Brevet FR2657004A1 — publié le 19910719

La présente invention concerne un compteur manuel et portatif de pulsations cardiaques. On sait que de nombreux accidents d'origine cardiaque, pouvant même entraîner la mort, se produisent du fait de la pratique sans préparation d'un sport. La presse se fait ainsi l'écho de personnes décédées après avoir participé à une course ouverte à tous et en particulier à des personnes non préparées. De tels accidents se produisent du fait d'une trop grande élévation de la fréquence des pulsations du flux sanguin (on dit que le pouls bat trop vite), ce qui fatigue le coeur et peut provoquer une syncope éventuellement mortelle. Pour éviter de tels accidents, il y a lieu de mesurer ce pouls. La mesure du pouls peut être effectuée de manière simple, en plaçant le pouce sur l'artère radiale ou cubitale de la personne afin de détecter les pulsations de son flux artériel et en comptant le nombre de pulsations détectées en une minute. Il est toutefois difficile à une personne essoufflée d'effectuer seule une telle mesure. De plus cette mesure prend au moins une minute. L'invention résout le problème indiqué ci-dessus en créant un compteur manuel et portatif de pulsations cardiaques pouvant être utilisé tant par des médecins et infirmiers que par la personne elle-même, l'opération de mesure ne prenant en outre que quelques secondes. Le principe de l'invention repose sur la constatation que la circulation sanguine détermine le degré de translucidité du corps humain. Conformément à l'invention, le compteur manuel et portatif de pulsations cardiaques est caractérisé en ce qu'il comporte un boîtier ou corps présentant la forme d'un stylo pouvant être facilement maintenu dans la poche à l'aide d'une agrafe, le boîtier ou corps contenant un capteur photoélectrique destiné à être, par exemple, posé sur le bout du doigt ou sur le lobe de l'oreille et dont la sortie est reliée à un circuit d'amplification et de mise en forme des impulsions li émises par le capteur photoélectrique et correspondant aux pulsations du flux sanguin, ce circuit formant des impulsions 12 et étant relié à un dispositif de mesure et d'affichage desdites impulsions qui est étalonné en nombre de pulsations cardiaques par minute et qui comprend une fenêtre de lecture visible à travers une ouverture prévue dans le boîtier ou corps. Conformément à une autre caractéristique de l'invention, un dispositif de suppression de la lumière ambiante est intégré au compteur ainsi qu'un éclairage infrarouge. Ceci permet au dispositif de l'invention de fonctionner depuis l'obscurité jusqu'à une lumière très vive. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Des formes de réalisation de l'objet de l'invention sont représentées, à titre d'exemples non limitatifs, au dessin annexé. Les fig. la et lb montrent deux vues générales externes du compteur manuel et portatif de pulsations cardiaques conforme à l'invention. La fig. 2 est un schéma synoptique de la partie électrique du compteur de la fig. 1. Les fig. 3, 4 et 5 représentent schématiquement trois versions différentes possibles du dispositif d'affichage de la pulsation cardiaque à partir des impulsions extraites du circuit analogique du schéma de la fig. 2. Les fig. 3a, 4a et Sa représentent des signaux apparaissant respectivement aux fig. 3, 4 et 5. Aux fig. la et lb, le compteur manuel et portatif de pulsations cardiaques selon l'invention présente la forme d'un boîtier ou corps 1 de forme générale cylindrique et réalisé en matière plastique ou en métal. Dans une forme de réalisation préférée, le corps 1 présente un diamètre de 15 à 20 mm et une longueur de 10 à 14 cm. Une attache 2, genre agrafe de stylo, est fixée sur le corps 1 et permet de porter le compteur en permanence sur soi, par exemple dans la poche de sa veste. Un bouton 3, formant interrupteur et qui est placé à la partie supérieure du corps du compteur 1, permet sa mise en service ou son arrêt par l'intermédiaire de la liaison électrique d'une pile (non représentée) avec le circuit électrique interne illustré à la fig. 2. Un détecteur réalisé sous la forme d'un capteur photoélectrique 4 est placé à la partie inférieure (fig. la) ou sur une partie latérale (fig. lb) du compteur et est prévu pour être posé sur le bout d'un doigt ou éventuellement sur le lobe de l'oreille d'une