Brevet FR2722677A1 — publié le 19960126

La présente invention concerne un appareil d'auscultation, servant à détecter et amplifier des bruits physiologiques pulsatoires ou non, notamment les bruits cardiaques et/ou respiratoires, et à les rendre audibles à l'oreille nue, l'opérateur pouvant se trouver à une distance plus ou moins grande de la personne auscultée. L'invention a en particulier pour but de fournir un appareil qui permette de détecter avec certitude les bruits cardiaques, c' est-à-dire les battements du coeur, même à travers les vêtements d'une personne et en présence de bruits parasites, ce qui est important dans le cas de personnes accidentées nécessitant un diagnostic immédiat. Pour ce genre d'utilisation, il est difficile de se contenter d'un simple stéthoscope. Par ailleurs, le problème ne peut être résolu simplement en amplifiant les bruits cardiaques et en restituant, par un haut-parleur, les bruits cardiaques amplifiés. En effet, on constate alors des phénomènes perturbateurs, notamment un "accrochage" aussi bien par effet Larsen que par retransmission au travers du corps du dispositif. Ces phénomènes perturbateurs peuvent être atténués en éloignant le haut-parleur du capteur acoustique, mais dans cette hypothèse on perd l'avantage d'un appareil compact et maniable. La présente invention évite tous ces inconvénients, en fournissant un appareil d'auscultation qui, tout en étant de réalisation compacte et maniable, donc d'une utilisation commode, permet d'amplifier de façon suffisante les bruits cardiaques et/ou respiratoires en s'affranchissant des phénomènes perturbateurs précédemment évoqués, et de les restituer au moyen de haut-parleurs. A cet effet, l'invention a pour objet un appareil d'auscultation comprenant essentiellement, en combinaison - un capteur acoustique apte à être mis en contact, directement ou indirectement, avec un corps à ausculter, et délivrant un signal électrique correspondant, - des moyens électroniques d'amplification et de filtrage du signal émis par le capteur, et - au moins deux haut-parleurs montés en opposition de phase acoustique de manière à éviter les phénomènes de retour de vibrations vers le capteur au travers du corps de l'appareil lui-même, les haut-parleurs étant, en fonctionnement, excités de façon simultanée par les moyens d'amplification et de filtrage, et produisant alors un son audible. Le capteur acoustique, apte à être mis en contact directement ou indirectement avec le corps à ausculter, est avantageusement un capteur à membrane, du type capsule de stéthoscope, associée à un microphone du type électret. De préférence, ce capteur acoustique est entouré d'un écran phonique, réalisable sous la forme d'une jupe annulaire, qui s'adapte à la morphologie du corps ausculté et dont le rôle est d'isoler acoustiquement le capteur des bruits ambiants lorsqu'il est appliqué sur le corps à examiner. Selon un mode de réalisation préféré, l'appareil d'auscultation selon l'invention se présente comme un boîtier allongé comportant, à une extrémité, le capteur avec son éventuel écran phonique et pourvu, à son extrémité opposée, des haut-parleurs, le boîtier renfermant les moyens électroniques d'amplification et de filtrage. Pour l'utilisation de l'appareil, la membrane du capteur est mise en contact avec le corps à ausculter, par exemple sur la poitrine d'un patient, soit directement (contact avec la peau), soit indirectement (contact avec les vêtements). L'écran phonique, entourant le capteur, isole ce dernier des sons provenant de l'arrière. Si la membrane est mise en contact avec un corps émettant ou transmettant des vibrations, le microphone du type électret qui lui est associé produit un signal électrique correspondant. Le signal électrique est amplifié, puis filtré pour en éliminer les fréquences correspondant à des bruits indésirables, avant d'être restitué par les hautparleurs, qui permettent à n'importe quelle personne se trouvant à proximité de l'entendre clairement. Le montage particulier des haut-parleurs, au nombre