Brevet FR2028511A1 — publié le 19701009

-i- 2028511 y ' .. -La présente invention concerne un dispositif de "Représentation ou d'affichage et elle se rapporte plus particulièrement à un dispositif d'affichage d'impulsions physiologiques, plus spécifiquement à un dispositif pour représenter sous forme de graphique le 5 fonctionnement d'un organe vital tel que le coeur. Un exemple connu de document représentant le fonctionnement du coeur est'un électrocardiogramme classique.- Il .est produit par un électrocardiographe, à savoir un transducteur pour convertir une tension pulsatoiré engendrée pendant le -fonctionnement du coeur en 10 une force mécanique d'actionnaient d'un style en vue de produire un enregistraient plus ou moins permanent compris dans les limites définies par les extrémités opposées d'une bande étroite de papier ou d'un document similaire. Ce type d'enregistrement graphique constitue un moyen extrêmement efficace pour établir des diagnos-15 tics ou pour d'autres applications mais il est nécessaire d'accumuler des enregistrements sur papier. Cependant, ces enregistrements peuvent présenter des inconvénients bien qu'ils soient tolérés obligatoirement, en particulier pour la détection de pulsations anormales se produisant seulement occasionnellement. En outre, l e 20 caractère physique de ce type de représentation ainsi que le mode d'analyse ne ^permettent pas son utilisation comme élément de contrôle soit dans un poste central éloigné d'un patient lorsque plusieurs" représentations sont examinées,- soit au cours d'une opération chirurgicale lorsqu'on a à contrôler le fonctionnement du 25 coeur d'un seul patient. Pour permettre une extension de l'utilisation de représentations graphiques du fonctionnement d'un organe vital tel que le coeur et également pour fournir un autre moyen de remédier aux inconvénients des enregistrements sur papier, on a mis au point un 30 appareil qui transforme la tension de fonctionnement du coeur en une représentation sur oscilloscope. Ce type de représentation est efficace du fait qu'il facilite les opérations de contrôle, en particulier pendant une opération chirurgicale. Cependant, son efficacité est limitée du fait de la nature transitoire de la représen-35 tation de tranches incrémentales successives de fonctionnement du coeur, à cause de la courte durée de luminescence des substances 70 01153 -2- 2028511; "produisant l'image oscilloseopique en fonction de la variation de tension engendrée par un coeur..En conséquence, à- un instant donné, on obtient une représentation visible du fonctionnement du coeur seulement pendant une période excessivement courte;- en outre, on 5 ne peut pas obtenir un affichage simultané de plusieurs impulsions cardiaques successives à, ou à peu près à l'instant où-elles se produisent. On connaît égalaient un appareil perfectionné.de type, connu comportant des moyens pour produire un, enregistrement ou tracé 10 graphique tel qu'un cardiogramme, cet appareil étant relié à un oscilloscope. Les moyens de production d'enregistrement sont agencés pour être actionnés par un phénomène électrique qui a un caractère inhabituel ou anormal. Bien que ce dernier appareil soit très compliqué ,et réduise au minimum l'accumulation d'enregistre-15 ments sur papier, les procédures d'étude des anomalies sont les mêmes.que celles utilisées pour les cardiogrammès, c'est à dire qu'elles ne permettent pas une dilatation ou un grossissement de la représentation pour pouvoir effectuer une analyse détaillée des fonctions du coeur. 20 Une caractéristique de l'invention consiste en ce qu'elle per- _ met d'obtenir une représentation graphique persistante et simultanée d'un nombre sélectionné de complexes de battements séquentiels du coeur sur un dispositif d'affichage tel qu'un oscilloscope. Une autre caractéristique de l'invention est que la représentation peut 25 être produite éventuellement à ou après l'instant de génération du phénomène* Dans le premier cas, l'image se déplace sur un écran d' oscilloscope, le phénomène le plus ancien sortant du champ-de vision de l'observateur tandis que le phénomène le plus récent entre dans ce champ. En outre, une autre caractéristique de l'invention 30 consiste en ce qu'il est possible d'amplifier toutes zones incrémentales désirées d'une représentation ou image de dimensions normales. L'invention concerne un procédé perfectionné de représentation graphique du fonctionnement d'un organe.vital tel que le coeur, 35 procédé caractérisé en ce qu'on enregistre d'abord une information correspondant à des complexes de pulsations cardiaques consécutives. 