Brevet FR2559051A1 — publié le 19850809

Procédé et dispositifs pour capter le pouls artériel. La présente invention a pour objet un procédé pour capter le pouls artériel et un capteur utilisant ce procédé. Le secteur technique de l'invention est celui de la construction des appareils de mesure. On sait que la mesure du pouls artériel, c'est-à-dire du nombre de battements cardiaques par minute est un indice de L'état d'un patient. On le mesure généralement, de façon approximative, en appuyant un doigt sur l'artere au niveau du poignet et en comptant la fréquence des battements au moyen d'un chronometre. On connaît des capteurs analogiques de pouls qui transforment les battements en signaux électriques oscillants dont la fréquence est égale a celle du pouls. La capsule de MAREY est un capteur de pouls connu, qui comporte une capsule fermée par une membrane déformable et remplie d'un fluide. On applique cette capsule tenue a la main sur le poignet d'un patient dans une position où un ergot fixé au centre de la membrane est appuyé contre l'artère. Les déformations périodiques de l'artere sont transmises a la membrane et sont transformées en variations de pression. La capsule est reliée a un transducteur qui transforme les variations de pression en signaux électriques dont la fréquence mesure le pouls. Des essais systématiques ont été réalisés pour étudier quelle était l'influence de la contre-pression exercée sur une artere sur l'amplitude des déformations périodiques de l'artere dues aux battements du coeur. Ces études ont montré que l'amplitude des déformations dépend de la contre-pression et passe par un maximum pour une contrepression bien déterminée. De plus, si l'on effectue la mesure du pouls dans des conditions de contre-pression qui correspondent au maximum d'amplitude des déformations, on obtient une courbe qui est celle qui reproduit le plus fidelement les variations de la pression dans l'artere à l'endroit de la mesure. Pour obtenir une représentation analogique de la pression artérielle tres précise, il est donc tres important de pouvoir régler avec précision la contre-pression que l'on exerce sur l'artere pendant la mesure du pouls afin de maintenir pendant toute la mesure une contre-pression uniforme, constante et bien déterminée. Les capteurs de pouls connus comportant une capsule à membrane associé à un transducteur ne permettent pas de contrôler avec précision la contre-pression exercée sur l'artère. Ils sont tenus à la main et la contre-pression varie avec l'opérateur. De plus, ils ne comportent aucun moyen de régler la pression du fluide contenu dans la capsule et celle-ci varie avec la température ambiante. De plus, une partie de l'énergie qui est transmisepar lamembrane au fluide est transformée en chaleur. Un objectif de la présente invention est de procurer des moyens pour capter le pouls artériel qui permettent d'ajuster avec une très grande précision la contre-pression exercée par le capteur sur l'artère afin de pouvoir choisir la contre-pression qui correspond à l'amplitude maxima des déformations de l'artère et de pouvoir maintenir une contre-pression constante pendant toute une mesure et une contre-pression reproductible au cours de mesures successives. Un autre objectif de la présente invention est de procurer des moyens permettant d'effectuer des mesures de pouls de très grande précision et de haute fidélité. Une courbe d'enregistrement analogique du pouls artériel présente des parties montantes qui correspondent aux systoles et des parties descendantes qui correspondent aux diastoles. Des études ont montré que la partie descendante ou diastolique avait une allure exponentielle de la forme y = Ae u > c'est-àdire une exponentielle qui tend vers une asymptote horizontale d'ordonnée p. Si la mesure du pouls artériel est réalisée dans des conditions de contre-pressions telles que l'amplitude des déformations de l'artère soit maxima, l'ordonnée p a une signification physiologique. Elle correspond à la position de la paroi de l'artère à l'état de repos, qu'il est impossible de mesurer directement. La mesure du pouls artériel dans des conditions de contrepression reproductible fournit donc un moyen indirect de déterminer- la position au repos de l'artère et donc de déterminer si l'ar- tère est distendue. Des mesures échelonnées dans le temps sur un même patient permettent de