Brevet FR2758709A1 — publié le 19980731

L'invention concerne un appareil de mesures médicales et des procédés experts interactifs. L'appareil est destiné au public pour l'auto-surveillance de mesures physio-pathologiques, analyser les signaux, afficher, enregistrer, transmettre à distance les données recueillies par les patients et pour informer le public sur sa santé de façon interactive. Selon l'état de la technique, les appareils de mesure médicale sont séparés et les données physio-pathologiques doivent être recueillies une à une par un médecin. Pour recueillir les données, les patients doivent se déplacer chez leur médecin-traitant ou être visités par celui-ci. Ces déplacements et consultations sont à l'origine de pertes de temps et de moyens financiers aux comptes des patients et de la collectivité (Sécurité Sociale, Mutuelles et Assurances Privées). Seuls existent pour l'auto-surveillance le tensiomètre manuel ou automatique qui relève également la fréquence cardiaque, et le thermomètre à mercure ou électronique souvent cassé, égaré ou aux piles hors service. La mise en service de ces instruments de mesure médicale séparés est longue et peu pratique car il est nécessaire de quitter le champ d'action pour les regrouper, de connaître le mode d'emploi de chacun des instruments de mesure et de manoeuvrer des commandes de type différent. La lecture et la transcription des résultats des mesures par le patient sont source d'erreurs alors que ces résultats doivent être fiables pour être interprétés par le médecin-traitant. En plus des résultats, le patient doit noter sur un carnet ses numéros de téléphone utiles, ses mémos et tenir à jour son dossier médical avec un risque important de perte de documents et d'oubli. D'autres paramètres physio-pathologiques plus complexes sont traditionnellement recueillis par les médecins et il est souvent utile de répéter la mesure de ces paramètres, ce qui entraîne de nouvelles consultations, donc de la perte de temps et de moyens financiers. Ainsi, l'électrocardiogramme réalisé par le médecin dans son cabinet n'est que le reflet instantané de l'activité cardiaque au moment où le tracé est réalisé et des anomalies peuvent passer inaperçu entraînant un retard de diagnostic et la nécessité de pratiquer des examens complémentaires. Jusqu'à présent, seuls les bruits du coeur étaient transmis par téléphone sous forme de signaux électriques vers l'ordinateur du médecin. L'éthylométre à ballon à usage unique possède un embout à réactif coloré qui détermine l'alcoolémie de façon qualitative et non quantitative, et n'effectue pas de calculs. Enfin, les informations médicales sont contenues dans les livres et sont apportées par les médecins qui ne disposent pas du temps suffisant pour être complets. Pour résoudre l'ensemble de ces problèmes, il a été conçu un appareil à usage familial d'autosurveillance de mesures médicales qui analyse les signaux, met en mémoire, affiche les mesures et les calcules, enregistre, transmet à distance en temps réel les données recueillies par les patients eux-mêmes. Simultanément, les données recueillies commandent l'accès direct et interactif du CD-ROM qui est ouvert automatiquement au chapître des commentaires des mesures médicales réalisées. Le public, sans connaissance technique, par des gestes simples qu'il réalise lui-même, sans l'intervention d'une personne compétente en médecine et sans quitter des yeux le champ d'action, met en oeuvre les instruments de mesure médicale intégrés en un seul appareil transportable, lit et entend les informations apportées de façon interactive par le CD-ROM sous forme de textes, de séquences vidéo et de sons L'invention est décrite, ci-après à l'aide des dessins annexés, dans lesquels - La figure I représente l'appareil illustré de face et du dessus. - La figure 2 représente le synoptique du fonctionnement interactif de l'appareil. - La figure 3 représente le système d'acquisition des données des instruments de mesure médicale. - La figure 4 représente le mode de mise en oeuvre de l'appareil de mesure de la tension artérielle. Les instruments de mesure médicale suivants et leurs éléments rattachés sont présentés figure 1: I - appareil de prise de tension artérielle automatique couplé au capteur de fréquence cardiaque. 2 - sonde thermique sublinguale. 3 - analyseur de l'air expiré. 4 - sonde électrocardiographique. 5 - caméra miniaturisée, microphone et son amplificateur. 