FR2520605A1 - MEASUREMENT AND CONTROL SYSTEM, PARTICULARLY FOR MONITORING THE CONDITION OF A PATIENT DURING A SURGICAL OPERATION - Google Patents
MEASUREMENT AND CONTROL SYSTEM, PARTICULARLY FOR MONITORING THE CONDITION OF A PATIENT DURING A SURGICAL OPERATION Download PDFInfo
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Abstract
LA PRESENTE INVENTION CONCERNE UNE INSTALLATION DE MESURE ET DE CONTROLE POUR SURVEILLER ET ENREGISTRER L'ETAT D'UN PATIENT, EN PARTICULIER PENDANT UNE ANESTHESIE AU COURS D'OPERATIONS CHIRURGICALES. CETTE INSTALLATION COMPREND DES ELECTRODES 1 POUR DETECTER DES SIGNAUX BIOELECTRIQUES REPRESENTATIFS DE L'ACTIVITE EMG SPONTANEE DE PATIENT, DES MOYENS 2 POUR AMPLIFIER CES SIGNAUX, DES MOYENS 3, 6 POUR DISTINGUER LES COMPOSANTES EMG DESDITS SIGNAUX ET POUR LA QUANTIFIER D'UNE MANIERE CONVENABLE, AINSI QUE LES MOYENS POUR TRAITER LES INFORMATIONS ELECTRIQUES RESULTANTES AUX FINS D'AFFICHAGE. L'INSTALLATION COMPORTE EGALEMENT DES MOYENS 14, 15 POUR MESURER SEPAREMENT LE BLOCAGE NEUROMUSCULAIRE DU PATIENT, PRATIQUEMENT EN MEME TEMPS QUE LADITE ACTIVITE EMG SPONTANEE EN STIMULANT UN NERF MOTEUR AU MOYEN D'IMPULSIONS ELECTRIQUES ET EN MESURANT LA REACTION MUSCULAIRE AU MOYEN DE SIGNAUX EMG. LES QUANTITES AINSI DETERMINEES SONT CONCUES POUR ETRE ENREGISTREES ET AFFICHEES PAR DES MOYENS D'AFFICHAGE SUR UNE BASE DE TEMPS REEL, DE SORTE QUE LES INFORMATIONS OBTENUES A PARTIR DESDITS SIGNAUX EMG SPONTANES ET LA PARALYSIE MUSCULAIRE MESUREE PAR LA STIMULATION APPARAISSENT SUR UNE UNITE D'AFFICHAGE COMMUNE 10.THIS INVENTION CONCERNS A MEASUREMENT AND CONTROL FACILITY FOR MONITORING AND RECORDING THE CONDITION OF A PATIENT, PARTICULARLY DURING ANESTHESIA DURING SURGICAL OPERATIONS. THIS INSTALLATION INCLUDES ELECTRODES 1 FOR DETECTING BIOELECTRIC SIGNALS REPRESENTATIVE OF THE SPONTANEOUS EMG PATIENT ACTIVITY, MEANS 2 FOR AMPLIFYING THESE SIGNALS, MEANS 3, 6 TO DISTINGUISH THE EMG COMPONENTS OF SAID SIGNALS AND FOR THE QUANTIFIER OF A CONVENIENT , AS WELL AS THE MEANS FOR PROCESSING THE RESULTING ELECTRICAL INFORMATION FOR THE PURPOSES OF DISPLAY. THE INSTALLATION ALSO INCLUDES MEANS 14, 15 FOR SEPARATELY MEASURING THE NEUROMUSCULAR LOCKING OF THE PATIENT, ALMOST AT THE SAME TIME AS SAID EMBODIMENT SPONTANEOUS BY STIMULATING A NER MOTOR BY MEANS OF ELECTRIC PULSES AND MEASURING THE REACTION MUSCULAR. . THE QUANTITIES SO DETERMINED ARE DESIGNED TO BE RECORDED AND DISPLAYED BY MEANS OF DISPLAY ON A REAL-TIME BASIS, SO THAT THE INFORMATION OBTAINED FROM SAID EMONT SPONTANEOUS SIGNALS AND THE MUSCULAR PARALYSY MEASURED BY STIMULATION COMMON DISPLAY 10.