déterminer l'évolution de l'état des artères de ce patient. On connaît des capteurs opto-électroniques de grandeurs physiques, notamment des capteurs de déplacement, qui comportent des fibres optiques qui dirigent un faisceau lumineux perpendiculairement à un réflecteur et qui captent la lumière réfléchie par celui-ci dont l'intensité varie linéairement en fonction de la distance du réflecteur. De tels capteurs sont décrits dans le brevet FR. 77/36.542 (BEAUFRONT J. et Société SEAT S.A.). Les capteurs de pouls selon l'invention constituent une application nouvelle des capteurs de déplacement opto-électroniques pour capter les déformations d'une artère dues au pouls dans des conditions opératoires bien déterminées. Les objectifs de l'invention sont atteints par un procédé pour mesurer le pouls artériel qui comporte les opérations suivantes - on fixe sur le trajet d'une artère, de préférence l1 artère du poignet, un capteur comportant deux encoches qui sont placées à cheval sur ladite artère, lequel capteur comporte une membrane déformable munie d'un palpeur sur sa face externe et d'un réflecteur sur sa face interne; - on place l'extrémité dudit palpeur au contact de la peau sur le trajet de l'artère; - on exerce sur la face interne de la membrane une légère contre-pression, ayant une valeur déterminée qui correspond au maximum d'amplitude des déformations de l'artère, de sorte que la poussée sur la membrane maintient le palpeur en contact permanent avec la peau;; - on envoie sur ledit réflecteur un faisceau lumineux et on capte la lumière réfléchie au moyen de deux faisceaux de fibres optiques dont l'extrémité est placée très près dudit réflecteur; - et on convertit la lumière réfléchie au moyen d'un transducteur photo-électrique en un signal électrique qui représente analogiquement les déformations de l'artère dues au pouls. Un dispositif selon l'invention comporte un capteur qui est muni de moyens de fixation sur le corps d'un patient sur le trajet d'une artère, lequel capteur comporte une membrane déformable qui est équipée d'un palpeur au centre de sa face externe et de moyens pour placer l'extrémité dudit palpeur au contact de la peau sur le trajet de l'artère et ledit dispositif comporte un tube souple reliant ledit capteur à un coffret de mesure qui contient une source lumineuse, des transducteurs photo-électriques et une source de gaz comprimé sous une faible pression réglable et ledit tube souple contient deux faisceaux de fibres optiques, un premier faisceau qui conduit la lumière de ladite source lumineuse sur la face interne de ladite membrane et un deuxième faisceau qui capte la lumière réfléchie par ladite membrane et qui la conduit vers ledit transducteur photo-électrique et ledit tube souple transmet, de plus, la pression dudit gaz à la face interne de ladite membrane. Le capteur équipant un dispositif selon l'invention comporte un corps cylindrique creux dont l'extrémité comporte deux encoches diamétralement opposées qui sont placées à cheval sur le trajet de ladite artère. Selon un mode de réalisation préférentiel, le capteur d'un dispositif selon l'invention comporte un doigt qui coulisse axialement à l'intérieur dudit corps cylindrique et qui est traversé par un alésage axial et l'extrémité dudit doigt est équipée d'une tête arrondie qui est percée d'un orifice axial et ladite membrane déformable est serrée entre ladite tête et l'extrémité dudit doigt, dans une position telle que ledit palpeur est engagé dans ledit orifice axial et que l'extrémité dudit palpeur est située dans le plan tangent à l'extrémité de ladite tête. La présente invention a pour résultat des moyens qui permettent de mesurer le pouls artériel et d'enregistrer un signal très amplifié qui représente analogiquement les déformations d'une artère sur laquelle le pouls est prélevé. Le procédé et les dispositifs selon l'invention permettent d'enregistrer le pouls dans des conditions où l'on comprime l'artere avec une contre-pression très faible et déterminée, de telle sorte que l'amplitude des mouvements de l'artère soit maxima. Les capteurs de pouls selon l'invention permettent d'effectuer des mesures de pouls dans des conditions opératoires parfaitement reproductibles et donc de comparer des enregistrements faits sur un même patient à des périodes différentes, pour étudier une évolution. Les capteurs de pouls selon