmis en direction de la peau et l'angle d'ouverture du faisceau, on ajoute, par-dessus le réseau de diodes, une plaque 12 dotée de trous permettant d'obturer1 la périphérie du rayon de lumière et de ne laisser passer que la lumière au centre du faisceau. Cette même plaque 12, dotée de trous de forme particulière, permet l'affichage de points lumineux de formes variées, par exemple allongée ou oblongue, tels qu'illustrés par la figure 2c.According to the directivity of the light emitted and the size of the light source, a focusing optic 11 is disposed above the diode or a focusing or reflection mirror is placed at the rear of the diode. To reduce the spot size transmitted towards the skin and the opening angle of the beam, is added over the diode network, provided with holes 12 for closing plate 1 the periphery of the radius of light and let only light in the center of the beam. This same plate 12, with holes of particular shape, allows the display of light spots of various shapes, for example elongate or oblong, as illustrated in Figure 2c.
La présente invention comprend aussi des moyens pour adapter le niveau d'énergie de lumière émise pour tenir compte des variations de l'absorption des tissus au cours du temps, de la lumière ambiante et des objectifs de lisibilité de l'information affichée. Cette adaptation du niveau de lumière émise peut-être réalisée par l'un ou l'autre des moyens suivants :The present invention also includes means for adapting the emitted light energy level to account for variations in tissue absorption over time, ambient light, and readability objectives of the displayed information. This adaptation of the level of light emitted can be achieved by one or the other of the following means:
- Ajustement de l'énergie émise au moyen du système de communication et de programmation par couplage électromagnétique, et mémorisation de la valeur ajustée dans la mémoire interne du système implanté. - Mesure de l'intensité de la lumière en surface, après le passage à travers la peau et ajustement de l'énergie émise selon ci-dessus.- Adjustment of the energy emitted by means of the communication and programming system by electromagnetic coupling, and storage of the adjusted value in the internal memory of the implanted system. - Measurement of the intensity of light at the surface, after passing through the skin and adjustment of the energy emitted according to above.
- Mesure de l'intensité de la lumière ambiante au niveau de la peau et ajustement de l'énergie émise selon ci-dessus. - Mesure de l'intensité de la lumière ambiante transmise depuis l'extérieur vers l'implant, à travers la peau. Dans cette configuration, le système implanté inclut un photorécepteur. L'énergie émise est automatiquement adaptée à l'intensité de la lumière ambiante. - Application en surface de la peau d'une source lumineuse d'intensité connue, mesure de l'intensité transmise au niveau de l'implant par le photorécepteur décrit ci-dessus et ajustement automatique de l'énergie émise. Par ce moyen, il est possible de compenser automatiquement les variations de l'absorption de la lumière par la peau, dues à l'augmentation de l'épaisseur de peau, l'évolution et la croissance des tissus de la capsule entourant l'implant, et les changements de pigmentation ou de vascularisation.- Measurement of the intensity of ambient light at the skin and adjustment of the energy emitted according to above. - Measurement of the intensity of ambient light transmitted from the outside to the implant, through the skin. In this configuration, the implanted system includes a photoreceptor. The energy emitted is automatically adapted to the intensity of the ambient light. - Application on the surface of the skin of a light source of known intensity, measuring the intensity transmitted to the implant by the photoreceptor described above and automatic adjustment of the emitted energy. By this means, it is possible to automatically compensate for the variations in the absorption of light by the skin, due to the increase in skin thickness, the evolution and the growth of the tissues of the capsule surrounding the implant. , and pigmentation or vascularization changes.
La présente invention prévoit de stocker, dans une ou plusieurs batteries 15, l'énergie électrique nécessaire au fonctionnement de l'implant et à l'activation des diodes électroluminescentes. Une configuration avantageuse consiste en une batterie rechargeable, rechargée au moyen du système de couplage électromagnétique aussi utilisé pour la programmation. L'état de charge de la batterie est mesuré par le circuit électronique de l'implant. Lorsque la recharge est nécessaire, l'information peut être transmise au porteur au moyen de l'affichage lumineux, soit par un code ou motif particulier, soit par clignotement d'une ou de plusieurs diodes.The present invention provides for storing, in one or more batteries 15, the electrical energy necessary for the operation of the implant and the activation of the light-emitting diodes. An advantageous configuration consists of a rechargeable battery, recharged by means of the electromagnetic coupling system also used for programming. The state of charge of the battery is measured by the electronic circuit of the implant. When recharging is necessary, the information can be transmitted to the carrier by means of the luminous display, either by a particular code or pattern, or by flashing one or more diodes.
Le système décrit dans la présente invention inclut une antenne, partie intégrante de l'implant, constituée d'un bobinage à spires coaxiales. Ce bobinage permet de réaliser un couplage électromagnétique avec une antenne externe placée à proximité. Ce couplage permet à la fois : - la recharge de la batterie,The system described in the present invention includes an antenna, an integral part of the implant, consisting of a coil with coaxial turns. This winding makes it possible to carry out an electromagnetic coupling with an external antenna placed nearby. This coupling allows: - charging the battery,
- la communication bidirectionnelle entre un système externe de programmation et l'implant.- bidirectional communication between an external programming system and the implant.
Ces deux modes de fonctionnement peuvent être simultanés ou séquentiels.These two modes of operation can be simultaneous or sequential.
