Brevet FR2787987A1 — publié le 20000707

PROCEDE ET DISPOSITIF POUR LA DETECTION DE DEFAUT DE CONDUCTION DANS UN SYSTEME BIOMEDICAL TELEMETRIQUE La présente invention se rapporte à un procédé et dispositif pour la détection d'un défaut d'un conducteur utilisé dans un système biomédical télémétrique utilisant un logiciel en analysant un signal physiologique entré. Les systèmes biomédicaux télémétriques tels qu'un électrocardiogramme (ECG) ou un électroencéphalogramme (EEG) collectent des informations physiologiques en attachant des marqueurs conducteurs au corps d'un sujet et analysent et traitent les informations collectées. Un collecteur de signal physiologique (appelé "marqueur conducteur") inclut une électrode qui contacte directement la peau du sujet et un fil conducteur pour connecter le marqueur conducteur au corps principal d'un appareil de mesure. Si un marqueur conducteur qui est attaché au corps d'un sujet pour des observations continues est séparé du corps, une alarme est produite de sorte que le marqueur conducteur peut être rattaché. Le Brevet Américain N 3 859 988 décrit un dispositif pour détecter un défaut de conduction dans un système biomédical télémétrique. Dans le dispositif, un signal de courant faible présentant une forme d'onde et une fréquence spécifiques est appliqué de manière répétée aux marqueurs conducteurs et un signal spécifique appliqué est sorti si au moins un marqueur conducteur est détaché de façon à indiquer un défaut du marqueur conducteur. En conséquence, le dispositif de détection de défaut de conduction nécessite de plus un générateur pour générer un signal présentant une forme d'onde spécifique et un compteur pour transmettre le signal de manière répétée. Un autre dispositif de détection de faute d'un conducteur dans un système biomédical télémétrique est décrit dans le Brevet Américain N 4 658 831. Dans le dispositif de détection de faute d'un conducteur dans un ECG, un signal ECG et un signal à impulsion appliqués aux marqueurs conducteurs sont modulés ensemble par une modulation de fréquence et transmis de manière radioélectrique. Les deux signaux de transmission sont divisés dans un récepteur et le signal à impulsion divisée est détecté dans un circuit additionnel afin de juger le défaut d'un conducteur. Le dispositif nécessite également un dispositif supplémentaire tel qu'un générateur de signal à impulsion. D'autres dispositifs de détection de défaut de conduction sont décrits dans les Brevets Américains N 5 649 969 et 3 602 215. Toutefois, ces dispositifs nécessitent également un détecteur de défaut de conduction supplémentaire 11, comme cela est représenté sur la figure 1, la dimension d'un tel système biomédical télémétrique devient grande et résulte en une augmentation de consommation de puissance de sorte qu'il ne peut pas être appliqué à un système biomédical télémétrique petit et portatif. C'est un but de la présente invention de proposer un procédé et dispositif pour détecter un défaut de conduction dans un petit système biomédical télémétrique portatif qui consomme une petite quantité de puissance. Afin d'atteindre ce premier but de la présente invention, il est proposé un procédé pour détecter un défaut de conduction dans un système biomédical télémétrique comprenant un collecteur de signal physiologique attaché au corps d'un sujet pour collecter un signal physiologique; une partie de filtrage et d'amplification pour enlever un composant de bruit à partir du signal physiologique et amplifier le signal; un convertisseur analogique/numérique pour convertir les signaux physiologiques en un signal numérique; un contrôleur pour traiter le signal numérique provenant du convertisseur analogique/numérique afin d'analyser le signal physiologique et un affichage d'informations de défaut de conduction pour afficher si le collecteur de signal physiologique est séparé du sujet, le procédé comprenant les étapes consistant à: (a) déterminer si le signal physiologique change en utilisant le signal numérique provenant du convertisseur analogique/numérique; et (b) si le signal numérique physiologique ne change pas à l'étape (a), délivrer une indication qu'il y a séparation du collecteur de signal physiologique utilisant l'affichage d'informations de défaut de conduction. De préférence, l'étape (a) comprend les étapes consistant à: (al) déterminer si le signal physiologique est entré en utilisant le signal provenant du convertisseur analogique/numérique; (a2) si le signal physiologique n'est pas entré, délivrer une indication qu'il y a séparation du collecteur de signal physiologique via l'affichage; (a3) si le signal physiologique est entré, comparer le signal provenant du convertisseur analogique/ numérique à un signal numérique qui présente la périodicité des signaux physiologiques et qui est précédemment mémorisé dans le contrôleur; et (a4) si la périodicité du signal provenant du convertisseur analogique/numérique est différente de celle du signal numérique précédemment mémorisé dans le contrôleur, délivrer une indication qu'il y a séparation du collecteur de signal physiologique. De préférence, le signal numérique qui présente la périodicité des signaux physiologiques et qui est précédemment mémorisé dans le contrôleur est exprimé comme le nombre de valeurs de crête dans les signaux physiologiques pour une période prédéterminée, et l'étape (a3) est réalisée en comptant le nombre de crêtes ou de creux dans le signal provenant du convertisseur analogique/numérique correspondant aux valeurs de crête ou de creux du signal physiologique, pour la période prédéterminée, et en comparant la valeur de compte au nombre précédemment mémorisé des valeurs de crête ou de creux du signal physiologique. De même, le signal numérique qui présente la périodicité des signaux physiologiques et qui est précédemment mémorisé dans le contrôleur peut être exprimé en tant que plage de fréquences des signaux physiologiques, et l'étape (a3) peut être réalisée en mesurant la plage de fréquences du signal physiologique provenant du convertisseur analogique/numérique et en comparant la plage de fréquences mesurée du signal physiologique à celle du signal numérique mémorisé dans le contrôleur. Afin d'atteindre le second but de la présente invention, il est proposé un dispositif pour détecter un défaut de conduction dans un système biomédical télémétrique, incluant un collecteur de signal physiologique au corps d'un sujet, en vue de collecter un signal physiologique; une partie de filtrage et d'amplification pour enlever un composant de bruit du signal physiologique et amplifier le signal, un convertisseur analogique/numérique pour convertir les signaux physiologiques en un signal numérique; un contrôleur pour traiter le signal numérique provenant du convertisseur analogique/numérique de façon à analyser le signal physiologique, et un affichage d'informations de défaut de conduction destiné à afficher si le col].ecteur de signal physiologique est séparé du sujet, le dispositif comprenant: un comparateur destiné à déterminer si le signal physiologique change en utilisant le signal provenant du convertisseur analogique/numérique; et une partie de commande destinée à fournir une commande à l'affichage d'informations de défaut de conduction pour afficher une alerte qui indique une séparation du collecteur de signal physiologique du sujet si le comparateur détermine que le signal physiologique n'a pas changé. De préférence, le comparateur détermine si le signal physiologique est entré en utilisant le signal provenant du convertisseur analogique/numérique et, s'il est déterminé que le signal physiologique est entré, le comparateur compare le signal provenant du convertisseur analogique/ numérique à un signal numérique qui présente la périodicité des signaux physiologiques et qui a été précédemment mémorisé dans le contrôleur. De préférence, le signal numérique qui présente la périodicité des signaux physiologiques et qui a été précédemment mémorisé dans le contrôleur est exprimé comme le nombre des valeurs de crête ou de creux dans des signaux physiologiques pour une période prédéterminée, et le comparateur compte le nombre de crêtes ou de creux dans le signal provenant du convertisseur analogique/numérique, correspondant aux valeurs de crête du signal physiologique, pour la période prédéterminée, et compare la valeur de compte au nombre précédemment mémorisé des valeurs de crête ou de creux du signal physiologique. De préférence, le signal numérique qui présente la périodicité des signaux physiologiques et qui a été précédemment mémorisé dans le contr1ôleur