70 01153 -3- 2028511 L'information enregistrée est ensuite convertie en un signal électrique correspondant auxdits" complexes d'impulsions cardiaques consécutives. Ce signal est ensuite transmis à un dispositif électronique d'affichage pour produire une représentation visuelle pulsatoi-5 re. Ensuite, on répète les phases suivantes : (a) conversion de lr information enregistrée en un signal électrique et (h) transmission des signaux électriques produits de façon répétée au circuit de l'oscilloscope, les phases de conversion et de transmission étant répétées à une fréquence telle qu'on réduise au minimum l'effet de 10 scintillement dans l'image formée sur l'écran. Un mode préférée de réalisation de l'appareil suivant l'invention comprend un élément d'emmagasinage d'informations. Des moyens assurent, lorsqu'ils sont en service, le conditionnaient des phénomènes associés au fonctionnement du coeur de façon à produire dès 15- informations emmagasinables sur l'élément. Il est. prévu des moyens pour rélier les moyens de conditionnaient à un générateur, d'impulsions physiologiques et également des moyens pour transmettre les informations sortant de ce générateur audit élément d'emmagasinage. Un élément d'exploration est agencé pour produire un signal élec-20 trique en réponse à une information emmagasinée et il est prévu des moyens pour utiliser chaque signal électrique de façon à produire une image de courte durée. Pour réduire au minimum l'effet de scintillaient dans l'image de courte durée, il est prévu des moyens pour entraîner de façon. répétée le dispositif d'exploration trans-25 versalement à l'élément d'emmagasinage a une vitesse suffisamment rapide pour atteindre cet objectif. Il est égalaient prévu des moyens pour enlever l'information emmagasinée lorsqu'une information non-oimagasinée est introduite. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description 30 détaillée qui suit et à l'examen des dessins annexés qui représentent, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation de 11 invention. Sur ces dessins : La fïg. 1 représente schématiquement un appareil suivant l'in-35 vent ion; La fig. 2 est une vue d'une image ou enregistrement produit . avec l'appareil suivant l'invention. 70 01153 -4- 2028511 Sur la fig* 1, un appareil d'affichage, désigné par 10, est agencé pour être relié au corps 12 d'une personne qui est' représentée schématiquement et dont le coeur constitue un générateur d' impulsions électriques à "basse tension. Le couplage est assuré par 5 plusieurs conducteurs électriques 14, 16 et 18, le conducteur 14 étant relié à un bras 24 de la personne tandis que le conducteur 16 est relié à son autre bras 26 et que le conducteur 18 est relié à sa jambe et à une source de potentiel de référence, tel que le potentiel de masse 20. Les connexions avec le corps 12 sont établies 10 d'une manière classique pour produire un électrocardiogramme. Cette installation comporte deux circuits passant par un amplificateur différentiel 22 qui peut être d'une construction classique. Un des circuits est formé par les conducteurs 14, 18 et lfautre circuit par les conducteurs 16 et 18, de manière à produire un 15 signal par amplification de la différence entre les niveaux de potentiel dans les circuits des conducteurs 14» 16 et par annulation des potentiels d'interférence. Ceci signifie que la sortie de l'amplificateur 22 est une tension pulsatoire qui est obtenue par amplification de la différence de potentiel pulsatoire entre les bras 20 24 et 26, ladite différence correspondant à la variation de potentiel dans le coeur du corps 12 et représentant une activité cardiaque. La nature du signal de sortie de l'amplificateur 22 est telle qu'il ne peut pas être utilisée directement pour-.produire un enregistrement sur un support magnétique 40 classique. 