Afin de minimiser la consommation électrique de l'implant, la présente invention prévoit l'activation des diodes électroluminescentes uniquement quand le porteur désire afficher une information. L'activation de l'affichage est avantageusement déclenchée par un mouvement particulier de l'implant, détecté par un accéléromètre 29 intégré dans le circuit électronique implanté. Dans le cas de l'application consistant à afficher l'heure, un mouvement prédéterminé du poignet ou du bras permet d'activer les diodes électroluminescentes, pour une courte durée. L'affichage s'éteint automatiquement, après une durée d'affichage suffisante pour garantir une lecture correcte de l'information.In order to minimize the electrical consumption of the implant, the present invention provides for the activation of the light-emitting diodes only when the wearer wishes to display information. Activation of the display is advantageously triggered by a particular movement of the implant, detected by an accelerometer 29 integrated in the implanted electronic circuit. In the case of the application of displaying the time, a predetermined movement of the wrist or the arm activates the light-emitting diodes, for a short time. The display turns off automatically after sufficient display time to ensure correct reading of the information.
Tout implant actif placé dans le corps pour une longue durée doit être :Any active implant placed in the body for a long time should be:
- Biocompatible : tous les matériaux en contact avec les tissus ou les fluides corporels environnants doivent être biologiquement compatibles avec ceux-ci.- Biocompatible: all materials in contact with surrounding tissues or body fluids must be biologically compatible with them.
- Hermétique : aucun fluide ou gaz ne doit pouvoir pénétrer dans le boîtier et aucun fluide ou gaz ne doit pouvoir en ressortir. Si, par exemple, de l'humidité parvenait à s'infiltrer jusqu'au niveau du circuit électronique, certains éléments pourraient se corroder. Les composants chimiques résultants de cette corrosion pourraient alors s'échapper, par le même chemin pris par l'humidité pour s'infiltrer, et provoquer une intoxication du porteur de l'implant. Tous les matériaux non biocompatibles doivent impérativement être encapsulés de façon à éviter tout contact, direct ou indirect, avec les tissus. - Propre au moment de l'implantation : la surface de l'implant doit être exempte de corps étrangers, susceptibles de se détacher, d'être non biocompatibles ou de provoquer des réactions de rejets ou des inflammations. - Stérile au moment de l'implantation : la surface de l'implant doit être exempte d'organismes vivants, tels les virus, bactéries, ou spores, susceptibles d'initier une infection.- Hermetic: no fluid or gas must be able to penetrate the housing and no fluid or gas must be able to come out of it. If, for example, moisture could seep up to the level of the electronic circuit, some elements could corrode. The chemical components resulting from this corrosion could then escape, by the same path taken by the moisture to infiltrate, and cause intoxication of the wearer of the implant. All non-biocompatible materials must imperatively be encapsulated in order to avoid contact, direct or indirect, with the tissues. - Clean at the time of implantation: the surface of the implant must be free of foreign bodies, likely to become detached, non-biocompatible or cause rejection reactions or inflammations. - Sterile at the time of implantation: the surface of the implant must be free of living organisms, such as viruses, bacteria, or spores, which may initiate an infection.
La présente invention peut-être concrètement réalisée par diverses configurations d'encapsulation satisfaisant aux 4 critères ci-dessus. Les figures 3 à 6 illustrent 4 modes d'exécution du système de transfert d'informations par modulation de lumière à travers la peau décrits ci- avant.The present invention can be concretely realized by various encapsulation configurations satisfying the above four criteria. Figures 3 to 6 illustrate 4 embodiments of the information modulation system by light modulation through the skin described above.
La figure 3 illustre un système implanté encapsulé dans une matière plastique biocompatible. Une des exécutions préférées est de procéder à un surmoulage de l'ensemble des composants, pré-assemblés et connectés électriquement, de manière à ce que ceux-ci soient englobés dans une masse de matière plastique 18. De cette manière, les composants sont protégés mécaniquement et contre la pénétration d'humidité. Les diodes électroluminescentes 4, 6 et 7 sont protégées par leurs optiques de focalisation 11. Ces éléments optiques sont préassemblés, par exemple par collage, sur les diodes électroluminescentes, avant le surmoulage de l'ensemble. Le moule de surmoulage est conçu de manière à épargner la face externe des éléments optiques. Une plaque d'obturation 12 est placée au-dessus de l'ensemble des diodes électroluminescentes et de leurs optiques. Cette plaque est munie de trous ronds ou de forme particulière correspondant à la forme désirée des points lumineux visibles en surface de la peau. Les trous sont placés dans l'axe des faisceaux de lumière émis par les diodes. L'étanchéité est assurée par l'adhésion du plastique de surmoulage à la surface en périphérie des éléments optiques. Les diodes électroluminescentes sont attachées, par exemple en technique CMS- SMD (Composants Montés en Surface) sur la face avant d'un support 13 de type PCB (Printed Circuit Board), rigide ou flexible. Les autres composants électroniques 14 sont disposés sur l'autre face du circuit imprimé 13. L'antenne de communication et de recharge est réalisée par un bobinage 16 placé dans la périphérie du boîtier, de manière à présenter une surface suffisante pour le couplage électromagnétique avec l'antenne extérieure. La batterie 15, préférablement rechargeable, par exemple de type Li-lon, connectée au circuit électronique avant l'opération de surmoulage, est elle-aussi englobée dans une masse de plastique, afin de la protéger au mieux de l'humidité et éviter que des composés chimiques ne s'échappent en cas de fuite de la batterie. Le moule est conçu de manière à créer, dans la masse surmoulée, un ou plusieurs trous servant au passage