Brevet FR2258671A1 — publié le 19750818

L'invention concerne la surveillance des dispositifs travaillant par impulsions électriques, et en particulier les stimulateurs intra-corporels. Parmi ces derniers, les stimulateurs cardiaques sont implantés en général sous la peau, par exemple dans la partie droite de la poitrine, et ils sont reliés électriquement au coeur pour l'exciter par des impulsions. Ces impulsions sont destinées à suppléer ltaction des "tissus de conductiont commandant normalement le myocarde. Pour surveiller ces appareils, on cherche à détecter les impulsions à l'aide de dispositifs capteurs, qui sont approchés du corps humain, le plus près possible de l'endroit précis ou est implanté le stimulateur. Dans le cas de stimulateurs fournissant des impulsions à énergie relativement élevée, on a déJà proposé des appareils de surveillance d'utilisation simple qui fonctionnent de façon satisfaisante. Il convient de remarquer que les énergies sont considérées ici comme relativement élevées par comparaison à celles qui sont normalement mises en jeu dans le corps humain. Elles sont cependant très faibles, par rapport aux énergies habituelles dans l'industrie. Ces appareils comportent, dans un bottier, un capteur inductif pour détecter les impulsions du stimulateur, un circuit électronique pour produire un train d'onde de fréquence audible à chaque impulsion détec#tée, et un haut-parleur excité par ce train d'onde pour donner un signal sonore. Le bottier est de forme allongée. Le capteur inductif et le haut-parleur sont montés sur deux parois opposées du bot- tier, assez loin llun de l'autre sur la longueur pour éviter que le dispositif ne soit auto-oscillant. L'utilisation d'une fréquence vocale a pour but de faciliter la perception des impulsions, pour un praticien par exemple. En effet, la fréquence des impulsions fournies par le stimulateur constitue non seulement une indication de bon fonctionnement, mais aussi une information précieuse quant à ltétat d'épuisement de la source d'énergie du stimulateur. La fréquence vocale permet aussi de réaliser la surveillance des stimulateurs par voie téléphonique, entre le patient qui porte le stimulateur et un centre de contrôle médical spécialisé. L'attrait de la surveillance des stimulateurs par téléphone est manifeste si les opérations sont suffisamment simples pour que le porteur du stimulateur puisse les effectuer lui-m#me. Il est donc particulièrement souhaitable que l'appareil de surveillance du stimulateur puisse être manipulé par une seule personne, en meme temps que le téléphone. Malheureusement, des difficultés sont récemment apparues. En effet, les études de stimulateur cardiaque ont avancé, et permettent de réaliser maintenant des stimulateurs à impulsions plus faibles. Pour diminuer la consommation d'énergie, on cherche au maximum à utiliser cette possibilité, car le remplacement de l'ensemble piles électriques et circuits nécessite le plus souvent une intervention chirurgicale qui quoique bénigne, est toujours désagréable. Dans de telles conditions, l'appareil de surveillance de stimulateurs doit avoir une sensibilité élevée, ce qui pose des problèmes car il faut éviter une réaction directe entre le haut-parleur et le capteur inductif. Dans un appareil connu, il faudrait pour cela éloigner encore davantage le haut-parleur du capteur inductif. On en vient alors à un appareil de manipulation difficile : il faut tenir d'une main l'appareil de façon que son capteur soit le plus près possible du stimulateur cardiaque, tandis que l'autre main doit maintenir le microphone du combiné téléphonique au voisinage du haut-parleur de l'appareil de surveillance du stimulateur. Si l'on tient compte du fait qu'il n'est pas technicien-, le porteur du stimulateur aura de la peine à porter son attention à la fois sur la position du capteur inductif par rapport au stimulateur, et sur la position du microphone du combiné téléphonique par rapport au haut-parleur. La probabilité d'une mauvaise utilisation est alors très grande, ce qui enlève pratiquement tout l'intérêt de la surveillance par téléphone. L'invention