Description
La présente invention se rapporte à une installation de mesure et deThe present invention relates to an installation for measuring and
contrôle pour enregistrer et surveiller l'état d'un patient, en particulier, control to record and monitor the status of a patient, in particular,
pendant l'anesthésie au cours d'opérations chirurgicales. during anesthesia during surgical operations.
La surveillance d'un patient pendant les opérations chirurgicales comporte deux phases principales: d'une part, il est nécessaire de s'assurer que la profondeur de l'anesthésie du patient et que le blocage neuromusculaire ou la paralysie sont suffisants pour l'exécution des opérations chirurgicales ou autres opérations et, d'autre part, il faut veiller à ce que la paralysie du patient et son état d'anesthésie ne deviennent pas trop profon; 2 s,le risque étant un coma permanent du patient Il est bien évident que plus sont nombreuses et rapides les informations concernant tant l'état d'anesthésie du patient que la relaxation musculaire de celui-ci et que plus sont claires et facilement interprétables lesdites informations, plus les conclusions qu'on peut en tirer Monitoring a patient during surgical operations has two main phases: on the one hand, it is necessary to ensure that the depth of the patient's anesthesia and that the neuromuscular blockage or paralysis are sufficient for execution surgical or other operations and, on the other hand, care must be taken that the patient's paralysis and state of anesthesia do not become too deep; 2 s, the risk being a permanent coma of the patient It is obvious that the more numerous and faster the information concerning both the patient's state of anesthesia and the muscular relaxation of the patient and the more clear and easily interpretable is said information, the more conclusions we can draw
sontssûres et plus vite il est possible d'entreprendre les actions éventuelle- are safe and faster it is possible to take action if necessary-
ment nécessitées par la situation. ment necessitated by the situation.
Traditionnellement, on surveille la profondeur de l'anesthésie d'un Traditionally, the depth of anesthesia of a
patient principalement en contrôlant sa pression sanguine, son pouls, son élec- patient mainly by controlling his blood pressure, pulse,
trocardiogramme, sa respiration et ses réflexes pupillaires Un problème qui se pose, avec ces paramètres de contrôle, est que des conclusions fiables ne peuvent pas en être déduites, mais que les estimations auxquelles on aboutit trocardiogram, respiration and pupillary reflexes A problem with these control parameters is that reliable conclusions cannot be drawn from them, but that the estimates which are arrived at
dépendent de la manière dont les agents anesthésiants et paralysants sont uti- depend on how the anesthetics and paralyzers are used
lisées à l'instant considéré De plus, ces paramètres peuvent être modifiés read at the time considered In addition, these parameters can be modified
par plusieurs facteurs Comme exemples de ces facteurs, on peut citer une pré- by several factors As examples of these factors, we can cite a pre-
médication éventuelle, une maladie du patient, son âge et son état général, l'emplacement et le degré de stimulation chirurgicale, l'effet combiné des différents agents anesthésiants et paralysants, la température du corps, la pression partielle du bioxyde de carbone sanguin (Pa C 02) Une difficulté est également soulevée par les variations de ces paramètres en fonction du dosage possible medication, patient illness, age and general condition, location and degree of surgical stimulation, the combined effect of different anesthetics and paralyzers, body temperature, partial pressure of blood carbon dioxide ( Pa C 02) A difficulty is also raised by the variations of these parameters depending on the dosage
des substances anesthésiantes et paralysantes. anesthetic and paralyzing substances.
Il est également connu de s'assurer de la profondeur de l'anesthésie en surveillant les ondes EEG représentant le fonctionnement électrique du cerveau (électroencéphalogramme) afin de contrôler l'activité électrique du cerveau du patient Sur cette base, un groupe de chercheurs du "Duke University Medical Center" (de Durham, Caroline du Nord, USA) a imaginé des moyens pour simplifier sensiblement les informations de base détectées et enregistrées qui It is also known to ensure the depth of anesthesia by monitoring the EEG waves representing the electrical functioning of the brain (electroencephalogram) in order to control the electrical activity of the patient's brain. On this basis, a group of researchers from the " Duke University Medical Center "(from Durham, North Carolina, USA) has devised ways to significantly simplify the detected and recorded basic information which
sont importantes pour surveiller l'état du patient au cours de l'anesthésie. are important for monitoring the patient's condition during anesthesia.
