Brevet FR2013385A1 — publié le 19700403

La présente invention concerne -un dispositif de surveillance et d'indication de la respiration, qui est notamment destiné à détecter des arrêts de la respiration d'enfants nés prématurément et qui assure un contrôle ininterrompu de la respira-5 tion des enfants à surveiller de façon à décharger les gardes-malades dans une importante mesure. Le dispositif selon l'invention est caractérisé par une sonde introduite dans le nez et raccordée à une chambre de mesure comportant un ou plusieurs récepteurs transformant les variations 10 du courant d^air produit lors de la respiration en signaux électriques (variations d'intensité ou de tension), et en ce que les signaux électriques, éventuellement après une amplification sont appliqués à un circuit à seuil enclenchant un générateur de son produisant un signal acoustique par l'intermédiaire d'un 15 haut-parleur lorsque les signaux descendent au-dessous du niveau de seuil. Comme récepteurs, on utilise surtout des ..éléments sensibles à la température, tels que des thermistances. Etant donné que de tels éléments sont seulement refroidis dans une faible me-20 sure par le courant d'air produit par la respiration, les signaux électriques fournis par ces éléments sont également faibles. C'est pourquoi une autre caractéristique de l'invention prévoit le montage d'un ou de plusieurs amplificateurs entre le ou les récepteurs et le circuit à seuil. 25 Le circuit à seuil est avantageusement réalisé sous forme d'une bascule Schmitt, qui transmet un signal électrique continu lorsque les signaux descendent au-dessous d'un niveau de tension déterminé, cette bascule provoquant l'enclenchement du générateur de son; la bascule arrête la transmission du signal lorsque le 30 niveau prédéterminé est dépassé, de sorte que le générateur de son est de nouveau arrêté. Etant donné que la commande d'un tel circuit à seuil nécessite des signaux d'une seule polarité, une forme de réalisation du dispositif selon l'invention comporte un circuit redresseur monté entre les récepteurs et le circuit à 35 seuil. Etant donné que des pauses de la respiration d'une durée limitée, qui ne sont pas nuisibles et qui ne nécessitent par conséquent pas le déclenchement d'un signal d'alarme, se produisent fréquemment chez les enfants nés prématurément, le circuit à seuil 69 17435 2 2013385 ne doit réagir que lorsque les arrêts de la respiration dépassent cette durée. Ce résultat est obtenu, selon une autre caractéristique de l'invention, par le fait qu'un élément de temporisation est monté entre le ou les récepteurs et le circuit à seuil. 5 La durée d'une pause non nuisible de la respiration yarie d'un enfant à l'autre. Il est tenu compte de ce fait, dans une forme de réalisation du dispositif dselon ^invention, parla possibilité de réglage de la durée de la temporisation. Le volume d'air aspiré est également variable d'un enfant 10 à l'autre et ce volume varie en outre en fonction du temps. Toutefois, étant donné qu'après une forte aspiration la pause est plus longue qu'après une aspiration normale, il est désirable de pouvoir fixer la pause admissible entre deux aspirations en fonction d'un volume aspiré qui est normal pour l'enfant en question et 15 d'obtenir ainsi un signal d'alarme après un temps plus court que celui qui a été réglé initialement en cas de diminutation du volume aspiré. Ce résultat est obtenu dans une forme de réalisation du dispositif selon l'invention par le fait que le gain de l'amplificateur est réglable, de sorte qu'une valeur de référence de 20 la- temporisation peut être choisie de façon individuelle pour chaque enfant. Selon une autre caractéristique de l'invention, des organes d'indication de la fréquence de la respiration et/ou du volume aspiré sont montés entre les récepteurs et le circuit à seuil 25 afin que les réglages mentionnés puissent être effectués d'après des valeurs de référence objectives. Selon une forme de réalisation avantageuse du dispositif de l'invention, un relais est monté parallèlement au générateur de son, à la sortie du circuit à se.uil, ce relais fermant un con-30 tact lorsque le signal descend au-dessous du niveau du circuit à seuil, déclenchant ainsi d'autres organes de signalisation. Ce relais constitue par conséquent une sûreté supplémentaire pour le cas où les signaux sonores ne sont pas entendus lorsque les gardes-malades ne sont a pas à proximité. 