Brevet FR2839439A1 — publié le 20031114

temperature du corps. 1 2839439 La presente invention concerne un procede et un dispositif de sphygmometrie qui permettent a un utilisateur de determiner la pression du pours en deux points voisins. Le s pro cedes cl as si que s de sphygmometrie rep o sent sur l a me sure de la pression du pours et de la variation de la forme d'onde, ou sur la transformation de la pression en spectres pour l'analyser, pour evaluer ltetat de sante d'une personne. En outre, vent aussi utilises les ultrasons Doppler pour la mesure de ltecoulement du sang, et l'infrarouge pour la mesure de o la vitesse des globules rouges. Cependant, ces procedes donnent seulement de s donnee s i sol ee s pendant une peri ode au lieu de donner simultanement des signaux multiples. Des donnees isolees de pression du pours, de circulation du sang ou de debit vent insuffisantes pour exprimer tous les aspects de l'etat cardiovasculaire, car la meme pression du pours peut correspondre a une circulation du sang differente en raison du diametre different ou de l'elasticite differente du vaisseau. En outre, l'etat de sante et lthemocinetique vent etroitement lies, de sorte que des donnees isolees de pression du pours, de debit ou de vitesse de circulation ne permettent pas de comprendre exactement les changements. En supposant que la circulation du sang est un ecoulement laminaire et que le vaisseau est un tube elastique rectiligne, le debit sanguin est donne par la formule suivante: Q ( + "')5 -( +pt()] dans laquelle Q est le debit sanguin; oc = Aa/p est l'elasticite du vaisseau, Aa est la variation du diametre du vaisseau et p est la valeur de la pression du pours; 2 2839439 L est la distance entre deux points de mesure; est le coefficient de viscosite du sang; aO est le diametre du vaisseau en ['absence de contrainte, et Po(t) et P(t) vent les valeurs de la pression du pours a deux points de mesure. Par consequent, les valeurs de l'elasticite du vaisseau, du coefficient de viscosite du sang, du diametre aO du vaisseau, les valeurs Po(t) et P(t) de la pression du pours aux deux points de mesure et la distance L entre les deux points de mesure vent essentielles pour calculer le debit sanguin par la formule ci-dessus. Les procedes et dispositifs classiques de mesure ne peuvent pas fournir simultanement toutes les donnees ci-dessus en une seule operation avec le meme dispositif. Theoriquement, pour l'obtention du debit sanguin par la formule ci dessus, plus la distance entre les deux points de mesure est course, plus ['estimation du debit sanguin peut etre precise. Mais il est plus difficile de mesurer les pressions du pours aux deux points de mesure lorsque ceux-ci vent tres proches. Dans la medecine chinoise traditionnelle, la distance appropriee entre les deux points de mesure doit se situer entre 2 et 3 mm. La vitesse de l'onde du pours dans l'artere radiale humaine au poignet est d'environ 3,5 a 4,5 m/s, de sorte que le pours met approximativement 0,5 milliseconde pour passer par ces deux points. Or la plupart des dispositifs de sphygmometrie couramment utilises echantillonnent la pression du pours a des frequences de 200 a 400 Hz, c'est-a-dire avec une periode de 20 a 50 millisecondes, ce qui indique evidemment que ces dispositifs ne vent pas capables de distinguer la difference des pressions du pours entre les points susmentionnes. En outre, la difference de pression du pours entre deux points voisins est assez faible, de sorte qu'il est difficile de convertir les pressions du pours de signal analogique en signal numerique avec des resolutions satisfaisantes. 3 2839439 Un autre facteur important qui influe sur le resultat du calcul du debit sanguin est l'elasticite a du vaisseau. Une recherche sur l'artere carotide montre que l'elasticite pratique d'un vaisseau n'est pas lineaire et varie pendant la systole et la diastole arterielles. Cela signifie qu'il faut modifier la formule ci-dessus, car l' elasticite a du vaisseau n' est plus une constante. Sur la base de la defnition de l'elasticite du vaisseau, rapport de la variation du diametre du vaisseau par la pression du pours, ou encore pente de la courbe diametre du vaisseau pression du pours au point de mesure, o intuitivement, il semble simple de placer un capteur de pression et un capteur de deplacement au point de mesure pour acquerir le signal de pression du pours et la variation du signal de diametre du vaisseau et ensuite calculer l'elasticite non lineaire du vaisseau dans un dispositif de traitement numerique. Mais en realite, cela ntest pas applicable pour une solution non invasive: au point de mesure, un capteur de pression doit etre maintenu fxe a une certaine profondeur contre le vaisseau pour l'obtention de signaux de pression et un capteur de deplacement doit etre place de facon a saisir les variations du diametre du vaisseau. Il n'est pas