Brevet FR2722676A1 — publié le 19960126

DISPOSITIF DE MESURE DE PARAMETRES PHYSIOLOGIQUES D'UN ETRE VIVANT. L'invention se rattache au secteur technique des appareils médicaux et notamment des appareils de mesure. Le problème que se propose de résoudre l'invention est de mesurer différents paramètres physiologiques d'un être vivant notamment d'un être humain ou d'un animal. Plus particulièrement, ce problèmae apparaît pour la mesure des paramètres respiratoires et /ou cardiaques. A ce jour, la plupart des moyens mis en oeuvre, aptes à assurer ces fonctions, nécessitent soit des moyens invasifs (on peut citer par exemple les catheters), soit des moyens de surface à partir d'électrodes mesurant l'activité électrique musculaire (on peut citer par exemple l'électrocardiogramme). On connaît également d'autres moyens sous forme par exemple de bracelets, sangles ou autres conformés pour être adaptés sur la partie du corps humain à contrôler ou à surveiller. On conçoit que de tels moyens sont particulièrement contraignants pour le patient qui, dans le cas d'un catheter par exemple, n'est plus libre de ses mouvements. En outre, les coûts de ces appareils sont relativement importants de sorte qu'il n'est pas permis de les utiliser d'une manière systématique pour procéder à une simple surveillance dans le cas d'un patient alité pour une intervention bénigne. De plus, la mise en oeuvre de ces moyens est délicate et réservée aux personnels médicaux. Or, on sait que chez l'être humain, la respiration résulte d'une absorption de l'air et de l'élimination des gaz qui sont assurées par une ventilation pulmonaire. Une telle ventilation est assurée par des mouvements d'expansion et de rétraction de la cage thoracique provoquant, à l'intérieur des poumons, des variations de volume. II en est de même pour la mesure ou le contrôle du rythme cardiaque. En effet, le coeur, qui est l'organe propulseur du sang, agit grâce à des pressions créées dans ses cavités et aptes à permettre l'écoulement du liquide de manière irréversible de la plus forte pression à la plus basse pression. Ces pressions résultent des contractions du coeur, donc de mouvements. Dans l'état actuel des techniques, il est quasiment impossible de mesurer les forces musculaires internes provoquant ces mouvements. Par contre, I'accélération des masses (musculaire, osseuse, liquide, etc...) qui sont la conséquence de ces forces internes, jamais en équilibre dynamique, va provoquer des variations de la valeur de la force d'appui sur le sol du corps, siège de ces mouvements. Ce phénomène est comparable à celui du balourd d'une pièce en rotation. Pour illustrer de façon très schématique ce phénomène, le poids P, lu par un pèse-personne, est égale au produit de la masse M par l'accélération de la pesanteur g, soit : P = Mg. Or, si une masse interne m est soumise à une accélération verticale j, le poids, c'est-à-dire la force lue par le pèse-personne, sera égale à Mg + mj. Ce phénomène physique qui permet de quantifier les mouvements des masses d'un être vivant : membre, cage thoracique, coeur, est exploité dans la présente invention pour mesurer certains paramètres physiologiques, par exemple le rythme respiratoire, le rythme cardiaque. Pour résoudre le problème posé de mesurer les paramètres physiologiques d'un être vivant, notamment les paramètres cardiaques et/ou respiratoires, il a été conçu et mis au point un dispositif remarquable en ce qu'il comprend au moins un élément support agencé pour être assujetti à une partie du corps humain ou animal, ledit élément étant équipé d'au moins un organe apte à mesurer les variations de forces résultant des mouvements de masse internes à l'organisme, ledit organe étant relié à un système de traitement du signal. Compte tenu du problème posé de mesurer les variations de force, L'élément support est assujetti à une partie du corps humain de manière à être soumis à la force d'appui de cette partie du corps. Avantageusement, L'élément support coopère soit avec une partie du dos du corps humain, en position debout ou coucher, soit avec une partie du thorax du corps humain, en position debout ou coucher. Le problème posé de mesurer les variations de poids ou de force est résolu en ce que l'organe de mesure est constitué par au moins un capteur de force convenablement positionné sur l'élément support en fonction de la partie du corps humain dont on veut mesurer les variations de forces. Pour résoudre le problème posé d'interpréter les paramètres relevés, le système de traitement du signal, combiné avec un système d'amplification, est conformé pour séparer des signaux de fréquence différents en étant apte à les retranscrire sur tout type de support. L'invention est exposée, ci-après plus en détail à l'aide des dessins annexés, dans lesquels La figure 1 montre l'organigramme du moyen de mise en oeuvre du dispositif selon l'invention. La figure 2 est une vue à caractère schématique montrant un exemple de réalisation du dispositif. La figure 3 montre un relevé de courbes de l'acquisition du rythme respiratoire en fin d'apnée et en début de respiration. La figure 4 montre un relevé de courbes de l'acquisition du rythme cardiaque en fin d'apnée et en début de respiration Le dispositif met en oeuvre au moins un élément (1) équipé d'au moins un organe (2) conformé pour mesurer les variations de force résultant des mouvements de masse internes à l'organisme. L'ensemble (1.2) est relié à un système (3) de traitement du signal relevé détecté par l'organe (2). L'élément support (1) est assujetti à une partie du corps humain de manière à être soumis à une force d'appui. Par exemple, L'élément (1) peut