35 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description qui va suivre et du dessin sur lequel la figure unique est une représentation schématique du dispositif selon l'invention. La figure montre une sonde 1 constituée par un tuyau de 69 17435 3 2013385 matière plastique d'un diamètre d'environ 1,5 mni dont l'extrémité est courbée en forme de crochet. Cette extrémité courbe de la sonde est introduite dans une narine de l'enfant à surveiller et fixée à l'extérieur du nez au moyen d'une bande adhésive, par 5 exemple. L'autre extrémité de la sonde est reliée à une chambre de mesure 2 dans laquelle sont montés en série deux thermistances (résistances à coefficient de température négative). La valeur ohmique de ces résistances se modifie en cas de changement de la température (elle devient plus élevée en cas de refroidissement). 10 Une partie de l'air aspiré passe dans le sens de la flè che par la chambre de mesure 2 et refroidit la résistance 5 plus fortement que la résistance 4 que ce courant d'air atteint seulement après. Les résistances 4 et 5 forment un diviseur de tension monté parallèlement à la source de tension 3* Le rapport de di-15 vision de la tension varie suivant la cadence de la respiration en raison du refroidissement différent des thermistances et on obtient au point milieu du diviseur une tension alternative qui est approximativement sinusoïdale et dont l'amplitude dépend du volume d'air aspiré (c'est-à-dire du volume d'air passant dans 20 l'unité de temps à travers la chambre 2). Cette tension alternative est amplifiée par un amplificateur 6 et transformée ensuite dans une tension continue pulsatoire au moyen d'un circuit redresseur 8. Un appareil de mesure de la tension 9 est monté à la 25 sortie du circuit redresseur 8 et est amorti mécaniquement ou électriquement de sorte qu'il fournit une indication continue qui correspond approximativement à la valeur moyenne de l'amplitude de la tension continue pulsatoire. L'échelle de l'instrument 9 est avantageusement étalonnée en pourcentages, par exemple de 0 à ~$00%. 30 Le médecin ou le garde-malade doit décider, lors du branchement du dispositif de surveillance, si., la respiration de l'enfant est normale, plus fort que la normale ou moins forte. La tension indi quée par l'instrument 9 à la sortie du circuit redresseur 8 doit alors être réglée en conséquence par la modification du gain de 1-35 amplificateur réglable 6; cette tension est réglée à 100$ lorsque la respiration est normale, à 150$, par exemple, lorsque la respiration est plus forte et à ^>0% par exemple, lorsque la respiration est plus faible. Le dispositif de surveillance peut ainsi être adapté à chaque enfant. L'instrument 9 indique ensuite à tout mo- 69 17435 4 2013385 ment si le volume de la respiration a augmenté ou diminué. Un appareil de mesure de la fréquence 7* de type connu, est ea outre branché à la sortie de l'amplificateur 6, afin de permettre le contrôle de la cadence de la respiration. Cet appareil indique 5 le nombre d'aspirations par seconde. Il est également possible de brancher à la sortie de 1'amplificateu.r un enregistreur E qui enregistre les tensions alternatives fournies par l'amplificateur 6 et permet-ainsi le contrôle de la fréquence et de l'amplitude de la respiration pendant toute la durée de la surveillance. 10 Un circuit à résistance et à capacité, composé d'une ré sistance 10 et d'un condensateur 11, est branché à la sortie du circuit redresseur 8. Sa constante de temps peut être variée dans une large mesure au moyen de la résistance réglable 10. Le circuit à seuil 13, constitué par exemple par une bascule Schmitt du type 15- connu, est relié par une résistance préalable 12 aux bornes du condensateur 11. Ce circuit compare la tension aux bornes du condensateur 11 avec un niveau de seuil fixe et provoque l'enclenchement du générateur de son 14 et du relais 16 lorsque la tension aux bornes du condensateur descend au-dessous de ce niveau. Le 20 générateur de son 14 transmet dans ce cas un signal d'alarme par le haut-parleur 15 et le relais 16 ferme son contact 17 servant à' la transmission à distance de l'état d'alarme ou au déclenchement d'autres organes de signalisation. Tant que l'enfant respire, chaque aspiration provoque 25 la charge du condensateur 11 à travers la-résistance 10. Ce condensateur se décharge pendant la pause entre deux aspirations à. travers la résistance 10 et le montage en série de la résistance 12 et de la résistance d'entrée de la bascule Schmitt 13. (Ce montage présentant une très forte valeur ohmique et peut par con-30 séquentf être négligé). La résistance 10 permet de régler la durée de la décharge (décharge rapide lorsque la résistance est faible ou décharge lente lorsque cette résistance est importante). Lorsque la décharge est plus lente, le temps qui s'écoule après la fin d'une aspiration jusqu'à ce que la tension aux bornes du 35 condensateur soit descendue sous le niveau de seuil de' la bascule Schmitt 13," ce qui-'provoque le déclenchement du signal d ' alarme ' ' commèr-"dècrlt'':ci-dessu:s, .est plus long que dans le cas d'une dé- chargé^ rapide v Là* 'résistance v-'10 permet par conséquent'le réglage du 69 