Brevet FR2292376A1 — publié le 19760618

La présente invention coneerne un appareil permettant de produire des impulsions électriques dont la période est choisie de façon aléatoire parmi des temps donnés et de compter et préselectionner les impulsions délivrées selon une cadence fixe ou aléatoire, en fonction d'un programme affiché. On sait que lrofl peut stimuler le système nerveux de l'homme ou de l'animal à l'aide d'impulsions de divers types : électriques, visuelles, auditives, etc...,. afin d'étudier le potentiel évoqué et en tirer des conclusions dans les domaines de la neurophysiologie et de la psycho-physiologie humaines et animales.Toutefois, les appareils d'étude commercialisés et/ou préconisés jusqu'à ce jour ne permettent de fournir que des cadences fixes de stimulation en temps Leur utilisation entrai ne, de oe fait, des phènomènes d'habituation, ce qui fausse un certain nombre de réponses et aboutit à des résultats peu fiables0 L'invention permet d'éviter ces inconvénients en proposant la production de signaux pendant des intervalles de répétition variables qui peuvent se succéder selon des cadences de temps fixes ou choisies au hasard et permettent ainsi d'effectuer des stimulations chez l'homme ou chez l'animal, entre certaines fourchettes de temps, tout en favorisant, lors qui,, le désire, telle ter.porisatiot Ijlutôt que telle autre0 La solution à ce problème technique est concrétisée par un appareil de construction simple et de réalisation peu coûteuse, autorisant un nombre de temporisations illimité et faisant appel à une matrice de programmation. d'utilisation commode lorsqu'une certaine prépondérance veut être don rayée à certaines périodes de temps. Le nouvel appareil, selon l'invention, de produc tion de signaux synchronisateurs est essentiellement constitué par la combinaison d'un générateur d'impulsions dont la période est choisie au hasard parmi n " temps possibles et d'un compteur à-présélection, ces deux dispositifs étant reliés à une porte qui laisse passer les impulsions choisies vers une interface de commande extérieure où les signaux ou impulsions délivrés sont directement utilisables pour enregistrement ou tout autre but tel que par exemple une stimulation, comme il sera expliqué plus loin. D'une façon générale, le générateur d'impulsions comprend un générateur de bruit blanc, de type connu, qui délivre ses impulsions dans un registre à décalage relié par une porte, laquelle est commandée par un dispositif à "n" temporisations, à une horloge de cadence. Les informations issues du registre sont envoyées ensuite dans un décodeur dont les sorties sont connectées aux colonnes d'une matrice de programmation dont chaque ligne attaque ladite temporisation. L'invention sera mieux comprise par la description de structure et du mode de fonctionnement d'un appareil conforme aux définitions générales précitées et dont le principe est figuré sur les schémas-blocs des dessins annexés où lton peut voir, sur la figure 1, une représentation générale du montage de l'ensemble de l'appareil et, sur la figure 2, les détails de structure du dispositif générateur d'impulsions. Le bloc de figure 1 comprendle générateur ld'im- pulsions aléatoires dont la sortie 2 est connectée au compteur à présélection 3 par l'intermédiaire de la porte 4, elle-même reliée au compteur 3 Les impulsions sélectionnées sont délivrées, à l'ouverture de la porte 4, sur une interface de commande 5 où les signaux analogiques synchrones de sortie peu vent être, soit enregistrés en 6 sur table traçante ou dispositif analogue, soit être directement utilisés en 7, pour une stimulation visuelle ou auditive de patients, par exemple selon l'application qui sera illustrée plus loin. La figure 2 est consacrée au schéma de principe des dispositifs constituant le générateur d'impulsions 1. L'ensemble comprend : un générateur de bruit blanc 8 de type classique par exemple à diode Zener, qui délivre un bruit amplifié par deux amplificateurs opérationnels (non représentés) et qui est muni d'un potentiomètre permettant de régler le rapport niveau haut/niveau bas des impulsions à une valeur voisine de un ; un registre à décalage 9 recevant en 10 les impulsions aléatoires du générateur de bruit 8 et dont les impulsions de décalage, reçues en 11, sont issues d'une horloge de cadence 12 à travers une porte 12 dont le temps d'ouverture est égal à la largeur des impulsions délivrées par la temporisation 15 (par exemple 500 millisecondes) ; un décodeur 13 à circuit ëlec- tronique permettant de passer du code B,G,D. au code décimal; une matrice de programmation 1k des informations issues du de