25 Le signal de sortie de l'amplificateur 22 est par conséquent transmis par l'intermédiaire d'un conducteur 30 à un modulateur de fréquence 28 qui peut être d'une construction classique en vue d'engendrer un signal de sortie modulé en fréquence et capable de produire un enregistrement sur le support magnétique. Par l'inter-30 médiaire d'un fil 34, ce dernier signal de sortie est transmis à un transducteur d'enregistrement 32. Le transducteur 32 peut être d'une construction classique et il comporte des moyens coopérant avec un modulateur 28 et un amplificateur 22 pour conditionner des impulsions engendrées par le coeur en vue de leur enregistrement 35 comme informations. Dans ce but, le transducteur produit un champ magnétique qui varie en correspondance à la variation de caracté- 70 01 153 -s- 2028511 ristiques du signal modulé en fréquence produisant ce champ» le champ magnétique ainsi engendré est créé dans un poste d..1 enregistrement qui est associé à un élément d'emmagasinage, "tel qu'une bande d'enregistrement sans fin 36 de construction connue et agencée 5 pour être entraînée par un mécanisme approprié tel qu'un cabestan . 38.. Le cabestan est agencé pour tourner dans le sens de la flèche 39 et il est disposé à une extrémité de la boucle formée par la bande. - Le support magnétique 40 peut êtré d'un type classique-et -il 10 comprend des moyens pour former un enregistrement d'informations • en concordance avec l'énergie de sortie produite de-façon continue par le coeur. Dans ce but, le support est • porté par une bande disposée longitudinalement par rapport à la bande 36 sur une face de celle-ci, qui sera appelée dans la suite la face intérieure et qui 15 est adjacente au transducteur 32 agencé pour transmettre -les in- ' formations à l'élément de mémoire. " Un rotor 44, qui est agencé pour tourner dans le sens de la flèche 45» est disposé à l'intérieur de la boucle formé par la bande 36 et à l'extrémité de laquelle est situé un cabestan opposé 38. 20 Le rotor peut comporter une paroi munie de plusieurs conduits ou' perforations 46 (dont certaines seulement ont été représentées sur le dessin), la paroi ayant une section droite circulaire et délimitant une chambre intérieure 42. Un moteur 48, qui peut être placé dans la chambre 42» est agencé pour être excité par un courant al-25 - ternatif. Il est accouplé mécaniquement au rotor 44 de façon à l'entraîner. Le moteur peut être monté d'une manière classique avec le mécanisme d'entraînaient de la roue 52 d'un ventilateur 50 qui . est installé dans la chambre 42 de façon à former un coussin d'ap -pui 54 autour du rotor 44 avec l'écoulement d'air passant dans les 30 conduits 46. Le coussin d'air 54 supporte seulement l'extrémité de la.boucle de bande opposée au cabestan et permet un mouvement du support autour du rotor 44 de manière que son" segment d'-exploration 56 soit maintenu uniformément espacé d'une légère distance du rotor. Le segment d'exploration est la longueur dé-ia bande 36 35 qui s'étend sur un angle d'environ 1802 autour du rotor 44 entre les parties d'amont 58 et d'aval 60 les plus rapprochées de la bande par rapport au rotor. 70 01153 -6- 2028511 - ; * ■- ï Un élément d'exploration 62 constitué par tui transducteur de conversion des informations portées par- le support magnétique .40 en un signal électrique (d'une manière classique pour reproduire un enregistrement sur bande) est formé coaxialement sur le rotor, 5 ledit élément d'exploration étant associé au segment 56. Dans ce cas, l'élément d'exploration est représenté comme comprenant une seule tête transduetrice montée dans la paroi du. rotor et écartée radialement du centre de rotation-du rotor. En conséquence, le signal d'exploration peut être "lu" seulement pendant une. partie du 10 cycle de fonctionnement de l'élément d'exploration. Le cas échéant, l'élément d'exploration peut comprendre deux têtes transductrices disposées a des positions diamétralement opposées dans la paroi du rotor de façon à permettre une exploration, pratiquement continue du support. 