Brevet FR2405056A1 — publié le 19790504

Un procédé et un dispositif de mesure de la capacité c.ardia- que ont été décrits dans le brevet français n0 74 38101. Selon le procédé objet de ce brevet, on injecte une quantité Qi demarqueur (colorant ou frigories) à un débit constant Di pendant un temps ti correspondant à au moins deux battements cardiaques, on mesure la concentration en marqueur du sang (ou ltécart de température dans le sang) à la fin de l'injection du marqueur #m et, #(t) étant la concentration du marqueur (ou l'part de tempé- rature) en fonction du temps t en prenant t = o à origine de l'injection, tm étant l'instant de la fin de l'injection, on mesure les intégrales S = capacité cardiaque (t)dt et S' es valeurs puis on déduit la Or on a constaté que des résultats de mesure plus précises pouvaient être obtenus si l'on apportait à ce procédé des modifications tenant compte, notamment, du fait que les mesures sont effectuées en régime pulsatoire, que le maximum de concentration du marqueur se produit, non pas à la fin de l'injection, mais un peu après, et que la période du cycle cardiaque n'est pas absolument constante. Dans le procédé objet de la présente invention, on injecte, comme dans le procédé connu, une quantité Qi de marqueur à un débit constant D. pendant un temps ti correspondant à au moins deux battements cardiaques, mais, à la différence du procédé connu, d'une part, on enregistre la concentration An du marqueur en fonction du temps tn, exprimé en nombre entier de périodes, d'autre part, on détermine le temps tM nécessaire pour atteindre le maximum de de la concentration, on enregistre également la période du cycle cardiaque, on détermine la moyenne ( g) de cette période, et on détermine les grandeurs :: avec tm 2 tM et t1 étant la période d'origine de la courbe de dilution, enfin on déduit par le calcul le volume cardiaque des valeurs ainsi mesurées par une simple formule mathématique. Pratiquement le temps tm sera pris égal à tx si l'injection était terminée avant l'apparition de la valeur On démontre que le volume cardiaque présystolique VT peut être obtenu nar la formule et le volume résiduel VR par la formule D étant le débit cardiaque mesuré par une méthode classique, Am et étant les concentrations du marqueur aux périodes tm et tu+1. Les volumes VIC et VR peuvent aussi être obtenus par les formules suivantes : et Pour la mise en oeuvre du procédé qui vient d' être décrit, on utilisera un appareil qui comportera un moyen d'injection de marqueur, ou injecteur, à débit contralable, un capteur agencé pour mesurer la concentration du marqueur, en aval du point d'injection, et des moyens d'enregistrement de cette concentration à chaque période du cycle cardiaque, et en outre, des moyens d'enregistrement de la durée du dit cycle à chaque période, des moyens de détermination du temps où la concentration du marqueur est maximale, des moyens de sommation de la concentration du marqueur, d'une part, entre le temps d'origine et celui de l'extrémité de la courbe de dilution, d'autre part, entre une période postérieure à celle de la concentration maximale et celle de la fin de la courbe de dilution, et des moyens de détermination de la moyenne de la valeur de la période du cycle cardiaque entre les deux mêmes intervalles de temps. Pratiquement, un traducteur sera associé au capteur pour transformer la grandeur, fournie par le capteur, en un signal électrique appliqué à l'entrée d'un amplificateur, l'injecteur sera commandé par un générateur de séquence, piloté par une horloge, celle-ci comandant un convertisseur analogique-numérique qui, associé au générateur de séquence, commande un bloc de calcul à trois portes reliant le dit convertisseur respectivement à trois compteurs affectés respectivement à la détermination de hm ss 9 et S'. Bien entendu, des moyens sont prévus, le cas échéant, pour, en fonction des caractéristiques du capteur, transformer en valeurs réelles de concentration les valeurs indiquées par le dit capteur. La description qui va suivre, en regard du dessin annexé, donnée à titre d'exemple non limitatif, est relative à un dispositif qui permet de mettre en oeuvre le procédé objet de la présente invention et plus particulièrement, selon un mode de mise en oeuvre préféré. Ce dispositif permet l'affichage simultané du débit cardiaque V. La figure unique du dessin annexé représente, sous forme de blocs, les différentes fonctions dont la combinaison constitue ce dispositif. Le dispositif comporte un capteur I qui est mis en place par cathétérisme en aval et au plus près d'un ventricule droit ou gauche, selon le demi-coeur dont on se propose de mesurer la capacité et le débit. Ce