personne dont on veut mesurer le pouls, afin de détecter le nombre de pulsations par minute de son flux artériel qui fait en effet varier le degré de translucidité du corps humain. Afin de permettre cette détection, le corps 1 du compteur comprend, à proximité du capteur 4, un éclairage infrarouge destiné à éclairer la peau à l'endroit où le capteur 4 est placé et un système de suppression de la lumière ambiante est inclus dans le circuit électronique du compteur. Le compteur selon l'invention peut alors fonctionner même en cas de lumière très vive, tandis que l'éclairage infrarouge ci-dessus permet un fonctionnement en cas d'absence totale de lumière extérieure. Dans une fenêtre d'affichage 5 placée à la partie supérieure du compteur apparaissent des chiffres indiquant le nombre de pulsations cardiaques par minute. Le compteur conforme à l'invention fonctionne de la manière indiquée ci-après. On pose tout d'abord le capteur photoélectrique 4 du détecteur par exemple sur le bout d'un doigt de la personne dont on veut mesurer le pouls et on appuie sur le bouton 3 pour mettre le compteur en marche. Après une dizaine de secondes, on lit le nombre de pulsations par minute qui apparaît sur la fenêtre d'affichage 5. On retire alors l'appareil et on appuie à nouveau sur le bouton 3 pour le mettre en position arrêt. On remet alors le compteur dans sa poche. La mesure du nombre de pulsations cardiaques par minute ne prend ainsi que 12 à 15 secondes. A la fig. 2 qui montre un schéma électrique de la partie interne du compteur de la fig. 1, on a représenté le capteur photoélectrique 4 dont la sortie est reliée à un circuit d'amplification et de mise en forme 6 donnant en sortie des impulsions rectangulaires I2 dont la fréquence correspond à celle des pulsations I1 du flux artériel. La sortie du circuit d'amplification et de mise en forme 6 est reliée à un dispositif de mesure et d'affichage 7 permettant de transformer ses impulsions de sortie en un nombre correspondant au nombre d'impulsions cardiaques par minute et qui apparaît sur la fenêtre d'affichage 5 des fig. la et lb. Trois dispositifs d'affichage 7 sont envisagés dans ce qui suit et sont respectivement représentés aux fig. 3, 4 et 5 - un intégrateur 8 avec voltmètre miniature, - un tachymètre 10 à temps de mesure fixe, - un système à microprocesseur 12. Intégrateur (fig. 3) Un intégrateur est un système qui fournit une tension continue proportionnelle au nombre des impulsions I2 qu'il reçoit par unité de temps, c' est-à-dire, dans le cas présent, à la fréquence ou rythme des pulsations Il du flux artériel. L'intégrateur 8 est ainsi en convertisseur fréquence-tension et, par un réglage approprié des circuits de l'intégrateur 8 , on fait en sorte que la tension de son signal V2 de sortie soit proportionnelle au nombre par minute des pulsations du flux artériel, cette tension étant appliquée à un dispositif de mesure de tension 9 que l'on étalonne alors en nombre de pulsations par minute. Dans une forme préférée de réalisation du compteur des fig. la et lb, le dispositif de mesure 9 est un voltmètre miniature à affichage numérique dont les lectures sont lisibles à travers la fenêtre 5. L'intégrateur 8 de la fig. 3 intègre plusieurs impulsions I2 afin d'obtenir une tension continue V2 proportionnelle à la fréquence de ces impulsions (voir fig. 3a). La tension V2 est ainsi la tension moyenne L'intégrateur 8 comporte également un circuit de réglage de gain (coefficient k ci-dessus) de façon à obtenir une lecture directe sur le millivoltmètre constituant le dispositif de mesure 9. Ainsi, la tension du signal V2 pourra être de 60 mV pour un nombre de pulsations 12 égale à 60 par minute. Cette tension sera égal à 30 mV pour 30 pulsations par minute et serait de 300 mV pour 300 pulsations par minute dans le cas considéré. Le dispositif de mesure 9 est ainsi dans ce cas un millivoltmètre à affichage numérique (0 à 999 mV) donnant la valeur de la tension du signal V2 et donnant donc également la mesure de la fréquence cardiaque par minute après un étalonnage approprié. Tachymètre (fig. 4) Un tachymètre est un dispositif qui mesure un nombre d'impulsions 12 pendant un temps de mesure fixe Tm (voir fig. 4b). Le temps de mesure fixe Tm ci-dessus doit, pour des raisons de confort, être de courte durée, mais, pour des raisons de