Brevet FR2389363A1 — publié le 19781201

La présente invention concerne un capteur de la pression et de la vitesse sanguines. De façon plus précise, la présente invention concerne un capteur qui effectue ces deux mesures simultanément et en un même point d'un vaisseau sanguin, par exemple de la carotide primitive droite, et cela par voie externe, donc sans effraction telle que la mise en place de catheters. L'intérêt d'un capteur selon la présente invention est de permettre l'enregistrement en continu des courbes de la pression et de la vitesse sanguines, ce qui permet d'évaluer lkimpé dance d'artères superficielles, et d'obtenir un indice de compli ance de la paroi artérielle. Le capteur selon 11 invention, conçu pour ltetude des paramètres rheologiques vasculaires, interesse en outre les unités de soins intensifs quant a la surveillance directrice ("le monitoring") et intéresse la chirurgie infantile quant a la surveillanoe-#. l1anesthésie. La présente invention a en conséguenoe pour but de pourvoir à un capteur de la pression et de la vitesse sanguines, qui repend aux nécessités de la pratique susdites,auxquelles ne permettaient pas de répondre les appareils de mesure de la pression sanguine connus dans l'Art antérieur. La présente invention a pour objet un capteur de la pression et de la vitesse sanguines, caractérisé en ce qu'il comprend, dans un boîtier muni d'un cylindre terminé par un anneau de garde, d'une part au moins une bi-lame piézo-électrique, munie d'un moyen de réglage de sa flexion initiale et actionnée par un palpeur de pression coulissant axialement dans ledit cylindre et se terminant par une face d'appui polie, un peu au-delà du plan dudit anneau de garde: et d'autre part, dans ledit cylindre et un peu en deça du plan dudit anneau de garde, une paire d'électrodes planes et semicirculaires, 11 une émettrice et l'autre réceptrice de haute fréquence, inclinées l'une par rapport à l'autre de façon à effectuer à la distance choisie dudit anneau de garde, la mesure par effet Doppler de la vitesse sanguine. Selon un mode de réalisation préféré du capteur selon la présente invention, il comprend plusieurs, par exemple quatre, bilames piézo-électriques, chaque bi-lame étant constituée par deux lames de céramique accolées par leurs faces de même polarité. Selon un mode de réalisation préféré dudit moyen de réglage de la flexion initiale, l'extrémité de la ou-des bi-lames est est prise dans une pince positionnée en rotation autour d'un axe transversal par une ou plusieurs vis de réglage. Selon un mode de réalisation préféré de la présente in vention, ladite paire d'électrodes est en céramique ferro-électrique, travaillant à une fréquence voisine de 5 MHz, et elles sont inclinées à environ ~030 pour effectuer la mesure Doppler à environ 20 mm au-delà de l'anneau de garde. Selon un mode de réalisation avantageux de la présente invention, l'espace entre les électrodes et le plan de l'anneau de garde est rempli d'un mélange de résine époxyde et de graphite, qui joue le rôle d'adaptateur d'impédance mécanique, et, pour l'utilisation du capteur,un couplant acoustique, tel que de l'hui- le par exemple, est déposé sur l'épiderme du patient. Selon une application de la présente invention, d'une part la ou les bi-lames, par l'intermédiaire d'un amplificateur, attaquent l'une des deux entrées d'un oscilloscope mémoire à deux traces, qui visualise la courbe de la pression sanguine en fonction du temps ; d'autre part un oscillateur pilote attaque, par un amplificateur, l'électrode émettrice et un déphaseur + 450 et - 450 -; l'électrode réceptrice attaque, par un amplificateur, deux mélangeurs attaqués par ledit déphaseur ; les deux mélangeurs, après amplification et filtrage, attaquent un mélangeur, qui, par un adaptateur, attaque l'autre entrée dudit oscilloscope, qui visualise la courbe de la vitesse sanguine en fonction du temps. Bien entendu, au lieu de considérer les courbes susdites de la pression et de la vitesse sanguines en fonction du temps, l'invention prévoit que l'on peut considérer les valeurs moyennes de ces deux paramètres, ou que l'on peut les décomposer en séries de Fourrier et considérer la phase et l'amplitude de chacun de leurs harmoniques ; on peut également considérer le débit sanguin, l'impédance vasculaire, etc. ; a ces fins, l'invention prévoit le dispositif ci-après. Selon la présente invention, le capteur susdit peut cor opérer avec un dispositif qui comprend un tore circulaire, en métal rigide, dans lequel se déplace un piston actionné par un moteur avec réglage de vitesse, ce tore étant rempli de sang et muni d'ouvertures fermées par des membranes sur l'une desquelles est appliqué le capteur. L'enregistrement du mouvement du piston et des signaux du capteur, permet l'étalonnage