d'au moins deux, permet d'obtenir une valeur sensiblement nulle, pour la résultante des vibrations transmises au boîtier de l'appareil, de sorte que toute retransmission de vibrations transversales au travers de l'appareil, qui risquerait de créer un 'accrochage" par retour sur le capteur, est en principe évitée. En particulier, dans le cas de deux haut-parleurs, ceux-ci sont identiques, placés dos-à-dos avec contact physique de leurs masses d'armature respectives symétriques, de manière à fonctionner en opposition de phase acoustique lorsqu'ils sont excités de façon simultanée par des signaux identiques. Ainsi, les haut-parleurs produisent ensemble un son audible suffisamment puissant, sans risque d'accrochage. A titre de précaution complémentaire, des coussins intercalaires, par exemple en élastomère, sont prévus dans le boîtier pour former des écrans phoniques, d'une part entre le capteur et le compartiment recevant les moyens électroniques d'amplification et de filtrage, et d'autre part entre ce compartiment et les haut-parleurs. Les moyens électroniques d'amplification et de filtrage comprennent au moins un premier amplificateur recevant à son entrée le signal du capteur, apte à être mis en contact directement ou indirectement avec le corps à ausculter, un filtre passe-bande relié à la sortie du premier amplificateur, et un amplificateur final relié à la sortie du filtre passe-bande et excitant de façon simultanée les haut-parleurs. Le filtre passe-bande permet d'éliminer les bruits parasites. Avantageusement, l'appareil peut comporter des moyens de sélection de la bande passante de ce filtre passe-bande, permettant notamment d'adapter l'appareil à des catégories d'individus prédéfinies, telles qu'adulte, enfant ou foetus, pour lesquelles les fréquences des bruits cardiaques se situent dans des plages distinctes. L'appareil peut comporter une prise d'écouteur, directement reliée à la sortie du premier amplificateur, pour une écoute "directe" des bruits pulsatoires amplifiés, mais non filtrés, à la manière d'un stéthoscope électronique de base. Avantageusement, les moyens électroniques d'amplification et de filtrage comprennent encore un circuit détecteur de pic relié à la sortie du filtre passe-bande, et associé à un générateur de "bip", des moyens de sélection étant prévus pour relier l'entrée de l'amplificateur final soit directement à la sortie du filtre passe-bande, soit à la sortie du générateur de "bip". L'appareil d'auscultation possède ainsi deux modes d'utilisation - soit restitution directe, par les haut-parleurs, des bruits pulsatoires amplifiés et filtrés, notamment des bruits cardiaques et autres - soit génération, par les mêmes haut-parleurs, de "bip" sonores en correspondance avec les seuls pics principaux des pulsations cardiaques, sélectionnés par le circuit détecteur de pic, les pics secondaires n'étant pas pris en compte. Le détecteur de pic peut être relié encore, par l'intermédiaire d'un circuit de comptage de pulsations, à un afficheur apte à visualiser entre autres les fréquences des pulsations, notamment cardiaques. De toute façon, l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemples non limitatifs, quelques formes d'exécution de cet appareil d'auscultation Figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un appareil d'auscultation conforme à la présente invention, selon une première forme d'exécution Figure 2 est un schéma de principe des circuits électroniques de cet appareil Figure 3 est une vue en perspective d'une autre forme d'exécution de l'appareil objet de l'invention Figure 4 est un diagramme illustrant une partie du fonctionnement de cet appareil. La figure 1 montre la constitution physique d'un appareil d'auscultation conforme à la présente invention, se présentant ici extérieurement comme un boîtier allongé 1 de forme générale cylindrique, dont l'axe est indiqué en 2. A une extrémité du boîtier 1, est prévu un capteur à membrane 3, constitué en pratique par une capsule du genre stéthoscope, ou une capsule en matière