Brevet FR2318611A1 — publié le 19770218

L'invention se rapporte d'une manière générale aux techniques pour la masure de paraietrss reflétant le fonctionnement du système cardi#vasculaire, et concerne particulièrement un appareil portatif pour la surveillance des pulsations du flux sanguin, et donc des battements du coeur. Pour certaines personnes, il serait précieux de pouvoir être instantanément informées du rythme des battements de leur coeur et de ses anomalies éuentuelles, et ce à tout mQnt de leur choix et sans intervention d'un tiers. C'est notamment le cas d'un sportif à 1' entratriement ou an compétition, qui pourrait mieux doser ses efforts et en apprécier les conséquences. C'est égale- ment le cas d'une personne atteinte d'une affection cardio-vasculaire menant une vie quasi-normale sans surveillance médicale permanente, qui pourrait de même mieux doser ses efforts, et fournir à son médecin une description plus objective de ses malaises éventuels Dans ces deux cas notamment, il est exclu de recourir à la procédure habituelle, qui consiste à prendre son pouls pendant une durée déterminée, par exemple 15 au 30 secondes, puis à effectuer une simple multiplication si besoin est.En effet, un sportif en action n'a guère le loisir ni même la possibilité d'effectuer ces simples opérations, tandis qu'un cardipathe sujet à un malaise meme léger doit Immédiatement cesser tout effort physique ou intellectuel et se mettre au repos total. Il serait donc utile à ces personnes de disposer d'un appareil capable d'effectuer automatiquement les mesures et calculs nécessaires et ##d'en fournir instantanement les résultats en clair, voire d'en assurer l'enregistrement. Il existe certes de nombreux appareils électro-médicaux conçus à ces fins. Toutefois, ces appareils techniquement raffinés sont bien sûr coûteux en proportion de leur complexité, qui n'en facilite pas le maniement; mais surtout, le poids, l'encombrement et la fragilité de ces appareils comme leur alimentation en énergie en font réserver l'emploi à poste fixe, et particulièrement en milieu médical ou hospitalier. L'invention vise en conséquence à réaliser un appareil capable d' effec- tuer automatiquement des mesures simples mais exploitables, qui puisse entre porté en permanence par toute personne sans gêner ses activités ou entraver ses mouvements, et qui puisse en outre autre déclenché et/ou consulté sans plus de c#p1ication. Un tel appareil doit donc être portatif, et donc robuste, léger et peu oncombrat, totalement autonome, et donc pourvu d'une source d'énergie, et enfin amiable, c'est à dire non gênant mais facilement accessible et visible, tous critères qui correspondent exactement à ceux auxquels doit satisfaire par exemple une simple montre-bracelet. Un appareil portatif conforme à l'invention pour la surveillance des pulsations du flux sanguin et donc du rythme des battements cardiaques est essentiellement caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison au moins un organe capteur externe, appliqué sur la peau et couplé à un transducteur engendrant une impulsion électrique lors de chaque pulsation; un circuit de comptage couplé d'une part audit organe capteur et d'autre part à des moyens formant horloge ou base de temps, assurant la mesure du nombre des impulsions engendrées pendant une durée déterminée, ou inversement, de la durée correspondant à un nombre déterminé d'impulsions; un circuit de traitement numérique et des moyens de visualisation associés pour le calcul et l'affichage en clair du résultat de cette mesure, par exemple sous la forme usuelle du nombre de pulsations par minute; et une source autonome d'alimentation en énergie électrique; l'ensemble étant porté par un bracelet détachable ou expansible serré autour du poignet. En outre, l'appareil est avantageusement pourvu de moyens d'alerte excités par le circuit de traitement précité lorsque le rythme et/ou l'amplitude des pulsations présente une valeur et/ou des irrégularités anormales, de moyens de commande manuelle du déclenchement d'une mesure ou au moins de 1' affichage de son résultat, de moyens de commande automatique pour la répétition périodique des mesures et éventuellement pour l'affichage systématique de leur résultat en cas d'anomalie, et enfin d'une prise pour son raccordement à un dispositif extérieur d'analyse, d'exploitation et/ou enregistrement des mesures. L'organe capteur précité peut comprendre au moins un transducteur mécano-électrique tel qu'un microphone, un cristal piézo-électrique ou une jauge de contrainte, éventuellement couplé à la peau par l'intermédiaire d'un fluide confiné, ou bien un transducteur rhéostatique comportant au moins une paire d'électrodes appliquées sur la peau, ou enfin au moins un transducteur magnéto-électrique tel qu'une bobine d'induction ou un détecteur de Hall. Selon un mode de réalisation préféré, l'appareil conforme à l'inven- tion est incorporé à une montre-bracelet de type électronique à affichage alpha-numérique, dont il fait emploi de la source d'énergie, de la base de temps et des moyens de visualisation. Ce mode de réalisation présente bien évidemment de grands avantages de commodité d'emploi, comme déjà indiqué, mais aussi de simplicité de fabrication, puisqu'il suffit en fait d'adjoindre à une montre du type spécifié d' une part un organe capteur incorporé à son bracelet, et d'autre part un micro~ processeur additionnel pouvant être facilement intégré aux circuits existants, et quelques organes de commande manuelle ou automatique. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparattront plus clairement i la lecture de la description détaillée qui suit de quelques exemples de réalisation concrète, choisis pour illustrer les concepts fonda mataux de l'invention Irais nullement limitatifs de ses nombreuses variantes possibles de réalisation et d'application. L'appareil constituant le premier exemple comporte un bracelet élastique fermé, tubulaire et étancha, empli d'azote sous faible surpression, et dont la face extérieure est au moins localement recouverte d'une plaquette rigide. Sur cette plaquette est monté le corps de l'appareil, qui renferme un microphone du type a électret Ou un cristal piézo-électrique faisant office de capteur, et à cet effet couplé au gaz confiné dans le bracelet, par exemple par contact direct avec la plaquette de support.Le corps renferme en outre un Ou plusieurs circuits intégrés assurant les fonctions de sélection et mise en for- me des impulsions engendrées par le capteur, de base de temps, de comptage et traitement numérique, et enfin d'encodage pour l'affichage du rythme des pulse tions par un dispositif de visualisation à diodes électroluminescentes ou à cristaux liquides agencé sur la face visible du corps. Ce dernier renferme encore une pile de longue durée, par exemple du type au mercure, pour l'alimenta- tion électrique du capteur, des circuits et du dispositif de visualisation. En plus de détails1 les circuits intégrés précités peuvent être conçus pour ne répondre qu'aux signaux engendr#s par le capteur qui d'une part présente tent une amplitude minimale et qui d'autre part se succèdent avec une période de récurrence variant dans des limites déterminées;; de la serte, la prise en compte de signaux parasites peut être évitée. La fonction base de temps peut être assurée par un simple oscillateur à relaxation ou montage équivalent, dans la mesure ou sa stabilité B long terme n'est pas indispensable, dont la fréquence est avantageusement de l'ordre du kilohertz.La fonction de comptage en effet consiste de préférence à dénombrer les impulsions de base de temps entre deux pulsations successives, de manière à assurer une meilleure précision que par dénombrement direct des pulsations, et un temps de réponse plus rapide perinettent de mieux suivre les fluctuations éventuelles du rythie de ces pul satinons. La fonction de traitement se réduit à une simple opération arithuéti- que eu conversion, qu'un choix judicieux de la fréquence de la base de temps peut faciliter. #fin, l'affichage est de préférence fait an clair, sous la fons d'n nombre à deuxeu trois chiffres expriment le nombre de pulsations par minute, ce il est usuel. Dans un but d'économie d'énergie, cet affichage peut btre intermittent, SL: bien commandé manuellement quand besoin est. Un tel appareil, simple à réaliser, de fonctionnement fiable et d'e"- ploi cemmede, ne fournit certes qu'une information sommaire, mais néanmoins précieuse, par exemple pour un sportif à l'entraînement. L'appareil constituant le second exemple de réalisation de l'invention est plus élaboré et destins plus particulièrement aux personnes amenées à surveiller leurs pulsations cardiaques pour des raisons de santé. I1 comporte également un bracelet, mais cette fois d'agencement classique et pourvu d'un fermoir à boucle et ardillon par exemple. Sur la face interne de ce bracelet sont disposées deux électrodes formées de plages annulaires espacées portant un dépit ou une couverture métallique destinée à venir en contact direct avec la peau. Ces électrodes constituent un capteur de type rhéostatique, permettant la mesure de la résistance électrique longitudinale du poignet, qui varie en fonction de la dilatation des vaisseaux sanguins, et donc, en pratique, en fonction des pulsations artérielles, connue il est bien connu en soi.A ces électrodes peuvent autre couplés par exemple un générateur de courant continu ou à basse fréquence (quelques kilohertz) de très faible intensité sous une faible tension offrant toutes les garanties requises de sécurité pour la personne, et un pont de mesure adéquat, auquel sont avantagez sement incorporés ou associés des éléments à seuil de tension ou courant. En effet, l'appareil comporte encore, en sus de circuits intégrés et de moyens d'affichage analogues à ceux déjà décrits, des moyens propres à déce- ler toute irrégularité anormale de l'amplitude et/ou du rythme des pulsations, et des moyens d'alerte associés, tels qu'un simple voyant ou témoin lumineux incorporé au cadran de l'appareil. De surcrott, ces moyens d'alerte peuvent être mis à profit pour commander automatiquement 1' enregistrement des symptômes anormaux par un dispositif extérieur couplé à l'appareil, par exemple un simple enregistreur à bande magnétique, de manière à permettre l'exploitation différée des informations collectées, par exemple à l'usage du médecin traitant. Un tel appareil permettrait