Brevet FR2516781A1 — publié le 19830527

La présente invention a pour objet un procédé pour le comptage des mouvements notamment foetaux au cours de la grossesse et un appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé. Le terme "mouvement foetaux" couvre tous les mouvements du foetus, c'està-dire lesdéplacementsdu foetus dans son ensemble et d'une ou de plusieurs de ses parties Il est connu que les mouvements du foetus constituent un critère de la santé de celui-ci Une augmentation des mouvements foetaux et la diminution de ceux-ci, par rapport à une valeur normale propre à chaque foetusest un signe de mauvais état de santé. Suite à cette constatation, des procédés et dispo- sitifs ont été développés pour mesurer l'activité foetale, notamment pour détecter les mouvements très intensesde tout le corps du foetus et des coups de pieds sporadiques contre la paroi du sac gestationnel suffisamment forts pour bouger le corps et déplacer le foetus de sa position initiale Les procédés et dispositifs connus sont fondés sur l'utilisation d'un capteur adapté pour produire des signaux électriques susceptibles d'être représentatifs d'un mouvement du foetus et d'un dispositif analyseur des signaux électriques provenant du capteur, pour la détection des signaux originaires d'un mouvement du foetus, ainsi que d'un compteur incrémenté chaque fois qu'une phase de mouvement a été détectée. Ces dispositifs et procédés connus présentent des inconvénients considérables du fait que la détection des mouvements se fait à la surface de la peau abdominale de la mère, à l'aide de capteurs de déplacement Il en résulte que les dispositifs connus sont insensibles aux mouvements du foetus, qui ne sont pas répercutés à la peau De plus, il s'agit des mesures ponctuelles, ce qui nécessite l'utilisation de plusieurs capteurs. La présente invention a pour objectif de proposer un procédé et un appareil compteur des mouvements foetaux qui ne présentent pas les inconvénients qui viennent d'être énoncés, de l'art antérieur. Pour atteindre cet objectif, le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que l'on détecte les mouvements foetaux à travers la peau en émettant des ondes ultra-sonores dans la partie abdominale de la mère et en analysant les ondes réfléchies. Selon une caractéristique avantageuse du procédé de l'invention, la détection de mouvement du foetus est effectuée par une analyse des fréquences des ondes réfléchies ayant subies un changement de fréquence suivant l'effet Doppler, produit par un mouvement du foetus. L'appareil pour la mise en oevre du procédé selon l'invention est caractérisé en ce que le capteur fait partie d'un transducteur ultra-sonore relié, d'une part, à un émetteur d'ondes électriques et, d'autre part, à un dispositif analyseur des ondes électriques obtenues à partir des ondes ultra-sonores qui ont été réflédhies par le foetus et reçues par le transducteur. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, le transducteur, les dispositifs émetteur et analyseur ainsi que le compteur sont montés dans un bottier portable en étant appliqué sur la surface de la peau abdominale de la mère. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence auxdessins schématique annexés donnés uniquement à titre d' exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention, et dans lequel: lafigure 1 est une vue en perspective de l'appareil d'enregistrement des mouvements foetaux, selon la présente invention; la figure 2 montre,sous forme d'un schéma bloc, la structure du montage électrique de l'appareil suivant la figure 1. Comme l'illustre la figure 1, tous les dispositifs du système électronique de l'appareil d'enregistrement et de comptage des mouvements foetaux, selon l'invention, sont enfermés dans un bottier 1, par exemple de forme cylindrique et de dimensionsappropriée pour qu'il soit portable en étant appliqué à la surface de la peau abdominale, de préférence, près de l'ombilic Sa mise en place s'effectue, soit interposé entre la ceinture de grossesse et l'abdomen, soit à l'aide d'une sangle 2 en cas d'absence d'une telle ceinture Le bottier 1 est pourvu d'un afficheur numérique 3, par exemple à diodes électro-luminescentes ou à cristaux liquides. L'afficheur à pour fonction de permettre la visualisation à tout instant du nombre de mouvements foetaux Suivant la figure 1, il est prévue