plastique, voire en caoutchouc ou élastomère ou autre, associée à un microphone du type électret 4 (voir aussi figure 2). Le capteur acoustique 3 est fixé à une pièce d'appui 5, et il est entouré par une jupe annulaire 6, en élastomère ou en tout autre matériau souple s'adaptant au contour de la partie auscultée, se présentant comme une ventouse simple ou à sillons multiples constituant un écran phonique annulaire particulièrement efficace. Au-dessus du capteur 3 est formé, à l'intérieur du boîtier 1, un compartiment 7 renfermant des piles ou batteries 8 d'alimentation électrique de l'appareil, et des circuits électroniques 9. Le boîtier 1 est pourvu, à l'opposé du capteur 3, d'un ensemble de deux haut-parleurs identiques 10 et 11, placés dos à dos à l'intérieur d'une armature commune 12 avec interposition d'un manchon en élastomère 13. L'appareil comprend encore un coussin en élastomère 14 disposé entre la pièce d'appui 5 du capteur 3 et le compartiment électrique 7, et un autre coussin en élastomère 15 disposé entre ce compartiment électrique 7 et l'armature 12 des haut-parleurs 10 et 11, ces deux coussins 14 et 15 formant des écrans phoniques complémentaires. La réalisation des circuits électroniques 9 est illustrée, sous forme de schéma-bloc, par la figure 2. Le microphone 4 associé à la membrane du capteur 3 est relié à l'entrée d'un amplificateur 16, dont la sortie est reliée à un filtre passe-bande 17. Un point situé entre l'amplificateur 16 et le filtre 17 est aussi relié à une prise 18 pour écouteur. La sortie du filtre passe-bande 17 est d'une part reliée par un contact inverseur 19, à l'entrée d'un amplificateur final 20 qui attaque les deux haut-parleurs 10 et 11. D'autre part, la sortie du filtre passe-bande 17 est reliée à un circuit détecteur de pic 21, dont la sortie est raccordée à un générateur de "bip" 22 également relié, par sa sortie, au contact inverseur 19. Pour l'utilisation de l'appareil d'auscultation précédemment décrit, la membrane du capteur 3 est mise en contact avec le corps émettant des vibrations (représentant ici les bruits cardiaques). La membrane vibre ainsi avec ce corps et le microphone du type électret 4 produit alors un signal électrique en correspondance avec les vibrations de la membrane. Le signal électrique est amplifié une première fois dans l'amplificateur 16, puis ce signal amplifié est filtré dans le filtre passe-bande 17 pour éliminer les bruits indésirables, et pour éviter les risques d'accrochage tant par effet Larsen que par retransmission par le boîtier 1 de l'appareil. Si le contact inverseur 19 occupe sa position montrée sur la figure 2, le signal amplifié et filtré est directement transmis à l'amplificateur final 20, lequel actionne les deux haut-parleurs 10 et 11 placés dos à dos et liés mécaniquement par leurs carcasses, qui fonctionnent ainsi en opposition de phase acoustique. Le bruit cardiaque est ainsi restitué, sous une forme très audible et sans engendrer de phénomènes perturbateurs. La prise d'écouteur 18 permet aussi une écoute directe des bruits cardiaques et des autres sons transmis, notamment les bruits respiratoires, non filtrés. Lorsque le contact inverseur 19, commandé par un sélecteur manuel, occupe son autre position, le son cardiaque est traité par le circuit détecteur de pic 21, de la manière illustrée par le diagramme de la figure 4. La ligne supérieure du diagramme montre le signal réel, qui comprend un pic principal P1 et un pic secondaire P2. Ces deux pics P1 et P2 sont quantifiés par intégration, fournissant des grandeurs Q1 et Q2 qui sont comparées avec un seuil S, convenablement choisi. Seul le pic principal P1 donne lieu à une grandeur Q1 supérieure au seuil de comparaison S, de sorte que ce pic principal P1 est détecté et sélectionné. Le signal de sortie du circuit détecteur de pic 21, émis au rythme des battements du coeur, est amené au générateur de "bip" 22 qui déclenche un train d'impulsions T de fréquence élevée, mais de faible durée. Le train d'impulsions T est amplifié dans l'amplificateur