15 Le signal électrique produit pendant chaque cycle d'explora tion est transmis par l'élément 62 à un démodulateur de fréquence 64 par l'intermédiaire d'un conducteur 66. Le démodulateur est agencé pour ramener le signal d'entrée qui lui est appliqué à une valeur de sortie exempte de l'effet exercé sur le signal par le mo-20 dulateur 28„ Un conducteur 71 est agencé pour transmettre le signal de sortie du démodulateur aux: plaques verticales d'un tube cathodique ou d'un autre dispositif électronique d'affichage, représenté sous formé de l'oscilloscope 68» L'oscilloscope peut être d'un type classique, par exemple d^un type à déviation électrostatique ou 25 bien d'un type à déviation magnétique muni d'un système de balayage de trame. Le cycle de balayage de l'oscilloscope 68 est commandé par un circuit 70 qui est déclenché uniformément pour amorcer chaque balayage horizontal de l'écran par un circuit classique de synchro-30 nisation 72. Le circuit de synchronisation est lui-même excité en vue d'amorcer chaque cycle de balayage par des moyens classiques. Ceux-ci peuvent comporter un corps magnétique porté par le rotor 44 ou par l'arbre de -sortie (non représenté) du moteur 48 en vue de produire un signal électrique dans une inductance couplée avec 35 ou branchée dans le circuit de synchronisation par l'intermédiaire d'un conducteur 74. De cette façon, le cycle de, balayage est synchronisé avec le mouvement du rotor 44. • • . ; 70 01153 -7- 20285ÎT Un transducteur d'effaccent 76 est placé dans une position adjacente au support magnétique 40 en aval de 1* élément df exploration 62. Dans le mode de réalisation représenté sur les dessins, le transducteur d'effacement 76 est placé dans une position adja-5 cente et en amont du transducteur 32 en vue d'augmenter au maximum la longueur d'un enregistrement dans le support 40. Le transducteur d'effacement peut être d'une construction classique et il est relié par l'intermédiaire d'un conducteur 78 à un générateur d'effacement 80 ou à un appareil similaire dont les détails de 10 construction sont bien connus. En pratique, la relation entre la vitesse de rotation du rotor 44 et la vitesse du support est de préférence choisie de manière que l'information contenue dans le support magnétique 40, lorsqu'il est placé dans le segment d'exploration 56, soit "lue" 15 de façon répétée par l'élément d'exploration 62 lorsque le rotor 44 tourne. La lecture de 1 ' enregistrement provoque la génération d'un signal continu qui, après démodulation dans le démodulateur 64» est appliqué sous forme d'une tension à des plaques d'oscilloscope espacées normalement verticalement. Du fait de la courte 20 durée de luminescence de l'écran de l'oscilloscope, l'image qui est formée sur son écran 82 a tendance à scintiller. Cependant, en faisant tourner cycliquement le rotor 44 de manière à "lire" le segment 56 environ trente fois par seconde pendant que le support est relativement fixe, on réduit au mininrum cet effet de 25 scintillement. Si on règle la vitesse d'exploration, pendant que le support est relativement fixe et que l'exploration s'effectue, à une valeur d'environ trente cycles par seconde, le scintillement disparait pratiquaient et on obtient une représentation continue sur l'écran 82. - 30 Lorsque le support 36 est immobile, le segment d1 exploration 56 est statique et la représentation obtenue sur l'écran 82 est également statique du fait que l'élément d'exploration 62 lit de façon répétée la même information et que le cycle de balayage est synchronisé avec le rotor 44» comme décrit plus haut. Cependant, 35 lorsque le support est entraîné, la représentation semble se déplacer de manière que 1'information la plus ancienne sorte de la vue de l'observateur alors qu'une nouvelle information rentre 70 01153 -8- 202851î dans son champ de vision. * ' La vitesse angulaire normale du cabestan 38 est choisie de manière que le support 36 se déplace lentement, de préférence à une vitesse permettant d'examiner simultanément environ dix 5 complexes de pulsations 84 (dont un seul est indiqué sur la fig» 2) sur l'écran 82. Bien que le nombre de complexes 84 qui sont simultanément observables ne soit pas critique pour l'invention, la vitesse normale du support 36 ne doit pas être inférieure à ■une valeur permettant d'examiner normalement un complexe de pulsa-10 tions. D'autre part, si on représente plus de vingt complexes de pulsations simultanément, un écran classique 82 semble encombré. En considérant qu'il se produit normalement à peu près un battement cardiaque par seconde et qu'on obtient par conséquent un complexe