sur la surface supérieure du bottier mais pourrait être situé sur la tranche de celui-ci Il est encore possible de réaliser l'afficheur par un cadran gradué et une aiguille Le bottier peut avoir un diamètre de l'ordre de 8 cm-et une hauteur de 2 cm Ces valeurs ne sont données qu'à titre d'exemple et ne sont pas limitatives. Suivant le schéma bloc de la figure 2, le système électronique enfermé dans le bottier 1 comprend un dispositif émetteur d'ondes électriques 4, un dispositif transducteur ultra-sonore 5 et un dispositif récepteur etanúLy seur 6 des ondes obtenues des ondes u Lam -s Eres réfléchies par le foetus Le transducteur fonctionne avantageusement dans la gamme des fréquences 1 à 10 M Hz, qui est la gamme de fréquence la mieux adaptée au corps humain. Le dispositif émetteur 4 comporte un oscillateur 7 et un émetteur 8 reliés à l'oscillateur 7 et commandé par des circuits de commande du début d'émission 9 et de la durée d'émission 10, sous l'effet d'une base de temps 11 On obtient ainsi une émission pulsée d'ondes ultra-sonores. La système récepteur analyseur 6 comprend, en série, un élément récepteur 12, un filtre 13 accordé sur une bande de fréquences, un amplificateur 14, un dispositif formant une porte commandée 15, un détecteur de mouvements foetaux 16, un compteur 17 et le dispositif afficheur 3 déjà mentionné lors de la description de la figure 1 Le compteur 17 est susceptible d'être remis à zéro Le dispositif 15 formant porte est commandé par un circuit de commande d'ouverture 18 et ainsi du début de l'observation et par un circuit de commande 19 de la durée d'ouverture ou d'observation, tous les deux sous l'effet de la base de temps 11 Le détecteur 16 est agencé pour détecter le début et la fin d'un mouvement du foetus Cette double fonction est illustrée par le partage en deux du bloc 16 C'est la détection de la fin du mouvement qui commande l'ihrrémentation du compteur 17 Ceci signifie qu'au cours d'un mouvement oud'uie phase de mouvements le compteur ne fait qu'un seul pas en avant Le filtre 13 est conçu pour éliminer toutes les ondes provoquées par des échos parasites. Les durées de temps d'émission et d'observation, déterminées respectivement pas les circuits 10 et 19, ainsi que les intervalles de temps entre, d'une part, la fin d'une émission d'ondes ultra-sonores et l'ouverture de la porte 15, et d'autre part,la fermeture de cette porte 15 et le début de la prochaine émission d'ondes ultra-sonores sont réglables pour permettre une adaptation de l'appareil aux particularités du comportement de chaque foetus. Le dispositif transducteur 5 peut être formé par deux transducteurs, un pour l'émission et l'autre pour la réception Mais, il peut être constitué par un seul transducteur accomplissant les deux fonctions. La structure du système d'analyse, qui vient d'être décrite, permet deux modes d'analyses, une analyse fréquentielle et une analyse temporelle Dans chacun des deux cas, certaines particularités sont cependant à constater Celles-ci ressortent de la description du fonctionnement de l'appareil selon l'invention, qui suit. Selon la présente invention, le transducteur 5 qui est placé de préférence sur la surface de la peau abdominale de la mère, par exemple près de l'ombilic, émet de façon pulsée des ondes ultra-sonores L'émission pulsée à pour avantage d'éliminer les ambiguités de distancesen évitant les interférences des structures situées en amont ou en aval du volume en mouvement La détection d'un mouvement du foetus est fondée sur l'analyse des ondes réfléchies par celui-ci. L'analyse fréquentielle exploite l'effet Doppler, à savoir, le changement de fréquence que subissent les ondes réfléchies lorsque le foetus bouge, qui peut être considéré comme une surface réfléchissante en déplacement La différence entre la fréquence des ondes émises et des ondes réfléchies est proportionnelle à la vitesse du déplacement de la surface, c'est-à- dire, du mouvement du foetus Il s'est avéré que les mouvements du foetus que l'on désire détecter sont de l'ordre deplusers 100 Hz Par exemple, pour une fréquence d'émission de M Hz et un déplacement à une vitesse de 1 o cm/sec, on obtient une fréquence d'environ $ 50 Hz Par contre, les changements de fréSquce provoquées par des déplacements parasites de surfaces réfléchissantes, tels que par exemple produitspar la respiration de