d'un fil de suture. Ce fil de suture sert à fixer l'implant dans le corps, si nécessaire. Ce mode d'exécution par surmoulage permet aussi de conserver une légère souplesse à l'ensemble, par le choix d'une matière plastique 18 peu rigide, par exemple un type de polyuréthane utilisé couramment par les fabricants de stimulateurs cardiaques. Cette possibilité de se déformer légèrement permet à l'implant une meilleure adaptation aux mouvements du corps et réduit l'érosion, par l'implant, des tissus environnants.Figure 3 illustrates an implanted system encapsulated in a biocompatible plastics material. One of the preferred embodiments is to over-mold all the components, pre-assembled and electrically connected, so that they are embedded in a mass of plastic material 18. In this way, the components are protected mechanically and against the penetration of moisture. The light-emitting diodes 4, 6 and 7 are protected by their focusing optics 11. These optical elements are preassembled, for example by gluing, on the light-emitting diodes, before overmolding the assembly. The overmolding mold is designed to save the outer face of the optical elements. A shutter plate 12 is placed above the set of light-emitting diodes and their optics. This plate is provided with round holes or of particular shape corresponding to the desired shape of the light spots visible on the surface of the skin. The holes are placed in the axis of the beams of light emitted by the diodes. Sealing is ensured by the adhesion of the overmoulding plastic to the periphery surface of the optical elements. The light-emitting diodes are attached, for example in CMS-SMD (Surface Mounted Components) technique on the front face of a rigid or flexible PCB-type support 13 (Printed Circuit Board). Others electronic components 14 are arranged on the other side of the printed circuit 13. The communication and charging antenna is formed by a winding 16 placed in the periphery of the housing, so as to have a sufficient surface for the electromagnetic coupling with the outdoor antenna. The battery 15, preferably rechargeable, for example of the Li-Ion type, connected to the electronic circuit before the overmolding operation, is also included in a mass of plastic, in order to protect it to the best of the humidity and to prevent chemical compounds do not escape if the battery leaks. The mold is designed to create, in the overmoulded mass, one or more holes for the passage of a suture. This suture is used to secure the implant in the body, if necessary. This mode of execution by overmolding also allows to maintain a slight flexibility to all, by the choice of a plastic material 18 little stiff, for example a type of polyurethane commonly used by manufacturers of pacemakers. This ability to deform slightly allows the implant to better adapt to body movements and reduces implant erosion of surrounding tissue.
La figure 4 illustre un système implanté composé de plusieurs modules interconnectés, de manière à conserver à l'ensemble une certaine souplesse, propre à s'adapter aux mouvements du corps. Une des exécutions préférées comprend 3 modules, un module d'affichage 23, un module électronique 21 et un module d'antenne 19.FIG. 4 illustrates an implanted system composed of several interconnected modules, so as to maintain a certain flexibility, adapted to the movements of the body. One of the preferred embodiments comprises 3 modules, a display module 23, an electronic module 21 and an antenna module 19.
- Le module d'affichage 23 comprend les diodes électroluminescentes 4, 5, 6 et 7, et préférablement leurs optiques de focalisation et une plaque d'obturation.The display module 23 comprises the light-emitting diodes 4, 5, 6 and 7, and preferably their focusing optics and a shutter plate.
L'encapsulation de ce module peut être réalisée de manière similaire à celle décrite sous la figure 3. Le module d'affichage est connecté électriquement au module 21 par plusieurs fils conducteurs 22, isolés et flexibles. Les matériaux constitutifs des fils conducteurs sont biocompatibles, par exemple fil en platine et isolant en silicone ou en polyuréthane. - Le module électronique 21 comprend le circuit électronique et la batterie. L'encapsulation de ce module peut être réalisée de manière similaire à celle décrite sous la figure 3. Alternativement, ce module pourra être encapsulé dans un boîtier en titane, de façon similaire à celle décrite sous la figure 6. Le module électronique est connecté électriquement au module d'affichage 23 et au module d'antenne 19, par plusieurs fils conducteurs 22 et 20, tels que décrits ci-dessus.The encapsulation of this module can be carried out in a manner similar to that described in FIG. 3. The display module is electrically connected to the module 21 by a plurality of insulated and flexible conducting wires 22. The constituent materials of the conductive wires are biocompatible, for example platinum wire and insulating silicone or polyurethane. - The electronic module 21 comprises the electronic circuit and the battery. The encapsulation of this module can be carried out in a manner similar to that described in FIG. 3. Alternatively, this module can be encapsulated in a titanium case, similarly to that described in FIG. 6. The electronic module is electrically connected. to the display module 23 and the antenna module 19, by a plurality of conducting wires 22 and 20, as described above.
- Le module d'antenne 19 comprend un bobinage 16 concentrique ou en. spirale. Le fil utilisé pour le bobinage est biocompatible, préférablement flexible. L'exécution préférée de ce module consiste à insérer le bobinage dans un patch flexible, réalisé par exemple par deux, disques de silicone souples placés sous et sur le bobinage. Le module d'antenne est connecté électriquement au module électronique 21 par deux fils conducteurs 20, tels que décrits ci-dessus.- The antenna module 19 comprises a coil 16 concentric or in. spiral. The wire used for winding is biocompatible, preferably flexible. The preferred embodiment of this module is to insert the coil in a flexible patch, made for example by two flexible silicone disks placed under and on the winding. The antenna module is electrically connected to the electronic module 21 by two conducting wires 20, as described above.