de pulsations par seconde, la vitesse normale du support 15 36 ne doit pas dépasser environ un segment unitaire de balayage 56 par seconde, et elle ne doit également pas être inférieure à un-vingtième de segment de balayage par seconde pour éviter un encombrement de 1 ' écran. En limitant la vitesse du support à cette plage, on peut observer sur l'écran entre un et vingt complexes 20 cardiaques, en fonction de la vitesse sélectionnée dans ladite plage. En augmentant la vitesse du support à partir d'une condition normale, l'image peut être amplifiée ou grossie de façon que tout l'écran soit occupé par moins d'un complexe cardiaque. Dans ce 25 but, la vitesse d'entraînement du cabestan 38 peut être rendu réglable. Cependant, la capacité d'amplification nécessite des moyens de réglage compensatoire d'au moins un des composants constitués par le modulateur 28'et le démodulateur 64. Une amplification peut également être obtenue en modifiant le rapport de la 30 vitesse d'exploration et de la vitesse de balayage par différents moyens bien connus des spécialistes. Cependant, si la vitesse d'exploration doit être modifiée à partir d'une condition normale pour assurer une amplification, on doit prendre des mesures pour faire varier soit la modulation ou la démodulation de fréquence. 35 Un moyen très efficace et très économique pour amplifier la représentation consiste à prévoir un élément de réglage permettant 70 01153 -9- 2028511 d'augmenter la vitesse de balayage à partir d'une condition normale et en fonction- du niveau d'amplification désiré. On connaît différents dispositifs de réglage utilisables dans ce but et des résultats désirés peuvent être obtenus avec un élément manuel 5 (non représenté) associé au dispositif de balayage en vue de sélectionner un niveau désiré d'amplification. En utilisant l'invention, on peut contrôler de façon continue la condition de fonctionnement du coeur„ Une condition inhabituelle peut immédiat on ent être détectée par exemple à l'aide d'un cir-10 cuit prévu dans l'appareil et déclenchant un dispositif d'alarme audible (non représenté), lorsque cela se produit, le mécanisme d'entraînement du support peut être arrêté, ce qui permet l'analyse de l'information existant alors sur le support 36. En outre, du fait qu'une longueur de support portant une information enre-15 gistrée est disponible en aval du segment d'exploration, la condition cardiaque existant avant l'apparition de la condition inhabituelle peut être examinée par réglage de la position du support par rapport à l'élément d'exploration en vue d'amener des parties sélectionnées du support dans le. segment d'exploration et dans 20 -une position de lecture statique . De préférence, le transducteur 32 doit être disposé à l'extrémité d'amont du segment d'exploration 56 de façon qu'il ne se produise pas de retard appréciable entre la génération de tension et la fonction vitale représentée sur l'écran 82. Lorsque cela n'est 25 pas possible pour des considérations mécaniques (fig» l), le poste d'enregistrement doit être placé dans une position aussi rapprochée que possible de cette extrémité d'amont. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté, elle est susceptible de 30 nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans qu'on s'écarte pour cela de 1' esprit de l'invention. 70 01153 -10- 2028511 REVENDICATIONS 1 - Procédé pour représenter une fonction vitale du coeur, caractérisé en ce qu'on enregistre une information correspondant à des complexes de pulsations cardiaques consécutives, en ce qu' 5 on convertit l'information enregistrée en un signal électrique correspondant auxdits complexes de pulsations consécutives, en ce qu'on transmet ledit signal à ion dispositif électronique de représentation pour produire une image et en ce qu'on répète successivement les différentes phases suivantes : conversion de 1' 10 information enregistrée en un signal électrique et transmission du signal électrique au dispositif de représentation à une fréquence permettant de réduire au mininrum le scintillement visible sur 1'image. 