Etant donné que les ondes EEG enregistrées dans la région du crâne du patient sont souvent brouillées par celles provenant de l'activité musculaire, l'idée de base a été que, conjointement avec la surveillance du EEG au moyen d'un Since the EEG waves recorded in the patient's skull region are often scrambled by those from muscle activity, the basic idea has been that, in conjunction with monitoring the EEG using a
enregistreur, il serait tout aussi possible d'utiliser et d'enregistrer l'acti- recorder, it would be equally possible to use and record the acti-
vité EMG (électromyogramme) représentant l'action électrique des muscles et vity EMG (electromyogram) representing the electrical action of the muscles and
qui seraauîsi-qualifiéeparla suite "EMG spontané" En se basant sur les décou- which will be further qualified by the "spontaneous EMG" suite Based on the findings
vertes faites par ce groupe de chercheurs, la surveillance du EMG peut être avantageusement utilisée pour signaler une relaxation suffisante d'un patient, monitoring made by this group of researchers, EMG monitoring can be advantageously used to signal sufficient relaxation of a patient,
puisque l'enregistrement du EMG révèle, d'une manière sûre, les propres sensa- since the registration of the EMG surely reveals its own
tions du patient concernant sa relaxation, indépendamment des moyens dont peut disposer un observateur extérieur Si, alors en relation avec la surveillance, il est vérifié que, sur la base de l'activité EMG enregistrée, la relaxation du patient n'est pas suffisante, par exemple pour des opérations chirurgicales, on peut remédier à la situation en administrant au patient davantage d'agent paralysant ou anesthésiant D'autre part, la surveillance EEG peut être utilisée pour observer la profondeur de l'état d'anesthésie du patient (Références: tions of the patient concerning his relaxation, regardless of the means available to an outside observer If, then in relation to the monitoring, it is verified that, on the basis of the recorded EMG activity, the patient's relaxation is not sufficient, for example for surgical operations, the situation can be remedied by administering to the patient more paralyzing or anesthetic agent. On the other hand, EEG monitoring can be used to observe the depth of the patient's state of anesthesia (References :
D.A Davis, F F Klein, M Harmel, L Burton, L Dewell: The Electroencepha- D.A Davis, F F Klein, M Harmel, L Burton, L Dewell: The Electroencepha-
lomyogram, Quantitation of Depth of Anesthesia, Relaxation et Paralysis, American Society of Anesthesiologists de San Francisco, Octobre 20 25, 1979, I.H Harmel, F F Klein, D A Davis: The EEMG A Practical Index of Cordial lomyogram, Quantitation of Depth of Anesthesia, Relaxation et Paralysis, American Society of Anesthesiologists of San Francisco, October 20 25, 1979, I.H Harmel, F F Klein, D A Davis: The EEMG A Practical Index of Cordial
Activity an Muscular Relaxation, Acta Anaesthesiologia Scandinavica 1978, fasci- Activity an Muscular Relaxation, Acta Anaesthesiologia Scandinavica 1978, fasci-
cule 70, pages 97 102).cule 70, pages 97 102).
D'autre part, il a été découvert (B R Fink: Electromyography in On the other hand, it was discovered (B R Fink: Electromyography in
General Anaesthesia, British Journal of Anaesthesia, 1961, 33, pages 555 - General Anaesthesia, British Journal of Anaesthesia, 1961, 33, pages 555 -
559) que l'activité des muscles abdominaux tend à être augmentée par la stimula- 559) that the activity of the abdominal muscles tends to be increased by stimulation
tion chirurgicale et à être diminuée par l'action des anesthésiques et des re- surgery and to be reduced by the action of anesthetics and
laxants musculaires Le groupe de chercheurs mentionné ci-dessus a également muscle laxants The group of researchers mentioned above also
vérifié que le EMG du visage fournit des informations sur l'état général d'acti- verified that the facial EMG provides information on the general state of activity
vité du patient et représente une combinaison des paramètres suivants ayant un effet sur le signal EMG: 1 La profondeur de l'anesthésie; 2 Le blocage neuromusculaire; 3 Les sensations douloureuses Ainsi, on peut dire en résumé vity of the patient and represents a combination of the following parameters having an effect on the EMG signal: 1 The depth of anesthesia; 2 Neuromuscular blockage; 3 Painful sensations So, we can say in summary
que quand, durant des opérations chirurgicales, cet EMG spontané est suffisam- that when, during surgical operations, this spontaneous EMG is sufficient
ment bas, la profondeur de l'anesthésie et de la paralysie musculaire du patient low, the depth of anesthesia and muscle paralysis of the patient
sont, dans la plupart des cas, considérées comme étant suffisantes En consé- are, in most cases, considered sufficient.