l'invention présentent l'avantage que le pouls est capté au moyen d'une membrane dont les mouvements sont captés par la réflexion d'un faisceau lumineux, ce qui n'introduit aucun freinage des mouvements de la membrane ni aucune inertie mécanique. De plus, le capteur qui est appliqué sur le corps du patient ne comporte aucune partie mise sous tension électrique et l'utilisation de ce capteur ne présente donc aucun danger d'électrocution. Les capteurs de pouls selon l'invention permettent d'obtenir des courbes d'enregistrement du pouls très précises à partir desquelles il est possible de déduire,par extrapolation, l'ordonnée de l'asymptote de la partie descendante de la courbe qui correspond au diamètre au repos de l'artère ainsi que la pente de l'exponentielle. La description suivante se réfère aux dessins annexés qui représentent, sans aucun caractère limitatif, un exemple de réalisation d'un dispositif selon l'invention. La figure 1 est une vue d'ensemble d'un dispositif pour capter le pouls artériel sur le poignet d'un patient. La figure 2 est une demi-coupe axiale d'un capteur équipant un dispositif selon l'invention. La figure I représente une vue d'ensemble d'un dispositif selon l'invention pour mesurer le pouls. Ce dispositif comporte un capteur I qui est fixé sur la face antérieure du poignet d'un patient au moyen d'une sangle 2 qui entoure le poignet ou par tout autre moyen de fixation équivalent. Le capteur 1 comporte deux encoches diamétralement opposées 3a, 3b qui sont disposées sur le trajet de l'artère qui se trouve sous la peau du poignet et sur laquelle on veut capter le pouls. Ces encoches évitent la compression de l'artère par le capteur. Les sangles 2 sont disposées dans un plan diamétral perpendiculaire au plan passant par les encoches 3a, 3b. Le capteur 1 est relié par un conduit souple 4 à un coffret 5. Le conduit 4 est un petit tube ayant par exemple un diamètre de tordre de 4 à 6 mm. Des fibres optiques 6 passent dans le tube 4 et relient le coffret 5 à la tête 1. Le coffret 5 contient une source lumineuse, par exemple une diode électroluminescente et une ou plusieurs des fibres optiques véhiculent la lumière réfléchie vers des circuits opto-électroniques contenus dans le coffret 5. Ces circuits comportent une cellule photoélectrique ou un phototransistor ou tout transducteur photo-électrique qui transforme la lumière réfléchie en signaux électriques et des circuits électroniques de filtrage et d'amplification des signaux. Le coffret 5 délivre un signal électrique qui reproduit analogiquement le pouls du patient. Ce signal peut être enregistré graphiquement, être affiché sur un écran ou être décomposé en valeurs numériques qui peuvent être enregistrées et/ou traitées. Les fibres optiques 6 et les circuits contenus dans le coffret 5 sont analogues;à ceux qui composent les dispositifs opto-électroniques décrits dans le brevet FR. 77/36.542 et il n'est pas nécesaire de les décrire plus en détail. Le conduit 4 est relié à une source de gaz comprimé sous une très faible pression, par exemple de l'ordre de quelques dizaines de millibars et cette pression est ajustable. Par exemple le tube 4 est connecté sur une seringue graduée et on tègle la pression dans le tube en déplaçant le piston de la seringue. La figure 2 est une demi-coupe du capteur 1 passant par le plan Il-Il de la figure 1. Le capteur 1 comporte un corps creux 7 qui a une forme générale cylindrique et qui délimite un alésage axial 7a. Une bague filetée 8 est vissée sur un filetage mâle 9 dudit corps creux. Un anneau 10 est intercalé entre un épaulement externe du corps creux et la bague 8. Cet anneau porte des boucles sur lesquelles sont fixées les sangles 2 qui entourent le poignet et qui maintiennent le capteur sur le poignet. On voit sur la partie gauche de la figure l'encoche 3a qui est placée à cheval sur le trajet de l'artère 39. Le capteur 1 comporte un support de membrane 11 qui a la forme d'un doigt cylindrique qui coulisse à l'intérieur de l'alésage 7a. Ce doigt 11 est traversé de part en part par un alésage axial 12. L'extrémité avant du doigt 11 comporte un filetage mâle 13 sur lequel est vissée une tête de capteur 14 en forme de bague qui se prolonge au delà de l'extrémité du doigt 11 par une tête arrondie 14a qui est percée d'un orifice axial 15. Une membrane déformable mince et très souple 16 est placée