Brevet FR2571955A1 — publié le 19860425

Dispositif pour la surveillance à distance de la respiration d'une personne alitée. La présente invention réalisée en collaboration avec l'Ecole Supérieure d'Electronique de l'Ouest (Angers), concerne un dispositif pour la surveillance à distance de la respiration d'une personne alitée. On sait que les risques d'apnée sont grands chez les personnes récemment opérées, aussi bien que chez les personnes âgées souffrant de troubles de sommeil ou chez les nourrissons. Ces apnées accidentelles ou absences respiratoires endommagent très rapidement le cerveau du patient, de façon irréversible, et provoquent généralement sa mort en moins de trois minutes. Seule, une détection immédiate de lapinée , suivie dune intervention rapide, peut remédier à ce grave accident, dont meurent chaque année en France des milliers de personnes. Une surveillance individuelle constante des patients est malheureusement très conteuse et ne se justifie donc que dans des cas graves. Quant à une surveillance à distance, il nen existe pas d'efficace à l'heure actuelle, en dehors de celle impliquant l'implantation dtélectrodes dans le cuir chevelu de la personne à surveiller, ce qui est coûteux et pénible pour le patient, de sorte que le corps médical répugne généralement à avoir recours à ces moyens. La présente invention vise donc à proposer un système de surveillance à distance de la respiration de personnes alitées qui soit simple, efficace et peu coûteux qui n'affecte pas le patient et qui puisse être relié avec d'autres systèmes du même type à un poste central de surveillance, d'où une unique personne pourra ainsi surveiller tous les patients à risque d'un même ensemble hospitalier et donner l'alerte, lorsque cela sera nécessaire, à une équipe d'intervention. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de surveillance à distance de la respiration d'une personne alitée, caractérisé en ce qu'il comprend des premiers moyens éloignés du patient et aptes à apprécier la distance qui les sépare de sa cage thoracique, par émission à intervalles réguliers en direction de celleci d'impulsions ultra-sonores et par réception des ondes réfléchies par ladite cage thoracique, et des seconds moyens reliés auxdits premiers moyens, pour actionner à distance un système d'alarme, lorsque la distance qui sépare la cage thoracique du patient desdits premiers moyens et que détectent ceux-ci lors d'au moins deux impulsions ultra-sonores successives ne varie pas de plus d'une valeur prédéterminée. Le dispositif conforme à l'invention détecte donc les mouvements de la poitrine du patient et déclenche une alerte lorsque ces mouvements s'interrompent pendant une durée prédéterminée, correspondant à un seuil au-delà duquel un arrêt de la respiration doit être considéré comme anormal. L'avantage d'un tel dispositif réside dans le fait que la surveillance de l'état du patient est effectuée à distance, par un appareillage automatique, et que les moyens d'alerte des différents dispositifs d'un même ensemble hospitalier qui sont simultanément en fonction peuvent être regroupés dans une unique pièce, sous la surveillance d'une seule personne, qui préviendra une équipe de secours en cas de besoin. L'invention sera à présent expliquéeà propos des dessins sur lesquels La figure 1 est une vue schématique du dispositif selon lginvention g et La figure 2 est un schéma synoptique du dispositif. Un émetteur-récepteur 1 dtultra-sons est porté par un système articulé 2, réglable en position, qui est fixé sur le lit 3 du patient ou sur toute autre structure porteuse. L'émetteur-récepteur 1 est disposé au-dessus de la cage thoracique du patient 4 et détecte les mouvements respiratoires de celui-ci, en mesurant les variations de durée entre émission d'ondes ultra-sonores successives et la réception de l'onde réfléchie correspondante. En cas dtarret de la respiration, l'émetteur-récepteur 1 n1 enregistre donc aucune variation pour deux ou plusieurs impulsions sonores successives et il envoie alors un signal à un système d'alerte à distance 5, qui émet un signal sonore, lumineux ou autre, à l'attention d'un surveillant. Les moyens (1) émetteur récepteur permettant d'apprécier la distance qui les sépare de la cage thoracique 4 du patient correspondent aux deux lignes de composants supérieures et inférieures de la figure 2. Ces lignes supérieures et inférieures représentent respectivement l'émission et la réception ultrasonore. Le circuit de émission ultrasonore comprend successivement un oscillateur 6 de cadencement de l'émission, un monostable d'initialisation 7, un monostable de durée d'émission 8, un oscillateur de fréquence ultrasonore 9, un amplificateur 10 et un transducteur ultrasonore il. Le signal électrique d'émission est en effet attaqué au front d'impulsion de l'oscillateur de cadencement6et estmaintenu pendant la période de cadencement (5 secondes environ).Il est ensuite initialisé par le monos table 7 commandant n parallèle les compteurs et décompteurs 17 reliés à la logique de ooma mande 12 de la ligne médiane, puis réduit par le monostable 8 dans un intervalîle de tempo de 1 mus correspondant à un cycle d'émission de 1 ms toutes les 5 secondes.Le signal de sortie commande ensuite dans ce cycle un oscillateur ultrasonore 9 (40 khz) dont le signal de fréquence ultrasonore de sortie est amplifié et transmis à un transducteur u-ltrasonore il assurant effet ultrasonore. LBimpulsion ultrasonore émise en direction de la cage thoracique 4 du patient est réfléchie puis reçue et traitée par le circuit de réception ultrasonore.Ce circuit est constitué d'un transducteur ultrasonore 13, d'un amplificateur 14 et d'un bloc d'adaptation logique 15. Le signal ultrasonore reçu à l'entrée du transducteur 13 est en effet converti en un signal électrique ultrasonore de ndnwe fréquence, pui ~mpliflé par l'amplificateur 1! et enfin transformé par le bloc d'adaptation logique 15 en un signal analogique ou numérique apte à Autre reçu par le bloc 12 de logique de commande des compteurs et décompteurs. Les seconds moyens permettant d'actionner à distance le système d'alarme 5 correspondent à la ligne médiane du schéma de la figure 2. Cette ligne comprend un oscillateur de comptage-décomptage 162 le bloc logique de commande des compteurs et décompteurs 12, un bloc compteur décompteur 17, un bloc de comparaison des résultats de décomptage 189 un bloc 19 de comptage des résultats précédents et de commande de l'alarme d' apnée0 L'oscillateur 16 dont la fréquence d'oscillation est de 1 Mhz fournit la base de temps du comptage binaire de la durée de retour de l'impulsion ultrasonore réfléchie, effectué au bloc 17 compteur-décompteur.Ce comptage est commandé par l'intermédiaire du monostable d'initialisation 7 agissant sur la logique de commande 12 dès le front d'impulsion de a'oscillateur de caden cernent. Le traitement du signal au bloc 17 compteurdécompteur s'effectue par cycle de deux émissions d'ultrasons g à la première émission un comptage de la durée de retour des ultrasons est effectué seul, à la seconde émission en plus du comptage un décomptage doedeux valeurs de comptage des deux émisions est réalisé. Une remise à zéro des compteurs est effectuéeensuite. La valeur de décomptage obtenue à la seconde émission est enregistrée au bloc 18. Si cette valeur est égale à zéro plus ou moins un, les deux mesures sont considérées comme égales et représentent une variation de distance nulle ent#re deux émissions. Dans le cas contraire on considère qu'il y a variation de cette distance, donc respiration . Trois valeurs nulles successives décelées au bloc 19 de comptage et de génération de l'alarme provoquent le déclenchement de l'alarme 5. En ce qui coneerne les caractéristiques techniques de l'appareil on notera que le domaine des distances d'utilisation au patient sera avantageusement de 20 à 40 cm, les distances minimales et maximales de mesure étant respectivement de 10 et 80 cm. La variation minimale de distance détectée est d'environ 0,5 mm à 20 cm et de 0,25 mm à 40 cm. En outre, les opérations mentionnées ci-dessus peuvent être assurées par-un microprocesseur dont la mise en oeuvre diminue le nombre des composants surtout si un dialogue est prévu entre le système de surveillance et une console de centralisation. L'invention apporte ainsi un moyen compact, simple et efficace pour la surveillance à distance de la respiration des malades REVENDICATIONS 1.- Dispositif de surveillance à distance de la respiration d'une personne alitée, caractérisé en ce quil comprend des premiers moyens (1) éloignés du patient (4) et aptes à apprécier la distance qui les sépare de sa cage thoracique par émission à intervalles réguliers en direction de celle-ci d'impulsions ultrasonores et par réception des ondes réfléchies par ladite cage thoracique, et des seconds moyens reliés auxdits premiers moyens, pour actionner à distance un système d'alarme (5), lorsque la distance qui sépare la cage thoracique du patient desdits premiers moyens et que détectent ceux-ci lors d'au moins deux impulsions ultra-sonores successives ne varie pas de plus d'une valeur prédéterminée. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens (1) sont constitués par des circuits émetteurs et récepteurs ultrasonores, - le circuit émetteur ultrasonore comprenant successivement et en série un oscillateur(6)de cadencement de l'émission, un monostable d'initialisation(7) relié en parallèle à un bloc (12) de logique de commande de comptagedécomptage de la durée de retour de émission ultrasonore réfléchie, permettant notamment ltinitialisation du comptage, un monostable de durée d'émission (8), un oscillateur de fréquence ultrasonore (9), un amplificateur(10) et un transducteur ultrasonore (11) assurant l'émission ultrasonore, - le circuit récepteur ultrasonore comprenant suc cessivementet en-série un transducteur ultrasonore (13) de réception, un amplicateur (14) et un bloc d'adaptation logique (15) transformant le signal de sortie de 1ampll- ficateur (14) en un signal analogique ou numérique apte à entre utilisé par le bloc de logique de commande (12). 3.- Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les seconds moyens permettant d'actionner à distance, le système d'alarme (5) comprennent un oscillateur (16) de comptage-décomptage de lMhZ de fréquence, le bloc (12)- de logique de commande des compteurs et décompteurs, un bloc (17) compteur#décompteur effectuant toutes les deux émissions un comptage de la durée de retour de l'émission puis un décomptage des deux valeurs précédentes à la seconde émission et enfin une remise à zéro, un bloc (18) de comparaison des résultats de décomptage, un bloc (19) de comptage des résultats précédents et de commande de l'alarme (5). 4.- Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la cadence d'émission ultrasonore est de 5s. 5.- Dispositif selon lune des revendications précédentes, caractérisé en ce que la durée de l'émission ultrasonore est de 1 ms. 6.- Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la fréquence de l'émission ultrasonore est de 40 Khz. 7.- Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les distances d'utilisation de l'émetteur récepteur (1) au patient sont comprises entre 10 et 80 cm, la plage d'utilisation recommandée étant de 20 à 40 em. 8.- Dispositif selon lune des revendications précédentes, caractérisé en ce que la variation minimale de distance détectée est d'environ 0,5 mm à 20 cm et 0,25 mm à 4o cm. 9.- Ensemble de dispositifs selon lauze des revendications précédentes, caractérisé en ce que les systèmes d'alarme (5) desdits dispositifs sont regroupés dans une unique enceinte, sous la surveillance d'une seule personne.