2 - Appareil pour représenter graphiquement une série d'impul-15 sions physiologiques telles que des fonctions vitales du coeur, caractérisé en ce qu'il comprend un support d'informations (40), des moyens de conditionnement (22) pour produire une information emmagasihable en réponse à une détection desdites impulsions, des moyens (34» 28, etc..) pour relier les moyens de conditionne-20 ment à un générateur d'impulsions physiologiques, des moyens (32) pour appliquer ladite information audit support, un élément d' exploration (62) agencé pour produire un signal électrique en réponse à l'information emmagasinée, des moyens (64» 68, 70, 72) pour utiliser chaque signal électrique en vue de produire une 25 image de courte durée, des moyens (44» 48) pour entraîner de façon répétée l'élément d'exploration devant le support d'informations à une fréquence telle que l'effet de scintillement des images de courte-durée des signaux électriques produits de façon répétée soit réduit au minim-um, et des moyens (76) pour enlever 30 l'information emmagasinée dans ledit support lorsqu'une nouvelle information est appliquée. 3 - Appareil suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour arrêter sélectivement l'application d'une information audit support. 70 Oî153 -11- 20285îî 4 - Appareil suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le support d'information est une bande d'enregistrement sans fin, comportant une couche magnétique portée longitudinalement par la bande et en ce que lesdits moyens de conditionnement com- 5 prennent un transducteur pour convertir un signal électrique en un signal magnétique en vue d'enregistrer sur le support lesdites impulsions. 5 - Appareil suivant la revendication 4» caractérisé en ce qu'il est prévu des moyens d'entraînement du support d'informait) tion et un poste d'enregistrement fixe par rapport auquel la bande est déplacée. 6 - Appareil suivant l'une quelconque des revendications 2, 3» et 4, caractérisé en ce que lesdits moyens d'utilisation de signaux électriques sont constitués par un dispositif électronique de 15 représentation. 7 - Appareil suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le dispositif électronique de représentation comporte ion circuit de balayage réglable en vue d'amplifier ou de grossir une image. 20 8 - Appareil suivant la revendication 4» caractérisé en ce que l'élément d'exploration comprend un rotor et un transducteur fixé sur le rotor de manière à exécuter un mouvement orbital, en ce que la bande comporte un segment d'exploration s'étendant en aval du dispositif d'application de signaux et tourné vers le dis-25 positif de lecture d'enregistrement et en ce que le segment d'exploration est constitué par une longueur de bande qui peut être lue pendant le mouvement orbital de l'élément d'exploration . 9 - Appareil de représentation de fonction cardiaque, caractérisé en ce qu'il comprend un tube cathodique (68), un rotor (44) 30 comportant des conduits" d'air, un mécanisme d'entraînement (48) accouplé au rotor, des moyens (72) couplés au tube cathodique de manière à synchroniser l'amorçage de chaque cycle de balayage avec la marche cyclique du rotor, un ventilateur (52) pour faire passer de l'air dans les conduits dé manière à former un coussin 35 d'air porteur autour du rotor, un cabestan (38) espacé du rotor, une bande sans fin d'enregistrement magnétique (40) associée au 70 01153 -12- 2028511 cabestan et s'étendant autour du rotor de manière à s'appuyer sur le coussin d'air, un premier transducteur (32) définissant un poste d'enregistrement placé dans une position adjacente à la bande d'enregistrement, un second transducteur (62) déplacé en orbite 5 avec le rotor dans une position d'exploration d'un segment de la bande d'enregistrement, des moyens (28) comprenant un modulateur de fréquence relié au premier transducteur de manière à produire une information à partir d'une variation de potentiel dans un coeur et enregistrable sur ladite bande, et des moyens (64) 10 comprenant un démodulateur de fréquence couplé au second transducteur de manière à produire un signal de tension correspondant à ladite variation de potentiel et à transmettre ce signal au tube cathodique en vue de sa représentation. 10 - Appareil suivant la revendication 9» caractérisé en ce 15 qu'il est prévu des moyens pour régler la vitesse de balayage du tube cathodique par rapport à la vitesse du rotor en vue de modifier les dimensions de l'image. \