du capteur, et leur analyse permet de déterminer les fonctions de transfert du capteur. Outre les dispositions qui précèdent, l'invention comprend encore d'autres dispositions, qui ressortiront de la descrip tion qui va suivre. L'invention vise plus particulièrement les capteurs de la pression et de la vitesse sanguines conformes aux dispositions qui précèdent, ainsi que les moyens propres à la réalisation de ces capteurs et les installations dans lesquelles ces capteurs sont inclus, notamment les laboratoires d'études vasculaires, les unités de soins intensifs, les unités de chirurgie infantile. L'invention pourra mêtre mieux comprise à l'aide du com plément de description qui va suivre, qui se réfère ux dessins annexés dans lesquels (étant précisé que, pour la lisibilité des tracés, les figures 2 et 3, sont à très grande échelle, bien su périeure à l'unité): La figure 1 est une vue en perspective schématique d'un capteur selon l'invention ; La figure 2 est une vue en coupe médiane de ce capteur; La figure 3 est une vue de détail, en plan, de la pince de réglage du capteur de la figure 2 ; La figure est une vue schématique d'une application de la présente invention, et La figure 5 schématise un dispositif qui peut coopérer avec un capteur selon la présente invention. Il doit être bien entendu, toutefois, que ces dessins et les parties descriptives correspondantes, sont donnés uniquement à titre d'illustration de l'objet de l'invention, dont ils ne cons tituent en aucune manière une limitation. Un capteur de la pression et de la vitesse sanguines, selon la présente invention est contenu (figure 1) dans un bottier 1, en forme de parallélépipède rectangle,mnni d'un cylindre 2. Ce bottier 1 cooprena (figure 2) un bâti 3 en duralumin,par exemple,avec à rriere,une pièce 4 pouvant être serrée par des vis 6 sur un cylindre moulé 7 en matière plastique appropriée,telle que du "Sylastène" par exemple,qui sert d'amor- tisseur et de filtre pour les fréquences parasites; ce cylindre 7 tient un manchon 8 de résine moulée sur une extrémité 9 des bi-lames piézo-électriques 11. L'autre extrémité 12 des bi-lames Il est logée dans une pièce moulée 13, en"Sylastène"par e mple,dont le hout s'effile en une lame mince 14 (Figures 2 et 3) tenue dans une pince 16, en clinquant par exemple ; la pince 16 est positionnée, en rotation autour d'un axe transversal 17, par deux vis-pointeaux 18, cet ensemble constituant ici le moyen de réglage de la flexion initiale des bi-lames 11. La pièce moulée 13 et les bi-lames 11, sont actionnées par un palpeur 19, coulissant axialement dans un tube 21 au centre du cylindre 2 ; le palpeur 19 se termine sous la pièce moulée 13 par un capuchon 23, en bakélite par exemple, et extFrieurement par une face Polie 24, légèree#t au + 1! du plan de l'anneau de garde 26, qui est le bord libre du cylindre 2.L'espace entre le tube 21 et le cylindre 2 est garni de polyester 27, dont la face inférieure est façonnée en toit sous une inclinaison de 1030 pour focaliser l'effet Doppler à une profondeur de 20 mm ; sous cette face inférieure, sont collées deux céramiques ferro-électriques 28 et 29, semi-circulaires, résonnant à la fréquence de 5 MEz, qui constituent l'émettrice et la réce# trice du système Doppler ; elles sont recouvertes d'un mélange 31 d'araldite et de graphite, avec une face extérieure 32 rigoureusement plane ; ce mélange 31 joue le rôle d'adaptateur d'impédance mécanique ; un couplant acoustique tel que de l1huile,est déposé sur 1 1épiderme du patient pour éliminer l'absorption par 1'air des ondes HF. A titre purement indicatif, des résultats satisfaisants ont éé obtenus dans les conditions suivantes - bi-lames 11 : composant fourni par la Société Radiotechnique sous la désignation : multimorphe type PXES ; - céramiques 28 et 29, au titanate-zirconate de plomb, fournies par la Société Quartz et Silice sous la désignation : type Pt-6O ; - dimensions du bottier 1 : 48 x 28 x 14 mm ; cylindre 2 : diamètre 10 mm, L 10 mm; - anneau de garde 26 placé sur la carotide primitive droite du patient. La figure 4 donne le schéma d'une application de la présente invention. Dans le bottier 1, les bi-lames i1 sont connectées à un amplificateur 41 qui attaque l'une des deux entrées d'un escilloscope mémoire à deux traces 42, qui visualise en 43 la courbe de la pression sanguine en fonction du temps.D'autre part, un oscillateur pilote 44 attaque, par un amplificateur 46, la céramique émettrice 28, et un déphaseur 47 avec deux sorties + 450 et - 450 ; la céramique réceptrice 29 attaque, par un plificateur 48, deux mélangeurs 49 et 51 attaqués par ledit déphaseur 47 ; les mélangeurs 49 et 51 sont connectés chacun, par un amplificateur 52 ou 53 et au moins un filtre 54 ou 56, à un mélangeur 57 ; le mélangeur 57 