final 20, et les haut-parleurs 10 et 11 émettent ainsi des "bip" (brefs signaux sonores successifs) selon le rythme cardiaque. La figure 3 montre une autre forme d'exécution de l'appareil d'auscultation objet de l'invention, comportant un boîtier 1 non plus cylindrique mais de configuration différente, plus ergonomique, pourvu en particulier d'une poignée 23. Le boîtier 1 porte toujours un capteur à membrane 3,6 à une première extrémité, et il est encore pourvu à son autre extrémité de deux haut-parleurs placés dos à dos, dont l'un 10 est ici visible, tandis que dans sa partie intermédiaire le boîtier 1 reçoit les piles ou batteries et les circuits électroniques, dont la réalisation et le fonctionnement correspondent à la description précédente. Le boîtier 1 comporte encore ici un tableau de commande 24, pouvant notamment comprendre un sélecteur 25 de volume sonore, un sélecteur 26 de la bande passante du filtre 17, et un sélecteur 27 commandant le contact inverseur 19 "bruit réel / générateur de "bip", ainsi qu'un afficheur 28 de la fréquence cardiaque et éventuellement de visualisation d'un signal représentant le bruit ausculté (genre oscilloscope). Un bouton de mise en marche 29 est avantageusement placé à l'extrémité libre de la poignée 23. Le sélecteur de bande passante 26 possède, de préférence, les trois positions suivantes - position "adulte", - position "enfant", - position "foetus". La sélection de la bande passante s'effectue, dans les circuits électroniques 9, soit en faisant intervenir au choix l'un ou l'autre de plusieurs filtres passe-bande (représentés globalement sous la forme d'un unique filtre passe-bande 17), soit en réalisant un filtrage numérique équivalent. Comme le montre aussi la figure 2, le circuit détecteur de pic 21 peut être relié encore à un circuit 31 de comptage des pulsations cardiaques, à sortie numérique, lui-même en relation avec l'afficheur 28 précité qui peut visualiser les pulsations et afficher leurs fréquences. D'une manière non représentée, l'appareil 2 peut encore être pourvu d'une sortie, de type numérique ou analogique, permettant son raccordement à des dispositifs extérieurs, notamment des dispositifs effectuant un enregistrement et/ou un tracé graphique. L'appareil d'auscultation, objet de l'invention, est réalisable comme un appareil portatif ou non ; il peut être monté à l'extrémité d'une perche, de manière à atteindre une personne située à distance de l'opérateur. Comme il va de soi, et comme il ressort de ce qui précède, 1 invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution de cet appareil d'auscultation qui ont été décrites ci-dessus, à titre d'exemples ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation et d'application respectant le même principe. C'est ainsi, notamment, que l'on ne s'éloignerait pas du cadre de l'invention - en remplaçant le capteur acoustique à membrane par un capteur d'un autre type adapté, tel que capteur piézoélectrique, bobine à induction, capteur électrostatique ou autre, un capteur électromagnétique étant notamment utilisable pour détecter la masse sanguine transmettant les pulsations cardiaques ; - en réalisant les circuits électroniques sous toute forme équivalente, soit analogique, soit numérique ; - en augmentant le nombre des haut-parleurs, par exemple en prévoyant trois ou quatre haut-parleurs, toujours en respectant l'exigence selon laquelle la résultante des vibrations des armatures de ces hautparleurs soit nulle, afin de ne transmettre aucune vibration au corps de l'appareil et d'éviter ainsi le phénomène de retour de ces vibrations vers le capteur ; - en adaptant l'appareil à tous bruits physiologiques à caractère pulsatoire, notamment les bruits respiratoires - en modifiant la forme du boîtier de l'appareil ; - en prévoyant toutes dispositions pour l'alimentation électrique de l'appareil, notamment en vue d'assurer une autonomie maximale - en prévoyant sur cet appareil toutes fonctions annexes, telles que réglage de sensibilité. REVENDICATIONS 1. Appareil