a pour objet un appareil de surveillance de dispositifs à impulsions électriques qui soit utilisable notamment avec la majorité des types de stimulateurs existants, et particulièrement simple à manipuler pour une transmission téléphonique par le patient lui-même. Pour cela, le capteur inductif et le haut-parleur sont montés dans la même partie du boîtier selon sa longueur. Tout à fait contraire à l'enseignement de la technique antérieure, ce mode de réalisation permet d'utiliser l'autre partie du boîtier pour la préhension. Le circuit-électronique comporte un préamplificateur à grand gain, couplé au capteur inductif, et un blindage magnétique est disposé entre le haut-parleur et le capteur inductif. De préférence, le blindage magnétique est également agencé pour isoler magnétiquement le haut-parleur relativement au préamplificateur, sinon au reste du circuit électronique. Il est particulièrement avantageux que la paroi principale du boîtier qui porte le capteur inductif soit concave sur sa longueur, pour une approche étroite du corps humain. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée, faite en référence aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple non limitatif, et sur lesquels : - les figures 1A à 1C constituent une vue avant montage des éléments du boîtier de l'appareil de surveillance du stimulateur cardiaque selon l'invention, - la figure 2 est une vue schématique représentant en coupe l'appareil de surveillance de l'invention, mis en position auprès d'un stimulateur cardiaque, et - les figures 3A et 3B illustrent le schéma détaillé d'un mode de réalisation dfappareil de surveillance des stimulateurs cardiaques de l'invention. Sur les figures lA à le, ainsi que sur la figure 2, le boîtier comporte une partie inférieure 10 qui comporte une paroi principale inférieure 11 concave selon sa longueur. Des parois latérales 12 à 15 complètent cette partie du boîtier pour lui donner une forme parallélipédique. Cette partie comporte des supports tels que 16 et 17 qui sont destinés à la fixation par des vis non reprcsentées d'un-élément de séparation 18. Le boîtier est complété par un couvercle plàt 19. Comme cela apparaît sur la figure 2, l'élément de séparation 18 est replié sur sa longueur, pour former avec le couvercle 19 deux logements, chacun à l'une de ses extrémités. L'un de ces logements reçoit une source de tension électrique continue 20. L'autre reçoit un haut-parleur 21 dont le cône de diffusion sonore est orienté vers le couvercle 19, lequel peut#être percé de trous, non représentés. Sur la figure 2, l'appareil comporte également un capteur inductif 22, qui est constitué d'une bobine disposée près de la paroi principale concave 11, et exactement en regard du hautparleur 21. Sur un support 23, qui peut être partiellement élastique, est monté un circuit imprimé 24. Ce circuit imprimé 24 est relié d'une part à la source d'énergie électrique 20, d'une autre part au haut-parleur 21, ainsi qu'au capteur inductif 22. Selon un aspect essentiel de l'invention, un blindage magnétique 25 est disposé sur l'élément de séparation 18 pour entourer complètement le logement du haut-parleur 21. De cette façon, le haut-parleur 21 est séparé de la bobine 22, ainsi que de l'ensemble du circuit imprimé 24. Le blindage 25 est par exemple constitué d'une plaque métallique. Cette plaque est en laiton très épais (15/10e de mm). Elle est normalement reliée à la masse du circuit imprimé 24. Sur la figure 3B, la source d'énergie 20 est montée en série sur un interrupteur 30 pour être relié à deux lignes d'ali tentation Un condensateur de découplage 31 est branché entre ces deux lignes. L'interrupteur 30 est avantageusement logé dans le décrochement 301 du boîtier 10 (figure le). Le montage comprend tout d'abord un oscillateur à déphasage 32 comprenant un transistor 320 dont le signal de collecteur est ramené sur sa base par l'intermédiaire d'un réseau déphaseur à trois cellules 321, de façon connue en soi. Le signal de collecteur du transistor 320 est transmis à des étages d'excitation du haut-parleur 21. Plus précisément, il est transmis à la base