La figure 5 illustre un système implanté encapsulé dans une matière plastique biocompatible, de manière similaire à celle décrite sous la figure 3, mais avec deux éléments supplémentaires destinés à améliorer la résistance mécanique de l'ensemble et l'herméticité :FIG. 5 illustrates an implanted system encapsulated in a biocompatible plastics material, in a manner similar to that described in FIG. 3, but with two additional elements intended to improve the mechanical strength of the assembly and the hermeticity:
- Sur la face avant, les diodes électroluminescentes 4, 6 et 7, ainsi que leurs optiques de focalisation 11 sont recouvertes d'un verre transparent 24 biocompatible, préférablement du saphir. Ce verre permet de garantir une très bonne étanchéité au niveau de l'interface entre les optiques de focalisation et la masse de plastique de surmoulage. Sur la surface interne du verre, il est possible de réaliser un masque, par exemple par sérigraphie, de manière à obturer les faisceaux de lumière, de manière équivalente à la plaque à trous 12 décrite sous la figure 3.- On the front side, the light emitting diodes 4, 6 and 7, and their focusing optics 11 are covered with a biocompatible transparent glass 24, preferably sapphire. This glass ensures a very good seal at the interface between the focusing optics and the molding plastic mass. On the inner surface of the glass, it is possible to produce a mask, for example by screen printing, so as to close the light beams, equivalent to the hole plate 12 described in FIG.
- Sur la face arrière de l'implant, une plaque de titane 25 améliore la rigidité et la résistance mécanique de l'implant, tout en protégeant la batterie. Cette plaque de titane prévient aussi l'exfiltration d'éventuels composés chimiques en cas de fuite de la pile.On the rear face of the implant, a titanium plate improves the rigidity and the mechanical strength of the implant, while protecting the battery. This titanium plate also prevents the exfiltration of possible chemical compounds in case of leakage of the battery.
Le système selon la figure 5 est rigide. La résistance mécanique apportée par le verre et la plaque titane permet de réduire l'épaisseur du dispositif. Cette exécution est particulièrement adaptée à l'application du système pour l'affichage de l'heure à travers la peau du poignet. Le principe du surmoulage est conservé, de manière à protéger les composants et assurer l'étanchéité. Le plastique de surmoulage adhère au verre sur une grande partie de sa surface interne. Ceci améliore l'étanchéité et garantit qu'en cas de rupture du verre, par exemple suite à un choc, les morceaux restent solidement attachés à la masse de surmoulage. Les composants 24 et 25 sont intrinsèquement hermétiques. Comme ils recouvrent plus de 90% de la surface externe de l'implant, l'éventuelle diffusion d'humidité à travers le plastique de surmoulage se trouve réduite d'autant.The system according to Figure 5 is rigid. The mechanical strength provided by the glass and the titanium plate reduces the thickness of the device. This embodiment is particularly suited to the application of the system for displaying the time through the wrist skin. The principle of overmolding is preserved, so as to protect the components and ensure tightness. The overmolding plastic adheres to the glass over a large part of its internal surface. This improves the sealing and ensures that in case of rupture of the glass, for example following an impact, the pieces remain firmly attached to the overmoulding mass. Components 24 and 25 are intrinsically hermetic. As they cover more than 90% of the external surface of the implant, the possible diffusion of moisture through the overmolding plastic is reduced accordingly.
La figure 6 illustre un système implanté encapsulé dans un boîtier en titane 26, recouvert d'un verre 24. L'étanchéité de l'ensemble est améliorée par l'adjonction d'un joint 27 entre le verre et le boîtier. Par rapport à l'exécution décrite sous figure 5, le présent système améliore encore l'herméticité et la rigidité mécanique. Par-dessus le verre, une plaque 28, munie de trous, remplit une triple fonction :Figure 6 illustrates an implanted system encapsulated in a titanium housing 26, covered with a glass 24. The seal of the assembly is improved by the addition of a seal 27 between the glass and the housing. Compared with the embodiment described in Figure 5, the present system further improves the hermeticity and mechanical rigidity. On top of the glass, a plate 28, provided with holes, fulfills a triple function:
- Protection du verre contre les impacts- Protection of the glass against impacts
- En cas de rupture du verre, la plaque de protection évite que des morceaux de verre se détachent de l'implant- In case of breakage of the glass, the protection plate prevents pieces of glass from coming off the implant
- Obturation et mise en forme des faisceaux de lumière, de manière similaire à la plaque à trous 12 décrite sous la figure 3.- Obturation and shaping of the light beams, similar to the hole plate 12 described in Figure 3.
