Brevet FR2593380A1 — publié le 19870731

La présente invention concerne un procédé et un appareil pour la dtermination automatique des valeurs sys- tolique, diastolique et moyenne de la pression artérielle d'un sujet et ce par voie non sanglante. la plupart des appareils actuels utilisentà cet effet soit la cathode dite de RIVA-ROCCI, avec l'utilisa- tion des bruits de KOTRSTKOFF, soit la méthode oscillométrique dite de PAClInN. Or dans ces appareils la pression de gonflage du brassard est liée d'une façon linaire aux mesures pr4cédentes, ce qui ne tient pas compte des évolutions parfois importantes des valeurs systoliques. La conséquence en est soit in gonflage insuffisant du brassard soit un gonflaqe surabondant. La présente invention a pour but de pallier cet inconvénient en ajustant la pression dans le brassard en rapport avec les vraies valeurs systoliques de la pression ail moment de la mesure. A cet effet ce proc4.d pour la détermination automatique des valeurs systolique, diastolique et moyenne de la pression artérielle d'un sujet, h partir de la mesure de la pression interne d'un brassard gonflable que l'on qonfle jusqu'à une pression de collapse maximale et que l'on dénon- fie ensuite, est caractérisé en ce qu'on gonfle le brassard en faisant croître Sa pression interne par paliers, h partir d'une pression minimale dynamique h partir de lanuelle l'élasticité du brassard n'est plus suffisante pour assurer le dnnnflage, on mesure, pour chaque palier de pression, la valeur de l'amplitude systolique de la pulsation correspondante, on compare cette valeur de l'amplitude systolique avec la valeur de référence correspondant au palier de nression immédiatement inférieur, puis, si la valeur de ] 'ampli- tode systolique mesurée est supérieure d'un pourcentage déterminé h la valeur de référence, on gonfle le brassard i une pression supérieure 8 la précédente et on recommence la comparaison, et dans le cas contraire on procède a la phase de dégonflage durant laquelle on échantillonne la valeur de la pression absolue et celle de l'amplitude de la pulsation et on enregistre dans une mémoire une suite d'évènements caractérisés par ces valeurs échantillonnées, et enfin au cours d'une troisième phase on calcule, à partir des donnes enregistrées en mémoire au cours de la deuxibme phase dc déqonflage, les valeurs des pressions moyenne, systolique et diastolique. L'invention a également pour objet un appareil notir la d,termination automatique des valeurs systol i nue, lias- torique et moyenne de la pression artérielle d'un su jet comportant un module de pression relié h un brassard qonfiable et comprenant un capteur de la pression interne d brassard monts dans le circuit pneumatique de oonflaoe de ce brassard lenuel comprend une pompe et un circuit de commande de cette pompe, caractérisé en ce qu'il comprend une channe d'amplification h deux voies comprenant successivement un amplificateur et un filtre, l'une des voies de sensibilité réduite comprenant un filtre passe-bas délivrant un premier signal représentant la valeur de la pression absolue dans le brassard tandis que l'autre voie, de plus grande sensibili té, comprend un filtre passe-bande et traduit l'amplitude alternative des pulsations, les deux signaux analogiques issus des deux voies sont convertis sous forme numérique par un convertisseur analogique/numérique pour le traitement d'informations et la détermination des pressions moyenne, systolique et diastolique, dans un moniteur lequel comporte, outre le convertisseur, un microprocesseur et son programme, et un étage de commande relié nu circuit de commande du module de pression, lequel agit sur la pompe. nn décrira ci-aprbs, titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de la présente invention,en référence au dessin annexé sur lequel La figure 1 est un schéma synoptique d'un appareil pour la détermination automatique des valeurs systnliqlle, diastolique et moyenne de la pression artérielle d'un sujet, suivant l'invention. La figure 2 est un diagramme illustrant, dans sa partie supérieure, la variation de la pression b l'intérieur du brassard, en fonction du temps, et, dans sa partie inférieure, la variation corrélative de l'amplitude des pulsations détantées. L'appareil suivant 1 ' invention représenté sur la finure 1 réalise une adaptation automatique de la méthode oscillométrique en utilisant un brassard conventionnel 1 sans stethoscope ou microphone. La méthode oscillomntrique consiste j" détecter les pulsations de pression dans le bras- sord par un capteur de pression monté dans le circuit nneu- matique de gonflage. Le brassard I est relié à un module de pression PX et il est gonfle h une pression interne P vn- riable au moyen d'une pompe 2, reliée au brassard l par un conduit 3.Il peut être dégonflé à travers deux circuits reliés en parallèle au brassard 3, å savoir un circuit h fuite lente comprenant un étranglement à section droite relativment petite en série avec une électrovanne 5, et un circuit h fuite moyenne comprenant un étranqlement fi, de plus uranie section droite que 1 