17435 5 2013385 temps qui peut s'écouler après la fin de l'aspiration, avant que le signal dTalarme soit déclenché. Pour un enfant vigoureux on admet par exemple une pause de 15 à 30 secondes entre deux aspirations, tandis qu'un signal d'alarme doit d^Jà être déclenché 5 au bout de 5 secondes , lorsqufil s'agit d'un enfant faible. Le bouton de réglage de la résistance 10 est monté à l'extérieur de l'appareil et peut porter une échelle divisée en imités de temps. Etîant donné que le temps dé décharge Jusqu'à un niveau «Le seuil défini dépend, non seulement de la constante de temps du 10 circuit à résistance et à capacité 10, 11, mais également de la tensiôn à laquelle le condensateur 11a été chargé, donc directement de la tension de sortie du circuit redresseur 8, la temporisation réglée à l'aide de la résistance 10 est seulement valable pour une tension définie qui est avantageusement associée à la va-15 leur de 100# de l'échelle de l'instrument 9. La temporisation est plus grande lorsque la tension de sortie du circuit redresseur 8 est plus importante et elle diminue au contraire, lorsque la tension de sortie du circuit redresseur 8 est plus faible. Cette dépendance de la tension de la temporisation est avantageuse. Puisque 20 le niveau de la tension est une mesure directe du volume de l'air aspiré, les variations du volume de la respiration provoquent un réglage automatique de la temporisation, précédant le déclenchement du signal d'alarme. Lorsque la temporisation est réglée à 10 secondes par exemple, pour un volume normal d'air aspiré (indication 25 100#), le signal d'alarme retentit déjà au bout de 5 secondes, par exemple, si l'aspiration précédent immédiatement .1.'arrêt est passée de 100 à 50# de la valeur normale. Lorsque l'arrêt est au contraire précédé d'une très forte aspiration, correspondent par exemple au triple (300#) du volume normal, l'alarme est seulement 30 déclenchée au bout de 30 secondes par exemple, tout en conservant le môme, réglage. Cette propriété du dispositif décrit correspond aux besoins, en ce sens qu'une intervention aussi rapide que possible est nécessaire en cas d'arrêt de la respiration lorsque celle ci est faible, tandis que des aspirations plus fortés admettent 35 des pauses plus longues avant de devenir critiques. Il peut arriver qu'un enfant recommence à respirer de lui-même au bout d'une pause relativement longue,pendant laquelle le condensateur 11a été déchargé au-dessous du niveau de seuil, ce qui a provoqué un signal d'alarme. La recharge.du condensateur 69 17435 6 2013385 11 au-delà du niveau de seuil provoque la commutation de la bascule Schmitt 13 et l'arrêt du générateur de son 14 de même que la désexcitation du relais 16. Les gardes-malades ne sont donc pas dérangés sans cesse et inutilement par des fausses alarmes qui 5 peuvent se produire surtout au début, lorsque le volume de la respiration et la temporisation admissible ne sont pas encore estimés' à leur Juste valeur. gopy 69 17435 7 2013385 REVENDICATIONS 1 - Dispositif de surveillance et d'indication de la respiration, caractérisé par une sonde introduite dans le nez et raccordée à une chambre de mesure comportant un ou plusieurs 5 récepteurs transformant les variations du courant d'air produit lors de la respiration en signaux électriques (variations d'intensité ou de tension), et les signaux électriques, éventuellement après une amplification, sont appliqués à un circuit à seuil enclenchant un générateur de son produisant un signal 10 acoustique par l'intermédiaire d'un haut-parleur lorsque les signaux descendent au-dessous du niveau de seuil. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en:ce qu'un ou plusieurs amplificateurs sont montés entre les récepteurs et le circuit à seuil. 15 3 - Dispositif selon les revendications 1 et 2, carac térisé. en ce qu'un circuit redresseur est monté entre les récepteurs et le circuit à seuil. 4 - Dispositif selon les revendications 1 à 3, caracté risé en ce qu'un circuit de temporisation est monté entre les ré 20 cepteurs et le circuit à seuil. 5 - -dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la temporisation du circuit de temporisation est régla ble. 6 - Dispositif .selon les revendications 2 à 5a earac- 25 térisé en ce que le gain de l'amplificateur est réglable. 7 - Dispositif selon les revendications 1 à 6, caractérisé en ce que des instruments d'indications de la fréquence et/ou du volume de la respiration sent montés entre les récepteurs et le circuit à seuil. 30 8 - Dispositif selon les revendications 1 à J, caracté risé en ce qu'un relais est monté parallèlement au générateur de son , à la sortie du circuit à seuil, ce relais fermant un contact lorsque le signal descend au-dessous^du niveau du circuit à seuil déclenchant ainsi d'autres organes de signalisation.