coopérer avec une partie du dos ou du thorax en position debout ou couchée. Cet élément (1) peut simplement être constitué par un plateau sur lequel peut être couché un patient (figure 2). Avantageusement, ce plateau (1) peut faire partie intégrante d'un sommier. Le plateau (1) est équipé d'un ou de plusieurs capteurs de mesure (2). Ces capteurs sont conformés pour mesurer une force et sont donc de tout type connu et approprié. Par exemple, ces capteurs (2) peuvent être constitués par des jauges piezzo-électriques. En ce qui concerne le plateau (1), ce dernier peut être composé de deux coques indépendantes et emboîtables de forme générale quadrangulaire.Chaque coque peut être réalisée par moulage d'une matière plastique et, plus généralement, est exécutée en tout matériau rigide. Entre les deux coques, sont fixés le ou les capteurs (2) afin de réaliser l'opération de pesage en tant que tel. Chaque capteur (2) est fixé de manière rigide sur un agencement de l'une des demi-coquilles avec capacité de micro-déplacement. Avantageusement, ce plateau (1) avec le ou les capteurs de mesure (2), est conforme à celui défini dans la Demande de Brevet FR N. 93.01252 dont le Demandeur de la présente est également titulaire. Bien évidemment, cette forme d'exécution de l'élément support (1) intégrant le ou les capteurs (2) est donné à titre d'exemple indicatif non limitatif. En effet, L'élément support (1) est conformé en formes, dimensions et géométrie en fonction des paramètres physiologiques à relever sur une partie déterminée du corps humain et en fonction de la position debout, assise ou couchée de ce dernier. L'élément support (1) avec le ou les organes capteurs (2) est relié à tout système (3) de traitement du signal. Ce système (3) est combiné avec un système d'amplification et est conformé pour séparer des signaux de fréquence différents en étant apte à les retranscrire sur tout type de support. On renvoie à cet égard aux courbes des relevés graphiques apparaissant aux figures 3 et 4 et qui montrent l'acquisition du rythme respiratoire et du rythme cardiaque. Sur chacune de ces courbes, en ordonnées sont indiquées les variations d'efforts en unités arbitraires, tandis qu'en abscisses sont indiqués les temps, en minutes et secondes. A la figure 3, la courbe (A) montre le signal brut reçu directement par les capteurs et après amplification. Sur cette courbe apparaissent des ondulations de différentes amplitudes, les grandes ondulations correspondant au signal respiratoire tandis que les petites ondulations correspondent au signal cardiaque. Les signaux de la courbe (A) sont traités par tout moyen connu et approprié, notamment en effectuant une coupure en fréquence, de manière à éliminer les signaux haute fréquence, ce qui permet d'obtenir le signal respiratoire représenté par la courbe (B). A noter que sur cette courbe (B) I'intervalle (B1) correspond à une période respiratoire, tandis que l'intervalle (B2) correspond à une période d'apnée. Le signal cardiaque est représenté par la courbe (C) et résulte de la suppression des basses fréquences. Les différents pics qui apparaissent représentent la séparation d'une période cardiaque (C1). La figure 4 montre un grossissement d'une partie des courbes (A) (B) (C) illustrées figure 3. Le dispositif trouve une application particulièrement avantageuse pour la mesure des paramètres physiologiques d'un être vivant notamment pour, par exemple - I'analyse du sommeil par mesure du rythme respiratoire et cardiaque - la surveillance des personnes en post-opératoire sous effet de calmants; - la détection de l'apnée du nourrisson - la détection de l'apnée du sommeil. Les avantages ressortent bien de la description, en particulier on souligne et on rappelle - I'aspect non contraignant du dispositif - le coût de revient réduit - la facilité d'utilisation - la simplicité de réalisation. REVENDICATIONS -1- Dispositif de mesure de paramètres physiologiques d'un être vivant, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un élément support (1) agencé pour être assujetti à une partie du corps humain ou animal, ledit élément étant équipé d'au moins un organe (2) apte à mesurer les variations de forces résultant des mouvements de masse internes à l'organisme, ledit organe étant relié à un système de traitement du signal (3). -2- Dispositif selon ta revendication 1, caractérisé en ce que l'élément support (1) est assujetti à une partie du corps humain de manière à être soumis à la force d'appui de cette partie du corps. -3- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément support (1) coopère avec une partie du dos du corps humain, en position debout ou coucher. -4- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément support (1) coopère avec une partie du thorax du corps humain, en position debout ou coucher. -5- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément support (1) est rigide. -6- Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'élément support (1) est constitué par un plateau. -7- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe (2) de mesure est constitué par au moins un capteur de force convenablement positionné sur l'élément support (1) en fonction de la partie du corps humain dont on veut mesurer les variations de forces. -8- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système de traitement du signal (3), combiné avec un système d'amplification, est conformé pour séparer des signaux de fréquence différents en étant apte à les retranscrire sur tout type de support. -9- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 et son application à la mesure de paramètres respiratoires et/ > ou cardiaques.