Aucun contact – À travers les tissus jusqu’au flux sanguin

Un flux sanguin adéquat est nécessaire aux tissus vivants, leur fournissant de l’oxygène et des nutriments. Une mauvaise circulation est donc toujours le signe d’un problème quelque part dans le corps. Souvent, un simple examen de la peau ou des tissus suffit pour établir un diagnostique. C’est là qu’intervient le nouvel appareil de mesure du flux sanguin récemment développer: un rayon laser scanne la circulation sanguine du patient à travers ses tissus. Un moteur pas à pas sert à orienter mécaniquement le rayon laser. De cette manière, on peut obtenir, grâce à un système de capteurs, des résultats reproductibles à une échelle miniature.
Pour des application dans ce domaine, certaines caractéristiques essentielles sont nécessaire afin d’assurer un succès : taille exacte des pas, réducteur de vitesse sans jeu approprié, système de contrôle efficace, durabilité, et surtout un design ultraplat.

Aujourd’hui, les systèmes d’entraînement miniatures jouent un rôle primordial dans un vaste éventail d’applications, et tout particulièrement dans les appareils compacts. Les composants électroniques et les parties optoélectroniques semblent quand à elles de moins en moins utilisées. Pour beaucoup d’applications cependant, des composants mécaniques miniatures sont également nécessaires. Un large choix de minimoteurs et de micromoteurs est désormais disponible, pour répondre à toutes les exigences des utilisateurs.

Scanner de la circulation sanguine

Deux choses se vérifient souvent concernant les équipement médicaux modernes: ils sont grands et ils sont chers. Un scanner de la circulation sanguine récemment développé vient cependant apporter la preuve que les choses peuvent changer: C’est une unité petite et pratique, combinant une électronique moderne, une technologie laser et de la micromécanique avec un PC pour effectuer des évaluations. Comme la circulation sanguine est nécessaire à toutes les fonctions vitales, cet instrument permet une confirmation rapide des diagnostiques ainsi qu’une estimation de la progression de maladies spécifiques. Diabète, artères bouchées, problèmes dermatologiques ou soin des blessures, des brûlures, des transplantations… Ce ne sont que quelques exemples des utilisations possibles de cet appareil. Le principe derrière ce mécanisme est ingénieux et pourtant étonnamment simple : une diode laser pénètre les couches supérieures des tissus (approximativement 0.5 à 1 mm de profondeur, selon le type de tissus) et vient se refléter partiellement sur les globules rouges. Cela permet de déterminer à la fois la vitesse et la quantité des globules rouges.Un certain nombre de facteurs sont également à prendre en compte pour effectuer des mesures précises : Une surface suffisamment large doit être scannée aussi vite que possible, afin d’obtenir une sorte d’“image fixe”. Cependant, cette surface doit en même temps inclure autant de points de mesure que possible. Mais si la longueur d’un pas est plus petite que le diamètre du rayon, les mesures vont se chevaucher, ce qui constituerait une perte de temps, sans gain appréciable en termes de qualité des données.Pour un rayon laser d’un diamètre d’environ 1 mm, on obtient les caractéristiques médicales souhaitées: la plus grande surface scannée est d’environ 50 x 50 cm², avec jusqu’à 255 x 255 points de mesure, ce qui permet par exemple d’effectuer des mesures jusque dans les jointures de membres. La résolution ajustable permet, à une distance de 25 cm du tissue, d’obtenir des pas d’environ 3 mm, 2 mm ou 1 mm, pour une résolution basse, moyenne ou haute. La plus haute résolution utilise des pas de 0,5 mm seulement, avec des points de mesure se chevauchant. La lumière reflétée est captée par une caméra CCD et analysée par un programme spécial.

Une mécanique compacte

Les éléments mécaniques du scanner doivent répondre à certaines exigences. Tout d’abord, il doit être possible de transporter l’appareil sans risque de le casser. La fiabilité et une compatibilité EMC sont également des facteurs importants, tout particulièrement pour une utilisation dans un environnement médical. Comme le scanner peut être utilisé selon différents modes, il est important que la taille du pas optique soit facilement ajustable, tout en restant reproductible à un degré très précis. Afin d’économiser à la fois du temps et de l’argent, il est essential que les contrôles de l’instrument soient intégrés dans l’électronique déjà présente.
Un moteur pas à pas est la meilleure solution pour répondre à ces exigences. Les moteurs pas à pas peuvent être utilisés pour prédéfinir une taille de pas, sans nécessiter de capteurs supplémentaires, chaque impulsion de commande faisant tourner le moteur d’une longueur de pas prédéfinie. Grâce au grand nombre de pas impliqués, la résolution pouvant être obtenue est excellente, et elle peut encore être améliorée par une réduction en aval. C’est la que le moteur du scanner rentre en jeu : Un réducteur de précision sans jeu permet un balayage laser de haute précision et résolution. Le réducteur a été testé avec attention et certifié pour cette application. La durée de vie, la résolution et la précision de reproduction sont dépassent de loin les exigences minimales. C’est une des raisons principales ayant motive le choix de la combinaison moteurs-réducteurs de Arsape. Un autre avantage : les moteurs pas à pas peuvent maintenir leur position même lorsqu’ils ne sont pas sous tension, ou lorsqu’ils sont sous tension, soumis à un couple moteur comparativement haut.
La génération actuelle de moteurs pas à pas, d’un diamètre allant jusqu’à 15 mm, permet jusqu’à 24 pas par rotation, et peut atteindre une vitesse de 15,000 rotations par minute. Son utilisation est simple: une impulsion électrique correspond à un angle défini de rotation, permettant ainsi de calculer simplement la distance parcourue en fonction du nombre d’impulsions. En ce qui concerne le scanner de circulation sanguine, il atteint les vitesses suivantes : à faible résolution avec une surface scannée de 2.7 x 2.9 mm² et une résolution de 10 x 10 points, l’examen dure 4 secondes. À l’autre extrême, avec une surface scannée de 26 x 29 cm² et une résolution de 85 x 85 points, six minutes sont nécessaires. Pour atteindre ce résultat, deux moteurs pas à pas font bouger un miroir déflecteur sur un axe x-y. Une mécanique stable, combinée à des longueurs de pas de haute précision, permet d’effectuer des mesures précises et reproductibles.

Une mécanique stable et un motoréducteur de précision pas à pas pour des mesures reproductibles