d'un transistor 330, qui est monté en série avec le haut-parleur 21, et un autre transistor 332 entre les deux lignes d'alimentation. Le transistor 330 est commandéen permanence par l'oscillateur 32. Lorsque le transistor 332 est débloqué, sous la commande d'un autre transistor 333, le hautparleur 21 est excité par la fréquence de l'ascillateur à déphasage 32. Cette excitation correspond au blocage du transistor 333. Ce déblocage du transistor 332, qui correspond au blocage du transistor 333 est commandé par des étages de mise en forme 34. De façon connue en soi, ces étages comportent deux transistors 341 et 342 montés en basculeurs ou trigger de Schmidt. Le collecteur du premier 341 de ces deux transistors commande la base du transistor 333, et c1 est la base de ce transistor 341 qui est actionnée à travers 2 diodes 343. Ainsi, lorsque le transistor 341 est conducteur, le transistor 333 est bloqué, le transistor 332 est conducteur, et le haut-parleur 21 est excité. La suite du circuit électrique de l'appareil se trouve sur la figure 3A, et la ligne positive d'alimentation comporte une résistance en série 351, ainsi qutun condensateur 352 monté entre elle-mtme et la ligne négative d'alimentation. Cette disposition a pour objet de découpler les étages que l'on va maintenant décrire, des étages 32 à 34 considérés jusqu'ici, s à cause de leur consommation non négligeable. La base du transistor 341 est reliée à travers les diodes 343 au collecteur du transistor 361 d'un étage d'adaptation 36. Cet étage d'adaptation 36 sert d'intermédiaire entre un étage préamplificateur de l'invention 37, couplé à la bobine 22, et les étages 32 à 34 précités. Ainsi, lorsque le transistor 361 est bloqué, le transistor 341 est conducteur, et on a vu précédemment que le haut-parleur 21 est alors excité. La base du transistor 361 est commandée par une résistance 362 allant vers la ligne positive, et par une diode 363 allant vers la ligne négative dans le sens bloquant. Cette diode 363 permet le fonctionnement correct du transistor 361, compte tenu de l'existence d'un condensateur de liaison 364 vers l'étage précédent, qui fait partie du préamplificateur 37. A partir de la bobine captrice 22, le préamplificateur 37 comprend un condensateur de liaison 370 vers la base d'un transistor 371 ayant une résistance d'émetteur 372, une résistance de collecteur 373 et une résistance de liaison collecteur-base 374 qui assure la polarisation. Les résistances 372 et 373 sont choisies de sorte que le transistor 371 fournisse un gain de l'ordre de 40. Le collecteur du transistor 371 est relié par l'intermédiaire d'un condensateur 375 à la base d'un autre transistor 376 qui possède lui aussi une résistance d'émetteur 397, une résistance de collecteur 378, et une résistance de liaison collecteur-base 379 pour la polarisation en courant continu. De plus, sa résistance d'émetteur 77 est découplée par un condensateur 380, ce qui donne un grand gain à ce second étage. Ainsi, le préamplificateur 37 fournit un grand gain pour le signal capté par la bobine 22. Chaque impulsion va tendre à changer l'état du transistor 371, et par conséquent aussi celui du transistor 376. Le changement d'état du transistor 376 est d'autant plus vite obtenu que la charge du condensateur 380 tend à maintenir son potentiel d'émetteur (quel qu'il soit), d'où le grand gain qui vient d'être mentionné. La conduction du transistor 376, provoquée par l'impulsion se traduit par le blocage du transistor 361 qui, comme on l'a vu précédemment, entraîne l'exci- tation du haut-parleur 21. On obtient ainsi une commande très franche du hautparleur 21 par des signaux sinusosdaux écrêtés, du fait que.l'os- cillateur 32 fonctionne en permanence à la fréquence de 1 300 Hz par exemple et que les impulsions à front de montée raide agissent pour débloquer le transistor 332. il y a dont très peu de temps de montée. L'utilisation des étages de mise en forme 34 intervient aussi pour assurer la faiblesse du temps de montée. On obtient ainsi un train d'onde particulièrement net au niveau du hautparleur 21, même avec des impulsions qui sollicitent