est exprimé comme la plage de fréquences des signaux physiologiques, et le comparateur mesure la plage de fréquences du signal physiologique à partir du convertisseur analogique/numérique et compare la plage de fréquences mesurée du signal physiologique à celle du signal numérique mémorisé dans le contrôleur. De même, afin d'accroître la fiabilité de la détection du défaut d'un conduction, le signal entré peut être filtré en utilisant un filtre disposé avant l'extrémité de conduction du micro-contrôleur, ou en utilisant un logiciel programmé dans le micro-contrôleur, avant la détection d'un défaut de conduction. Les buts ci-dessus et avantages de la présente invention deviendront plus apparents grâce à la description détaillée des modes de réalisation préférés en se référant aux dessins annexés sur lesquels: La Fig. 1 est un schéma synoptique sous forme de blocs d'un dispositif classique de détection d'un défaut de conduction dans un système biomédical télémétrique; La Fig. 2 est un schéma synoptique sous forme de blocs d'un dispositif de détection d'un défaut de conduction dans un système biomédical télémétrique conformément à la présente invention; La Fig. 3 est un organigramme illustrant un procédé de détection d'un défaut de conduction pour le dispositif de détection de la Fig. 2; La Fig. 4 montre les formes d'ondes d'un signal électrocardiogramme caractéristique; et La Fig. 5 montre les formes d'ondes d'un signal entré lorsqu'un marqueur conducteur est détaché ou n'est pas correctement attaché. Dans le mode de réalisation suivant, un dispositif destiné à détecter un défaut de conduction conformément à la présente invention est appliqué à un électrocardiogramme (ECG). Toutefois, le dispositif de détection de défaut de conduction peut être appliqué à de nombreux systèmes biomédicaux télémétriques différents, lesquels enregistrent des signaux physiologiques qui présentent une périodicité. Sur la Fig. 2, laquelle montre la structure d'un ECG, un signal ECG d'un sujet est collecté par des électrodes, par exemple, des marqueurs conducteurs (généralement appelés collecteurs) 21 attachés au sujet, et amplifiés par un amplificateur 22. Le signal analogique amplifié est converti en un signal numérique par un convertisseur analogique/numérique (CAN) 23 et envoyé à un micro- contrôl81eur 24. Dans le micro-contrôleur 24, le signal ECG est traité et une détermination est réalisée si le marqueur conducteur est séparé du corps. Si le micro-contrôleur 24 détermine que le marqueur conducteur est détaché, l'information est affichée sur un affichage d'informations de défaut de conduction 25 pour le sujet ou pour un opérateur. Lorsque le signal ECG est normalement avec le marqueur conducteur étant attaché au sujet, le signal traité par le micro-contrôleur 24 est mémorisé dans une mémoire 26. Pour une fiabilité de détection de défaut de conduction élevée, un filtre est installé devant le micro- contrôleur 24 ou un signal entré peut être filtré en utilisant un logiciel dans le micro-contrôleur avant la détection du conducteur. Le micro-contrôleur 24 comprend un comparateur (non représenté) pour déterminer si un signal physiologique (signal ECG) change, en utilisant le signal provenant du convertisseur analogique/numérique 23 et une partie de commande (non représentée) pour fournir une commande à l'affichage d'informations de défaut de conduction 25 afin d'afficher un signal d'alerte qui indique un défaut du marqueur conducteur. Le comparateur détermine si un signal ECG est entré ou non en utilisant le signal provenant du convertisseur analogique/numérique 23. Si le signal ECG est entré, le comparateur compare le signal provenant du convertisseur analogique/numérique 23 à un signal numérique qui présente une périodicité telle que celle des signaux ECG et est précédemment mémorisé dans le micro-contrôleur 24. Le signal numérique présentant la périodicité des signaux ECG peut être exprimé comme le nombre des valeurs de crête ou de creux du signal ECG pour une période prédéterminée. C'est-à-dire que le comparateur compare le nombre de valeurs de crête ou de creux du signal provenant du convertisseur analogique/numérique 23, qui se ' répète pour une période prédéterminée, au signal précédemment mémorisé dans le convertisseur analogique/numérique 23. En