6 - analyseur de substances biologiques. 7 - évaluateur de stress. 8 - sonde à ultrasons écho-Doppler. 9 - clavier alphanumérique. 10 - écran à cristaux liquides. il - imprimante. 12 - lecteur-enregistreur de disquette ou de carte à puce codée. 13 - modem. 14 - lecteur de CD-ROM multimédia. Les fonctions fondamentales de l'appareil présentées figure 2 sont les suivantes: Les ordres-opérateurs saisis par le clavier et les boutons sollicitent le microprocesseur qui sélectionne le capteur et envoie un signal de commande pour diriger le fonctionnement des instruments de mesure médicale. En retour, les instruments de mesure médicale apportent leurs données aux capteurs, puis le convertisseur analogique-numérique 8 bits convertit les signaux analogiques en signaux numériques pour le traitement par le microprocesseur. Pour l'appareil de prise de la tension artérielle, le signal de commande du compresseur d'air est élaboré par le microprocesseur (figure 4). Celui-ci commande une interface composée d'un interrupteur situé entre l'alimentation électrique et le compresseur d'air qui gonfle le brassard selon une séquence ordonnée par le microprocesseur. Les logiciels qui dirigent les calculs menés par le microprocesseur se trouvent dans la mémoire morte-ROM, stockés dans des cartouches interchangeables ou dans des CD-ROM multimédia. La mémoire vive-RAM liée au microprocesseur permet de stocker et de restituer les données en mémoire. L'horloge interne qui apporte ses informations au microprocesseur sert à dater les enregistrements et à gérer une alarme programmable. Le microphone permet d'apporter les sons et les paroles au microprocesseur via le système d'acquisition en particulier pour la reconnaissance vocale. Le haut-parleur est relié au microprocesseur via un amplificateur de puissance afin de restituer les bips de début et de fin de mesure et les sons du CD-ROM, de la mémoire morte ROM, du modem, de l'horloge, de la synthèse vocale et du microphone. Les données sont adressées par le microprocesseur d'abord à la mémoire de masse constituée d'un lecteur-enregistreur de disquette ou de carte à puce codée, puis au modem pour la transmission à l'ordinateur du médecin-traitant, à l'imprimante à rouleau ou matricielle, à un écran LCD ou à un écran de télévision via une interface TV. Les données prennent l'aspect de lettres, chiffres, symboles et courbes. Enfin, la fonction cardinale de l'appareil est caractérisée en ce que les acquisitions réalisées grâce aux instruments de mesure permettent au microprocesseur de commander l'accès interactif du CD-ROM sans l'intervention de l'opérateur. L'appareil selon l'invention met en oeuvre des fonctions novatrices pour des finalités inédites, et n'est donc pas un simple regroupement d'instruments de mesure ni un simple intégrateur de données. Le fonctionnement pratique de l'invention (figure 1) est décrit ci-après: Outre la prise de la tension artérielle et du pouls par le brassard (1), L'appareil calcule la forme physique en comparant à des abaques stockées en mémoire-ROM les mesures de tension et de pouls réalisées après l'effort de flexions des jambes. Simultanément, L'appareil commande l'accès interactif à des séquences vidéo du CD-ROM multimédia. La sonde thermique (2) sub-linguale lavable analyse la résistance du métal en fonction de la température. Les courbes thermiques obtenues sont particulièrement utiles en cas d'infection et pour calculer la date de l'ovulation. L'appareil mesure également la température ambiante, la pression atmosphérique et le degré d'humidité des lieux où se trouvent les personnes. La prise de la température commande l'accès au chapître concernant la conduite à tenir en cas de fièvre en particulier chez l'enfant. L'analyseur de l'air expiré (3) mesure l'alcoolémie de façon quantitative, est couplé à un pléthysmographe et à une jauge de débit de pointe (peak-flow). Ainsi, L'appareil détermine l'alcoolémie instantanée et l'heure à laquelle un taux déterminé d'alcoolémie sera atteint lors de la décroissance de celui-ci, grâce à la courbe de décroissance physiologique moyenne de l'alcoolémie mis en mémoire et affichée sur l'écran, et à deux mesures réalisées par le patient à des espaces de temps suffisants. L'appareil détermine, dans le même temps, la diminution des volumes pulmonaires par exemple au décours d'une pathologie comme une pneumonie ou une crise d'asthme pour en déterminer son évolution et sa gravité, ou bien après avoir fumé une