la mère et du mouveme t,-et'diaque du foetus, sont en général des dépla- cements à faible vitesse et occasiona des fréquences de différence plus faibles, inférieures à 10 ou 20 Hz. Dans ces conditions, en fixant la fréquence limite $ O inférieure du filtre 13 à une valeur appropriée, par exemple à quelques dizaines de Hz, les déplacements parasites peuvent être sûrement éliminés Un choix approprié des intervalles de temps sus-mentionnés, d'une part, entre l'émission d'une impulsion d'ondes ultra-sonores et la période d'observation, et, d'autre part, entre celle-ci et l'émission de la prochaine impulsion, contribue à mune bonne sélectivité du dispositif analyseur selon l'invention Il est à noter que la ré-émission d'ondes ultra-sonores, après la détection du début d'un mouvement du foetus doit être assurée pour que l'appareil puisse détecter la fin du mouvement, détection qui donne lieu à l'incrémentation du compteur 17 Les intervalles de temps peuvent être réglés à l'aide des circuits 9 et 18 L'intervalle de temps entre l'émission d'une impulsion d'ondes ultra- sonores et le début de la phase d'observation des ondes réfléchies, c'est- à-dire de l'ouverture de la porte 15 tient compte de la distance du foetus du transducteur et du temps qu'il faut aux ondes ultra-sonoresp parcourir la distance du transducteur au foetus et de celui-ci au transducteur Il est évident que cet intervalle de temps doit être réglable pour tenir compte des particularités de chaque cas d'application L'analyse temporelle est fondée sur la considération qu'un déplacement du foetus fait varier l'intervalle de temps entre l'émission d'une impulsion d'ondes et la réception des ondes réfléchies Si l'instant d'ouverture de la porte 15 et la durée d'ouverture sont définis, à l'aide des circuits 18 et 19 pour l'état immobile du foetus, un déplacement de celui-ci fait que l'arrivée des signaux correspondant aux ondes réfléchies à la porte 15 ne coïncident plus avec l'ouverture de cette porte Ce fait est détectable par le détecteur 16. Il est à noter que les phénomènes parasites peuvent être éliminés dans la mesure o une réflexion des ondes ultra- sonores à des faces réfléchissantes autres que celles appartenant au foetus donnent lieu à des durées de parcours des ondes ultra-sonores, qui sont différentes de celle des ondes réfléchies par le foetus, si bien que celles-ci sont éliminés d'emblée de toute considération. Conformément à l'invention, il est possible de remplacer le système analyseur, qui vient d'être décrit, c'est-à-dire, la partie qui se trouve à l'intérieur de la ligne interrompue de la figure 2, à l'exception par exemple de l'amplificateur mais en y incluant les circuits 9, 10, 18 et 19, par un micro-prossesseur, Celui-ci peut être programmé pour chaque cas d'application Ainsi les fréquences limites du filtre, les fréquences d'analyse et les intervalles de temps comme les durées d'émission et d'observation peuvent être programmées L'appareil selon l'invention, équipé d'un micro processeur peut donner des informations plus complexes et par exemple permettre la gestion de l'afficheur 3 et la mémorisation et la gestion de l'histogramme des événements Il serait ainsi possible de connaître le temps qui s'est écoulé entre deux mouvements du foetus et éventuellement la vitesse des mouvements La programmation peut être faite par exemple par un programmeur, à l'aide d'un clavier alpha-numérique Les déplacements considérés comme des dé- placements parasites, telle que la respiration de la mère et les mouvements cardiaques du foetus peuvent être enregistrés dans une mémoire et constituer des valeurs de référence En comparant successivement les signaux reçus aux signaux de référence mémorisés, le micro- processeur pourrait reconnaître les signaux provoqués par un mouvement du foetus. Il est encore à noter que dans le cas de l'analyse fréquentielle, le récepteur 12 à pour fonctiontparticulière de produire à sa sortie des signaux de basse fréquence obtenus par comparaison des ondes émises et des ondes réfléchies A cette fin, le récepteur 12 est relié à l'oscillateur 7 Il pourrdt par exemple comprendre un' étage mélangeur Le filtre 13 est donc dans ce cas accordé à une bande de basse fréquences, comme cela a été expliqué plus haut. Bien entendu, de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'invention sans quitter le