possible de relier un capteur de pression fixe et un capteur de deplacement mobile pour obtenir a la fois la pression et les variations de diametre du vaisseau au meme point de mesure, d'ou impossibilite de calculer l'elasticite non lineaire du vaisseau. Comme mentionne ci-dessus, les procedes et dispositifs classiques ne peuvent acquerir ni les valeurs de deux pressions Po(t) et P(t) du pours, ni l'elasticite oc du vaisseau. La presente invention vise a pallier ces inconvenients. A cet effet, la presente invention concerne un procede et un dispositif de sphygmometrie qui mesurent la pression du pours en deux points de mesure voisins, comportant les etapes de: 4 2839439 A. placement d'un capteur de pression amont et d'un capteur de pression aval a une certaine distance dans le sens du flux sanguin, B. acquisition des signaux des capteurs de pression amont et aval et, par l'intermediaire d'un conditionneur de signaux, obtention de la forme s analogique de la pression amont Po(t) et de la pression aval PL(t), le conditionneur de signaux ayant pour fonctions d' amplifier les signaux, d'eliminer le bruit, de regler le niveau des signaux, de compenser la derive, etc. C. conversion de la forme analogique de la pression amont Po(t) en o une pression amont numerique PO(n) par un convertisseur analogique- numerique dont la frequence d'echantillonnage est de 200 a 400 Hz, memorisation de la pression amont numerique dans le dispositif de traitement de signaux numeriques, D. envoi des signaux analogiques de pressions amont Po(t) et aval PL(t) a un circuit passe-bas pour l'obtention de l'onde fondamentale de la pression du pours, puis utilisation d'un detecteur de passage par zero et d'un detecteur de cretes pour declencher ou arreter un compteur qui lui- meme detecte le retard T. lequel est memorise dans un dispositif de traitement numerique, et E. calcul de la pression aval numerique PL(n) dans le dispositif de traitement de signaux numeriques au moyen de la pression amont PO(n) et du retard T. avec PL(n) PO(n+T). L'invention sera mieux comprise a ['aide de la description suivante de la forme de realisation preferee du dispositif et du procede de ['invention, en relation avec le dessin annexe, sur lequel: - la fgure 1 represente une vue en perspective du dispositif de sphygmometrie de ['invention; - la figure 2 represente une vue de cote du dispositif capteur de pression du dispositif de sphygmometrie represente sur la figure 1, et - la figure 3 est un organigramme representant un schema fonctionnel d'un circuit de detection du dispositif de sphygmometrie de ['invention. 2839439 La figure 1 represente une forme de realisation du dispositif de sphygwometrie non invasive de la presente invention. Cette forme de realisation comprend un support de poignet 1, un ensemble de dispositif capteur de pression 2, un circuit de detection et un dispositif de traitement s de signaux numeriques (non representes). Le support de poignet 1 comporte un espace recepteur 11 forme longitudinalement dans celui-ci. L'espace recepteur 11 est fait pour placer un poignet de la personne examinee avec le cote de l'artere radiale en haut. lo Deux vessies 12 maintiennent le poignet respectivement sur les deux parois laterales de l'espace recepteur et ont pour fonction de stabiliser le poignet (sans exercer de pression sur l'artere radiale) lorsqu'elles vent remplies progressivement d'air. En reference aux figures 1 et 2, le dispositif capteur de pression 2 est place dans le support de poignet 1 au-dessus des deux vessies 12. Le dispositif 2 comporte un siege 21 qui permet de placer un poignet a examiner, un dispositif moteur 24 etant place pour presser le siege 21 vers le teas. Un capteur de pression amont 22 et un capteur de pression aval 23 vent montes sur le cote inferieur du siege 21. La distance entre les centres des capteurs 22 et 23 est d' environ 2 a 3 millimetres. Le capteur de pression amont 22 comprend un premier bo^tier 221 monte dans le siege 21, un microcapteur de pression amont 222, ou puce, monte dans le premier bo^tier 221 et un premier couvercle elastique 223 qui couvre le microcapteur 222. Le capteur de pression aval 23 comprend un deuxieme botier 231 monte dans le siege 21, un microcapteur de pression aval 232, ou puce, monte dans le deuxieme botier 231 et un deuxieme couvercle elastique 233 qui couvre le microcapteur 232 dans le dispositif capteur de pression 2. Une premiere chambre 224 est formee entre le microcapteur de pression amont 222 et le premier couvercle elastique 223 et remplie d'huile 6 2839439 de silicone. Une deuxieme chambre 234 est formee entre le microcapteur de pression aval 232 et le deuxieme couvercle elastique 233 et egalement remplie d'huile de silicone. Une premiere tete de colonne 225 situee sur la pointe centrale du premier couvercle elastique 223 fait saillie a partir du bord inferieur du premier