d'auscultation apte à détecter des bruits physiologiques pulsatoires ou non, notamment les bruits cardiaques et/ou respiratoires, et à les rendre audibles à l'oreille nue, caractérisé en ce qu'il comprend essentiellement, en combinaison - un capteur acoustique (3,4) apte à être mis en contact, directement ou indirectement, avec un corps à ausculter, et délivrant un signal électrique correspondant, - des moyens électroniques (9) d'amplification et de filtrage du signal délivré par le capteur (3,4), et - au moins deux haut-parleurs (10,11) montés en opposition de phase acoustique de manière à éviter les phénomènes de retour de vibrations vers le capteur (3,4) au travers du corps de l'appareil lui-même, ces hautparleurs (10,11) étant, en fonctionnement excités de façon simultanée par les moyens d'amplification et de filtrage (9), et produisant alors un son audible. 2. Appareil d'auscultation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur acoustique, apte à être mis en contact directement ou indirectement avec le corps à ausculter, est un capteur à membrane (3), du type capsule de stéthoscope, associée à un microphone du type électret (4). 3. Appareil d'auscultation selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le capteur acoustique (3,4) précité est entouré d'un écran phonique annulaire (6). 4. Appareil d'auscultation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend deux haut-parleurs identiques (10,11), placés dos à dos avec contact physique de leurs masses d'armature respectives symétriques, de manière à fonctionner en opposition de phase acoustique lorsqu'ils sont excités de façon simultanée par des signaux électriques identiques. 5. Appareil d'auscultation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il se présente comme un boîtier allongé (1) comportant, à une extrémité, le capteur (3,4) avec son éventuel écran phonique (6) et pourvu, à son extrémité opposée, des hautparleurs (10,11), le boîtier (1) renfermant les moyens électroniques d'amplification et de filtrage (9). 6. Appareil d'auscultation selon la revendication 5, caractérisé en ce que des coussins intercalaires (14,15), par exemple en élastomère, sont prévus dans le boîtier (1) pour former des écrans phoniques, d'une part entre le capteur (3,4) et le compartiment (7) recevant les moyens électroniques d'amplification et de filtrage (9) et d'autre part entre ce compartiment (7) et les hautparleurs (10,11). 7. Appareil d'auscultation selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les moyens électroniques d'amplification et de filtrage (9) comprennent au moins un premier amplificateur (16) recevant à son entrée le signal du capteur (3,4), apte à être mis en contact directement ou indirectement avec le corps à ausculter, un filtre passe-bande (17) relié à la sortie du premier amplificateur (16), et un amplificateur final (20) relié à la sortie du filtre passe-bande (17) et excitant de façon simultanée les haut-parleurs (10,11). 8. Appareil d'auscultation selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte une prise d'écouteur (18), directement reliée à la sortie du premier amplificateur (16). 9. Appareil d'auscultation selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de sélection (26) de la bande passante du filtre passe-bande (17). 10. Appareil d'auscultation selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que les moyens électroniques d'amplification et de filtrage (9) comprennent encore un circuit détecteur de pic (21) relié à la sortie du filtre passe-bande (17), et associé à un générateur de "bip" (22), des moyens de sélection (19,27) étant prévus pour relier l'entrée de l'amplificateur final (20) soit directement à la sortie du filtre passe-bande (17), soit à la sortie du générateur de "bip" (22). 11. Appareil d'auscultation selon la revendication 10, caractérisé en ce que le détecteur de pic (21) est relié encore, par l'intermédiaire d'un circuit de comptage de pulsations (31), à un afficheur (28) apte à visualiser entre autres les fréquences des pulsations.