capteur est associé à un traducteur 2 qui transforme la grandeur, fournie par le capteur, variable en fonction de la concentration du marqueur, en un signal électrique qui est appliqué à l'entrée d'un amplificateur (3). Le traducteur 2 peut éventuellement comporter un réglage de zéro, comme c'est le cas pour la thermodilution où le capteur est une thermistance ; le traducteur est alors un pont de mesure avec son dispositif d'équilibrage. L'injection du marqueur est assurée par un injecteur 4. Conformément à la présente invention, l'injecteur 4 est un dispositif électromdcanique assurant pendant l'injection un débit constant fixe, par exemple 2,5 cm par seconde, selon un mode préféré de mise en oeuvre, seule la durée de l'injection peut varier d'une mesure à l'autre. Un générateur de séquence 5 piloté par une horloge 6 commande les différentes opérations et, plus particulièrement, le début et la fin de l'injection (donc le volume injecté) ainsi que les opérations de calcul numérique assurées par un bloc devealcul 9. L'horloge 6, qui est de préférence une horloge à quartz, fournit une base de temps au générateur de séquence 5, mais également pilote un convertisseur analogique-numérique 7 qui transforme le signal analogique fourni par l'amplificateur 3 en signal numérique. Un déclencheur manuel 8, qui peut être constitué par un simple interrupteur à bouton poussoir, est relié au générateur de séquence 5 dont il initie le fonctionnement. Le convertisseur analogique-numérique 7 fonctionne en perma nence et, à des intervales de temps égaux et suffisamment rapprochés commandés par l'horloge 6, il transforme la tension fournie par l'amplificateur 3 en une suite d'impulsions dont le nombre est proportionnel à la valeur de cette tension. La sortie du convertisseur 7 est reliée à trois portes 9A1, 9A2 et 9A3 incluses dans le bloc de calcul 9 et commandées séparément par le générateur de séquence 5. À la sortie de l'amplificateur 3 est monté en parallèle un circuit dérivateur 5 suivi d'un trigger 3B qui commande une des entrées d'une porte sET" 3,, la deuxième entrée étant commandée par une sortie du séquenceur 5.La sortie de la porte 7 commande les portes 9A1, 9A2 et 9A3 qui permettent le stockage des informations dans les mémoires. Chacune de ces portes est reliée à un compteur 931, 932 et 9B3, ces compteur somment les impulsions reçues durant l'ouverture de chaque porte au cours d'une niSnie opération de mesure. Les compteurs 931 , 932 et 933 comportent un dispositif de mise à zéro simultané commandé par le générateur de séquence 5. Ils sont, en outre, reliés à un registre général 90 qui recueille, lorsqu'il est commandé par le générateur de séquence 5, les valeurs numériques du contenu des compteurs 931, 9B2 et 933. il recueille de la mdme façon les informations reçues d'un bloc-paramètres 9D et d'un blocprogramme 93. Le bloc-paramètres 9D contient sous forme permanente ou ajustable les paramètres numériques qui permettent, en combinaison avec les nombres fournis par les compteurs 9B1, 9B2 et 933, de disposer de toutes les données numériques nécessaires au calcul du débit cardiaque et de la capacité cardiaque dans les unités désirées et en fonction des conditions expérimentales particulières à chaque opération de mesure. le bloc-programme 9E contient de façon permanente les instructions pour le calcul. Le registre général 9O est organisé en sorte que, sur l'ordre du générateur de séquence 5, il déverse dans la bonne succession dans le temps les données nuiaériques et les instructions dans un calculateur 9F qui est chargé d'élaborer les résultats attendus de l'appareil. Dans une variante préférée de l'inventionw pendant le calcul, les parties vidées du registre général 9C servent de mémoire auxiliaire au calculateur 9F. les résultats des calculs fournis par le calculateur 9F sont mis en mémoire dans une mémoire-résultats 9G qui, à son tour, commande de façon permanente ou à la. demande un bloc d'affichage numérique 10. Le fonctionnement de l'appareil décrit ci-dessus est le suivant. Le marqueur est supposé ici être un liquide froid. En premier, on introduit le cathéter, et avant toute mesure preprement dite, on prend la température T8 du sang du patient, et le facteur (2ss-2 i étant la température de l'injectat) est automatiquement introduit dans le bloc-paramètres 9D selon tous procédés connus. Ensuite, le zéro du traducteur 2 étant automatiquement rdgld, au moyen du déclencheur 8 on lance la séquence de mesure. Le générateur de séquence 5 actionne l'injecteur automatique 4. Dès que la température subit une variation significative, le trigger 33 donne un "1" logique comparé à l'ordre d'injection mémorisé et la porte 