quence, l'augmentation de l'amplitude du signal EMG spontané, au cours d'une intervention chirurgicale, est une cause de soucis Toutefois, il est alors difficile de déterminer lequel des paramètres ci-dessus est à l'origine de quence, the increase in the amplitude of the spontaneous EMG signal, during a surgical intervention, is a cause for concern However, it is then difficult to determine which of the above parameters is the cause of
cette élévation et s'il convient de donner au patient davantage d'agent anesthé- this elevation and whether to give the patient more anesthetic agent
siant, paralysant ou analgésique et à quelle dose. siant, paralyzing or analgesic and in what dose.
Un analyseur EEG/EMG, basé sur ce qui vient d'être décrit ci-dessus, An EEG / EMG analyzer, based on what has just been described above,
a été réalisé par le groupe de chercheurs susmentionné en mesurant et en trai- was carried out by the aforementioned group of researchers by measuring and processing
tant lesdits signaux et en générant avec un voltmètre digital et un enregistreur, a partir du signal EEG, une fréquence moyenne et à partir es s:gau: ès et EMG une amplitude unidirectionnelle moyenne Du point de - rue de l'z Sraur, cette solution n'est pas très astucieuse car il se heurte _ une difficuté both said signals and by generating with a digital voltmeter and a recorder, from the EEG signal, an average frequency and from es s: gau: ès and EMG an average unidirectional amplitude From the point of - rue de l'z Sraur, this solution is not very clever because it encounters _ a difficulty
particulière pour surveiller et déterminer l'origine des grandeurs affi es. particular to monitor and determine the origin of affi es quantities.
A part cela, des systèmes d'enregistrement et d'affichage relati'e- ment sophistiqués ont été développés simplement pour les ondes EEG Un sysvme de surveillance connu pour les ondes EEG est exposé dans le brevet américain Besides that, relatively sophisticated recording and display systems have been developed simply for EEG waves. A known monitoring system for EEG waves is disclosed in the US patent.
no 4 215 697 Dans ce système, la distribution de l'amplitude ou de la puis- no. 4,215,697 In this system, the distribution of amplitude or power
sance et de la fréquence du signal EEG enregistré à partir du crîne d'un pa- frequency and frequency of the EEG signal recorded from the skull of a pa-
tient est affichée en fonction du temps tridimensionnellement sur un ecran le contrôle vidéo sous la forme d'un diagramme à propagation continue de srcène que, en plus des informations en temps réel, l'écran affiche une partie le l'historique du signal EEG Un autre système de surveillance EEG Je' la technique antérieure utilise, par ailleurs, un écran de contrôle vidéo,pour affilher le spectre de fréquences de l'amplitude ou de la puissance du signal EEG dans un' temps représentant une seconde dimension, sous la forme de lignes de points lumineux à propagation continue, la dernière ligne de points lumineux en date représentant le temps réel L'intensité de l'amplitude ou de la puissance réelle est simplement représentée par la luminosité relative des points Ces systèmes connus offrent un moyen de surveillance beaucoup plus représentatif que la simple courbe EEG obtenue sur un enregistreur Toutefois, ces systèmes sont relativement compliqués et coûteux et de plus, ne sont pas bien adaptés pour holds is displayed as a function of time three-dimensionally on a screen the video control in the form of a diagram with continuous propagation of srcene that, in addition to information in real time, the screen displays a part the history of the signal EEG A other EEG monitoring system I 'the prior art uses, moreover, a video control screen, to sharpen the frequency spectrum of the amplitude or power of the EEG signal in a' time representing a second dimension, in the form lines of luminous points with continuous propagation, the last line of luminous points in date representing the real time The intensity of the amplitude or the real power is simply represented by the relative luminosity of the points These known systems offer a means of monitoring much more representative than the simple EEG curve obtained on a recorder However, these systems are relatively complicated and expensive and moreover, are not well suited s for
afficher et surveiller simultanément plusieurs signaux. display and monitor multiple signals simultaneously.