cigarette. Les mesures d'alcoolémie et de capacité respiratoire commandent les accès aux informations correspondantes du CD-ROM sans que l'opérateur ait à les chercher. La sonde électrocardiographique (4) est à placer sur la poitrine en regard du coeur. Les ondes électriques cardiaques les plus courtes durent environ 0,04 secondes. Pour être sûr de prendre en compte les pics du signal (qui contiennent des hautes fréquences), on prend un pas d'échantillonnage largement plus petit (mille fois plus petit), soit une fréquence de 25 kHz. Quant à la sensibilité, le convertisseur doit être capable de gérer des signaux de faible amplitude (de -20 mV à +20 mV). Etant donné la précision nécessaire, un convertisseur 8 bits (valeurs entre -127 et +128) est suffisante, sachant que l'on peut restituer un signal "propre" à partir des échantillons (filtres passe-bas). Les enregistrements des données physio-pathologiques et en particulier électrocardiographiques sont réalisés, transmis en temps réel et mis en mémoire de masse à tout instant, en particulier au moment des troubles. Par la lecture de son ordinateur, le médecin prend connaissance en temps réel de l'activité électrique intrinsèque du coeur du patient et établit à distance le diagnostic précis de la pathologie en cours. Lors de la prochaine consultation, le médecin place la disquette ou la carte à puce codée portée en permanence par le patient, dans son lecteur-enregistreur d'ordinateur ou analyse les résultats imprimés sur papier. La caméra miniaturisée, le microphone et son amplificateur (5) sont placés à l'extrémité de la sonde électrocardiographique pour examiner le patient, ausculter à distance via le modem, les bruits du coeur et les poumons. Fixé sur la poitrine et relié à un capteur, le microphone permet de mettre en évidence les pauses respiratoires et de déclencher une alarme-réveil. L'appareil selon l'invention permet ainsi de réveiller un nourrisson qui fait des pauses respiratoires et d'éliminer le risque de mort subite. Chez les obèses l'appareil diagnostique des pauses respiratoires sources de troubles chroniques à type de fatigue, de perte de vigilence et de mémoire. L'analyseur de substances contenues dans le sang, les urines, la salive et les sécrétions (6) permet les tests à domicile (home-test). L'évaluateur de stress (7) qui capte la résistivité et les tremblements du corps, est couplé à un oxymètre et à un glucomètre invasifs ou non invasifs à illumination à travers la peau. Le générateur d'ultrasons par effet piezzo-électrique relié à la sonde à ultrasons écho-Doppler (8) sert à réaliser des images échographiques. Ce système est particulièrement utile aux médecins en visite à domicile. L'agenda électronique de la mémoire vive-RAM mémorise à la place des patients les numéros de téléphone utiles, les mémos, I'identité, le numéro de sécurité sociale, les antécédents, I'histoire de la maladie, le traitement, le journal de bord des diabétiques, la date des vaccinations (le microprocesseur calcule aussi la date des rappels à venir), la date des dernières règles et tout autre renseignement du dossier médical du patient. L'alarme programmable liée à l'agenda électronique est destinée en particulier à rappeler l'heure de la prise des médicaments avec affichage de leur liste et de leur posologie. Une commande du clavier permet au patient d'effacer sur la liste le nom du médicament qu'il vient de prendre. Il est en effet fréquent pour les patients de ne plus se souvenir s'il ont pris leurs médicaments ou non. Cette validtion permet aussi le contrôle par l'entourage de la prise des médicaments. La mémoire vive-RAM est sauvegardée par des piles pour que son contenu ne soit pas perdu. Le lecteur-enregistreur de disquette ou de carte à puce codée (12) inscrit les informations du dossier médical contenues dans l'agenda électronique de la mémoire vive-RAM. La disquette ou la carte codée est portée en permanence par les patients. Le microprocesseur formate les données du patient en une série de codes compatibles facsimilés transmissibles par tout moyen sécurisé comme le téléphone grâce à un modem (13), vers un ordinateur situé à distance. Le patient transmet en temps réel les données concernant son état de santé à l'ordinateur de son médecin-traitant sans déplacement. A réception, grâce à un logiciel spécifique, les données du patient sont enregistrées automatiquement sur le disque dur de l'ordinateur de son médecin, sans nécessiter de saisie