Brevet FR2395038A1 — publié le 19790119

La présente invention est relative à un système combiné de défibrillateur et de contrôle des battements cardiaques. On sait que les défibrillateurs sont des dispositifs utilisés dans le domaine médical pour corriger les arrêts cardiaques résultant d'une fibrillation ventriculaire. Les défibrillateurs sont conçus de façon à produire et à délivrer au patient un choc électrique contrôlé, ceci étant obtenu en appliquant au corps du patient, généralement sur sa poitrine, des électrodes reliées à un circuit approprié. Le brevet anglais 1 481 469 décrit un défibrillateur qui est plus parti. culièrement adapté à des usages médicaux d'urgence, étant donné qu'il est compact, relativement léger, et facilement utilisable dans les situations gênantes ou délicates. Cependant, avant d'appliquer un choc de défibrillation, il est nécessaire, en premier lieu, de s'assurer que le coeur est bien en état de fibrillation. Un diagnostic précis de cet état exige en général l'utilisation d'un électrocardiographe pour contrôler le comportement électrique du coeur. L'utilisation d'un électrocardiographe dans une ambiance d'hopital ne présente pas de problème; cependant, dans des conditions d'urgence, l'utilisation d'un électro cardiographe classique peut etre impossible, ou, pour le moins, délicate ou gênante. La présente invention se propose d'apporter un appareil combiné défibrillateur et électrocardiographe qui est portable, conditionné de façon autonome, et pouvant être utilisé dans le domaine médical. En conséquence, la présente invention concerne un appareil combiné électrocardiographe et défibrillateur, caractérisé en ce qu'il comprend : un condensateur ; des moyens de charge comportant une source de courant continu conçue de façon à charger le condensateur à un niveau donné d'énergie, une inductance et une paire d'électrodes, l'inductance du condensateur et les électrodes pouvant être connectées en série à l'aide de moyens de commutation, de telle façon que le condensateur puisse être déchargé au travers du corps du patient par l'intermédiaire des électrodes, et, un électrocardiographe qui comprend un dispositif d'affichage ou de visualisation, pouvant être connecté aux électrodes par les moyens de commutation afin d'afficher des signaux électriques reçus du corps du patient, par l'intermédiaire des électrodes, les deux systèmes d'électrodes étant montés sur des logements respectifs devant être placés en contact avec le corps du patient, et les moyens de charge, l'inductance, le condensateur, le dispositif d'affichage ou de visualisation, et tous les autres composants utilisés dans le défibrillateur étant contenus ou logés indirectement dans lesdits logements de telle manière que le dispositif soit facilement portable. De préférence, l'inductance est montée à l'intérieur de l'un des logements, et sensiblement tous les autres composants du circuit sont montés dans l'autre logement. Grâce à cette disposition, l'un des logements peut être de dimensions tout à fait réduites, et l'autre logement peut constituer le corps principal de l'instrument. Les logements peuvent être fixés l'un à l'autre de façon amovible, de telle façon que le dispositif puisse être porté d'une seule main. Les deux logements peuvent être pourvus de poignées, de façon à pouvoir être tenus dans les mains respectives, et ils peuvent comporter des commutateurs de décharge afin de décharger le défibrillateur au travers des électrodes lorsque l'on appuie sur cgcommutateurs, cette opération pouvant être effectuée à l'aide du pouce lorsque l'on saisit la poignée. L'un des logements est généralement muni d'un commutateur, de façon à commander l'opération de charge du condensateur, ce commutateur pouvant être également actionné à l'aide du pouce. Le même logement peut être pourvu d' un compteur indiquant l'état de charge du condensateur. Grâce à cette disposition, les logements peuvent être maintenus à la main, les électrodes étant appliquées sur le corps du patient, et les signaux électriques reçus étant observés sur l'électrocardiographe. On notera que, si l'on décide que la défibrillation est nécessaire, le