donc à toute personne soucieuse de 1' état et du fonctionnement de son système cardio-vasculaire d'une part autre inste tanément avertie de toute alerte et donc de mettre en oeuvre les précautions prescrites, -et d'autre part de fournir à son médecin traitant des inforations objectives sur le déroulement d'une telle alerte. Bien évidemment, l'agencement des appareils décrits pourrait autre ,'# tablement modifié en fonction de la nature des organes capteurs choisis et des informations à afficher ou enregistrer. Ainsi et par exemple, les propriétés magnétiques de l'hémoglobine pourraient entre mises à profit par l'emploi de capteurs de type magnéto-électrique tels que bobines d'induction ou détecteurs de Hall. Par ailleurs, des informations plus élaborées pourraient Autre collec tées, par exemple en rapport avec les temps systolique et diastolique ou les divers paliers significatifs pour le diagnostic.Il reste toutefois entendu que les caractéristiques de simplicité et de commodité de l'appareil doivent Strie préservées. Le troisième exemple de mise en oeuvre de l'invention consiste à incorporer un appareil du type spécifié à une montre-bracelet de type électron i- que à affichage alpha-nurti8rique. Dans ce cas, en effet, les éléments essentiels de l'appareil préexistent dans la montre à d'autres fins; il s'agit notamment, en sus du bracelet, du bottier du mouvement et du dispositif d'affichage, de la pile d'alimentation, de la base de temps et de certains circuits de comptage et traitement numérique. En fait, cette combinaison de moyens consiste simplement à associer à une telle montre un organe capteur approprié et si besoin est un circuit de traitement spécifique, l'ensemble bénéficiant de l'apport propre de l'invention en préservant la commodité d'emploi de la montre. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux exemples de réalisation et d'application décrits, mais au contraire comprend tous les moyens tech niquement équivalents, considérés séparément ou en combinaison et mis en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. B E V E N D I C A T I O N 6 1. Appareil portatif pour la surveillance des pulsations du flux sanguin, à l'usage notamment des sportifs et des cardiopathes, caractérisé en ce qu'il comprend essentiellement et en combinaison au moins un organe capteur externe, appliqué sur la peau et couplé à un transducteur engendrant une impulsion électrique lors de chaque pulsation; un circuit de comptage couplé d'une part audit organe capteur et d'autre part à des moyens formant horloge ou base de temps, assurant la mesure du nombre des impulsions engendrées pendant une durée déterminée, ou inversement, de la durée correspondant à un nombre déterminé d'impulsions;; un circuit de traitement numérique et des moyens de visualisation associés pour le calcul et l'affichage en clair du résultat de cette mesure, par exemple sous la forme usuelle du nombre de pulsations par minute; et une source autonome d'alimentation en énergie électrique; l'ensemble étant porté par un bracelet détachable ou expansible serré autour du poignet. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens d'alerte excités par le circuit de traitement précité lorsque le rythme et/ou l'amplitude des pulsations présente une valeur et/ou des irrégularités anormales. 3. Appareil selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce qu'il est pourvu de moyens de commande manuelle du déclenchement d' une mesure, ou au moins de l'affichage de son résultat. 4. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caracos risé en ce qu'il est pourvu de moyens de commande automatique pour la répétition périodique des mesures et éventuellement pour l'affichage systématique de leur résultat en cas d'anomalie. 5. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte une prise pour son raccordement à un dispositif extérieur d'analyse, exploitation et/ou enregistrement des mesures. 6. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que organe capteur précité comprend au moins un microphone notamw ment à électrets, un cristal piézo-électrique, une jauge de contrainte ou autre trnnsducteur mécano-électrique. 7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que le transducteur mécano-électrique précité est couplé à la peau en un point approprié, tel que le peuls, par contact direct ou médiat, notai-ent par l'intermédiaire d'un fluide confiné dans une enceinte au moins localement déformable. 8. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caracté- risé en ce que l'organe capteur précité comprend au moins une paire d'électrodes directement appliquées sur la peau et couplées d'une part à un générateur de courent, d'autre part à un transducteur rhéostatique. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'organe capteur précité comprend au moins une bobine d'induction, couplée à un générateur de courant variable, et au moins un transducteur magné- to-électrique, tel qu'une seconde bobine ou un détecteur de Hall. 10. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est incorporé à une montre électronique à affichage alpha-numérique, dont il fait emploi de la source d'énergie, de la base de temps et des moyens de visualisation.