Brevet FR2656209A1 — publié le 19910628

L'invention concerne un appareil et un procédé de mesure d'un intervalle de temps, par exemple "Q-K diastolique", et de ses variations, caractéristiques de l'état cardio-vasculaire d'un patient, notamment d'un être humain, ainsi que leur utilisation pour évaluer la tension artérielle différentielle et systolique du patient et plus généralement porter une appréciation relative sur cet état vasculaire. On sait déjà depuis plusieurs dizaines d'années, que les courants électriques d'activité cardiaque peuvent être détectés et enregistrés sous la forme d'un graphique constituant un électrocardiogramme (ECG), représentant les variations de courant en fonction du temps. Un électrocardiogramme d'un humain normal est représenté schématiquement sur la figure 1 il est formé d'une succession d'ondes désignées par les lettres P, Q, R, S, et T. L'onde positive P, relativement faible, correspond à l'envahissement des oreillettes par l'onde d'excitation venant du noeud sinusal ; elle dure environ 0,12 seconde. L'intervalle P-Q, qui va de la fin de l'onde P au début du "complexe" QRS, correspond à la pause entre le début de l'excitation auriculaire et le début de l'excitation ventriculaire, et au passage d'une impulsion à travers différents organes ; c'est le temps de conduction auriculo-ventriculaire ; sa durée, assez variable en fonction de divers facteurs , est de l'ordre de 0,16 s. Le complexe QRS correspond à la dépolarisation des ventricules ; il comprend une onde positive R de grande amplitude, éventuellement précédée ou/et suivie d'une onde négative de faible amplitude, respectivement Q, S. La durée totale du complexe QRS est d'environ 0,08 s. L'intervalle S-T correspond à une excitation uniforme des ventricules, sensiblement isoélectrique. L'onde faiblement positive T correspond au retrait de l'excitation des ventricules ; sa durée est d'environ 0,2 s. L'intervalle Q-T mesure sensiblement la durée de la systole ventriculaire. De plus, un intervalle Q-K est défini comme étant le temps qui s'écoule entre la détection de l'onde QRS de dépolarisation des ventricules cardiaques et la détection des bruits de KOROTKOFF par un microphone au niveau d'une artère facilement compressible (par exemple l'artère humérale), ces bruits de KOROTKOFF étant provoqués par la compression de l'artère par un brassard pneumatique ; le point K n'est pas visible sur la figure 1. Le gonflement du brassard à une pression égale à la pression qui règne dans l'artère pendant la systole (contraction) cardiaque provoque l'apparition de ces bruits, la diminution de pression du brassard entraîne la disparition de ces bruits au moment où la pression du brassard devient égale à la pression qui règne dans l'artère pendant la diastole (relaxation) cardiaque. L'intervalle "Q-K diastolique" est défini comme étant l'intervalle Q-K correspondant aux derniers bruits de KOROTKOFF audibles lors du dégonflement du brassard, à la pression "diastolique" de l'artère. Cet intervalle peut être mesuré au repos, mais l'intérêt essentiel réside dans la mise en évidence de ses variations chez un sujet donné en fonction du temps, de son activité physique, et de ses émotions, grâce à un appareil portable de faible encombrement. Des recherches récentes entreprises par les demandeurs ont mis en évidence - que les variations de cet intervalle "Q-K diastolique" en fonction du temps, des activités et des émotions du sujet fournissaient un bon indice de l'état cardio-vasculaire du sujet et plus particulièrement de l'état de rigidité de ses artères, et - que cet intervalle "Q-K diastolique" est étroitement corrélé à la valeur de la pression artérielle différentielle, définie comme la différence entre la pression artérielle systolique et diastolique. L'étude des variations de l'intervalle Q-K diastolique en fonction du temps, des activités et des émotions du sujet permet de définir un algorithme permettant d'estimer à chaque instant la pression artérielle différentielle du sujet à partir de l'intervalle Q-K diastolique pris seul ou en combinaison avec d'autres paramètres tels que la fréquence cardiaque et la pression artérielle diastolique. Ainsi : Pression différentielle = f (Q-K diastolique, Pression