botier 221 sur environ 0,25 mm, et une deuxieme tete de colonne 235 situee sur la pointe du deuxieme couvercle elastique 233 fait saillie de la meme facon du bord inferieur du deuxieme boitier 231. Les pointes de contact de la premiere tete de colonne 225 et de la deuxieme tete de colonne 235 doivent etre plus etroites que le diametre o du vaisseau, sur lequel on pratique les mesures, afin de recevoir entierement les pressions du pours aux points de mesure. Les fetes de colonne 225, 235 vent faites d'une matiere cure qui peut endurer la pression et empecher les fetes de colonne de se deformer. Lorsque le pours presse sur les fetes de colonne 225, 235, il y a transmission de la pression par l'huile de silicone contenue dans les deux chambres 224, 234 au microcapteur de pression amont 222 et au microcapteur de pression aval 232. La figure 3 est un schema fonctionnel d'un circuit de detection qui montre la mesure de la pression du pours en deux points voisins. Dans le circuit de detection, deux circuits de preamplification et de filtrage (311, 321) et deux circuits de reglage de decalage 312, 322 conditionnent les signaux provenant du capteur de pression amont 22 et du capteur de pression aval 23, deux circuits de filtrage passe-bas 313, 323 presentent ltonde fondamentale des pressions du pours pour une detection facile de niveau, et un detecteur de passage par zero ou un circuit detecteur de cretes 34 declenche ou arrete les comptages d'un compteur 35. Une horloge a haute frequence de 10 MHz 36 fournit la resolution du compteur 35. Un convertisseur analogique-numerique 37 et une entree numerique 38 forment ['interface vers le dispositif de traitement de signaux numeriques 39. 7 2839439 Le convertisseur analogique-numerique 37 est egalement relic au circuit de reglage de decalage 312 et au circuit de filtrage passe-bas 313 du capteur de pression amont 22. s Le dispositif d'entree numerique 38 peut etre remplace par une entreesortie raccordant le dispositif de traitement de signaux numeriques 39 et le convertisseur analogique-numerique 37. La mesure des pressions du pours en deux points voisins se fait de la lo maniere suivante: A. placement d'un poignet de la personne examinee avec le cOte de l'artere radiale en haut dans le support de poignet 1, B. descente des fetes de colonne 225, 235 contre le vaisseau pour ['acquisition de la pression amont Po(t) et de la pression aval PL(t), C. conversion de la forme analogique de la pression amont Po(t) en une pression amont numerique PO(n) par un convertisseur analogique numerique 37 dont la frequence d'echantillonnage est de 200 a 400 Hz, D. fltrage de la pression amont Po(t) et de la pression aval PL(t) par des filkes passebas 313, 323 pour ['acquisition des ondes fondamentales, E. detection du signal de passage par zero de l'onde fondamentale des signaux de pression amont et aval pour declencher et arreter les comptages du compteur 35 et obtenir le retard entre ces deux pressions par sortie du compteur 35, F. memorisation du signal de pression amont numerise PO(n) et du retard dans le dispositif de traitement de signaux numeriques 39. G. calcul de la pression aval numerique PL(n) dans le dispositif de traitement de signaux numeriques 39 au moyen de la pression amont PO(n) et du retard, avec PL(n) PO(n+). 8 2839439 REVENDICATIONS 1. Procede de sphygmometrie pour la mesure de la pression du pours en deux points de mesure voisins, comprenant les etapes suivantes: s A. placement d'un capteur de pression amont (22) et d'un capteur de pression aval (23) a une certaine distance L dans le sens du flux sanguin, B. acquisition des signaux emis par les capteurs de pression amont (22) et aval (23) pour, par l'intermediaire de circuits preamplifcateurs et de filtrage (311, 321) et de reglage de decalage (312, 322), acquerir la forme analogique de la pression amont Po(t) et de la pression aval Pt(t), C. conversion de la forme analogique de la pression amont Po(t) en une pression amont numerique P0(n) par un convertisseur analogique numerique (37) dont la frequence d'echantillonnage est de 200 a 400 Hz et ensuite memorisation de la pression amont numerique P0(n) dans un dispositif de traitement de signaux numeriques (39), D. filtrage de la pression amont Po(t) et de la pression aval P(t) par deux fltres passe-bas (313, 323) pour l'obtention de leurs ondes fondamentales, E. detection du signal de passage par zero de l'onde fondamentale des signaux de pression amont et aval pour declencher et arreter le comptage d'un compteur (35) et obtenir le retard T entre ces deux pressions par sortie du compteur, F. memorisation du signal de pression amont numerise P0(n) et du retard T dans le dispositif de traitement de signaux numeriques (39), et G. calcul de la pression aval numerique P(n) dans le dispositif de traitement de signaux numeriques au moyen de la pression amont P0(n) et du retard, avec P (n) P0(n+ T). 