3C fournit l'impulsion nécessaire pour commander 9Al. Cette même impulsion sert aussi à commander un temporisateur dont le retard est égal au temps d'injection. Ainsi, le temporisateur donne un signal en un point de la courbe de thermodilution mémorisé durant un temps suffisant pour être comparé au signal du trigger 33 quand celui-ci est déclenché au maximum de cette courbe. Alors, la nouvelle porte AND 3C sur laquelle se fait cette comparaison délivre une commande pour les portes 9A2 et 9A3. Les portes 9A2 et 9A3 sont fermées et les compteurs 931, 9B2 et 933 ont été mis à zéro. Au bout d'une durée d'injection ti qui peut éventuellement être réglable, on ouvre et, pendant une seule opération d'échantillonnage, la porte 9A2, le compteur 9B2 contient alors un nombre proportionnel à Am. La porte 9A2 étant fermée, on ouvre sans délai la porte 9A3 en même temps que le générateur de séquence 5 interrompt le fonctionnement de l'injecteur automatique 4, et on attend un temps suffisant pour que t(t) soit devenu pratiquement nul. Les portes 9A1 et 9A3 sont alors fermées. A ce moment, le compteur 9B1 contient un nombre proportionnel à S et le compteur 933 un nombre proportionnel à S'. Le générateur de séquence 5 déclenche alors le chargement du registre général 9C, puis lance les opérations de calcul à l'aide du calculateur 9F. Le registre général 9C est organisé en sorte que le calculateur 9F puisse accomplir les calculs nécessaires en trois étapes. La première étape conduit au calcul de la valeur de D exprimée, par exemple, en litres par minute. La valeur deD ainsi calculée est réintroduite en bonne position dans le registre général 9C et on procède alors à la deuxième étape de calcul qui conduit la valeur du volume cardiaque. Les moyens d'enregistrement de la durée du cycle cardiaque à chaque période et les moyens de détermination de la moyenne de ces durées n'ont pas été décrits, car ils peuvent être de tout type convenable connu en soi. REVENDICATIONS 1.- Procédé de mesure du volume cardiaque par dilution d'un marqueur, injecté en amont du coeur, ou dans le coeur, en quantité Qi à un débit constant Di pendant un temps ti correspondant à au moins deux battements cardiaques, caractérisé par le fait qu'on enregistre la concentration An du marqueur en fonction du temps tnt exprimé en nombre entier de périodes, on détermine le temps tM nécessaire pour atteindre le maximum s de la concentration, on enregistre également la période du cycle cardiaque, on détermine la moyenne (t de cette période, et on détermine les grandeurs : avec tm > tM et t1 étant la période d'origine de la courbe de dilution, enfin on déduit par le calcul le volume cardiaque des valeurs ainsi mesurées. 2.- Procédé selon la revendication 1, dans lequel on calcule les volumes cardiaques présystolique VT et résiduel VR par les formules et le volume résiduel VR par la formule D étant le débit cardiaque mesuré par une méthode classique, X et étant les concentrations du marqueur aux périodes tm et tm+t. 3.- Procédé selon la revendication 1 dans lequel on calcule les volumes cardiaques présystolique VT et résiduel VR par les formules: 4.- Appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 du type comportant un moyen d'injection de marqueur, ou injecteur, à débit controlable, un capteur agencé pour mesurer la concentration du marqueur en aval du point d1 injection, et des moyens d'enregistrement de cette concentration à chaque période du cycle cardiaque caractérisé par le fait qu'full comporte en outre, des moyens d'enregistrement de la durée du dit cycle à chaque période, des moyens de détermination du temps où la concentration du marqueur est maximale, des moyens de sommation de la concentration du marqueur, d'une part, entre le temps d'origine et celui de l'extrémité de la courbe de dilution, d'autre part, entre une période postérieure à celle de la concentration maximale et celle de la fin de la courbe de dilution, et des moyens de détermination de la moyenne de la période du cycle cardiaque entre les deux mêmes intervalles de temps. 5.- Appareil selon la revendication 4 dans lequel un traducteur est associé au capteur pour transformer la grandeur, fournie par le capteur, en un signal électrique appliqué à l'entrée d'un ampl cateur, et l'injecteur est commandé par un générateur de séquence, piloté par une horloge, celle-ci commandant un convertisseur analogique-numérique qui, associé au générateur de séquence, commande un bloc de calcul. 6.- Appareil selon la revendication 5 dans lequel le dit bloc de calcul comporte trois portes reliant ledit convertisseur respec- tivement à trois compteurs affectés respectivement à la détermination de Am S et S'.