variante, un signal numérique indiquant la plage de fréquences des signaux ECG peut être mémorisé précédemment dans le micro-contrôleur 24, au lieu du signal numérique présentant la périodicité des signaux ECG. De cette manière, le comparateur mesure la plage de fréquences du signal ECG provenant du convertisseur analogique/numérique 23 et compare la plage de fréquences mesurée au signal numérique précédemment mémorisé indiquant la fréquence du signal ECG. La Fig. 3 est un organigramme de la détection d'un défaut de conduction pour le micro-contrôleur 24. Lorsqu'un signal ECG est entré à partir du convertisseur analogique/numérique 23 (étape 32), le micro- contrôleur 24 détermine si un signal entré change (étape 33). Si des signaux ECG, comme cela est représenté sur la fig. 4, ou des signaux de bruit sont entrés, une détermination que le signal entré a changé est effectuée et le procédé se déplace à l'étape 34. Toutefois, lorsqu'il n'y a pas de signal entré en raison de la séparation d'un marqueur conducteur provenant du corps d'un sujet, ou qu'un signal entré demeure constant, le micro-contrôleur 24 envoie un avertissement à l'affichage d'informations de défaut de conduction 25. A l'étape 34, la périodicité du signal entré est comparée à celle d'un signal ECG précédemment mémorisé. En général, le signal entré peut être changé même lorsque le marqueur conducteur est séparé du sujet. C'est-à- dire, ceci correspond au cas o des bruits électriques sont entrés via le marqueur conducteur ou le mouvement du sujet entraîne des bruits. Toutefois, des bruits électriques ou bruits de mouvement peuvent ne pas présenter de périodicité. Même si des bruits électriques ou bruits de mouvement présentent une périodicité, leur périodicité n'est pas aussi longue que celle des signaux ECG ou ne présente pas la même périodicité que celle des signaux ECG. - Ainsi, après que l'étape 33 ait déterminé que le signal entré a changé, seulement lorsque le signal entré est déterminé afin de présenter la même périodicité que celle des signaux ECG précédemment mémorisés à l'étape 34, le signal entré est mémorisé dans une mémoire (étape 36). Sinon, lorsque la périodicité du signal entré est différente de celle des signaux ECG mémorisés précédemment, le micro-contrôleur 24 envoie un signal d'avertissement à l'affichage d'informations de défaut de conduction 25 afin d'afficher l'information concernant le défaut de conduction. Comme cela est décrit ci-dessus, la périodicité du signal entré peut être déterminée à l'étape 34 en pré- établissant la plage de fréquences des signaux ECG et en comparant la même plage à la fréquence du signal entré. En variante, la périodicité du signal entré peut être déterminée en comparant le nombre de valeurs de crête ou de creux du signal entré pour une période prédéterminée au nombre mémorisé précédemment des valeurs de crête ou de creux des signaux ECG. Afin d'accroître la fiabilité de la détection de défaut de conduction, le procédé dans sa totalité peut être répété deux fois ou plus. Comme cela a été décrit ci-dessus, dans le dispositif de détection de défaut d'un conducteur dans un système biomédical télémétrique conformément à la présente invention, la détection d'un défaut de conduction est atteinte en analysant un signal physiologique entré dans un micro-contrôleur utilisant un logiciel, sans circuit supplémentaire de détection de défaut de conduction. Ainsi, la taille du dispositif de détection de défaut de conduction peut être réduite en plus d'abaisser la consommation d'énergie. De même, une alarme en temps réel pour défaut de conduction est possible, de sorte qu'un sujet ou un opérateur peut rapidement répondre. REVEND I CATIONS 1. Procédé de détection d'un défaut de conduction dans un système biomédical télémétrique comprenant un collecteur de signal physiologique attaché au corps d'un sujet pour collecter un signal physiologique; une partie de filtrage et d'amplification pour enlever un composant de bruit du signal physiologique et amplifier le signal; un convertisseur analogique/numérique pour convertir les signaux physiologiques en un signal numérique; un contrôleur pour traiter le signal numérique provenant du convertisseur analogique/numérique afin d'analyser le signal physiologique et un affichage d'informations de défaut de conduction pour afficher si le collecteur de signal physiologique est séparé du sujet, le procédé comprenant les étapes consistant à: (a) déterminer si le signal physiologique change en utilisant le signal numérique provenant du convertisseur analogique/numérique; et (b) si le signal numérique physiologique ne change pas à l'étape (a), délivrer une indication qu'il y a séparation du collecteur de signal physiologique utilisant l'affichage d'informations de défaut de conduction. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel à l'étape (a), l'étape consistant à déterminer si le signal physiologique change, est réalisée en déterminant si le signal provenant du convertisseur analogique/numérique est le même qu'un signal numérique qui présente la périodicité des signaux physiologiques et qui est précédemment mémorisé dans le contrôleur. 3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel le signal numérique qui présente la périodicité de signaux physiologiques et qui est précédemment mémorisé dans le contrôleur est exprimé comme le nombre de valeurs de crête dans les signaux physiologiques pour une période prédéterminée et l'étape (a) est réalisée en comptant le nombre de crêtes dans le signal provenant du convertisseur analogique/numérique, correspondant aux valeurs de crête du signal physiologique, pour la période prédéterminée, et en comparant la valeur de compte au nombre précédemment mémorisé des valeurs de crête du signal physiologique. 4. Procédé selon la revendication 2, dans lequel le signal numérique qui présente la périodicité des signaux physiologiques et qui est précédemment mémorisé dans le contrôleur est exprimé comme le nombre de valeurs de creux dans les signaux physiologiques pour une période prédéterminée, et l'étape (a) est réalisée en comptant le nombre de creux dans le signal provenant du convertisseur analogique/numérique, correspondant aux valeurs de creux d'un signal physiologique, pour la période prédéterminée, et en comparant la valeur de compte au nombre précédemment mémorisé de valeurs de creux du signal physiologique. 5. Procédé selon la revendication 2, dans lequel le signal numérique qui présente la périodicité des signaux physiologiques et qui est précédemment mémorisé dans le contrôleur est exprimé comme la plage de fréquences de signaux physiologiques, et l'étape (a) est réalisée en mesurant la plage de fréquences du signal physiologique provenant du convertisseur analogique/numérique et en comparant la plage de fréquences mesurée du 'signal physiologique à celle du signal numérique mémorisé dans le contrôleur. 6. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'étape (a) comprend l'étape consistant à: (al) déterminer si le signal physiologique est entré en utilisant le signal provenant du convertisseur analogique/numérique; (a2) si le signal physiologique n'est pas entré, délivrer une indication qu'il y a séparation du collecteur de signal physiologique via l'affichage; (a3) si le signal physiologique est entré, comparer le signal provenant du convertisseur analogique/numérique à un signal numérique qui présente la périodicité des signaux physiologiques et qui est précédemment mémorisé dans le contrôleur; et (a4) si la périodicité du signal provenant du convertisseur analogique/numérique est différente de celle du signal numérique précédemment mémorisé dans le contrôleur, délivrer une indication qu'il y a séparation du collecteur de signal physiologique. 7. Procédé selon la revendication 6, dans lequel le signal numérique qui présente la périodicité des signaux physiologiques et qui est précédemment mémorisé dans le contrôleur est exprimé comme le nombre de valeurs de crête dans les signaux physiologiques pour une période prédéterminée, et l'étape (a3) est réalisée en comptant le nombre de crêtes dans le signal provenant du convertisseur analogique/numérique, correspondant aux valeurs de crête du signal physiologique, pour la période prédéterminée, et en comparant la valeur de compte au nombre précédemment mémorisé de valeurs de crête du signal physiologique. 