en travers de l'extrémité avant du doigt 11. La membrane 16 est par exemple une mince feuille de latex ou de tout autre matériau élastomère. Elle est collée sur une rondelle 17 qui est serrée entre l'ex- trémité du doigt 11 et un épaulement de la tête 14a. La membrane 16 obture de façon étanche l'extrémité avant d'une chambre 18 qui communique avec l'alésage 12 par des orifices 19 percés dans une cloison 20. Un palpeur 21 est fixé au centre de la membrane 16 sur la face externe de celle-ci. Ce palpeur est par exemple un petit bout de tige cylindrique en alliage d'aluminium. Il a un diamètre externe inférieur au diamètre de l'orifice 15 dans lequel il est engagé. L'extrémité libre du palpeur 21 est située dans le plan tangent à l'extrémité de la tête 14a. Une pastille réfléchissante 22 peut être collée au centre de la face interne de la membrane. Toutefois ce réflecteur est facultatif et on peut le supprimer si la membrane est suffisamment réfléchissante. L'extrémité supérieure du doigt coulissant 11 porte une bague 23 qui est placée en travers de l'alésage 12 et qui est appuyée sur un épaulement du doigt 11. Cette bague 23 est percée d'orifices 24. Elle porte un embout axial 25 dans lequel sont engagées les extrémités des fibres optiques 6. L'embout 25 s'étend sur toute la hauteur de l'alésage 12 et son extrémité inférieure se trouve placée en regard du# réflecteur 22 et à très faible distance de celui-ci, par exemple à une distance de 0,5 mm. L'embout 25 est maintenu par la cloison 20, par des rondelles élastiques 26 et par la bague 23 et il est solidaire du doigt 11, de sorte que la distance de l'extrémité de l'embout au réflecteur reste constante lorsque le doigt 11 est déplacé. L'embout 25 contient un faisceau de fibres optiques qui prolongent les fibres 6 passant dans le conduit souple 4 et les extrémités de ces fibres sont perpendiculaires au réflecteur 22. L'extrémité supérieure du doigt 11 porte un filetage femelle 27 dans lequel est vissé un bouchon fileté 28 qui comporte une jupe 29 qui bloque la bague 23. Un joint 30 est intercalé entre le bouchon 28 et l'extrémité supérieure du doigt 11. Le bouchon 28 porte un bout de tube rigide axial 31 qui émerge à l'extérieur et sur lequel est engagé un tube souple 4. Le doigt coulissant 11 porte un filetage externe 32 sur lequel une bague filetée 33 munie d'une tête moletée 34 est vissée. La bague 33 est munie d'une collerette externe 35 qui est engagée sous une collerette interne 36 de la bague 8, de sorte que la bague 33 peut tourner librement, mais ne peut se déplacer axialement. Le doigt coulissant 11 comporte une rainure longitudinale 37 et le corps cylindrique 7 porte un ergot radial 38 qui est engagé dans la rainure 37 et qui empêche le doigt de tourner tout en permettant qu'il se déplace axialement. On voit donc qu'en tournant la tête moletée 34, on fait déplacer axialement le doigt 11, ce qui permet donc de positionner la tête convexe 14a par rapport à l'extrémité du corps 7. On voit également que l'intérieur du tube 4 communique avec la chambre 18 par l'embout 31 et l'alésage 12, de sorte que l'on peut régler la contre-pression dans la chambre 18. Le fonctionnement est le suivant. Pour enregistrer le pouls d'un patient, on fixe le capteur autour du poignet du patient au moyen des sangles 2. On le fixe dans la position où l'artère du poignet 39 est alignée avec les deux échancrures 3a, 3b dont la largeur est supérieure au diamètre de l'artère, de sorte que celle-ci n'est pas comprimée. En tournant la tête moletée 34, on fait coulisser le doigt 11 jusqu'# ce qu'il vienne juste au contact de la peau sans comprimer celle-ci. L'extrémité du palpeur 21 se trouve alors appuyée contre la peau par une légère poussée de la membrane 16 due à la contre-pression exercée sur la face interne de celle-ci. Le palpeur 21 suit les mouvements de la peau provoqués par les déformations de l'artère dues au pouls et il transmet ces mouvements à la membrane 16. Le réflecteur 22 se déplace périodiquement. La distance entre l'extrémité des fibres optiques et le réflecteur 22 est choisie pour que l'on se trouve dans une plage où l'intensité de la lumière réfléchie varie linéairement avec la distance entre la source lumineuse et le réflecteur. Le transducteur photo-électrique qui se trouve dans le boîtier 5 reçoit un faisceau de lumière réfléchie dont l'intensité