Un but de la présente invention est de procurer un nveusyst Sme perfectionné de contrôle d'un patient qui permet d'éliminer les inconvénients de l'art antérieur et qui offre des informations plus fiables concernant l'état d'anesthésie et de paralysie du patient, informations qui sont affichées de la An object of the present invention is to provide an improved nveusyst EMS for monitoring a patient which makes it possible to eliminate the drawbacks of the prior art and which provides more reliable information concerning the state of anesthesia and paralysis of the patient. , information that is displayed from the
manière la plus claire possible.as clearly as possible.
Un autre but de l'invention est de fournir un affichage compact Another object of the invention is to provide a compact display
et facilement utilisable par l'opérateur, de l'état d'anesthésie et de paraly- and easily usable by the operator, from the state of anesthesia and paraly-
sie d'un patient sous la forme de signaux à déterminer afin que les grandeurs mutuellement complémentaires et explicatives soient facilement comparables Un autre but de l'invention est de fournir un affichage analogique de ces grandeurs de façon à obtenir, d'une part, la valeur de contrôle en temps réel de ces grandeurs et d'autre part, leur historique En même temps, le but est également de fournir un affichage représentatif et, préférable en vue de l'utilisation Another object of the invention is to provide an analog display of these quantities so as to obtain, on the one hand, the value of a patient in the form of signals to be determined so that the mutually complementary and explanatory quantities are easily comparable. control value in real time of these quantities and on the other hand, their history At the same time, the aim is also to provide a representative display and, preferable for the use
d'un équipement de mémorisation D'autres buts et avantages de l'invention rt- memorization equipment Other objects and advantages of the invention rt-
sortiront de la description qui va suivre. will emerge from the description which follows.
L'invention atteint les buts qu'elle s'est fixés par une installa ion de mesure et de contrôle pour surveiller et enregistrer l'état d'un patient, en particulier pendant une anesthésie au cours d'opérations chirurgicales, qui est caractérisée en ce qu'elle comprend des électrodes pour détecter des signaux bioélectriques représentatifs de l'activité EMG spontanée du patient, des moyens pour amplifier lesdits signaux, des moyens pour dictinguer la com- posante EMG desdits signaux et pour la quantifier d'une manière appropriée, ainsi que des moyens pour traiter ces informations afin de les afficher, en ce que l'installation comprend également des moyens pour mesurer séparément le blocage neuromusculaire du patient, pratiquement en même temps que ladite activité EMG spontanée, en stimilant un-nerf moteur au moyen d'impulsions électriques et en mesurant la réaction musculaire, de préférence, au moyen d'un EMG, et en ce que les grandeurs déterminées sont arrangées pour être enregistrées et affichées par des moyens d'affichage, pratiquement sur une base de temps réel, et de préférence de telle façon que les informations de sortie se rapportant audit EMG spontané et celles concernant la paralysie musculaire mesurée par la stimulation apparaissent sur une unité d'affichage commune. Selon l'invention, il est possible à l'anesthésiste de surveiller en continu, sur une base de temps réel, et de comparer mutuellement, d'une The invention achieves the goals which it has set for itself by a measuring and control installation for monitoring and recording the condition of a patient, in particular during anesthesia during surgical operations, which is characterized in that it comprises electrodes for detecting bioelectric signals representative of the spontaneous EMG activity of the patient, means for amplifying said signals, means for dictating the EMG component of said signals and for quantifying it in an appropriate manner, as well as means for processing this information in order to display it, in that the installation also comprises means for separately measuring the neuromuscular blockage of the patient, practically at the same time as said spontaneous EMG activity, by stimulating a motor nerve by means of electrical impulses and by measuring the muscular reaction, preferably by means of an EMG, and in that the determined quantities are arranged to be recorded and a displayed by means of display, practically on a real-time basis, and preferably in such a way that the output information relating to said spontaneous EMG and that relating to the muscular paralysis measured by stimulation appears on a common display unit . According to the invention, it is possible for the anesthesiologist to continuously monitor, on a real time basis, and to compare each other, of a
part, un EMG spontané mesuré et déterminé du patient et d'autre part, sa para- on the one hand, a measured and determined spontaneous EMG of the patient and on the other hand, its para-