'étranqiement, en surie avec une électrovanne 7. Le brassard 1 est relié, par ailleurs, h un capteur manométrique 8 qui délivre à sa sortie un signai repr4sentant la pression à l'intérieur du brassard 1. La sortie du capteur manomètrique 8 est connectée a une chaine d'smplifi- cation à deux voies comprenant successivement un amplifica- teur 9 et un filtre ln. L'une des voies de sensibilité réduite et comprenant un filtre passe-bas 10e délivre un pre mier signal représentant la valeur de la pression absolue Pah dans le brassard. L'autre voie, de plus grande sensibilité et comprenant un filtre passe-bande lnb, traduit ] 'am- plitude alternative A(p) des pulsation. Ces deux siqnaux analogiques sont convertis sous forme numérique par un convertisseur analogique/numérique 11 pour le traitement d' in- formations et la détermination des pressions moyenne, sys- tolique et diastolique, dans un moniteur M lequel comporte, outre le convertisseur 11, un microprocesseur 12 et son pronramme, et un étaqe de commande 13.Cet 6taqe 13 est reli@ h un circuit de commande 14 du module de pression PX, lequel agit sur la pompe 2 et les lectrovannes 5 et 7. Le procédé de mesure se décompose en trois phases, ainsi qu'il est illustré sur la figure 2 1.- Le temps de ganflage I vendant lequel on dzter- mine la pression maximale de gonflage nsscessaire. 2.- Le temps de dégonflage Il pendant lequel la chaîne d'amplification collecte les siqnaux Pab et A(p) à chaque pulsation consécutive. 3.- Le temps de calcul ITT sur les données numeri- ques collectées au terme duquel les grandeurs désirées sont affichées. I TEMPS DE GONFLABE. - Pendant le temps de gonflage T l'appareil détermine la pression du brassard 1 correspondant au collapse. t'est la pression au-dessus de laquelle les oscillations ne d- croissent plus. C'est donc la presion au-dessus de laquelle il n' > a plus de bénéfice a monter puisqu'on ne recueillera plus d'informations et que l'on accroît inutilement la gêne du patient et la durée de la mesure, mais c'est la pression de gonflage qu'il faut atteindre pour pouvoir mesurer la pression systolique qui est aussi inconnue. Cette pression de gonflage est détermine avec stiffisamment de précision par le procédé de gonfle du hrassard par paliers suivant l'invention qui comprend les 5ta- pes suivantes 1) fin définit préalablement la pression minimale dynamique Po comme la pression en-dessous de laquelle l'élasticité du brassard n'est plus suffisante pour assurer le dqonflaqe. Cette pression est avale. par exemple, h 5,' KPe ?) Le brassard 1 étant a@nliqué au p-atient, on aorl- fie le brassard jusqu'a la pression dynamique Po dans l'in- tervalle de temps to-tl. 3 1 fin maintient la pression l une valeur constante par fe rmettjre complète des vannes pendant une durée suffi- sante (intervalle de temps tl-t2! pour mesurer l'amplitude de la pulsation correspondate A(po) . Cette durée constitue yn palier de gonflage pendant lequel la valeur A(po) est déterminée par la moyenne arithmétique sur deux amplitudes systoliques consécutives a, b lorsque celles-ci ne diffèrent pas de plus de 12% Cette amplitude A(po) qui se situe å une pression normalement inférieure h la pression moyenne, constitue une référence basse. 4) On nonfle le brassard à la pression P1 (de 19KPa par exemple) dans l1intervalle de temps t2-t3 et on renouvelle un palier de pression ( intervalle t3-t4) durant lequel on réitère le processus décrit en 3) et qui délivre la valeur A(pl) des pulsations. 5) Cette valeur est comparée à la réfdrence basse A(po) Si la valeur A(pl) est supérieure å la référence basse A(po), on gonfle le brassard à une pression supérieure a la précédente de 20%, et on renouvelle les étapes 4) et 5) à moins que la pression atteinte ne dépasse la valeur maximaie tolzrahle de 34KPa qui laisse présager une hypertension importante. Sinon, on estime que la pression de collapse est atteinte et on procède à la phase de dégonflage. TO TEMPS DE DEQONFLAGE Pendant le temps de dégonflage, les sinnaux numé- riqties échantillonnés 250 fois par seconde, issus des deux voies de mesure Ina et 10b subissent un prétraitement d'in formation au terme duquel est enregistrée en mémoire vive (RAM) une suite d'événements caractérisés par la pression absolue Pab(i) et l'amplitude de la pulsation A(i) à l'ins tant ti. La durée dti dégonflage doit être suffisante pour collecter entre 2n et sn événements selon la fréquence car que du sujet. Afin d'optimiser ce temps de dénonflane, deux fuites pneumatiques de constantes de temps différentes, commandées séparément par les électrovannes 5 et 7, sont ouvertes selon le protocole suivant i) 4u début du dégonflage, la fuite lente (41ectro- vanne 5) est seule ouverte (période de fuite lente TTa). ii) Lorsque le système a compté 10 évènements, la fuite lente (électrovanne 5) est fermée et la fuite moyenne (électrovenne 7) est ouverte. iii) Lorsque le systXme a compté 25 évènements (pe- riode de fuite moyenne IIb) en plus des On premiers soit 35 évbnements au total, les deux fuites (électrovannes 5 et 7) sont ouvertes et on passe alors en régime à