2. Procede de sphygmometrie selon la revendication 1, dans lequel la distance entre le capteur de pression amont (22) et le capteur de pression aval (23) est d'environ 2 a 3 millimetres. 9 2839439 3. Dispositif de sphygmometrie pour la mesure de la pression du pours en deux points de mesure voisins, comprenant: un support de poignet (1) qui stabilise le poignet mais n'appuie pas sur le vaisseau qui s'y trouve, s un dispositif de saisie de pression (2) monte dans le support de poignet (1) et comprenant un siege (21), un capteur de pression amont (22) et un capteur de pression aval (23) montes dans ce siege (21) et un dispositifmoteur (24) qui deplace le siege (21) vers le teas, et un circuit de detection relic au capteur de pression amont (22) et au lo capteur de pression aval (23). 4. Dispositif de sphygmometrie selon la revendication 3, dans lequel le capteur de pression amont (22) comprend un premier bo^tier (221) monte dans le siege (21), une puce amont (222) montee dans le premier boitier (221) et un premier couvercle elastique (223) couvrant la puce amont (222) , le capteur de pression aval (23) comprend un deuxieme bo^tier (231) monte dans le siege (21), une puce avale (232) montee dans le deuxieme bo^tier (231) et un deuxieme couvercle elastique (233) couvrant la puce aval (232), une premiere chambre (224) formee entre la puce amont (222) et le premier couvercle elastique (223) et une deuxieme chambre (234) formee entre la puce aval (232) et le deuxieme couvercle elastique (233), la premiere (224) et la deuxieme (234) chambres etant remplies d'un fluide, sur la pointe centrale du premier couvercle elastique (223) se trouve une premiere tete de colonne (225) qui fait saillie du bord inferieur du premier bo^tier (221) et sur la pointe centrale du deuxieme couvercle elastique (233) se trouve une deuxieme tete de colonne (235) qui fait saillie du bord inferieur du deuxieme boitier (231). 5. Dispositif de sphygmometrie selon la revendication 4, dans loquel les pointes de contact de la premiere tete de colonne (225) et de la deuxieme tete de colonne (235) vent plus etroites que le diametre du vaisseau sur lequel on pratique les mesures, et vent espacees d' environ 2 a 3 millimetres. 2839439 6. Dispositif de sphygmometrie selon l'une des revendications 3 a 5, dans lequel le circuit de detection comprend: deux circuits de preamplification et de filtrage (311, 321) relies respectivement au capteur de pression amont (22) et au capteur de pression s aval (23), deux circuits de reglage de decalage (312, 322) relies respectivement aux deux circuits de preamplification et de filtrage (311, 321), deux circuits de filtrage passe-bas (313, 323) relies respectivement aux deux circuits de reglage (312, 322), lo un circuit detecteur de cretes (34) relic aux deux circuits de filtrage passe-bas (313, 323) et un compteur (35) relic au circuit detecteur de cretes (34)' une horloge (36) a haute frequence reliee au compteur (35), un convertisseur analogique-numerique (37) relic au circuit de reglage de decalage (312) et au circuit de filtrage passe-bas du capteur (313) de pression amont (22), et une entree- sortie raccordant un dispositif de traitement de signaux numeriques (39) et le convertisseur analogique-numerique (37) ou un dispositif d'entree numerique (38). 7. Dispositif de sphygmometrie selon la revendication 3, dans lequel le circuit de detection traite des donnees suivant les etapes: A. placement d'un capteur de pression amont (22) et d'un capteur de pression aval (23) a une certaine distance L dans le sens du flux sanguin, B. acquisition des signaux emis par les capteurs de pression amont (22) et aval (23) pour, par l'intermediaire des circuits preamplificateur et de filtrage (311, 321) et de reglage de decalage (312, 322), acquerir la forme analogique de la pression amont Po(t) et de la pression aval PL(t), E. conversion de la forme analogique de la pression amont Po(t) en une pression amont numerique PO(n) par un convertisseur analogique numerique (37) dont la frequence d'echantillonnage est de 200 a 400 Hz et ensuite memorisation de la pression amont numerique PO(n) dans le dispositif de traitement de signaux numeriques (39), 1 1 2839439 D. filkage de la pression amont Po(t) et de la pression aval PL(t) par deux fltres passe-bas (313, 323) pour ltobtention de leurs ondes fondamentales, E. detection du signal de passage par zero de l'onde fondamentale des signaux de pression amont et aval pour declencher et arreter le comptage du compteur (35) et obtenir le retard entre ces deux pressions par une sortie du compteur, F. memorisation du signal de pression amont numerise PO(n) et du retard dans le dispositif de traitement de signaux numeriques (39), et lo G calcul de la pression aval numerique PL(n) dans le dispositif de traitement de signaux numeriques au moyen de la pression amont PO(n) et