Afin de garantir une protection optimale des composants électroniques, le système décrit sous la figure 6 conserve le principe de remplir tout l'espace libre à l'intérieur du boîtier par une masse de plastique surmoulée ou injectée dans le boîtier. Le concept d'un boîtier titane 26, usiné dans un seul bloc de matière, permet d'assurer une très bonne rigidité, malgré un fond de boîtier très mince. Le joint 27, entre le verre et le boîtier, peut aussi remplir une fonction de lien mécanique entre ces deux composants, améliorant encore la résistance mécanique de l'ensemble. Par exemple, un joint constitué d'un adhésif de type « hot melt », rondelle découpée à froid, placé entre le verre et le boîtier, puis mise en fusion par échauffement, permet une excellente étanchéité tout en liant intimement le verre au boîtier. La coque ainsi formée présente une tenue mécanique optimale.In order to guarantee optimum protection of the electronic components, the system described in FIG. 6 retains the principle of filling all the free space inside the casing with a mass of plastic molded or injected into the casing. The concept of a titanium housing 26, machined in a single block of material, ensures a very good rigidity, despite a very slim caseback. The seal 27, between the glass and the housing, can also fulfill a function of mechanical connection between these two components, further improving the mechanical strength of the assembly. For example, a hot-melt adhesive seal, a cold-cut washer, placed between the glass and the housing, and then melting by heating, provides excellent sealing while intimately bonding the glass to the housing. The shell thus formed has optimum mechanical strength.
La figure 6 illustre aussi la présence d'un accéléromètre ou détecteur de mouvements 29, monté sur le circuit électronique 13. Sa fonction est de détecter un mouvement particulier du poignet, prédéfini. Ce mouvement correspond au signal d'activation de l'affichage. Il est aussi possible d'utiliser l'accéléromètre 29 comme détecteur de choc. En cas de choc important, l'impact enregistré par l'accéléromètre sera traité par le microprocesseur et une alarme sera éventuellement transmise.FIG. 6 also illustrates the presence of an accelerometer or motion detector 29, mounted on the electronic circuit 13. Its function is to detect a particular movement of the wrist, predefined. This movement corresponds to the activation signal of the display. It is also possible to use the accelerometer 29 as a shock detector. In the event of a major shock, the impact recorded by the accelerometer will be processed by the microprocessor and an alarm will eventually be transmitted.
La figure 6 montre aussi la présence possible d'un détecteur d'humidité 30, monté sur le circuit électronique 13. Ce détecteur a deux fonctions :FIG. 6 also shows the possible presence of a humidity detector 30 mounted on the electronic circuit 13. This detector has two functions:
- Détection d'un taux anormalement élevé d'humidité provenant d'une perte d'étanchéité de l'encapsulation du système.- Detection of an abnormally high rate of humidity resulting from a loss of sealing of the encapsulation of the system.
- Détection de la présence de fluides provenant d'une fuite de la batterie.- Detection of the presence of fluids from a battery leak.
Dans les deux cas, le détecteur d'humidité actionne une alarme, transmise, par exemple, par le système d'affichage lumineux transdermal. Selon l'endroit du corps où l'implant est placé, l'épaisseur du dispositif peut être un paramètre critique. Le composant limitatif par rapport à l'épaisseur est la batterie. Une alternative aux exécutions décrites sous les figures 3, 5 et 6 est de placer la batterie à côté du circuit imprimé supportant les diodes électroluminescentes, afin de réduire au maximum la hauteur globale de l'encapsulation. II est à noter que d'une façon générale le verre biocompatible 24 recouvrant la face avant des diodes et de leur optique peut être toute matière transparente et notamment du saphir.In both cases, the humidity detector triggers an alarm, transmitted for example by the transdermal light display system. Depending on where in the body the implant is placed, the thickness of the device may be a critical parameter. The limiting component with respect to the thickness is the battery. An alternative to the embodiments described in Figures 3, 5 and 6 is to place the battery next to the printed circuit supporting the light emitting diodes, to minimize the overall height of the encapsulation. It should be noted that in a general manner the biocompatible glass 24 covering the front face of the diodes and their optics can be any transparent material and in particular sapphire.
D'autre part, le capteur d'humidité intégré dans au moins l'un desdits module permet de détecter d'une part que le module n'est plus étanche, par exemple au cas où de l'humidité pénétrerait de l'extérieur dans le module, et d'autre part une fuite par exemple de la pile se trouvant dans ledit module.On the other hand, the humidity sensor integrated in at least one of said module makes it possible to detect, on the one hand, that the module is no longer watertight, for example in the event that moisture penetrates from the outside into the module, and secondly a leak for example of the battery in said module.
L'intensité des diodes ou de la source lumineuse est supérieure à 80 mili candela (mcd) et de préférence comprise entre 180 et 250 mcd. The intensity of the diodes or of the light source is greater than 80 mili candela (mcd) and preferably between 180 and 250 mcd.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de transfert d'informations, disposé dans au moins un module biocompatible et étanche, implantable dans un corps vivant, caractérisé par le fait qu'il comporte une source de courant électrique rechargeable ; un circuit électronique alimenté par cette source de courant et commandant des moyens d'émission en au moins un point de la surface du module, d'une lumière visible par l'œil humain dont la longueur d'onde dominante est comprise entre 400 et 700 nanomètres (nm) et d'intensité lumineuse d'au moins 80 mili candela (mcd), pour faire apparaître à la surface de la peau, une information constituée par ladite lumière.An information transfer device disposed in at least one biocompatible and sealed module, implantable in a living body, characterized in that it comprises a source of rechargeable electric current; an electronic circuit powered by this current source and controlling transmission means in at least one point of the surface of the module, of light visible by the human eye whose dominant wavelength is between 400 and 700 nanometers (nm) and light intensity of at least 80 mili candela (mcd), to reveal on the surface of the skin, information formed by said light.
2. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé par le fait que ladite lumière possède une distribution spectrale de la puissance émise essentiellement comprise en 620 et 660 nm (couleur rouge) et une intensité comprise entre 180 mcd et 250 mcd.2. Device according to claim 1, characterized in that said light has a spectral distribution of the transmitted power substantially between 620 and 660 nm (red color) and an intensity of between 180 mcd and 250 mcd.
3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les moyens d'émission de lumière comportent au moins une diode électroluminescente ou au moins une diode laser ou un ensemble de diodes électroluminescentes ou de diodes laser.3. Device according to one of claims 1 and 2, characterized in that the light-emitting means comprise at least one light-emitting diode or at least one laser diode or a set of light-emitting diodes or laser diodes.
4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que ladite information est constituée d'un ensemble de points lumineux.4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that said information consists of a set of light spots.
5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que lesdits points lumineux sont de forme sensiblement ovale ou allongée de manière à présenter une orientation détectable par l'œil humain.5. Device according to claim 4, characterized in that said light points are of substantially oval or elongated shape so as to present a detectable orientation by the human eye.
6. Dispositif selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé par le fait que le circuit électronique commande l'intensité de la lumière émise par les moyens d'émission.6. Device according to one of claims 4 or 5, characterized in that the electronic circuit controls the intensity of the light emitted by the transmitting means.
7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que ladite intensité lumineuse est variable en fonction de la lumière ambiante extra corporelle mesurée, à travers la peau, par une photodiode ou un phototransistor intégré dans ledit circuit électronique.7. Device according to claim 6, characterized in that said luminous intensity is variable as a function of the extra corporeal ambient light measured, through the skin, by a photodiode or a phototransistor integrated in said electronic circuit.
8. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 7, caractérisé par le fait que ladite information est constituée d'un ensemble de points lumineux affichant l'heure.8. Device according to one of claims 4 to 7, characterized in that said information consists of a set of light points displaying the time.
9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé par le fait qu'il comporte une diode luminescente supplémentaire indiquant un point particulier de l'affichage horaire, centre du cadran ou position "midi".9. Device according to claim 8, characterized in that it comprises an additional luminescent diode indicating a particular point of the time display, center of the dial or "noon" position.
10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé par le fait que la diode luminescente supplémentaire se distingue des autres points lumineux par une couleur, une forme, une intensité lumineuse ou un clignotement différent.10. Device according to claim 9, characterized in that the additional light diode differs from other light points by a different color, shape, light intensity or blinking.
11. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 7, caractérisé par le fait que ladite information est constituée d'un ensemble de points lumineux permettant d'afficher une information alphanumérique. 11. Device according to one of claims 4 to 7, characterized in that said information consists of a set of light points for displaying alphanumeric information.
12. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 7, caractérisé par le fait que ladite information est constituée d'un ensemble de points lumineux permettant d'afficher une information sous forme graphique.12. Device according to one of claims 4 to 7, characterized in that said information consists of a set of light points for displaying information in graphical form.
13. Dispositif selon la revendication 1 et la revendication 8, caractérisé par le fait que ledit circuit électronique intègre une horloge électronique.13. Device according to claim 1 and claim 8, characterized in that said electronic circuit incorporates an electronic clock.
14. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé par le fait que ledit circuit électronique intègre une mémoire électronique contenant des informations alphanumériques affichées à l'aide desdits moyens d'émission.14. Device according to claim 1, characterized in that said electronic circuit integrates an electronic memory containing alphanumeric information displayed using said transmitting means.
15. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé par le fait que ledit circuit électronique intègre au moins un capteur permettant de mesurer un paramètre physiologique du porteur devant être affiché par les moyens d'émission.15. Device according to claim 1, characterized in that said electronic circuit incorporates at least one sensor for measuring a physiological parameter of the carrier to be displayed by the transmitting means.
16. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé par le fait que ledit circuit électronique intègre des moyens de communication permettant de recevoir des informations en provenance d'un autre implant situé dans le corps du porteur pour les afficher à l'aide des moyens d'émission.16. Device according to claim 1, characterized in that said electronic circuit includes communication means for receiving information from another implant located in the wearer's body to display them using the means of program.
17. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ledit circuit électronique intègre au moins une antenne d'induction permettant de réaliser un couplage électromagnétique inductif avec une antenne extérieure placée à sa proximité.17. Device according to claim 1, characterized in that said electronic circuit integrates at least one induction antenna for performing an inductive electromagnetic coupling with an external antenna placed in its vicinity.
18. Dispositif selon la revendication 17, caractérisé par le fait que le couplage électromagnétique est utilisé pour transférer de l'énergie électrique de l'antenne extérieure au circuit électronique pour recharger ladite source de courant.18. Device according to claim 17, characterized in that the electromagnetic coupling is used to transfer electrical energy from the antenna external to the electronic circuit for recharging said current source.
19. Dispositif selon la revendication 17, caractérisé par le fait que ledit couplage électromagnétique est utilisé pour transférer de l'information de l'antenne extérieure à l'antenne implantée, de l'antenne implantée à l'antenne extérieure, ou dans les deux directions.19. Device according to claim 17, characterized in that said electromagnetic coupling is used to transfer information from the external antenna to the implanted antenna, from the antenna implanted to the external antenna, or in both directions.
20. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé par le fait que ledit circuit électronique intègre au moins un microprocesseur ou une électronique programmable.20. Device according to claim 1, characterized in that said electronic circuit incorporates at least one microprocessor or programmable electronics.
21. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé par le fait que ledit ou l'un desdits modules intègre au moins un accéléromètre ou un détecteur de mouvement.21. Device according to claim 1, characterized in that said or one of said modules integrates at least one accelerometer or a motion detector.
22. Dispositif selon la revendication 21 , caractérisé par le fait que l'affichage lumineux est activé par un mouvement particulier détecté par l'accéléromètre.22. Device according to claim 21, characterized in that the light display is activated by a particular movement detected by the accelerometer.
23. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé par le fait que ledit ou l'un desdits modules intègre au moins un capteur d'humidité permettant d'activer une alarme, lorsque son encapsulation n'est plus étanche ou lorsque des fluides s'échappent de la batterie, à l'aide des moyens d'émission.23. Device according to claim 1, characterized in that said or one of said modules incorporates at least one humidity sensor for activating an alarm, when its encapsulation is no longer sealed or when fluids escape of the battery, using the transmission means.
24. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que lesdits moyens d'émission sont utilisés pour signaler au porteur que la source de courant est déchargée. 24. Device according to claim 4, characterized in that said transmitting means are used to signal to the carrier that the current source is discharged.
25. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ledit ou lesdits modules est encapsulé dans une matière plastique biocompatible rigide ou sensiblement flexible, permettant sa légère déformation suivant le déplacement des tissus environnants.25. Device according to one of the preceding claims, characterized in that said module or said modules is encapsulated in a rigid or substantially flexible biocompatible plastic material, allowing its slight deformation according to the displacement of the surrounding tissues.
26. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 25, caractérisé par le fait qu'il comporte trois modules implantés interconnectés de manière flexible, soit: - un module d'affichage comprenant des diodes luminescentes,26. Device according to one of claims 1 to 25, characterized in that it comprises three implanted modules interconnected in a flexible manner, ie: - a display module comprising light-emitting diodes,
- un module électronique comprenant des composants du circuit électronique et une source d'énergie électrique.an electronic module comprising components of the electronic circuit and a source of electrical energy.
- un module d'antenne.- An antenna module.
27. Dispositif selon les revendications 1 à 25, constitué d'un seul module et caractérisé par le fait que ledit module est encapsulé dans une matière plastique rigide et protégé sur la face arrière par une plaque de titane et sur la face avant par une plaque de matière transparente recouvrant les moyens d'émission de lumière.27. Device according to claims 1 to 25, consisting of a single module and characterized in that said module is encapsulated in a rigid plastic material and protected on the rear face by a titanium plate and on the front face by a plate transparent material covering the light emitting means.
28. Dispositif selon les revendications 1 à 25, constitué d'un seul module implanté, caractérisé par le fait que ledit module est encapsulé dans un boîtier comportant au moins les éléments suivants:28. Device according to claims 1 to 25, consisting of a single implanted module, characterized in that said module is encapsulated in a housing comprising at least the following elements:
- une boîte en métal biocompatible, tel le titane, de surface légèrement supérieure à celle de l'affichage, de faible hauteur, ouverte sur la face avant,a box of biocompatible metal, such as titanium, with a surface slightly greater than that of the display, of low height, open on the front face,
- une plaque de matière transparente biocompatible, tel le saphir, recouvrant précisément l'ouverture de la boîte métallique, - un joint placé entre la boîte métallique la plaque de matière transparente, afin d'assurer l'étanchéité et la fixation du verre au boîtier.a plate of biocompatible transparent material, such as sapphire, covering precisely the opening of the metal box, a seal placed between the canister and the transparent material plate, in order to seal and secure the glass to the housing.
29. Dispositif selon la revendication 28, caractérisé par le fait que le volume libre à l'intérieur du boîtier, non occupé par des composants, est rempli par une matière plastique permettant de protéger les composants de l'humidité et de la corrosion et de renforcer la rigidité mécanique du boîtier.Device according to claim 28, characterized in that the free volume inside the housing, not occupied by components, is filled with a plastic material which protects the components from moisture and corrosion and from strengthen the mechanical rigidity of the housing.
30. Dispositif selon la revendication 3 et l'une des revendications 25 à 29, caractérisé par le fait que l'angle d'ouverture ou la forme du faisceau de lumière émis par chaque diode électroluminescente est réduit par une plaque d'obturation dotée de petits trous disposés dans l'axe des diodes.30. Device according to claim 3 and one of claims 25 to 29, characterized in that the opening angle or the shape of the light beam emitted by each light-emitting diode is reduced by a blanking plate provided with small holes arranged in the axis of the diodes.
31. Dispositif selon la revendication 30, caractérisé par le fait que ladite plaque d'obturation est formée par un dépôt opaque sur la surface intérieure ou extérieure de la plaque de matière transparente, avec des ouvertures de taille et de forme adaptées à l'angle d'ouverture et la forme souhaitée des faisceaux de lumière.31. Device according to claim 30, characterized in that said closure plate is formed by an opaque deposit on the inner or outer surface of the plate of transparent material, with openings of size and shape adapted to the angle. of opening and the desired shape of the beams of light.
