Brevet FR2867595A3 — publié le 20050916

FR 2867595 A3 20050916 FR 0402721 A 20040315 La présente invention se rapporte à un simulateur cardiaque mécanique. Balth Van Der Pol est le premier à construire un simulateur cardiaque à tubes électroniques et à affirmer que le coeur peut être consideré comme le couplage de 3 oscillateurs à relaxation le Sinus ST oreillette A et le Ventricule V.Entre A et V il y a le retard de His symbolisè ici par des ressorts de couplage. De nos jours il a éte publiè quelques simulateurs cardiaques basès sur les modèles mathèmatiques des cellules cardiaques.Sur la figure 1 je symbolise comme Balth Van Der Pol 3 oscillateurs couplès,l'oscillateur S, l'oseillateur A et l'oscillateur V.Les sorties des oscillateurs dèlivrent les vibrations èlectriques cardiaques Vs(t),Va(t) ,Vhis(t)et Vv(t) en figure 1,(1),(2),(3) et( 4). Balth Van Der Pol propose des oscillateurs èlectroniques.Dans cette invention de simulateur cardiaque mècanique,je remplace les oscillateurs èlectroniques par des oscillateurs mècaniques qui sont des systèmes massependules,Ms,Ma et Mv,(10,12,14),(5,6,7).Les pendules sont liées par des ressorts (9),(10)et (11) . Un moteur électrique ( ) à vitesse variable joue le role de sinus pacemaker. Un systeme de 3 balais bs,ba et bv ( 16, 17,18) Iiès aux masses, convertie en vibration horizontale des masses la vibration circulaire du moteur.Sur la figure 2 il y a 3 systèmes èlectriques RLC-E,(Es,Rs,Ls,Cs),(Ea,Ra,La,Ca),(Ev, Rv,Lv,Cv)(28,22,23), (30,25,26) et (35,32,33) qui convertissent les vibrations en vibrations èlectriques Vs(t),Va(t) et Vv(t),(24,27,34) .Les capacitès Cs,Ca, et Cv ont I'un des potes fixe et l'autre vibratoire entrainè par les masses. Ces 3 signaux èlectroniques sont envoyès sur 3 vu-metres 0 - 15V ou l'on peut avoir une idèe du battement des 3 parties du coeur S,A et V (55,56, 57). Une autre boite èlectronique TMC (75) permet la programmation de la vitesse ou de la frèquence cardiaque. Sur la figure 4 je fabrique le signal èlectrocardiogramme ECG,PQRST en histogramme(figure 3).L'onde P correspond à (41),Q à (42),R à (43),S à (44) et T(45). Les signaux Vs(t)(38),Va(t) et Vv(t) et ECG(t) peuvent être lus sur un oscilloscope. La figure 6 est le circuit èlectronique permettant de fabriquer le signal èlectrocar- diagramme ECG,PQRST.Le signal Va(t) permet de construire l'onde P et Q et Vv(t) l'onde R,l'onde S et l'onde T.Va(t) arrive sur le comparateur (59) qui le coma- re à une rèference Vref.Sa sortie attaque le monostable (60) qui délivre I'onde P.La sortie du premier comparateur attaque un bloc à retard (61), qui attaque un monostable qui à son tour attaque un inverseur(63) qui dèlivre Ponde Q. Le signal Vv(t)(40) attaque un comparateur avec reference.Cette sortie est en- voyèe à un monostable (62)qui attaque un amplificateur (67) qui dèlivre l'on- de R.Une sortie du comparateur est envoyée a un bloc à retard qui attaque un monostable puis un inverseur et un amplificateur.On obtient en sortie l'onde S.L'autre sortie du comparateur est envoyée à un comparateur suivi d'un monostable et d'un amplificateur.A la sortie on recupère l'onde T. Les 4 ondes P,Q,R,S et T sont envoyées sur un sommateur ( ) qui délivre Le signal èlectrocardiogramme ECG,PQRST en histogramme figure 4. Le simulateur cardiaque est realisè en metal peint en or.Le design est realisè avec un Box en bois peint en vernis,en figure 6. Le simulateur cardiaque permet aussi de simuler les arrêts cardiaques. 15 Après avoir realisè l'appareil j'ai observè que en fonction de la vitesse du moteur et l' èxcentricite e de l'arbre à came l'ensemble se met à vibrer pen- dant un instant pour s'arrêter et chose bizarre et c'est comme les 3 planètes S,A et V qui s'arrêtent pour des jours et des nuits etemels selon la mecanique celeste.C'est l'arrêt cardiaque qui est simulè. Le simulateur cardiaque est un outil pèdagogique en cours de faculté de mèdicine et de cardiologie ou bien comme une pièce d'art dans les musèes scientifiques et techniques ou pièce de meuble de salon. Le simulateur cardiaque,mèca-cardiorythmeur permet de simuler le fonctionnement normal du coeur S,A et V et l'arrêt cardiaque devant les èleves. Mais les rythmes anormaux du coeur tels que dissociation SA et AV ne sont pas. 3 REVENDICATIONS 1) Le simulateur cardiaque mécanique est caracterisè en ce qu'il comporte un dispositif èlectromecanique simulant le fonctionnement global du coeur, pour le Sinus S,I'oreillette A et le ventricule V. 2)I1 simule comme un coeur artificiel le rythme normal du coeur et l'arrêt cardiaque en un temps de fonctionnement du moteur avant l'arrêt. 3)11 délivre des signaux de vibration électrique cardiaque Vs(t),Va(t) et Vv(t). 4)11 delivre un signal électrocardiogramme ECG,PQRST en histogramme, avec un circuit électronique à monostables (62). 5)Le simulateur cardiaque permet la programmation de la fréquence cardiaque en faisant varier la vitesse du moteur. Le simulateur cardiaque mécanique est caracterisè en ce qu'il comporte ses revedications dépendantes: 6)Un moteur électrique comportant un arbre à came (9) d'èxcentricite e 15 qui èxcite l'ensemble des 3 oscillateurs S,A et Va systèmes de masse- pendulees couplées par des ressorts. 7)Un systeme électromécanique à circuits électroniques RLC entrains par les masses vibrantes et dont les capacités Cs,Ca et Cv on un pole fixe et l'autre pole entrainè en vibration. 8)Un design de présentation ou le simulateur peint en or est a l'interieur d'un box en bois lui conférant ce design particuliers.