Brevet FR2705026A1 — publié le 19941118

MONITEUR - CEITURS nONmRE L'APHTE RESPIRATOIRE DES NOURISSONS. Les statistiques médicales démontrent que le syndrome de l'apnée réspiratoire des nourisson de toutes ages, généralement à partir du 5-me jour jusqu' å 10-me mois frappe en moyenne 70 000 enfants européens par an, ou 5 k 8 enfants par jour en Prance. La médicine se trouve actuellement encor impuissante face de ce syndrome, ne pouvant ni prévoir ni contrecarrer de tels accidents. Il éxistent, bien sur des nombreux moniteurs de surveillance réspiratoire des bébés, d'assez importants appareils du chevet, asummant le contrôle réspiratoire des enfants durant leur sommeil. Ces appareils, s'adressant essentiellemntba des hopitaux, instituts pédiatriques, crèches etc, sont par leur complexité et leur prix, peu adaptés i l'usage courante des mères angissées à domicile. L'invention présente tend de remedièr à cette lacune, par la réalisation d'une simple ceinture en tissu textile, en plastique ou caoutchouc-silicone, attachable autour du ventre du bébé et comportant le capteur piezoélectrique de traction (PVDP ou les céramiques piezovoltaiques) qui convertissent le mouvement ventrale de la fonction pulmonaire du bébé, en impulsion de la tension eléctrique. Cette dernière, étant de très haute impédance est convertie en impédance moderée (p.ex. convertisseur F2T) le signal, paraissant à chaque res piration charge un condensateur, en maintenant, quel que soit le rythme réspiravoir de ltenfant, sa charge au niveau élevé (500 à 800 mV). Ce condensateur, mémorisant en quelque sorte la réspiration normale du bébé, est chunté par une résistance de "fuite", de préference une thérmistance, ayant à le température normale du bébé, une valeur ohmique suffosamment élevée, pour que le condensateur soit constammant quasi chargé. Il est de lors évident, que, si la réspiration de l'enfant fait défaut, les impulsions voltaiques n'alimentant plus le condensateur, ce dernièr en 15 b 25 sécondes va se decharger i travers le thérmistance, sa tension va tomber au niveau le plus bas. C'est alors, que le circuit électronique intervient en amor çant p. ex. un thyristor, ce dernier mettant en fonction l'alarme sonore, ultrasonore ou par l'émission TSF. De même, si l'enfant a de la fièvre, la thermistance. etant en contact avec le ventre du bébé, p. ex. à partir de 38eC va accuser une telle chute de la valeur ohmique, que le condensateur en dépit de la réspiration normale ou accelerée, va être dèchargé, mettant en fonction le procéssus de l'émission sonore ou autre de l'alarme. Ainsi, le ceinture protéctrice du bébé selon l'invention signale non seulement l'arrêt de la réspiration, mais également toute montée de la fièvre audélà d'une valeur critique, 38C par exemple. Fig. 1, Planche Unique, visualise cette ceinture, fixée sur le ventre du bébé pendant son sommeil (7). i'ig. 2, démontre les détails de cette ceinture, et notamment l'ensemble eléctronique, coulé de préference dans le caoutchouc (2), et sous (3) et (4), la fermeture dite Velcro, de fixation. vig 3, démontre les composantes électriniques prises dans ce bloc du caoutchouc, où (5) c'est l'enveloppe éxterieure avec deux pattes (6) d'attache, munies des trous de fixation (7), (8) - bouton-préssoir de dèmarrage, (9)- battérie Lithium d' alimentation, (10)- microsvitch controlant la préssion lur la peau du bébé, muni p. ex. d'une thérmistance de mésure de température,11- buzzer du signal d'alarme sonore, à ultra-son ou l'émetteur TSF (CB). 12, c'est le ship de montage électronique en SMD où en micro-électronique. 14-14' les deux bandelettes piezo-génératrices de traction, ou (13) une bi-lame piezo-céramique, captant les tractions lors de la réspiration de l'enfant. Fig. 3'- démontre le même bloc-caotshouc vu de profile, le bouton de démarrage peut être sousbaissé, célà pour éviter la préssion intempestive du b'b' lors de changement de la position de couchage. 