32. Dispositif selon la revendication 3 et l'une des revendications 25 à 29, caractérisé par le fait que le faisceau de lumière émis par chaque diode électroluminescente est focalisé par une lentille optique de focalisation placée devant chaque diode.32. Device according to claim 3 and one of claims 25 to 29, characterized in that the light beam emitted by each light-emitting diode is focused by an optical focusing lens placed in front of each diode.
33. Dispositif selon l'une des revendications 27 à 29, caractérisé par le fait qu'une grille protège la plaque de matière transparente contre les impacts extérieurs et évite, en cas de rupture de cette plaque, que des débris se détachent.33. Device according to one of claims 27 to 29, characterized in that a grid protects the plate of transparent material against impacts outside and avoids, in case of rupture of this plate, that debris are detached.
34. Dispositif selon l'une des revendications 25 à 29, caractérisé par le fait que l'un au moins desdits modules est doté de trous permettant le passage d'un fil de suture servant à le fixer et le maintenir dans le corps. 34. Device according to one of claims 25 to 29, characterized in that at least one of said modules is provided with holes for the passage of a suture for securing and maintaining it in the body.
PCT/IB2009/006185 2008-07-11 2009-07-08 System for transferring information by light modulation through skin WO2010004408A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH01082/08 2008-07-11
CH10822008A CH699108A2 (en) 2008-07-11 2008-07-11 Transfer system information by light modulation through skin.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010004408A1 true WO2010004408A1 (en) 2010-01-14

Family

ID=41255247

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/IB2009/006185 WO2010004408A1 (en) 2008-07-11 2009-07-08 System for transferring information by light modulation through skin

Country Status (2)

Country Link
CH (1) CH699108A2 (en)
WO (1) WO2010004408A1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3672352A (en) * 1969-04-09 1972-06-27 George D Summers Implantable bio-data monitoring method and apparatus
US5304206A (en) * 1991-11-18 1994-04-19 Cyberonics, Inc. Activation techniques for implantable medical device
WO1996039977A1 (en) * 1995-06-07 1996-12-19 Interval Research Corporation Programmable subcutaneous visible implant
US20040199220A1 (en) * 2003-04-07 2004-10-07 Advanced Neuromodulation Systems, Inc. Access port indicator for implantable medical device
US20070219449A1 (en) * 2004-05-10 2007-09-20 Watmough David J Apparatus for Examining a Body of Living Tissues

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3672352A (en) * 1969-04-09 1972-06-27 George D Summers Implantable bio-data monitoring method and apparatus
US5304206A (en) * 1991-11-18 1994-04-19 Cyberonics, Inc. Activation techniques for implantable medical device
WO1996039977A1 (en) * 1995-06-07 1996-12-19 Interval Research Corporation Programmable subcutaneous visible implant
US20040199220A1 (en) * 2003-04-07 2004-10-07 Advanced Neuromodulation Systems, Inc. Access port indicator for implantable medical device
US20070219449A1 (en) * 2004-05-10 2007-09-20 Watmough David J Apparatus for Examining a Body of Living Tissues

Also Published As

Publication number Publication date
CH699108A2 (en) 2010-01-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10613356B2 (en) Remotely controllable lens device
CN104069588B (en) For the biomedical Ophthalmoligic instrument for monitoring and handling the device of the seasonal affective disorder shape of individual and be powered
US9737245B2 (en) Flexible eye insert and glucose measuring system
CN105530867B (en) The medicament elution protected in vivo for biological sensing analyte
JP6616820B2 (en) Sealed solid battery
EP3237063B1 (en) Implantable device for optically stimulating the brain comprising a multi-channel catheter
US8886275B2 (en) Encapsulated electronics
CN106415372B (en) Conditional search
FR2924913A1 (en) SYSTEM FOR MEASURING OCULAR PRESSURE
CN103443718B (en) Personal alarm system
BR102016017078A2 (en) biomedical devices for biometric data-based information communication in vehicular environments
CN109069846A (en) For the phase controlling array to implantable devices wireless power
US10980630B1 (en) Contact lens-based methods to deliver power to intraocular devices
CA2357412A1 (en) Subcutaneously implantable power supply
BR102016017073A2 (en) biomedical devices for information communication based on biometric data and feedback
CN107923988A (en) The alternative of UV sensings
JP2016517716A (en) System and method for encapsulating electronic circuitry in a wearable device
BR102016017059A2 (en) biomedical devices for biometrics-based information communication
WO2014205205A1 (en) A remotely powered sensor with antenna location independent of sensing site
JP6456628B2 (en) Method and apparatus for forming an ophthalmic device incorporating a fluorescence detector
FR2949659A1 (en) DEVICE FOR DETERMINING PHYSICAL FUNCTIONS OF AN INDIVIDUAL
ES2907198T3 (en) Active implantable medical device (AIMD) comprising a transparent encapsulation
CN116916825A (en) Optical-based glucose sensor
WO2010004408A1 (en) System for transferring information by light modulation through skin
Kim et al. Bioelectronic devices for light-based diagnostics and therapies

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09785992

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

32PN Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established

Free format text: CONSTATATION DE LA PERTE D UN DROIT CONFORMEMENT A LA REGLE 112(1) CBE (OEB FORM 1205A EN DATE DU 12/04/2011)

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 09785992

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1