Brevet FR2459036A1 — publié le 19810109

L'invention a trait, d'une manière générale, aux techniques permettant de mesurer les paramètres liés à l'activité cardiaque et concerne plus particulièrement un procédé destiné à mesurer en continu la pression artérielle centrale et un appareil électronique permettant de mettre en oeuvre ce procédé. Il existe, à l'heure actuelle, de nombreuses méthodes pour mesurer la pression artérielle, dérivées de la méthode Riva Rocci. La plus connue et la plus ancienne est celle utilisant le brassard entourant un membre comprenant une grosse artère, mis sous pression au moyen d'un manomètre affichant ladite pression, et le stéthoscope pour écouter les sons de Korotkoff déterminant les deux phases maximale et minimale de la pression artérielle. On citera également les méthodes oscillométrique et auscultatoire qui consistent à mettre en évidence les variations de pression dues aux battements de l'artère à l'aide, respectivement, d'une capsule oscillométrique (oscillomètre de Pachon) et d'un moyen acoustique. Ces dispositifs, dérivés de la méthode de Riva-Rocci, agissent par voie externe et, par conséquent, leur conception, qui a été plus particulièrement adaptée à la morphologie de l'homme, rencontre certains inconvénients à leur généralisation d'emploi, notamment sur la morphologie animale. De plus, la valeur obtenue par les méthodes utilisant les sons de Korotkoff est ponctuelle, et la répétition des mesures, nécessaire pour une étude continue de l'activité cardiaque, provoque très souvent une modification non négligeable des paramètres à déterminer. D'autre part, la pression artérielle, qui se décompose en deux valeurs maximale et minimale respectivement appelées pression systolique et pression diastolique, est mieux exploitable sous sa forme diastolique. En effet, la vasodilatation artérielle, traduisant la qualité de l'interaction des médicaments avec leur site récepteur lors d'expériences pharmacologiques, est liée aux variations de la pression moyenne déterminée comme suit 2 d + 5 où Pm est la pression moyenne est la pression diastolique P5 est la pression systolique. On comprend à la lecture de cette formule que les variations de la pression moyenne sont très sensibles à celles de la pres sion diastolique et qu'une mesure précise de cette dernière est donc indispensable. Or, la méthode des sons de Korotkoff s'avère inefficace pour répondre aux exigences pharmacologiques car la mesure de la pression diastolique correspond à la pression déterminée à l'instant ou disparaissent lesdits sons, instant difficile à distinguer avec exactitude par l'homme ou les moyens électromécaniques. On a pu cependant remédier à cet inconvénient en utilisant une méthode, dite "directe", qui consiste à opérer une effraction vasculaire et à mesurer in situ la pulsation sanguine. Cette méthode permet en outre d'obtenir une valeur de la pression instantanée et autorise un tracé continu de la pression artérielle en fonction du temps, appelé sphygmogramme. Cette méthode directe, souvent utilisée comme système de référence chez l'homme, est actuellement appliquée chez l'animal de la manière suivante. On insère dans une artère un cathéter en silastic rempli d'un liquide anticoagulant et qui reflète à son extrémité distale une pression représentative de la pression artérielle en fonction du temps. Cette extrémité distale est extériorisée et reliée à un capteur de pression couplé à un transducteur engendrant des pulsions électriques proportionnelles aux variations de la pulsation sanguine. Ce transducteur est ensuite connecté au moyen d'un fil conducteur à une unité de traitement - tel un polygraphe enregistreur - pour traduire en langage intelligible lesdites pulsions. Un tel dispositif pose de sérieux problèmes et, parmi ceuxci - des risques d'infection nécessitant des soins constants ; - une rupture assez fréquente entre le cathéter et le cap teur, entrainant huit fois sur dix une hémorragie agoni que - et une rupture du cadre familier du sujet puisque ce dernier est testé en laboratoire, ce qui provoque notamment des changements de la pression artérielle faussant le calcul de la pression moyenne. Le procédé, objet de l'invention, permet de remédier à ces inconvénients tout en donnant, en continu, une mesure précise et réelle des pressions artérielles systolique et diastolique. Suivant l'invention, le procédé consiste - d'une part, à implanter sous la peau du sujet à tester un ensemble émetteur d'un signal électrique représentatif de la pression artérielle en fonction du temps, - et d'autre part, à transmettre ledit signal à un ensemble récepteur par modulation d'une onde porteuse. L'intérêt de ce procédé est de rendre les deux ensembles émetteur et récepteur distincts et autonomes. Ainsi, on peut procéder à des mesures à distance de la pression artérielle d'un sujet, tout en laissant à ce dernier la faculté d'évoluer librement et sans gène (suppression du fil conducteur) dans son cadre familier. Une caractéristique préférentielle de l'invention consiste à utiliser une onde sous-porteuse modulée en amplitude par le signal représentatif de la pression artérielle et à transmettre ensuite au récepteur cette onde sous-porteuse par modulation de fréquence de ladite onde porteuse. En effet, le signal repréen- tatif de la pression artérielle étant de l'ordre de 1,5 Herz et présentant une valeur moyenne non nulle que l'on désire exploiter, une simple transmission par modulation de fréquence de ce signal s'avère difficile à réaliser, en raison notamment de sa composante continue. Aussi, il a été imaginé d'utiliser une onde sous-porteuse modulée en amplitude par le signal à transmettre avant de faire une transmission en modulation de fréquence.Cette modulation en amplitude préliminaire a pour objet de fournir un signal résultant, de valeur moyenne nulle, donc facile à transmettre par modulation de fréquence. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'onde sousporteuse est un signal carré, facile à générer, et dont la démodulation s'opère par simple redressement. De plus, comme on le verra plus loin, ce signal carre assurera l'alimentation de l'organe capteur de pression qui jouera alors le rôle de modulateur. L'invention propose également un appareil électronique permettant de mettre en oeuvre ce procédé. Cet appareil est constitué d'une part d'un ensemble émetteur comprenant essentiellement et en combinaison - un organe capteur de pression engendrant un signal électrique variable proportionnel à la pression artérielle, - une source d'énergie électrique alimentant ledit organe capteur et générant un signal électrique porteur constant, - et une antenne émettrice du signal porteur modulé par le signal variable, et d'autre part, d'un ensemble récepteur comprenant essentiel lement et en combinaison - une antenne réceptrice du signal porteur modulé, - un étage amplificateur dudit signal, - un étage de détection du signal variable modulateur et représentatif de la pression artérielle enregistrée par l'organe capteur, - et une unité de traitement de ce signal. D'autres caractéristiques et d'autres avantages de la présente invention ressortiront à la lecture de la description ciaprès, donnant à titre d'exemple non limitatif et en regard du dessin annexé, un mode de réalisation préférée d'un appareil électronique Me mesure de la pression artérielle, conforme à l'invention. La figure, portée par ce dessin, est un schéma fonctionnel d'un tel appareil. Ce dernier est constitue de deux ensembles distincts 10 et 20, respectivement appelés émetteur et récepteur. Le premier est placé sous la peau du sujet à tester alors que le second, fixe, est disposé à distance, autorisant de ce fait le sujet a évoluer librement dans son cadre familier. Dans le contexte de l'invention, on entend par "ensemble émetteur" le groupe d'éléments destinés à enregistrer et à transmettre un signal représentatif de la pression artérielle, et par ensemble récepteur" le groupe d'éléments destinés à recevoir et à traduire le signal transmis. L'émetteur 10 comprend, en entrée, un organe capteur de pression miniaturisé 11, susceptible d'être introduit dans un vaisseau sanguin, et engendrant sous l'effet d'un courant électrique continu un signal électrique basse fréquence S1 dont l'amplitude est proportionnelle à la pression sanguine exercée sur ledit capteur. Avantageusement, on alimente le capteur par un signal électrique carre S2, de fréquence moyenne et appelé onde sousporteuse, de sorte que l'on obtient en sortie du capteur 11 l'onde sous-porteuse S2 modulée en amplitude par le signal S1 ; le capteur 11 lui-meme joue le rôle de modulateur. Le signal carré S2 est créé dans un générateur 12 formé d'un oscillateur et alimenté par une source d'énergie électrique 13.Cette onde sousporteuse S2 modulée en amplitude par le signal S1 est alors introduite dans un étage modulateur 14 dont le rôle est d'incorporer l'onde S2 dans un autre signal électrique haute fréquence constant S3 appelé onde porteuse et généré également par un oscillateur alimenté par la source 13.Cette onde porteuse S3, qui est modulée en fréquence par l'onde sous-porteuse S2, est injectée dans une antenne émettrice 15 qui, formée par un ou plusieurs conducteurs convenablement disposés, engendre sous l'effet de l'onde porteuse S3, des ondes électromagnétiques qui induisent dans l'espace, et plus particulièrement dans les conducteurs qu'elles rencontrent, des courants de forme et de fréquence identiques à l'onde porteuse S3 modulée en fréquence par l'onde sous-porteuse S2, elle même modulée en amplitude par le signal S1 L'ensemble récepteur 20, quant à lui, comprend en entrée une antenne réceptrice 21 de même constitution que l'antenne 15. Cette antenne 21 capte l'onde porteuse S3 transmise par 1 'ensem- ble émetteur 10 pour l'acheminer vers un étage amplificateur 22. Cette onde est ensuite introduite dans un étage de détection 23 dont le rôle est dans un premier temps de faire apparaitre l'onde sous-porteuse S2 modulée en amplitude et, dans un deuxième temps, de redresser l'onde 52 pour mettre en évidence le signal basse fréquence S1, représentatif de la pression artérielle. Ainsi détecté, le signal basse fréquence est entré dans une unité de traitement 24 constituée d'un oscilloscope et/ou d'un enregistreur graphique, par exemple, pour traduire les résultats de la mesure opérée, et notamment la valeur moyenne de la pression artérielle. On comprend dès lors que l'émetteur 10 et le récepteur 20 décrits ci-dessus sont indépendants et autonomes, et offrent de nombreux avantages. D'une part, la mesure de la pulsation sanguine par l'organe capteur 11, effectuée