coaeur et dont chaque ligne attaque un dispositif de temporisation 15 relié en 16 au circuit de horloge 12 et de sortie 2 de'l'ensemble du générateur d'impulsions aléatoires. A titre illustratif, un appareil basé sur les principes structurels ci-dessus a été réalisé et a fourni d'excellentes performances. I1 était destine à engendrer des impulsions de 500 millisecondes, avec une période choisie de façon aléatoire par lthorloge-12, parmi les quatre temps suivants 1,5 - 3 - 4,5 et 6 secondes correspondant au réglage du tem porisateur 15. Les impulsions de l'horloge 12 étant élaborées à partir de la tension secteur redressée en double alternan ce de façon à obtenir une période de dix millisecondes, un monostable réglant, en outre, la largeur des impulsions à deux millisecondes environ, le registre 9 était décalé de cinquante positions pendant chaque ouverture de porte.Le décodeur 13 possédait huit sorties dont l'une était connectée à la masse pour s'assurer qutil n'y ait qu'un zéro à la fois sur une seule des huit sorties. La matrice de programmation 14 comportait d'une part, huit colonnes-reliées aux sorties du décodeur 13 et permettant de disposer ainsi deun niveau bas se déplaçant au hasard et, d'autre part, de quatre lignes correspondant aux quatre temps précités présélectionnés et reliées au temporisateur 15 constitué par une série de quatre monostables réglés chacun rades temps différents : 1,5 - 3 - 4,5 et 6 secondes. Ainsi, la matrice de programmation permet de faire apparaitre plusieurs périodes de temps avec la même probabilité ou de donner une certaine prépondérance à une ou plusieurs périodes. Par exemple, les huit premières colonnes de la matrice étant garnies d'une fiche court-circuit, on pourra avoir diverses représentations figuratives telles que a) - Apparition des périodes 1,5 et 6 secondes avec les mêmes chances Colonnes 1 2 34 5 6 7 8 lignes 1,5 s. e e e o o o o 3 s. o o o o o o o o 4,5 s. o o o o o o o o 6. s. o o e e e e ~ b) - Apparition des périodes 1,5 s - 3 s - 4,5 s et 6 s avec les mêmes chances 1,5 s, o o o e o o o 3 s. o o o o e o o 4,5 sO o o e o o o e o 6 s. o o o e o c o e c)- Apparition de la période 1,5 seconde trois fois moins souvent que la période 6 secondes 1,5 s. e e o o o o o o 3 s. o o o o o o o o 4,5 s. o o o o o o o o 6 s. o o e e e e e e etc.O e e o s Dans la réalisation ci-dessus décrite, le. compteur à présélection 3 selon la combinaison de ltinvention était constitué par trois minidigits présélectables F.M. permettant de compter jusqu t à 999O Les impulsions de sortie 2 du générateur 1 attaquaient le compteur 3 à travers la porte 4 actionnée d'une part par le signal de colncidence du compteur et, d'autre part, par un signal de blocage lors de la mise sous tension de l'appareil.Lorsqu'on actionne un bouton départ sur ce compteur, une impulsion de remise à zéro du compteur est envoyée sur l'entrée des minidigits, ce qui a pour effet de débloquer la porte des impulsions d t entrée prévue sur ce compteur 3. Quant aux impulsions de sortie, selon la flèche 17, elles sont rendues disponibles par fermeture d'un contact de relais en 6. En pratique, l'appareil est alimenté par trois tensions de faible voltage, telles que : + 5 volts et + 9 - 9 V ou + 12 - 12 V, ces tensions étant toutes régulées par circuit intégrés Selon une particularité avantageuse, l'appareil permet de délivrer, en 7 des impulsions de synchronisation dont on peut faire varier le réglage en amplitude et en polarité, grâce à un potentiomètre, l'impédance de sortie du montage est réglée à environ un kilo-ohm. Les applications de l'appareil selon l'invention sont multiples et ne sont pas limitées au domaine précité de la stimulation en neurophysiologie et/ou psycho-physiologie humaine ou animale. Toutefois, parmi ces diverses utilisations, l'une d'elles a été trouvée particulièrement avantageuse dans le domaine de la téléstimulation des patients. Selon cette application particulière, on utilise les trains de sinusoides délivrés pendant une durée déterminée avec périodes aléatoires par le générateur d'impulsions audibles selon l'invention pour effectuer une stimulation auditive à distance d'un patient, en télécommandant cette stimulation par radio. La difficulté, dans une réalisation de ce type, est que le patient ne doit écouter qu'un train d'oscillations sinusoïdales sans qu'il se produise de souffle ou d'im- pulsion de commutation.La Demandeuse a pu pallier ces inconvénients et obtenir d'excellents résultats en mettant au point un télé stimulateur auditif dont le principe est résumé sur les schémas dès figures 3A à 3C annexées et comportant - à l'émission, un