reproduit les mouvements de la membrane et il transforme celui-ci en un signal électrique amplifié qui représente analogiquement les déformations de l'artère dues au pouls. REVENDICATIONS 1. Procédé pour capter le pouls artériel, caractérisé par les opérations suivantes - on fixe sur le trajet d'une artère (39), de préférence l'artère du poignet, un capteur (1) comportant deux encoches (3a, 3b) qui sont placées à cheval sur ladite artère, lequel capteur comporte une membrane déformable (16) munie d'un palpeur (21) sur sa face externe et d'un réflecteur (22) sur sa face interne; on place l'extrémité dudit palpeur (21) au contact de la peau sur le trajet de l'artère; - on exerce sur la face interne de la membrane une légère contre-pression, ayant une valeur déterminêe,qui correspond au maximum d'amplitude des déformations de l'artère, de sorte que la poussée sur la membrane maintient le palpeur en contact permanent avec la peau;; - on envoie sur ledit réflecteur un faisceau lumineux et on capte la lumière réfléchie au moyen de deux faisceaux de fibres optiques (6) dont l'extrémité est placée très près dudit réflecteur (22); - et on convertit la lumière réfléchie au moyen d'un transducteur photo-électrique en un signal électrique qui représente analogiquement les déformations de l'artère dues au pouls. 2. Dispositif pour capter le pouls artériel, caractérisé en ce qu'il comporte un capteur (1) qui est muni de moyens de fixation (2) sur le corps d'un patient sur le trajet d'une artère (39), lequel capteur comporte une membrane déformable (16) qui est équipée d'un palpeur (21) au centre de sa face externe et de moyens pour placer l'extrémité dudit palpeur au contact de la peau sur le trajet de l'artère et ledit dispositif comporte un tube souple (4) reliant ledit capteur à un coffret de mesure (5) qui contient une source lumineuse, des transducteurs photo-électriques et une source de gaz comprime sous une faible pression réglable et ledit tube souple contient deux faisceaux de fibres optiques (6), un premier faisceau qui conduit la lumière de ladite source lumineuse sur la face interne de ladite membrane et un deuxième faisceau qui capte la lumière réfléchie par ladite membrane et qui la conduit vers ledit transducteur photo-électrique et ledit tube souple (4) transmet, de plus, la pression dudit gaz à la face interne de ladite membrane (16). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit capteur (1) comporte un corps cylindrique creux (7) dont l'extrémité comporte deux encoches (3a, 3b) diamétralement opposées qui sont placées à cheval sur le trajet de ladite artère (39). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit corps est équipé de sangles (2) qui sont disposées dans un plan diamétral perpendiculaire au plan défini par lesdites encoches (3a, 3b) et qui permettent de fixer ledit corps autour du poignet d'un patient. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que ledit capteur comporte un doigt (11) qui coulisse axialement à l'intérieur dudit corps cylindrique (7) et qui est traversé par un alésage axial (12) et l'extrémité dudit doigt est équi- pée d'une tête arrondie (14, 14a) qui est percée d'un orifice axial (15) et ladite membrane déformable (16) est serrée entre ladite tête et l'extrémité dudit doigt dans une position telle que ledit palpeur (21) est engagé dans ledit orifice axial (15) et que l'extrémité dudit palpeur est située dans le plan tangent à l'extrémité de ladite tête (14a). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit doigt (11) comporte un filetage externe (32) et une rainure longitudinale (37) dans laquelle est engagé un ergot radial (38) solidaire dudit corps cylindrique (7) et ledit capteur comporte, en outre, une bague filetée (33) qui est vissée sur ledit filetage et qui comporte une collerette (35) qui coopère avec une collerette (36) dudit corps, de sorte que ladite bague puisse tourner sans se déplacer axialement par rapport audit corps et la rotation de ladite bague permet de dé la cer axialement ledit doigt pour amener ladite tête (14a) au contact de la peau du patient. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que ladite membrane comporte, au centre de sa face interne, un réflecteur (22) et les extrémités desdites fibres optiques (6) sont disposées perpendiculairement audit réflecteur et à très faible distance de celui-ci.