Brevet FR2281093A1 — publié le 19760305

L'invention concerne un appareil et un procédé de mesure de la force des contractions cardiaques. Bien qu'il existe de nombreux procédés non-instructifs destinés à la mesure des diverses fonctions cardiaques, aucun procédé ne permet de mesurer de manière simple et précise les variations de la force des contractions du coeur humain ou animal sans cathétérisation. L'invention concerne un appareil qui comprend un dispositif de détection drune phase A du fonctionnement du coeur, un dispositif de détection d'une phase B de la pulsation du sang dans une région du corps autre que le coeur, et un dispositif de mesure du temps écoulé entre la phase A et la phase B. La phase A peut étire toute phase identifiable et définie du fonctionnement du coeur. Il est cependant avantageux que cette phase A soit la systole ventriculaire. Elle peut être détectée sous la forme d'une variation électrique ou mécanique associée . Cette variation doit avantageusement pouvoir être détectée à la surface de la peau. Il est souhaitable d'utiliser un électrocardiographe (ECG). Dans ce cas, la systole ventriculaire est convenablement indiquée par le complexe QRS du conducteur 11. La phase B peut être avantageusement mesurée dans une artère, de préférence une artère principale, dont la pulsation peut entre détectée à la surface de la peau. On peut utiliser, par exemple, l'artère fémorale, l'artère carotide ou une artère radiale. Lorsque la phase B est détectée dans une artère, la mesure peut avantageusement porter sur le début ou sur toute autre partie caractéristique de l'onde de pression passant dans cette artère. Cette onde peut etre détectée directement, par exemple à l'aide d'une canule introduite dans l'artère et d'un transducteur de pression. D'autres procédés pouvant entre mentionnés pour détecter tonde de pression utilisent un capteur photoélectrique, un microphone, ou un transducteur de vibration ou à jauge de contrainte. Le dispositif de mesure de la durée comprise entre la phase A et la phase B peut etre de tout type classique permettant d'effectuer une mesure répétée et fréquente des durées comprises entre environ 0 et 999 millisecondes. Un dispositif électronique convient particulièrement. L'appareil selon l'invention détecte la phase A à l'aide d'un électrocardiographe (BCG), et la phase B à l'aide d'organes électriques sensibles aux impulsions de pression apparaissant dans une artère. Il est avantageux que l'électrocardiographe et les organes électriques sensibles aux pulsations produisent des signaux de sortie dans une plage comprise entre 50 mV ~ et 2 V environ. Ces signaux sont appliqués à des amplificateurs et mis sous la forme d'impulsions carrées qui sont utilisées pour déclencher un multivibrateur bistable éliminant une tension de charge d'une porte d'horloge et permettant à des impulsions d'horloge d'atteindre un compteur. L'horloge peut être réglée à toute fréquence convenable. Il est cependant apparu avantageux d'utiliser une horloge réglée à une fréquence de 1 KHz (c'est-à-dire que chaque unité du compteur représente 1 milliseconde). Le multivibrateur bistable est déclenché par l'impulsion provenant de l'électrocardiographe et arrêté par l'impulsion due à la pulsation de pression. Par conséquent, le compteur détermine la durée comprise entre l'impulsion de l'électrocardiographe et l'impulsion due à l'onde de pression. L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif et sur lequel la figure unique est un diagramme schématique de l'appareil de mesure selon l'invention. Le signal de l'électrocardiographe et le signal de l'onde de pression sont introduits chacun dans un amplificateur transistorisé 1 ou 2 à deux étages, dont les signaux de sortie sont filtrés par un condensateur. Ces signaux amplifiés sont appliqués à une bascule 3 de Schmitt qui produit une impulsion négative carrée pour tout signal d'entrée supérieur à son niveau de seuil.Cette impulsion,de valeur logique "O", est appliquée à multivibrateur mono stable 5 qui produit une impulsion de valeur logique 1" de 10 microsecondes, appliquée à des compteurs 10 de décades pour les remettre à zéro. Lsimpulsion logique i!0!i de l'électrocardiographe est également appliquée à un multivibrateur bistable 6 de commande qui est ainsi commuté et appli que un signal logique '1" ààune porte 7 de manière que les im- pulsions d'une milliseconde, produite par une horloge 8, passent dans cette porte et atteignent les compteurs de décades. L'impulsion logique "O", due à l'onde de pression et sortant de la bascule de Schmitt, est appliquée à l'autre entrée du multivibrateur bistable de commande, de manière à ramener le signal de sortie de ce dernier à la valeur logique "O". Ce signal provoque la fermeture de la porte et interrompt le passage des impulsions de l'horloge vers les compteurs de décades. L'impulsion logique 11011 due à l'onde de pression est également appliquée à un multivibrateur monostable 9 qui produit une impulsion de sortie de durée réglable entre O et 40 secondes, appliquée à l'entrée de la bascule de Schmitt. Ce signal logique llO" interdit à d'autres impulsions provenant de l'électrocardiographe de repositionner le multivibrateur bistable de commande et de déclencher la séquence de comptage. Le compte obtenu est donc maintenu sur les éléments d'affichage numérique jusqu'à ce que l'impulsion produite par le multivibrateur monostable reprenne la valeur logique "1" et permette à l'impulsion provenant de l'électrocardiographe de déclencher la bascule de Schmitt et donc un nouveau cycle de comptage.Un affichage visible des pulsations de l'électrocardiographe et des pulsations dues aux ondes de pression peut être réalisé à l'aide de diodes électroluminescentes permettant de contrôler que les niveaux d'entrée conviennent au déclenchement de la bascule de Schmitt. D'autres formes d'affichage peuvent également astre utilisées, par exemple l'enregistrement