au maximum le gain dupréamplifîcateur 27. Ceci est particulièrement important pour la transmission téléphonique. Cette transmission s'effectue de la façon suivante - le malade appelle le centre d'implantation - le malade pose son appareil sur sa-poitrine comme représenté sur la figure 2, en le tenant de la main gauche par sa partie qui se trouve à gauche sur la figure 2 - de sa main droite, il approche le microphone du combiné téléphonique du haut-parleur 21 - il appuie alors sur l'interrupteur 30 de mise en marche de l'appareil de surveillance qui émet alors un train d'onde sonore à la fréquence de 1 300 Hz pour chaque impulsion du stimulateur cardiaque. A l'autre bout de la ligne téléphonique, le médecin ou un opérateur entraîné pose sur l'écouteur du téléphone, un microphone relié à un compteur servant à mesurer la période ou la fréquence des impulsions transmises. Le niveau sonore du signal émis par l'appareil de surveillance de l'invention va de O à -3 décibels. Dans ces conditions, il suffit que la bobine 22 soit mise au plus près du stimulateur cardiaque, et le malade nta pas à attacher une importance particulière à la proximité du haut-parleur 21 et-du microphone du combiné téléphonique. Cette proximité stobtient dail- leurs par un geste très naturel de la main droite en abaissant simplement le combiné du téléphone par rapport à sa position d'écoute habituelle. Le niveau sonore est tel qu'il n'est pas nécessaire de perforer le couvercle 19 dans sa partie disposée en regard du haut-parleur 21. Le compteur mentionné plus haut peut comporter un filtre d'entrée accordé sur la fréquence du train d'onde à recevoir. Dans ces conditions, si la fréquence de l'appareil de surveillance du malade n'est pas celle du compteur, ce dernier ne recevra aucun signal. On utilise alors du c#té du compteur un dispositif changeur de fréquence, qui peut être réalisé électriquement exactement comme représenté sur les figures 3A et DB, à l'exception de la bobine 22, qui est remplacée par un capteur microphonique, et bien entendu avec un réseau déphaseur 321 choisi pour fournir une fréquence d'oscillation égale à la fréquence d'accord du filtre d'entrée du compteur. Le médecin, ou le centre de surveillance peut donc disposer ainsi d'une pluralité de changeurs de fréquence, suivant le type de l'appareil confié au patient. Le grand gain du préamplificateur est là encore important, pour maintenir la -précision, malgré la liaison phonique supplémentaire introduite par le changeur de fréquence. REVENDICATIONS 1. - Appareil de surveillance de dispositifs à impulsions, notamment de stimulateurs# implantés sur lthomme, du type comportant un boîtier de forme allongée, destiné à être approché du dispositif à impulsions, un capteur inductif pour détecter lesdites impulsions, un circuit électronique pour produire un train d'onde de fréquence audible à chaque impulsion détectée, et un haut-parleur excité par ce train d'onde pour donner un signal sonore, le capteur inductif et le haut-parleur étant montés sur les deux parois principales opposées du boîtier allongé, caractérisé par le fait que le capteur inductif et le haut-parleur sont montés dans la meme partie du boîtier selon sa longueur, que le circuit électronique comporte un préamplificateur à grand gain, couplé au capteur inductif, et qu'un blindage magnétique est disposé entre le haut-parleur et le capteur inductif, ce qui permet la surveillance de dispositifs à impulsions, meme de faible énergie. 2. - Appareil de surveillance selon la revendication t, caractérisé par le fait que le blindage magnétique est agencé pour isoler magnétiquement le haut-parleur relativement au préamplificateur, au moins. 3. - Appareil de surveillance selon ltune des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le blindage magnétique comprend une plaque de laiton épaisse de 1,5 mm et reliée à la masse du circuit électron#que. 4. - Appareil de surveillance selon 1'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la paroi principale portant le capteur inductif est concave selon sa longueur, ce qui permet l'approche étroite du corps humain.