par le clavier. Puis, le patient reçoit un accusé de réception de la part de l'ordinateur de son médecin afin de valider la transmission. Le lecteur de CD-ROM multimédia (14) informe et éduque le public, en particulier grâce à des systèmes experts de conduite à tenir destinés au public, à des jeux vidéo éducatifs interactifs, à des journaux et à des livres. La télécommande sans fil portée par le patient met en service l'appareil. En cas de nécessité, le patient appuie sur le bouton d'urgence de la télécommande pour que l'appareil envoie immédiatement aux secours un message téléphonique prédéterminé. L'appareil selon l'invention, utilisé par les familles, ne remplace pas le médecin mais prolonge son action et l'aide dans son diagnostic. L'appareil représente le média indispensable au fonctionnement fluide des réseaux de soins. De plus, L'appareil permet aux patients de tous âges, le maintien à domicile en bénéficiant à distance de la surveillance médicale rassurante sous la responsabilité du médecin, réduit le nombre d'actes médicaux à répétition et permet au public de porter sur lui son dossier médical complet sous la forme d'une disquette ou d'une carte à puce codée respectant le secret médical. L'appareil permet également aux secouristes d'enregistrer les données physio-pathologiques en attendant l'intervention du médecin et de parfaire leur formation de façon ludique et interactive grâce au CD-ROM. De plus, grâce à l'appareil, le médecin-traitant fidélise ses patients par l'apport d'un service de surveillance constante. En son absence, le médecin est relayé par des sociétés médicales spécialisées prestataires de services. Pour la fabrication de l'appareil, en forme de boîtier en matière plastique moulée, sur le modèle d'une console vidéo d'environ 40 cm de longueur, 30 cm de largeur et de 8 cm d'épaisseur, on utilise une architecture PC en intégrant une carte-mère de PC portable à laquelle on ajoute une interface d'acquisition 8 bits, une interface de puissance, une interface CD-ROM, un floppy-disque, une imprimante, un écran LCD ou une interface TV et des piles et accumulateurs rechargeables pour l'alimentation électrique. REVENDICATIONS 1. Dispositif expert interactif destiné à réaliser et transmettre des mesures médicales caractérisé en ce qu'il intègre dans un même boîtier un appareil de mesure de la tension artérielle (1) couplé à un capteur de pouls, d'un thermomètre à analyse de résistance (2), d'un baromètre, d'un hydromètre, d'un analyseur de l'air expiré (3) couplé à une jauge de débit de pointe (peak-flow), d'une sonde électrocardiographique (4), d'une caméra miniaturisée et d'un microphone (5) placés à son extrémité, d'un analyseur de substances biologiques (6), d'un analyseur de stress (7) couplé à un oxymètre et d'un glucomètre invasif ou non invasifs à illumination à travers la peau, d'une sonde à ultrasons (8), d'un clavier alphanumérique (9), d'un écran LCD (10), d'une imprimante (11), d'un lecteur-enregistreur de disquette ou de carte à puce codée (12), d'une interface téléphonique (13) et d'un lecteur de CD-ROM (14). 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les logiciels se trouvent dans la mémoire morte-ROM, stockés dans des cartouches interchangeables ou dans des CD-ROM multimédia. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le contenu de la mémoire vive-RAM liée au microprocesseur est stocké en mémoire de masse sur une disquette ou sur une carte à puce codée. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend l'horloge qui apporte ses informations au microprocesseur et qui sert à dater les enregistrements et à gérer une alarme programmable. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le système d'acquisition est mis en oeuvre par une commande vocale. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le modem (13) transmette les données par liaison téléphonique ou hertzienne à un ordinateur situé à distance. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend un écran LCD (10) ou un écran de télévision et une interface TV, sur lequel s'affichent les données. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend un générateur d'ultrasons lié à la sonde (8) qui réalisent des images échographiques et des tracés Doppler. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend une télécommande sans fil portée par le patient qui met en service l'appareil et permet d'envoyer aux secours un message téléphonique prédéterminé.