diastolique, Fréquence cardiaque), et Pression systolique = Pression différentielle (estimée comme précédemment) + Pression diastolique. L'invention a pour but de créer un appareil de mesure de cet intervalle de temps qui soit de petites dimensions, permettant une mise en oeuvre sur un patient ambulatoire. A cet effet, l'invention concerne un appareil de mesure d'un intervalle de temps relatif aux pulsations cardiaques d'un patient, caractérisé en ce qu'il comporte, au moins, un boîtier portable comprenant une unité de calcul à microprocesseur et une unité d'affichage des résultats des calculs, un dispositif de détection d'un signal électrique d'électrocardiogramme pour déterminer le moment de l'apparition de l'onde électrique de dépolarisation du muscle cardiaque QRS, et un dispositif de détection des bruits de KOROTKOFF diastoliques pour déterminer le moment de la disparition de ces bruits, lesdits dispositifs étant reliés audit boîtier, de telle sorte que l'unité de calcul en déduise l'intervalle de temps QK diastolique, séparant l'onde Q de l'électrocardiogramme de la perception des derniers bruits de KOROTKOFF au niveau de la pression diastolique, du patient. L'invention concerne également un procédé de mesure d'un intervalle de temps relatif aux pulsations cardiaques d'un patient, caractérisé en ce que l'on détecte le moment d'une systole au moyen d'un dispositif de détection d'un signal électrique d'électrocardiogramme déterminant le moment de l'apparition de l'onde électrique de dépolarisation du muscle cardiaque, on compte le temps qui s'écoule depuis ce moment, on détecte le niveau de la pression diastolique au moyen d'un dispositif de détection des bruits de KOROTKOFF déterminant le moment de la disparition de ces bruits, on calcule l'intervalle de temps écoulé entre un point de l'onde QRS, tel que l'onde Q de l'électrocardiogramme, et la perception des derniers bruits de KOROTKOFF au niveau d'une artère comprimée par un brassard à une pression proche de la pression diastolique, au moyen d'une unité de calcul logée dans un boîtier, et on mémorise et on affiche la valeur de cet intervalle de temps sur une unité d'affichage. L'invention concerne aussi l'utilisation de cet appareil et de ce procédé pour l'analyse de l'intervalle de temps Q-K diastolique, et l'appréciation relative de l'état cardio-vasculaire d'un patient, en particulier l'état de rigidité de son système artériel. Grâce à la possibilité d'apprécier "en ambulatoire" l'état cardio-vasculaire et l'état de rigidité de son système artériel, il est possible de constater les effets des thérapeutiques utilisées. L'invention permet également la validation des mesures de tension artérielle systolique et différentielle par les appareils de mesure ambulatoire de tension artérielle utilisant la méthode auscultatoire ; en effet, ces appareils permettent la mesure de la tension artérielle d'un sujet à intervalles programmés au cours de ses activités habituelles ; ainsi, la mesure tensionnelle se fait souvent dans des conditions difficiles et risque d'être entachée d'erreur, d'où l'intérêt d'une technique permettant d'en confirmer les résultats par une autre méthode de mesure. De plus, l'invention permet l'appréciation de la systolique sans dépasser le niveau de pression de la diastolique au niveau du brassard. La mesure habituelle de la pression artérielle nécessite de gonfler le brassard enserrant le bras à une pression supérieure à la pression systolique, ce qui d'une part constitue une gène pour le patient qu'il n'est pas possible de répéter trop souvent, et d'autre part consomme de l'énergie. Le procédé de mesure reposant sur les variations de l'intervalle Q-K diastolique permet d'apprécier la pression systolique en ne gonflant le brassard qu'au niveau de la pression diastolique d'où la possibilité de mesures moins gênantes et plus nombreuses. Ainsi, l'invention permet de mesurer l'intervalle Q-K diastolique précédemment défini et ses variations chez un sujet donné et d'estimer à partir dudit intervalle et éventuellement d'autres paramètres comme la fréquence cardiaque et la pression artérielle diastolique, la pression artérielle différentielle. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre d'une forme de réalisation donnée à titre d'exemple non limitatif et illustrée par les dessins ci-joints dans lesquels - la figure 1 représente de manière simplifiée une onde électrique correspondant à un électrocardiogramme d'un patient, et - la figure 2 représente un schéma synoptique d'un appareil selon l'invention. L'appareil selon l'invention comporte, à l'intérieur d'un boîtier 1 de petites dimensions, portable par un patient ambulatoire, une unité de calcul 11 à microprocesseur comprenant au moins une horloge et une mémoire, une unité d'affichage 12 des résultats des calculs, reliée à l'unité de calcul, et des moyens de raccordement à différents dispositifs extérieurs 21, 22 lesquels font également partie de l'appareil selon l'invention, ainsi qu'éventuellement des moyens de raccordement à un dispositif d'édition connu en soi et n'appartenant pas à l'invention, par exemple une imprimante. Les dispositifs extérieurs sont respectivement un dispositif de détection 21 d'un signal électrique d'électrocardiogramme dit "ECG" permettant de déterminer le moment de l'apparition de l'onde électrique de dépolarisation du muscle cardiaque QRS, et un dispositif de détection 22 des bruits de KOROTKOFF permettant de déterminer le moment de la disparition de ces bruits ainsi que la pression artérielle diastolique et éventuellement la pression systolique. Le dispositif de détection 21 de l'onde QRS comporte un câble constitué de conducteurs comportant une électrode à leur extrémité respective opposée au boîtier, par exemple de deux ou trois conducteurs et ainsi deux ou trois électrodes dont une est constituée par une électrode neutre formant dérivation électrocardiographique, pouvant être notamment du type connu dans la technique sous le nom de CM5. Le dispositif de détection 22 des bruits de KOROTKOFF comporte un sphygmomanomètre muni d'un coussin porté par un brassard et d'une micropompe, permettant par compression d'une artère, par exemple de l'artère humérale, la détection des bruits de KOROTKOFF par la méthode auscultatoire classique, et ainsi de déterminer non seulement si nécessaire la ou les pression(s), mais également le moment de la diastole, et éventuellement également de la systole. L'un ou/et l'autre dispositif 21, 22 peuvent servir également à déterminer la fréquence cardiaque. Le microprocesseur permet la mise en mémoire des intervalles Q-K diastoliques mesurés avec un espacement programmable. L'utilisation de l'appareil est extrêmement simple, puisqu'il suffit de mettre en place comme il a été indiqué, le dispositif de détection 21 de ECG et le dispositif de détection 22 des bruits de KOROTKOFF, sur le patient, de lui faire porter, par exemple dans une poche d'un vêtement, le boîtier 1, de relier au boîtier les deux dispositifs respectivement de détection de l'onde QRS et des bruits de KOROTKOFF, et de mettre l'appareil en fonctionnement, pour obtenir les résultats des mesures. Il faut noter que comme il a été trouvé que la mesure des variations de l'intervalle Q-K diastolique sur un même sujet présente un grand intérêt lorsqu'elle est effectuée non pas seulement au repos, mais dans les conditions de la vie quotidienne, le fait que l'appareil selon l'invention soit portable, est important ; grâce à cette caractéristique, il devient possible d'analyser les variations en question en fonction du temps, de l'activité physique et des émotions du sujet, et cela sur une longue période de temps, ce qui donne des renseignements inaccessibles habituellement sur l'état cardio-vasculaire du sujet et notamment l'état de rigidité de son réseau artériel. Le processus opératoire est le suivant : on détecte le moment Q du début de la dépolarisation ventriculaire au moyen du dispositif de détection du signal ECG, on compte le temps qui s'écoule depuis ce moment, on détecte le niveau de la pression diastolique et éventuellement celui de la pression systolique au moyen du dispositif de détection des bruits de KOROTKOFF, on calcule au moyen du microprocesseur l'intervalle de temps écoulé entre l'onde Q et le dernier bruit de KOROTKOFF à la pression diastolique, et on mémorise la valeur de cet intervalle de temps, et enfin - soit on affiche ou/et édite tel quel cet intervalle de temps à côté des mesures des