automatique sur papier quadrillé ou l'affichage sur un tube à rayons cathodiques. En variante, le signal de sortie de l'appareil peut être appliqué à un dispositif déclenchant une alarme dans le cas où la durée comprise entre les phases A et B dépasse certaines limites pré déterminées. l" invention concerne également un procédé de mesure d'une variation de la force des contractions du coeur d'un homme ou d'un animal. Ce procédé consiste à détecter une phase A du fonctionnement du coeur, à détecter une phase B de la pulsation du sang dans une région du corps autre que le coeur, et à mesurer la durée comprise entre les phases A et B. Des variations de cette durée indiquent des variations de la force de contraction du coeur. Exemple Des chiens mâles et femelles, d'un poids compris entre 9 et 12 kg, sont anesthésiés avec du pentobarbitone introduit in vivo à raison de 30 mg/kg ("Sagatal") par intubation et respiration artificielle à l'aide d'une pompe respiratoire du type "Palmer". La veine jugulaire externe droite est mise à nu et une canule y est introduite jusqu'à ce qu'elle arrive à proximité de la veine cave. Cette canule est utilisée pour l1intro- duction de produits pharmaceutiques.Une canule est également introduite dans l'artère fémorale et la pression artérielle de cette dernière est mesurée à l'aide d'un transducteur de pression (du type"Consolidated Electronics 4-326-4212"). la pression ventriciilaire gauche est obtenue par ponction directe du ventricule gauche à l'aide d'un transducteur de pression du meme type que le précédent. La première différentielle de la pression ventriculaire gauche (dp/dt) est obtenue à l'aide d'un différentiateur modifié du type '13640". Les signaux du conducteur 11 de l'électrocardiographe sont également enregistrés. A l'aide de bascules de Schmitt modifiées, une minuterie électronique (compteur numérique du type "?SA 6636/3" produit par la firme Venner Electronics Limites) est déclenchée par le flanc d'attaque du complexe QRS de l'électrocardiogramme et arr8tée par le flanc d'attaque de la pulsation de pression fémorale, de manière à mesurer un temps t1 en millisecondes. Les effets de divers produits pharmaceutiques sur la différentielle dp/dt maximale, le rythme cardiaque, la pression artérielle et le temps t1 sont déterminés. Les relations complètes entre les doses et les effets sont obtenus pour chaque produit. Les résultats proviennent d'études effectuées sur douze chiens. Dans chaque cas où la différentielle dpldt maximale augmente, le temps t1 diminue et, inversement, lorsque la différentielle diminue, le temps t1 augmente. Cette relation peut être représentée par l'expression suivante dp max. proportionnelle à dt -t1 Il est apparu que des variations de la différentielle dp/dt mas. correspondent aux variations du temps t1 pour tous les produits utilisés. Ces corrélations sont très importantes du point de vue statistique et les pentes des lignes de régression sont semblables pour chaque produit. Une analyse plus poussée des résultats montre que pour des variations de différentielle dp/dt mas. pouvant atteindre 4 000 mEEIg s~1, une variation donnée de différentielle dp/dt max. en mEEIg s'l est proportionnelle à une variation donnée du temps t1 en ms, quel que soit ltagent utilisé pour provoquer la variation et le sens de cette variation. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent dtre apportées à l'appareil décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Appareil de mesure delavariation de la force des contractions du coeur humain ou animal, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de détection d'une phase spécifique A du fonctionnement du coeur, un dispositif de détection d'une phase spécifique B de la pulsation du sang dans une région du corps autre que le coeur, et un dispositif de mesurée l'intervalle de temps compris entre les phases A et B. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de détection de la phase A ne nécessite pas une cathétérisation du coeur. 3. Appareil selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le dispositif de détection de la phase A est destiné à détecter le flanc d'attaque de la contraction ventri culaire.- 4. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le dispositif de détection de la phase A est un électrocardiographe. 5. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le dispositif de détection de la phase B est destiné à détecter la pulsation du sang dans une artère principale. 6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que le dispositif de détection de la phase B est destiné à détecter la pulsation du sang dans une artère principale, cette pulsation pouvant entre mesurée à la surface de la peau. 7. Appareil selon l'une des revendications 5 et 6,caractérisé en ce que le dispositif de détection de la phase B est un transducteur de pression, un capteur photoélectrique, un microphone ou un transducteur de vibrations ou de contrainte. 8. Appareil selon l'une quelconque des revendications à à 7, caractérisé en ce que le dispositif de mesure de l'intervalle de temps compris entre les phases A et B est une minuterie électrique. 9. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de mesure de l'intervalle de temps compris entre les phases A et B contporte une horloge qui produit des impulsions, et une porte pouvant ventre ouverte par le dispositif de détection de la phase A et fermée par le dispositif de détection de la phase B, le dispositif de mesure comportant également un compteur des impulsions passant par la porte 10. Procédé de mesure des variations de la force de la contraction du coeur humain ou animal, caractérisé en ce qu'il consiste à détecter une phase spécifique A du fonctionnement du coeur sans cathétérisation, à détecter une phase spécifique B de la pulsation du sang dans une région du corps autre que le coeur, et à mesurer ltintervalle de temps compris entre les phases A et B.