8. Procédé selon la revendication 6, dans lequel le signal numérique qui présente la périodicité des signaux physiologiques et qui est précédemment mémorisé dans le contrôleur est exprimé comme le nombre de valeurs de creux dans les signaux physiologiques pour une période prédéterminée, et l'étape (a3) est réalisée en comptant le nombre de creux dans le signal provenant du convertisseur analogique/numérique, correspondant aux valeurs de creux du signal physiologique, pour la période prédéterminée, et en comparant la valeur de compte au nombre précédemment mémorisé de valeurs de creux du signal physiologique. 9. Procédé selon la revendication 6, dans lequel le signal numérique qui présente la périodicité des signaux physiologiques et qui est précédemment mémorisé dans le contrôleur est exprimé comme la plage de fréquences des signaux physiologiques, et l'étape (a3) est réalisée en mesurant la plage de fréquences du signal physiologique provenant du convertisseur analogique/numérique et en comparant la plage de fréquences mesurée du signal physiologique à celle du signal numérique mémorisé dans le contrôleur. 10. Procédé selon la revendication 1, dans lequel les étapes (a) et (b) sont répétées deux fois ou plus. 11. Dispositif de détection d'un défaut de conduction dans un système biomédical télémétrique, incluant un collecteur de signal physiologique attaché au corps d'un sujet pour collecter un signal physiologique; une partie de filtrage et d'amplification pour enlever un composant de bruit à partir du signal physiologique et amplifier le signal; un convertisseur analogique/numérique pour convertir les signaux physiologiques en un signal numérique; un contrôleur pour traiter le signal numérique provenant du convertisseur analogique/numérique afin d'analyser le signal physiologique, et un affichage d'informations de défaut de conduction pour afficher si le collecteur de signal physiologique est séparé du sujet, le dispositif comprenant: un comparateur destiné à déterminer si le signal physiologique change en utilisant le signal provenant du convertisseur analogique/numérique; et une partie de commande destinée à fournir une commande à l'affichage d'informations de défaut de conduction pour afficher une alerte qui indique une séparation du collecteur de signal physiologique du sujet, si le comparateur détermine que le signal physiologique n'a pas changé. 12. Dispositif selon la revendication 11, dans lequel le comparateur détermine si le signal physiologique est entré en utilisant le signal provenant du convertisseur analogique/numérique et s'il est déterminé que le signal physiologique est entré, le comparateur compare le signal provenant du convertisseur analogique/numérique à un signal numérique qui présente la périodicité des signaux physiologiques et qui est précédemment mémorisé dans le contrôleur. 13. Dispositif selon la revendication 12, dans lequel le signal numérique qui présente la périodicité des signaux physiologiques et qui est précédemment mémorisé dans le contrôleur est exprimé comme le nombre de valeurs de crête dans les signaux physiologiques pour une période prédéterminée, et le comparateur compte le nombre de crêtes dans le signal provenant du convertisseur analogique/numérique, correspondant aux valeurs de crête du signal physiologique, pour la période prédéterminée, et compare la valeur de compte au nombre précédemment mémorisé de valeurs de crête du signal physiologique. 14. Dispositif selon la revendication 12, dans lequel le signal numérique qui présente la périodicité des signaux physiologiques et qui est précédemment mémorisé dans le contrôleur est exprimé comme le nombre de valeurs de creux dans les signaux physiologiques pour une période prédéterminée, et le comparateur compte le nombre de creux dans le signal provenant du convertisseur analogique/ numérique, correspondant aux valeurs de creux du signal physiologique, pour la période prédéterminée, et compare la valeur de compte au nombre précédemment mémorisé de valeurs de creux du signal physiologique. 15. Dispositif selon la revendication 12, dans lequel le signal numérique qui présente la périodicité des signaux physiologiques, et qui est précédemment mémorisé dans le contrôleur est exprimé comme la plage de fréquences des signaux physiologiques et le comparateur mesure la plage de fréquences du signal physiologique provenant du convertisseur analogique/numérique et compare la plage de fréquences mesurée du signal physiologique à celle du signal numérique mémorisé dans le contrôleur.