précision, il doit être de durée aussi longue que possible ; un compromis acceptable se situe autour de Tm = 10 s, soit 1/6 minute. Les pulsations cardiaques incrémentent, pendant ces 10 secondes, un compteur 11. Pour un pouls de 72, un nombre d'impulsions égal à 72/6 = 12 aura ainsi été capté par le compteur. A la fin du temps Tm de mesure, la valeur du compteur est envoyée vers l'afficheur du dispositif de mesure et d'affichage 7 de la Fig. 2 qui mémorise cette valeur. Pour permettre une lecture directe en pulsations par minute, le tachymètre 10 comprend un multiplicateur d'impulsions (multiplication par 6 dans le cas présent) de manière à être ramené à la minute et lire le nombre de pulsations par minute directement sur la fenêtre d'affichage 5. Pour obtenir une meilleure précision, le temps de mesure est synchronisé par les impulsions d'entrée. Lorsque le temps de mesure s'arrête, un nouveau cycle est déclenché par la prochaine impulsion cardiaque (voir fig. 4a). Système à microprocesseur (Fig. 5) Un grand avantage d'un système à microprocesseur ( P) est que celui-ci peut effectuer des calculs d'une manière très simple. Le principe de la mesure consiste à mesurer le temps T1 entre deux pulsations, puis à faire le calcul pouls pouls = 6T pour obtenir la pulsation cardiaque. Malheureusement, le pouls d'une personne n'est que très rarement régulier. Aussi, pour fiabiliser la mesure, celle-ci sera faite sur quatre périodes, la formule devenant : pouls= 60 x 4 (voir fig. 5a). T Le système à microprocesseur 12 de la fig. 5 effectue donc une mesure du pouls pour quatre impulsions afin de calculer la période et la fréquence, et effectuer une conversion en pulsations par minute. A la fin du temps de mesure le microprocesseur envoie le résultat du calcul vers l'afficheur du dispositif de mesure et d'affichage 7 de la fig. 2 où il est lu sur la fenêtre 5, et le cycle peut recommencer de nouveau. L'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation représentés et décrits en détail car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1 - Compteur manuel et portatif de pulsations cardiaques, caractérisé en ce qu'il comporte un boîtier ou corps (1) présentant la- forme d'un stylo pouvant être facilement maintenu dans la poche à l'aide d'une agrafe (2), le boîtier ou corps (1) contenant un capteur photoélectrique (4) destiné à être par exemple posé sur le bout du doigt ou sur le lobe de l'oreille et dont la sortie est reliée à un circuit d'amplification et de mise en forme (6) des impulsions I1 émises par le capteur photoélectrique (4) et correspondant aux pulsations du flux sanguin, ce circuit (6) formant des impulsions 12 et étant relié à un dispositif de mesure et d'affichage (7) desdites impulsions qui est étalonné en nombre de pulsations par minute et qui comprend une fenêtre de lecture (5) visible à travers une ouverture prévue dans le boîtier ou corps (1). 2 - Compteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il inclut un système de suppression de la lumière ambiante. 3 - Compteur selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'éclairage infrarouge prévu pour éclairer l'endroit où est placé le capteur. 4 - Compteur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le dispositif de mesure (7) comprend un intégrateur (8) et un voltmètre numérique de type pour afficheur (9). 5 - Compteur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le dispositif de mesure (7) comprend un tachymètre (10) comportant un compteur (11) et éventuellement un multiplicateur de fréquence. 6 - Compteur selon l'une des revendications 1 S 5, caractérisé en ce que l'intégrateur (8) comprend un réglage de gain (k) permettant de régler la valeur de la courbe de tension de son signal (V2) de sortie en fonction de la fréquence des pulsations cardiaques (ici). 7 - Compteur selon l'une des revendications 1 t 6, caractérisé en ce que le dispositif de mesure et d'affichage (7) est un système à microprocesseur (12). 8 - Compteur selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le capteur photoélectrique (4) est placé soit à la partie inférieure (fig. la) soit sur une partie latérale (fig. lb) du boîtier ou corps (1). 9 - Compteur selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le boîtier ou corps (1) a un diamètre de 15 à 20 mm et une longueur de 10 à 14 cm, environ.