fuite rapide (période de fuite IIc). iv) Duel que soit l'état des électrovannes 5 et 7, la mesure est terminée lorsque la pression Pab tombe b la valeur Po ( 5,3 KPa); la purge est ouverte et le système passe en mode "temps de calcul III. L'ajustaqe de la vitesse de dégonflge par cette méthode permet de linéariser suffisamment la loi de décroissance en trois branches d'exponentielles, alors qu'avec une seule fuite la loi de décroissance exponentielle donnerait un excédent de mesures vers les basses pressions aux dépens des hautes pressions. L'optimisation montre que le rapport des constantes de temps des étranglements 4 et fi doit être le nombre d'or. Elles sont actuellement ajustées à 11 et 17 secondes. III TEMPS DE CALCUL Le temps de calcul qui constitue la dernière étape ne dépasse pas 2 secondes. Effectue sur les données pr- traitées enregistrées précédemment, ce calcul délivre normalement les pressions moyenne, systolique et diastolique. Il se décompose en quatre étapes. 1) Un traitement de validité destiné a éliminer les artefacts dus principalement h des contractions musculaires. 2) Un traitement de classement destiné a transformer la représentation paramètrique en représentation explicite A (Pah) en zliminant le temps i. 3) lln filtrage numérique passe-bas sur la fonction A(Pob) afin de la réduire h un polynome du 4me degré. 4) une détermination empirique sur ce polnome des trois grandeurs exprimant les pressions moyenne, systolique et diastolique. REVENDIOATIONS 1.- Procédé pour la détermination automatique des valeurs systolique, diastolique et moyenne de la pression artérielle d'un sujet, h partir de la mesure de la pression interne d'un brassard gonflable que l'on gonfle jusqu'à une pression de collapse maximale et que l'on dégonfle ensuite, paractérisé en ce qu'on gonfle le brassard en faisant croitre sa pression interne, par paliers, h partir d'une pression minimale. dynamique (Po) À partir de lanuelle l'élasti- cité du brassard n1 est plus suffisante pour assurer le d- gonflage, on mesure, pour chaque palier de pression (P15. la valeur de l'amplitude systolique (4(pl) de la pulsation correspondante, on compare cette valeur de l'amplitude sys- tolique (A(pl)) avec la valeur de référence ((po)) correspondant au palier de pression (Po) immssdiatement infzrieur, puis, si la valeur de l'amplitude systolique mesure (A!pl\) est supérieure d'un pourcentage déterminé à la valeur de référence (A(po)), on gonfle le brassard à une pression supérieure h la précédente et on recommence la comparaison, et dans le cas contraire on procède å la phase de dégonflage durant laquelle on hchantillonne la valeur de la pression absolue (Pab(i)) et celle de l'amplitude de la pulsation (A(i)) et on enregistre dans une mémoire une suite d'dvène- ments caractérisés par ces valeurs ochantillonnes, et enfin au cours d'une troisième phase on calcule, a partir des données enregistrées en mémoire au cours de la duxim phase de dégonflage, les valeurs des pressions moyenne, systolique et diastolique. 2.- Appareil pour la ddtermination automatique des valeurs systolique, diastolique et moyenne de la pression artériel le d'un sujet comportant un module de pression relit b un brassard gonflable et comprenant un capteur de la pression interne du brassard monté dans le circuit pneumatique de qonflage de ce brassard lequel comprend une pompe et un circuit de commande de cette pompe, caractérisé en ce au'il comprend une chaîne d'amplification h deux voies comprenant successivement un amplificateur (o) et un filtre f l'une des voies de sensibilité rdduite comprenant un filtre passe-has (lia) délivrant un premier signal représentant la valeur de la pression absolue (Pab) dans le brassard tandis que l'autre voie, rie plus grande sensibilité, com- prend un filtre passe-bande (10b) et traduit l'amplitude alternative a(p) des pulsations, les deux signaux analogj- ques issus des deux voies sont convertis sous forme numzri- que par un convertisseur analogique/numérique (11) pour le traitement d'informations et la détermination des pressions moyenne, systolique et diastolique, dans un moniteur (M) lequel comporte, outre le convertisseur (il), un microprocesseur (12) et son programme, et un étage de commande rl3) relis au circuit de commande (14) du module de pression (PX), lequel agit sur la pompe (2). 3. Appareil suivant la revendication 2 caractri- sé en ce qu'il comprend deux circuits reliés en parallèle ou brassard (1), h savoir un circuit h fuite lente compre nuant un étranglement (4j, ' section droite relativement petite, en série avec une zlectrovanne (5), et un circuit à fuite rapide comprenant un étranalement (6), de plus grande section droite que l'étranglement (4), en série avec une Siectrovanne (7), ces deux électrovanne (5,7) étant connec tées au circuit de commande (14) de manière qu'au début du dégonflage 1 'életrovanne (5) de la fuite lente soit seule ouverte, puis que l'électrovanne (7) de la fuite rapide soit seule ouverte et qu'enfin les deux électrovannes (5,7) soient ouvertes simultanément en donnant lieu h une fuite moyenne.