condensateur pourra alors être chargé en actionnant, à l'aide du pouce, le commutateur approprié jusqu'à ce que le compteur indique le niveau désiré de charge, et le condensateur peut ensuite être déchargé au travers du corps du patient en appuyant sur les commutateurs de décharge prévus sur les deux logements, à l'aide du pouce. Il convient de remarquer que toutes ces opération s peuvent être effectuées tout en maintenant les logements dans les mains, ce qui facilite l'utilisation dans des cas d'urgence, lorsque l'accès au patient peut être difficile. Il est généralement nécessaire de déconnecter les électrodes de l'électrocardiographe lorsque le condensateur est en cours de décharge, au travers des électrodes et vice-versa. Ceci peut être obtenu en prévoyant des commutateurs fonctionnant à la façon d'un relais qui, normalement, connecte les électrodes à l'électrocardiographe. Lors du fonctionnement des commutateurs de décharge sur les logements, le relais fonctionne de façon à déconnecter les électrodes de l'électrocardiographe, et à connecter les électrodes au condensateur. Le circuit défibrillateur est, de préférence, tel que la forme d'onde de tension, sur les électrodes,de l'impulsion de décharge, possède une durée de l'ordre de 10 à 16 millisecondes, une valeur de crête inférieure à 4 kV, et un temps minimal d'élévation à cette crête d'au moins une milliseconde (de préfé rence d'au moins 1,1 msec. ) lorsque les électrodes sont reliées à une résistance de charge comprise entre environ 50 et 75 ohm, cette résistance représentant un patient. On trouvera, dans les brevets britanniques n0 1 435 709 et n0 1 481 469 des exemples de circuits appropriés de défibrillateurs. Le système d'affichage ou de visualisation de l'électrocardiographe peut comprendre un tube à rayons cathodiques ou un écran luminescent, comme décrit dans la demande de brevet britannique n0 26 145/76, déposée par les présents Demandeurs. Le circuit du système d'affichage peut, en général, com- prendre un convertisseur analogique-numérique, de façon à transformer les signaux reçus des électrodes en une forme numérique, une mémoire à accès au hasard et à compression de temps pour emmagasiner les signaux, des moyens pour extraire de la mémoire les signaux qui y sont emmagasinés et pour les transformer en une forme analogique, et des moyens pour délivrer les signaux au tube à rayons cathodiques ou à l'écran luminescent, avec une base de temps approprié, de façon à réaliser un affichage ou une visualisation. Le dispositif selon l'invention peut être réalisé selon des dimensions très petites, et il peut être construit de façon légère pour pouvoir être facilement transporté d'une seule main. L'encombrement du dispositif peut être réduit d'une façon considérable en utilisant des circuits intégrés, ainsi que les techniques de pellicule mince pour le circuit de commande, toutes les fois que cela est possible, et en utilisant un tube à rayons cathodiques ou un écran d'af- fichage de très petites dimensions. D'autres caractéristiques et avantages de cette invention ressortiront de la description faite ci-après en référence aux dessins annexés, qui en illustrent un exemple de réalisation non limitatif. Sur les dessins - la Figure I représente, de façon schématique, le circuit de la partie défibrillateur du dispositif dselon l'invention; - la Figure 2 représente de façon schématique le circuit de la partie électrocardiographe du dispositif lselon l'invention; et, - la Figure 3 est une vue en perspective du dispositif selon l'invention, une partie des logements ayant été représentée en arrachement. En se référant en premier lieu à la Figure 1, on voit un circuit de la partie défibrillateur qui est similaire, du point de vue fonctionnel, au circuit décrit dans le brevet britannique n0 1 435 709. On ne le décrira donc que très brièvement. Des électrodes, montées sur des palettes P1 et P2, sont disposées en série avec une inductance L1#, de l'ordre de 45 mH, et avec un condensateur C8 de 45,iF au travers d'un relais RL1. Ce relais est disposé de façon à relier en série les électrodes au condensateur et à l'inductance, dans une