cadre de celui- ci Par exemple, au lieu de prévoir un analyseur, on pour- rait remplacer celui-ci par un indicateur accoustique, tel qu'un microphone Cet indicateur sera monté en aval du filtre Il est encore à noter que l'invention pourrait être utilisée pour la détection du mouvement d'autres volumes qu'un foetus Il pourrait être utilisé pour la détection du mouvement du coeur. R E V E N D I C A T I 0 N S 1 Procédé pour l'enregistrement des mouvements foetaux au cours de la grossesse ou analogue, selon lequel on utlise un capteur produisant à sa sortie des signaux électriques susceptibles d'être représentatifs d'un mouvement du foetus et analyse ces signaux électriques, caractérisé en ce que l'on émet des ondes ultra-sonores en direction du foetus et analyse les ondes réfléchies. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la détection d'un mouvement du foetus est effectuèëpar une analyse desfréquencesdes ondes réfléchies et détecte celles dont la fréquence est différente de la fréquence des ondes émises, d'une valeur occasionnée par un mouvement du foetus selon l'effet Doppler. 3 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la détection d'un mouvement du foetus est effectuée par une analyse temporelle des ondes réfléchies. 4 Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les ondes ultra-sonores sont émises de façon pulsée 5 Appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 4, comprenant un capteur destiné à produire des signaux électriques susceptibles d'être représentatifs d'un mouvement du foetus, un dispositif d'analyse des signaux électriques provenant du capteur pour la détection des signaux originaires d'un mouvement du foetus etle cas échéant un compteur incrémenté chaque fois qu'un tel mouvement est détecté, caractérisé en ce que le capteur fait partie d'un transducteur ultra-sonore ( 5) relié, d'une part, à un dispositif émetteur ( 4) d'ondes électriques et, d'autre part, à un dispositif récepteur-analyseur ( 6) des ondes électriques obtenues à partir des ondes ultra-sonores qui ont été réfléchies par le foetus et reçues par le transducteur ( 5). 6 Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que le transducteur ( 5), le dispositif emetteur ( 4) et le dispositif récepteur- analyseur ( 6) et le compteur ( 17) sont montés dans un boîtier ( 1) portable en étant appliqué sur la surface de la peau abdominale de la mère. 7 Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que le boîtier ( 1) est pourvu d'une sangle ( 2) de mise et maintien en place de l'appareil. 8 Appareil selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que le dispositif émetteur ( 4) comprend un oscillateur ( 7), un émetteur ( 8) et des circuits de commande ( 9, 10) d'émission pulsée d'ondes électriques, la durée et l'instant d'émission étant réglable. 9 Appareil selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que le dispositif récepteur-analyseur ( 6) comprend un filtre ( 13), un dispositif formant porte ( 15) et des circuits de commande ( 18, 19) de l'instant et de la durée d'ouverture de la porte. 10 Appareil selon l'une des revendications 5 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend un détecteur ( 16) adapté pour détecter le début et la fin d'un mouvement du foetus, la détection d'un tel mouvement constituant le signal d'incrémentation du compteur ( 17). 11 Appareil selon l'une des revendications 5 à 10, caractérisé en ce que les fréquences limites supérieures et inférieures du filtre ( 13) sont choisies pour permettre le passage d'ondes électriques provenant du transducteur ( 5), qui ont une fréquence qui est différente de celles des ondes émises, d'une fréquence de différence occasionnée par un mouvement du foetus, suivant l'effet Doppler. 12 Appareil selon l'une des revendications 5 à 10, caractérisé en ce que l'intervalle de temps entre la fin d'une émission d'ondes par l'émetteur ( 8) et de l'instant de l'ouverture de la porte ( 15) est choisi de façon à correspondre au temps s'écoulant entre l'émission d'un signal ultra-sonore et la réception du signal réfléchi par le foetus, lorsque celui-ci est immobile, et en ce qu'un mouvement du foetus est détecté sous forme d'une absence d'un signal réfléchi pendant la durée d'ouverture de la porte ( 15). 13 Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'analyseur est un indicateur accoustique.