attaque, par un adaptateur 58, l'autre entrée de l'oscilloscope 42, qui visualise en 59 la courbe de la vitesse sanguine en fonction du temps. La figure 5 schématise un dispositif qui peut coopérer avec un capteur selon la présente invention. Ce dispositif comprend un tore circulaire 61, en métal rigide, dans lequel se déplace un piston 62 actionné par bielle et excentrique 63 depuis un moteur électrique 64 avec réglage de vitesse 66. Le tore 61 est étanche et rempli de sang (hépariné), et il est muni d'ouvertures fermées par des membranes 67 contre l'une desquelles est appliqué le capteur 1. L'enregistrement simultané du déplacement du piston 62 par un capteur 68, et de l'un ou l'autre des signaux du canteur 1, nermet la détennination de la fonction de transfert de ce signal. Il résulte de la description qui précède que, quels que soient les modes de réalisation et d'application adoptés, l'on obtient des capteurs de pression et de vitesse sanguines, qui présentent des avantages importants dont les principaux ont été énumérés plus haut et qui apparaitront, ainsi que d'autres avantages, au cours de l'utilisation des capteurs conformes à la présente invention. Ainsi que cela ressort de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de dses modes de réalisation et d'ap application qui viennent d'être décrits de façon plus explicite ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes qui peuvent venir > l'esprit du technicien en la matière, sans s'écarter du cadre, ni de la portée, de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Capteur de la pression et de la vitesse sanguines, caractérisé en ce qu'il comprend, dans un bottier muni d'un cylindre terminé par un anneau de garde, d'une part au moins une bilame piézo-électrique, munie d'un moyen de réglage de sa flexion initiale et actionnée par un palpeur de pression coulissant axialement dans ledit cylindre et se terminant par une face d'appui polie, un peu au-delà du plan dudit anneau de garde, et d'autre part, dans ledit cylindre et un peu en-deçà du plan dudit anneau de garde, une paire d'électrodes planes et semi-circulaires, l'une émettrice et l'autre réceptrice de haute fréquence, inclinées 11 une par rapport à l'autre de façon à effectuer à la distance choisie dudit anneau de garde, la mesure par effet Doppler de la vitesse sanguine. 2. Capteur selon la Revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs, de préférence, quatre, bi-lames piézoélectriques, chaque bi-lame étant constituée par deux lames de céramique accolées par leurs faces de même polarité. 3. Capteur selon la Revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'extrémité de la ou des bi-lames est prise dans une pince positionnée en rotation autour d'un axe transversal, par une ou plusieurs vis de réglage. 4. Capteur selon l'une quelconque des Revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite paire d'électrodes est en céramique ferro-électrique, travaillant à une fréquence voisine de 5 MEz, en ce qu'elles sont inclinées à environ 1030 pour effectuer la mesure Doppler à environ 20 mm au-delà de l'anneau de garde. 5. Capteur selon l'une quelconque des Revendications précédentes, caractérisé en ce que ltespace entre les électrodes et le plan de l'anneau de garde est rempli d'une substance jouant le roule d'adaptateur d'impédance mécanique, laquelle est de préférence un mélange de résine époxyde et de graphite, et en ce que, pour l'utilisation du capteur, un couplant acoustique est déposé sur l'épiderme du patient, lequel couplant est de préférence de l'huile. 6. Capteur selon l'une quelconque des Revendications précédentes, caractérisé en ce que, d'une part la ou les bi-lames qu'il comporte attaquent, par l'intermédiaire d'un amplificateur, l'une des deux entrées d'un oscilloscope mémoire à deux traces, qui visualise la courbe de la pression sanguine en fonction du temps ; d'autre part, un oscillateur pilote attaque, par un amplificateur, l'électrode émettrice et un déphaseur + 459 et - 450; l'électrode réceptrice attaque, par un amplificateur, deux mélangeurs attaqués par ledit déphaseur ; les deux mélangeurs, après amplification et filtrage, attaquent un mélangeur, qui par un adaptateur attaque l'autre entrée dudit oscilloscope, qui visualise la courbe de la vitesse sanguine en fonction du temps. 7. Capteur selon 11 une quelconque des Revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il coopère avec un dispositif qui comprend un tore circulaire, en métal rigide, dans lequel se déplace un piston actionné-par~un moteur avec réglage de vitesse, ce tore entant rempli de sang et muni d'ouvertures fermées par des membranes sur l'une desquelles est appliqué le capteur, avec des moyens d'enregistrement du mouvement dudit piston et des signaux dudit capteur.