talkie-walkie 18 commuté en émission, c'est-àrdire où les signaux en provenance du micro ont été remplacés par les impulsions sinusoidales issues de l'appareil 19 selon l'invention (figure 3A). - à la réception, un autre talkie-walkie 20 dont l'écouteur 21 est appliqué à l'oreille 22 du patient. Selon un perfectionnement apporté à ce type d'application, le récepteur du talkie-walkie a été modifié pour que, en période de non excitation de ltémetteur, ce récepteur ne délivre aucun souffle. Cette innovation est illustrée par la figure 3C : les signaux ou impulsions de basse fréquence issus de la détection 23 sont redressés et filtrés en 24, le niveau continu de signaux délivrés servant à commander une porte 25 qui permet le passage des oscillations d'un oscillateur 26 (par exemple à 2.000 Hertz) vers l'écouteur 21 du talkie-walkie 20. Ainsi, lors de l'absence de signaux à la détection, la porte 25 est fermée et ltdcouteur 21 ne reçoit aucun signal, ni aucun souf flue. REVENDICATIONS. 10/ Appareil de production de signaux synchronisateurs à cadence programmée, aléatoire ou fixe, c a r a c t é r i s é en ce qutil est constitué par la combinaison d'un générateur d'impulsions dont la période est choisie au hasard parmi 'ton" temps possibles et d'un compteur à présélection, ces deux dispositifs commandant une porte qui laisse passer les impulsions choisies vers une interface de commande extérieure où les signaux délivrés sont directement utilisables pour enregistrement ou tout autre tut. 20/ Appareil, selon la revendication 1, c a r a c t é r i s é en ce que le générateur d'impulsions comprend un générateur de bruit blanc, de type connu, qui délivre ses impulsions dans un registre à décalage relié-par une porte, laquelle est commandée par un dispositif à "n" temporisations, à une horloge de cadence, les informations issues du registre étant envoyées ensuite dans un décodeur dont les sorties sont connectées aux colonnes d'une matrice de programmation, dont chaque ligne attaque ladite temporisation. 30/ Appareil, selon la revendication 2, c a r a c t é r i s é en ce que le générateur de bruit blanc est réglé, à l'aide d'un potentiomètre ou dispositif analogue de façon telle que le rapport niveau haut/niveau bas du train d'impulsions générées soit voisin de 1. 4 / Appareil, selon la revendication 1, c a r a c t é r i s é en ce que le compteur, éventuellement associé un affichage, est constitué par une série de minidigits présélectables qui~permettent-de compter jusqu'à 999 et possède une présélection bloquant la sortie dudit compteur lorsque le nombre d'impulsions sélectionnées est atteint. X 50/ Appareil, selon la revendication 1, c a r a c t é r i s é en ce que la porte est actionnée d'une part par un signal de coïncidence du compteur et, d'autre part, par un signal de blocage lors de la mise sous tension du générateur. 60/ Appareil selon l'une ou l'autre des revendications 1 à 6, prise isolément, c a r a c t é r i s é en ce que la période aléatoire varie entre 1,5 et 6 secondes avec quatre temps possibles dans cet intervalle correspondant à quatre temporisations, les impulsions délivrées par le générateur ayant une largeur de 500 millisecondes correspondant au temps d'ouverture de la porte reliant l'horloge de cadence au registre à décalage. 7 / Appareil, selon la revendication 6, c a r a c t é r i s é en ce que la matrice de programmation comprend huit colonnes connectées aux sorties du décodeur et garnies d'une fiche court-circuit ainsi que quatre lignes correspondant aux temps de temporisation0 8 / Appareil, selon l'une ou ltautre des revendications 1 à 7, prise isolément, c a r a c t é r i s é en ce qutil est alimenté par plusieurs sources de basses tensions, régulées par circuit intégré et en ce qu'il rend disponible, à sa sortie dont l'impédance est d'environ un kilo-ohm, des impulsions de synchronisation 90/ Application de l'appareil selon l'une ou l'autre des revendications 1 à 8, prise isolément, à la radio-té- léstimulation auditive de lihomme et/ou de l'animal par cou- plage dudit appareil à un dispositif d'émission-réception radio du type talkie-walkie. 100/ Application selon la revendication 9, c a r a c -t é r i s é en ce que les signaux émis par ledit appareil remplacent ceux en provenance du micro sur le talkie-walkie commuté en émission 110/ Application, selon la revendication 9, c a r a c t é r i s é en ce que l'écouteur du talkie-walkie, commuté en récepteur, reçoit les impulsions d'un oscillateur par l'intermédaire d'une porte dont ltouverture est commandée par un niveau continu de signaux basse fréquence, redressés et filtrés après détection.