position, et aux conducteurs 4 et 5 dans l'autre position. Ces conducteurs 4 et 5 connectent les électrodes à un électrocardiographe, qui sera décrit plus loin. Le condensateur C8 est également relié à un générateur de haute tension 6 comprenant un oscillateur push-pull et un multiplicateur de tension pouvant délivrer une tension d'au moins 4 mV entre les conducteurs 2 et 3. Un compteur M1, pour indiquer l'état de la charge du condensateur, est disposé en parallèle. Un dispositif éclateur SP1, pour réguler la tension maximale à laquelle peut être chargé le condensateur, est également pourvu d'un conducteur de décharge commandé par un relais RL2, afin de décharger le condensateur, au travers d'une résistance, en cas de nécessité. Le générateur de haute tension 6, ainsi que les relais RL1 et RL2, sont actionnés au moyen d'une unité de commande 7, alimentée par une batterie au cadmium-nickel B1. Le fonctionnement du relais RL1 est commandé par des commutateurs 53 et S actionnés par des boutons-poussoirs montés sur les palettes. Lorsque l'on appuie sur les deux commutateurs, le relais RL1 est actionné de façon à connecter les électrodes à la bobine L1 et au condensateur C8, de telle façon que ce condensateur se décharge au travers du corps du patient auquel sont appliquées les électrodes Pl et P2.Lorsque l'un, ou les deux, boutons des commutateurs S3 et S4, ne sont pas appuyés, les électrodes sont isolées du condensateur C8, et elles restent encore reliées aux conducteurs 4 et 5,~par le relais RL L'unité de commande 7 est pourvue d'un commutateur à trois positions pouvant être déplacé entre une position "charge", pour laquelle on alimente le générateur 6 afin de charger le condensateur, une position "décharge", pour laquelle la source d'alimentation du générateur est déconnectée et le relais RL1 peut être commandé par des commutateurs S et S afin de décharger le conden 3 4 sateur au travers des palettes, et une position "remise à zéro", pour laquelle le relais RL2 fonctionne de façon à décharger le condensateur au travers d'une résistance R1. Le commutateur S2 commande l'alimentation en énergie à partir de la batterie B1, et il peut être placé sur une position "charge de la batterie", pour laquelle cette batterie peut être chargée par un chargeur de batterie externe, séparé du reste du dispositif. Le circuit de l'unité de commande 7 est classique, et il n'est pas nécessaire de le décrire en détail. il est assemblé sous la forme d'un ensemble hybride à pellicule mince, pouvant avoir les dimensions suivantes : environ 2,5 x I,25 cm. On décrira maintenant le fonctionnement de l'électrocardiographe en référence à la Figure 2. Les diverses unités de cet électrocardiographe sont de type bien connu dans la technologie des calculateurs, et elles ne seront donc pas décrites ici en détail. Les électrodes de l'instrument sont reliées, par des conducteurs 4 et 5 et le relais RL , à un préamplificateur 11, afin d'amplifier les signaux électriques reçus par le patient. Les signaux amplifiés sont délivres à un convertisseur analogique-numérique 12, et l'information numériq e est délivrée à une mémoire à accès au hasard 13. Cette unité de mémoire délivre de l'information au convertisseur numérique-analogique 14, qui, à son tour, délivre les signaux obtenus à une unité de commande de haute tension 15, et de là à un tube à rayons cathodiques 16, sur lequel les signaux sont affichés en tant qu'amplitudes sur l'axe des y. Le circuit du tube à rayons cathodiques est tout à fait classique, et il ne sera pas décrit. Afin de commander l'alimentation de l'information, la mémoire 13 est pourvue d'un compteur d'adressage à huit chiffres binaires 37, et d'une horloge 38. Cette horloge 38 est également connectée à un compteur 39 "diviseur par 257" et à un compteur de déviation X, 40, qui, de son coté, est relié à un convertisseur numérique-analogique 41. Le signal analogique est délivré à une commande de haute tension 42, et ensuite au tube à rayons cathodiques, de façon à procurer une base temps sur l'axe des X. Le fonctionnement de l'électrocardiographe est le suivant Chaque mot donnée, dans la mémoire à accès au