pressions artérielles et de la fréquence cardiaque qui ont pu être effectuées simultanément par les mêmes dispositifs, de façon à donner une indication de la compliance artérielle du patient, donc de son état artériel (la rigidité étant signe de mauvais état artériel) - soit, au moyen de l'unité de calcul, on valide, et on affiche ou/et on édite la valeur des pressions différentielle et systolique mesurées par la méthode auscultatoire, si la valeur trouvée pour ledit intervalle de temps Q-K corrobore celle de cette pression différentielle ; - soit, toujours au moyen de l'unité de calcul, on calcule, et on affiche ou/et on édite, à partir de la pression diastolique, la pression systolique, en se servant d'un algorithme faisant intervenir, outre l'intervalle R-K diastolique, les valeurs de la pression diastolique et de la fréquence cardiaque. Il est également possible, au lieu d'utiliser, comme point de départ, l'onde Q, dans le cas de certaines maladies de la conduction intraventriculaire (bloc de branche)qui élargissent l'onde QRS et ainsi l'intervalle Q-K diastolique sans que soit modifié le temps de propagation de l'onde de pouls, d'utiliser un autre point de l'onde de dépolarisation pour ne pas fausser la mesure de l'intervalle entre la dépolarisation et la perception des derniers bruits de KOROTKOFF, car, bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple ci-dessus décrit et représenté, et on pourra en prévoir diverses variantes sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1 - Appareil de mesure d'un intervalle de temps relatif aux pulsations cardiaques d'un patient, caractérisé en ce qu'il comporte, au moins, un boîtier (1) portable comprenant une unité de calcul (11) à microprocesseur et une unité d'affichage (12) des résultats des calculs, un dispositif de détection (21) d'un signal électrique d'électrocardiogramme pour déterminer le moment de l'apparition de l'onde électrique de dépolarisation du muscle cardiaque QRS, et un dispositif de détection (22) des bruits de KOROTKOFF diastoliques pour déterminer le moment de la disparition de ces bruits, lesdits dispositifs (21, 22) étant reliés audit boîtier, de telle sorte que l'unité de calcul en déduise l'intervalle de temps QK diastolique, séparant l'onde Q de l'électrocardiogramme de la perception des derniers bruits de KOROTKOFF au niveau de la pression diastolique du patient. 2 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de détection (21) d'un signal électrique d'électrocardiogramme comporte des conducteurs munis d'électrodes respectives à l'une de leurs extrémités. 3 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de détection (22) des bruits de KOROTKOFF comporte un sphygmomanomètre. 4 - Procédé de mesure d'un intervalle de temps relatif aux pulsations cardiaques d'un patient, caractérisé en ce que l'on détecte le moment d'une systole au moyen d'un dispositif de détection (21) d'un signal électrique d'électrocardiogramme déterminant le moment de l'apparition de l'onde électrique de dépolarisation du muscle cardiaque, on compte le temps qui s'écoule depuis ce moment, on détecte le niveau de la pression diastolique au moyen d'un dispositif de détection (22) des bruits de KOROTKOFF déterminant le moment de la disparition de ces bruits, on calcule l'intervalle de temps écoulé entre un point de l'onde QRS, tel que l'onde Q de l'électrocardiogramme, et la perception des derniers bruits de KOROTKOFF au niveau d'une artère comprimée par un brassard à une pression proche de la pression diastolique au moyen d'une unité de calcul (11) logée dans un boîtier (1), et on mémorise et on affiche la valeur de cet intervalle de temps sur une unité d'affichage (12). 5 - Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'on mesure les valeurs des pressions systolique et diastolique, et si la valeur de l'intervalle de temps Q-K diastolique corrobore la mesure de la valeur de la pression systolique, on valide et on affiche la valeur de ladite pression systolique. 6 - Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'on mesure la valeur de la pression diastolique et celle de la fréquence cardiaque, et on calcule à partir de ces valeurs et de celle dudit intervalle de temps, la valeur de la pression systolique.