10- c'est le micro-contacteur branchant, lors d'une préssion convenable contre la peau du bébé, l'ensemble d'alimentation, et conténant au bout une Thérmistance (mh) de contrôle de température. Fig 4 démontre au titre d'exemple la disposition de ces mêmes composantes, avant le COU1a-F- dans le caoutshouc ou une masse plastique souple. Fig. 6 démontre le shémà eléctronique du principe de fonctionnement du moniteur de la réspiration et de température. "A"- c'est le genérateur d'impulsions électrostatiques, tel 14 -v14' constituée par deux bandelettes en PVOF ou autre matériau convenant (la séconde bandelette, dédouble la première par des raisons de sécurité), de même les pièzocéramiques en bi-lames, p. ex. peuvent (voir "13, Fig. 3) genérer les tensions importantes, en raison de la contreinte transversale, subie lors de la traction des attaches "6". Les les impulsions de la tension electrostatique, genéres par ces capteurs de traction et pouvant dépasser 600volt, s'acheminent sur le grille d'un FEr, convertissant la très haute impédance en modérée, selon la résistance R1 entre la source et la masse. Pour réduire la consommation du drain, R11 serà assez élevée 1 mOhm. Cette tension pulsatoire, protégée contre le rétour par une diode D, charge dans le sens unipolaire un condensateur, ainsi, après 3 - 4 réspiration le tension sur ce condensateur se stabilise aux environs de 600 à 800mV. Ce condensateur (Tantal, miniature) (C1) est shunté par une thérmistance Th, lequel, lors de l'arrêt de réspiration, manque des impulsions de charge, se dècharge peu à peu, atteignant en 12 à t secondes le seuil minimal de l'ordre de 100 mv. Cette baisse de la tension du condensateur C1, provoque l'amorçage du Thyristor "U" , ce dernièr faisant passer le courant sur le dispositif d'alarme "S". Ce chémà, très simple et extrèmement fiable, exige l'emploi des deux battéries, l'une sous une très faible consommation (env. 3uA), l'autre qui ne sert qu'alimenter le dispositif d'alarme. Un Micricircuit, pouvant être intégré, est représenté sur la Fig. 7. A l'entrée, la tension du piezo-générateur, convertie par le BET "B"'n impédance modérée, charge à travers le condensateur C2 et la diode "D" le condensateur Ci, ponté comme précédamment par la thérmistance Th- délimitant le temps de la dècharge du Ci, lors de l'arrêt de la réspiration du bébé. Un OpAmp linéaire p. ex. TLC-271 controle la baisse de la tension sur ce condensateur (C1) et comme cette dernière s'écprime sur l'entrée inversé, la tension zero à la sorti de l'amplificateur va monter à la mesure de. la dècroissance de tension à l'entrée. A un certain niveau cette tension à la sortie va atteindre le seuil d'amorçage du thyristor "U", lequel met en fonctionnement le pulsateur rythmé, p. ex du Type U-175M - qui va alimenter au rythme de "bip-bip" le générateur d'alarme "S". Compte tenu de la petitesse de pile, il est avantageux d' éspacer les sonoritées en utilisant les pauses pour la multiplication de la tension par le dispositif multiplicateur convénant (C). Ainsi, la sonorité retentirà plus éspacée, mais à puissance quadrouplée ou quintouplée. Des shémas sel. Fig. 6 et 7, nous constatons, que lorsque l'enfant a la fièvre, p. ex audélà de 38 C, la thérmistance (Th) étant baissée de 2/3, le condensateur (C1), en dépit de la réspiration normale ou accélerée du bébé, serà dèchargé, et l'alarme se produirà tout comme lors de l'arrêt de la réspiration. On s'aperçoit dès lors, que avant la mise de la ceinture sur le bébé, le C1 à l'état latentRchargé, émet l'alarme, signalant le bon fonctionnement des battéries et de l'eléctronique. Dès la fixation de la ceinture sur le ventre du bébé, quelques mouvements réspiratoires, chargentle condensateur C1, et il suffit de pousser la monticule de dèsamorcage (8), le Thyristor cesserà de conduire, et le système se mettrà en veille à très faible consommation. chaque dècrOchage de la ceinture, équivalent à l'arrêt de la réspiration, va provoquer inévitablement le déclanchement de l'alarme. Un tel système d'une simplicité et fiabilité éxtrème et très bas prix de production, permet de réaliser à large échelle la