in situ dans le vaisseau sanguin, est très précise. D'autre part, il est possible de surveiller plusieurs sujets en même temps, munis chacun d'un émetteur caractérisé par la fréquence de son onde porteuse S3, en manipulant par exemple un dispositif de synchronisation se présentant sous la forme d'un commutateur associé à l'ensemble récepteur. De plus, on notera la présence d'un interrupteur magnétique 16, disposé sur la sortie de la source d'énergie 13 et destiné à interrompre l'alimentation des organes situés en aval.Cet interrupteur 16, par exemple actionné au moyen d'un aimant appliqué sur la peau à proximité de l'émetteur 10, permet de fractionner les tests ; ces derniers s'effectuent généralement sur des périodes répétitives de six heures. La source d'énergie 13 pourra être aussi bien constituée par un jeu de piles que par un accumulateur, ce dernier offrant l'avantage d'être rechargeable à distance par une bobine d'induction et, par conséquent, assurant une grande autonomie à 1 'appa- reil de mesure. A titre d'information, nous donnons ci-après un exemple d'exécution d'un tel appareil de mesure, réalisé par l'Ecole Nationale Supérieure d'ingénieurs de Constructions Aéronautiques de Toulouse (ENSICA) et destiné à tester la pression artérielle d'un chien. L'organe capteur 11 est une sonde MILLARD-PC350-5F, reliée par un fil conducteur aux autres éléments 12, 13, 14 et 15, rassemblés dans un boltier implantable. Ainsi, la sonde est placée près de la crosse aortique alors que le boitier est glissé sous la peau du chien près de la cage thoracique. L'animal peut alors évoluer librement dans un chenil tout en étant le sujet d'expérimentations pharmacologiques. Les autres composants des deux ensembles émetteur et récepteur sont des éléments de marque NARCO et de constitution connue en soi. L'appareil a été testé en premier lieu sur un banc de simulation sanguine pour une mise au point parfaite, puis utilisé sans problème sur un sujet vivant dans un laboratoire pharmaceutique. Il est évident que de nombreuses modifications et variantes de l'invention peuvent être réalisées en se basant sur les enseignements ci-dessus donnes. Il est, par conséquent, bien entendu que l'invention peut être mise en oeuvre d'une manière différente de celle plus particulièrement décrite ci-dessus, et ce en restant dans le cadre des revendications jointes au présent mémoire. REVENDICATIONS 1. Procédé électronique pour la mesure en continu de la pression artérielle et plus particulièrement de la pression artérielle centrale, CARACTERISE EN CE QU'il consiste - d'une part à implanter sous la peau du sujet à tester un ensemble émetteur d'un signal électrique représentatif de la pression artérielle en fonction du temps, - et, d'autre part, a transmettre ledit signal à un ensemble récepteur par modulation d'une onde porteuse. 2. Procédé électronique selon la revendication 1, CARACTERI SE EN CE QU'il consiste à utiliser une onde sous-porteuse modulée en amplitude par le signal représentatif de la pression artérielle et a transmettre ensuite au récepteur cette onde sous-porteuse par modulation de fréquence de l'onde porteuse. 3. Procédé électronique selon la revendication 2, CARACTERI SE EN CE QU'il consiste à utiliser comme onde sous-porteuse un signal carré. 4. Appareil électronique permettant de mettre en oeuvre le procédé suivant l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3, CARACTERISE PAR LE FAIT Qu'il est constitué de deux ensembles émetteur et récepteur distincts et autonomes, le premier comprenant essentiellement et en combinaison - un organe capteur de pression engendrant un signal électrique proportionnel a la pression artérielle, - une source d'énergie électrique alimentant ledit organe capteur et générant un signal électrique porteur constant, - et une antenne émettrice du signal porteur module par le signal variable, et le second comprenant essentiellement et en combinaison - une antenne réceptrice du signal porteur modulé, - un étage amplificateur dudit signal porteur, - un étage de détection du signal variable modulateur et représentatif de la pression artérielle, - et une unité de traitement de ce signal modulateur. 5. Appareil électronique selon la revendication 4, CARACTERI SE PAR LE FAIT QU'un étage générateur de signaux carrés est interposé entre le susdit organe capteur et son alimentation électrique. 6. Appareil électronique selon la revendication 4, CARACTERI SE PAR LE FAIT QUE le susdit organe capteur est introduit in situ dans une artère centrale du sujet et relié par un fil conducteur aux autres composants de l'ensemble émetteur disposés sous la peau. 7. Appareil électronique selon la revendication 4, CARACTERI SE PAR LE FAIT QU'un interrupteur commandé magnétiquement est disposé sur la sortie de la source d'énergie électrique. 8. Appareil électronique selon la revendication 4, CARACTERI SE PAR LE FAIT QUE la susdite source d'énergie électrique est constituée par une pile au moins. 9. Appareil électronique selon la revendication 4, CARACTERI SE PAR LE FAIT QUE la susdite source d'énergie est constituée par un accumulateur rechargeable à distance. 10. Appareil électronique selon la revendication 6, CARACTERI SE PAR LE FAIT QUE les susdits composants reliés par le fil conducteur à l'organe capteur sont placés dans un boitier implantable.