hasard, est adressé durant chacune cycle de 256 impulsions de l'horloge. Le compteur 39, qui con trolle l'opération de Iecture-extraction/écriture de la mémoire, effectue une division par 257, de telle façon que la mémoire puisse écrire pour chaque cycle un nouveau mot donnée, en des emplacements d'adressage augmentant successivement. Si le convertisseur numérique-analogique était connecté à la sortie du compteur d'adressage à huit chiffres binaires, et si le balayage résultant était utilisé comme une base de temps pour le tube à rayons cathodiques, on pourrait obtenir un affichage à curseur mobile, dans lequel le dernier point semble se déplacer sur l'écran à une vitesse correspondant à 1/256 de la vitesse de balayage.Cependant, dans cet exemple, on obtient un affichage à ligne mobile dans lequel le dernier point est fixe au bord de l'écran, et dans lequel l'information emmagasinée se déplace à partir du dernier point sur tout l'écran. Ceci est obtenu en déplaçant le compteur de déviation X à partir de l'horloge, mais, à la différence du compteur d'adressage, il est remis à zéro par le compteur "division par 257" qui, par conséquent, possède un temps ou une durée de cycle de 257 impulsions d'horloge. On obtient donc un balayage de déviation X qui repart du zéro toutes les fois qu'arrive la dernière impulsion. Les unités de traitement de l'information décrites ci-dessus sont alimentées à l'aide de la batterie B1, et le tube à rayons cathodiques est pourvu de la source de haute tension nécessaire à l'aide d'un générateur à haute tension, également alimenté par la batterie Bl. Le système de circuit reliant la haute tension délivrée au tube est classique. On a représenté, à la Figure 3, la structure du dispositif. Celui-ci comprend deux palettes 21, 22, connectées par un câble 23, tous les composants du dispositif étant contenus dans ces palettes. Les électrodes devant être amenées au contact d'un patient sont montées en-dessous des palettes, et elles n'ont pas été représentées sur le dessin. Les seuls composants contenus dans la palette 21 sont l'inductance L1 et le commutateur S avec son bouton-poussoir. Les autres composants sont 3 montés dans la palette 22. Le condensateur C8 et le relais RL1 sont montés au fond de la palette 22, comme représenté sur le dessin, et le commutateur à bouton-poussoir S4, le compteur M1 et les commutateurs S1 et Sa, sont montés au sommet de cette palette. Le tube à rayons cathodiques, dans cet exemple, un tube Telefunken DS 100 W, est monté, comme représenté, avec une alimentaion en haute tension, ce tube étant disposé sur un panneau 24. L'ensemble du circuit de traitement de l'information de l'électrocardiographe est monté sur des panneaux logiques supérieur et inférieur 25 et 26. Lorsque le dispositif n'est pas utilisé, la palette 21 et le cordon 23 sont logés dans une fente 27, prévue dans le dispositif, lequel peut alors être facilement transporté à l'aide d'une seule main, en utilisant la poignée 28. Les dimensions hors-tout du dispositif sont :27 x 17 x 11,8 cm. Lorsque le dispositif est en cours d'utilisation, les poignées 28 sont maintenues dans les mains, et les commutateurs S1, S et S4 sont facilement actionnés par le pouce, sans 3 qu'il soit nécessaire de relâcher les poignées. Le compteur d'énergie M1 et le tube à rayons cathodiques sont facilement visibles du dessus du dispositif. Ce dernier est donc bien adapté à une utilisation dans des situations d'urgence, pour lesquelles le patient peut être dans une position inappropriée. Le comportement électrique du coeur du patient peut être contrôlé et inspecté, et, en cas de nécessité, on peut appliquer de façon extrêmement rapide un choc de défibrillation. Il demeure bien entendu que cette invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit et représenté, mais qu'elle en englobe toutes les variantes. REVENDICATIONS 1 - Appareil combiné défibrillateur et électrocardiographe, caractérisé en ce qu'il comprend : un condensateur ; des moyens de charge comportant une source de courant continu conçue de façon à charger le condensateur à un niveau donné d'énergie ; une inductance et une paire