sécurisation des nourissons - et par là, de leur mères. Au cas, ou les perents ne partagent pas la pièce du bébé, le transmetteur par cable ou par modulation du reseau peut selon l'invention être employé. REVENlI CATI OMS 1) Moniteur - ceinture contre l'apnée réspiratoire des nourissons, caractérisée en ce que une ceinture en quelle forme que soit, telle culotte portecouches, ayant comme caractéristique d'encercler la taille ou partie ventrale de l'enfant, comporte un élement générateur des tensions électriques lors des tractions ou rélachements, somme suite b la réspiration du bébé, ou /et un élement capteur de température de preférence une thermistance b coefficient de température négatif, ces deux élements fournissant simultanement ou dans 1' ordre séparé les tensions ou des variations de tension, suscéptibles d'assurer la surveillance permamente de la fonction réspiratoire ou/et de la température de l'enfant. 2) Moniteur - ceinture selon la revendication 1, caractérisée en ce que, subissant les tractions alternées des rélachement de la circonférence de la taille ou de la partie ventrale de l'enfant lors de sa respiration, comporte un condensateur qui se trouve chargé par les tensions électriques générées par l'effet mécanique (traction, rélachement) agissant sur la dite ceinture, ces tensions après l'abaissement de l'impédance et conversion unipolaire (emploi d'un RET sel Fig. 4, 7), ce condensateur étant chunté par une résistance, de préference une thermistance, cette dernière controlant la température cutannée de l'enfant, determine le temps de dècharge du dit condensateur. 3) Moniteur - ceinture selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que l'état de charge électrique du dit condensateur, mémorisant en terme eléctrique la réspiration normale de 1 'enfant, lors de 1' étant de fièvre poussée de l'enfant, comme suite à l'abaissement de la résistance ohmique de la thermistance, étant en contact cutanné de l'enfant, en dépit de la réspiration normale ou même accelerée se trouve dèchargé, cet abaissemeny de sa charge électrique provoquant, par des moyens conventionnels le déclanchement de l'alarme. 4) Moniteur-ceinture selon les revendications 1, 2 et 3 caractérisé en ce que le dit condensateur, prive de l'apport des charges électriques, céld en cas de l'arrêt de réspiration de l'enfant, se dècharge dans un laps de temps prèdeterminé, l'abaissement de la tension de charge, tout comme dans la révendication 3 provoque à l'aide des moyens conventionnels le déclanchement de 1' alarme. 5) Moniteur-ceinture selon les revendications de 1 à 4, au cas ou la personne ne se trouve dans la chambre de l'enfant, caractérisé en ce que le signal d'alarme est capté par un récepteur-fiche, mis à la prise du réseau 220V à proximité de l'enfant à surveiller, ce recepteur-fiche captant le signal d'alarme l'injecte sur le réseau 220V en superposition de la fréquence de 50ruz une autre fiche émettrice, placée dans une prise différente de l'appartement, séparant ce signal d'alarme de la tension altérnative du réseau, utilisant comme source d'alimentation ce dernièr, déclanche l'alarme dans une autre pièce convénante de ce même appartement ou de l'appartement voisin, relié au même réseau. 6) Moniteur-ceinture selon les revendications de 1 à 5, caractérisé en ce que, la fiche émettrice de l'alarme, placée dans la prise appropriée du réseau 220V , cumulant une reserve électrique convénable, daclanche automatiquement l'alarme, si le réseau de 220V , suite à l'orage ou d'un court-circuit se trouve disjoncté. 7) Moniteur-ceinture selon les revendications de 1 à 6, caractérisé en ce que l'alimentation de la ceinture, du fait d'emploi des composants C-MOS et du FEU à haute résistance (source-masse) ne consommant q'un courant infime, paut être constitué par l'emploi d'un condensateur dit "gold-Cap" à capacité de 1 à 2 Farads et 5,5V de tension, un tel condensateur chargé instantannement avant chaque emploi de la ceinture, sa capacité étant suffisante pour maintenir l'alarme de l'intensité et