d'électrodes, I'in- ductance du condensateur ainsi que les électrodes pouvant être connectées en série à l'aide de moyens de commutation, de telle façon que le condensateur puisse être déchargé au travers du corps du patient par l'intermédiaire des électrodes, et un électrocardiographe qui comprend un dispositif d'affichage ou de visualisation, pouvant être connecté aux électrodes par les moyens de commutation afin d'afficher des signaux électriques reçus du corps du patient, par l'intermédiaire des électrodes, les deux systèmes d'électrodes étant montés sur des logements respectifs devant être placés en contact avec le corps du patient, et les moyens de charge, l'inductance, le condensateur, le dispositif d'affichage ou de visualisation, et tous les autres composants utilisés dans le défibrillateur étant contenus ou logés indirectement dans lesdits logements, de telle manière que le dispositif soit facilement portable. 2 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'inductance est montée à l'intérieur de l'un des logements, et en ce que sensiblement tous les autres composants du circuit sont montés dans l'autre logement. 3 - Appareil selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce qu'il comporte des moyens pour fixer de façon amovible les logements l'un à l'autre, de telle façon que l'appareil puisse être porté d'une seule main. 4 - Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend un relais disposé de façon à relier les électrodes soit au condensateur, soit à l'électrocardiographe, et en ce qu'il comprend des commutateurs actionnés manuellement prévus dans les logements, ces commutateurs étant connectés en série dans un circuit contrôlant ledit relais, de telle façon que les électrodes soient normalement reliées à l'électrocardio- graphe, et que lors du fonctionnement des deux commutateurs, ces électrodes soient reliées au condensateur afin de le décharger au travers desdites électrodes. 5 - Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en outre en ce qu'il comprend un compteur pour indiquer le niveau d'mener gie auquel le condensateur peut être chargé. 6 - Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le niveau d'énergie, le condensateur et l'inductance sont choisis de telle façon que la forme d'onde de tension au travers des électrodes, de l'impulsion de décharge, a une durée de l'ordre de 10 à 16 millisecondes, une valeur de crête inférieure à 4 kV, et un temps d'élévation minimal à cette valeur de crête de 1 milliseconde, lorsque les électrodes sont reliées sur une résistance de charge comprise entre 50 et 75 ohm, représentant un patient. 7 - Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les logements sont pourvus de poignées devant être tenues dans les mains respectives, et de commutateurs de décharge respectifs disposés dans un circuit de façon à décharger le condensateur au travers des électrodes lorsque les deux commutateurs sont actionnés, par pression sur boutonpoussoir, les commutateurs de décharge étant positionnes de façon à pouvoir être actionnés par le pouce lorsque la poignée est tenue dans la main. 8 - Appareil selon la revendication 7, caractérisés en ce que l'un des logements est pourvu d'un commutateur de charge disposé dans un circuit assurant la charge du condensateur, ce commutateur de charge étant actionné à l'aide du pouce lorsque la poignée est tenue dans la main. 9 - Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif d'affichage comprend un tube à rayons cathodiques. 10 - Appareil selon l'une quelconque des revendications I à 8, caractérisé en ce que le dispositif d'affichage comprend un écran électroluminescent, 11- Appareil selon l'une des revendications 9 ou 10, caractérisé en ce que l'électrocardiographe comprend un convertisseur analogique-numérique destiné à transformer des signaux reçus des électrodes en une forme numérique, une mémoire à accès au hasard pour emmagasiner les signaux, des moyens pour extraire les signaux emmagasinés de la mémoire, et pour transformer ces signaux en une forme analogique, et des moyens pour afficher les signaux extraits sur un écran luminescent ou sur le tube à rayons cathodiques.