lysie musculaire, ce qui l'aide d'une manière nouvelle et remarquable, à dis- muscle lysia, which helps in a new and remarkable way, to
tinguer les réponses duesà l'excitation et à l'éveil de cellesqui résultent de la diminution de la paralysie musculaire A cet égard, la compacité et le temps réel de l'affichage sont importants,puisque les réponses d'éveil sont des phénomènes rapides En plaçant les électrodes dans la région du crâne to tune the responses due to arousal and arousal from those which result from the reduction of muscular paralysis In this respect, the compactness and the real time of the display are important, since the awakening responses are rapid phenomena placing the electrodes in the skull area
et/ou du cou du patient, il est également possible, au moyen des mgmes électro- and / or the neck of the patient, it is also possible, by means of electro mg
des, de surveiller l'activité électrique du cerveau du patient (EEG) et en se basant sur cette dernière, de veiller à ce que l'état anesthésique du patient ne devienne trop profond Ainsi, le EMG spontané, représentatif du degré de paralysie musculaire, informe l'anesthésiste des réponses d'éveil ou d'une trop légère anesthésie et d'autre part, le EEG l'avertit des perturbations des, to monitor the electrical activity of the patient's brain (EEG) and based on it, to ensure that the anesthetic state of the patient does not become too deep Thus, the spontaneous EMG, representative of the degree of muscle paralysis , informs the anesthesiologist of awakening responses or of too light anesthesia and on the other hand, the EEG warns him of disturbances
métaboliques du cerveau, qui sont liées à une anesthésie trop profonde. metabolic processes in the brain, which are linked to too deep anesthesia.
En plus des informations en temps réel, les moyens d'affichage sont, de préférence, capables de présenter simultanément une partie importante de l'historique ou de l'origine des événements enregistrés En adoptant, pour les In addition to real-time information, the display means are preferably capable of simultaneously presenting a significant part of the history or of the origin of the events recorded. By adopting, for the
ondes EMG une bande de fréquences relativement large, il est possible de con- EMG waves a relatively wide frequency band, it is possible to con-
tribuer davantage à la fiabilité des informations EMG, puisque les ondes EMG contribute more to the reliability of EMG information, since EMG waves
apparaissent dans une bande de fréquences étendue Comme d'autre part, l'impor- appear in a wide frequency band As on the other hand, the importance
tant est de savoir si l'activité EMG existe effectivement et non pas quelle est sa fréquence, son amplitude ou sa puissance absolue, on utilise selon so much is to know if the EMG activity actually exists and not what is its frequency, its amplitude or its absolute power, we use according to
l'invention un diagramme en colonnes affichant en particulier les valeurs pré- the invention a column diagram displaying in particular the pre-
séntées sous une forme logarithmique et servant à visualiser, le plus clairement sentes in a logarithmic form and used to visualize, most clearly
possible, l'activité physique du patient L'affichage sous une forme logarithmi- possible, the patient's physical activity The display in a logarithmi-
que est également préférable pour ce qui concerne l'amplitude ou la puissance that is also preferable with regard to amplitude or power
des ondes EEG, puisque l'effet de l'anesthésie diminue dans une mesure impor- EEG waves, since the effect of anesthesia decreases to a significant extent
tante, le niveau des ondes EEG, de porte que la détection des variations rela- aunt, the level of EEG waves, door that the detection of variations rela-
tives de l'activité EEG offre beaucoup plus d'intérêt que la détection des tives of EEG activity offers much more interest than the detection of
valeurs absolues des pointes des signaux, même s'ils ont une intensité élevée. absolute values of the signal peaks, even if they have a high intensity.
Les ondes EEG fournissent une bonne indication de l'état anesthésique du patient, comme expliqué ci-dessus Une indication préférée pour le controle de cet état est explicitement obteni en surveillant une réduction éventuelle simultanée importante de l'amplitude ou de la puissance des signaux EEG et de la fréquence moyenne du EEG Dans la pratique, l'anesthésiste, ou une autre personne remplissant les fonctions de surveillance de l'état anesthésique du patient dans une salle d'opération, remplit généralement d'autres tâches en même temps, telles que le contrôle du fonctionnement du coeur, de la tension artérielle, etc, sans parler de l'administration réelle de l'anesthésique et du paralysant au patient, de sortequ 'ilne lui est pas toujours possible d'observer en continu le dispositif d'affichage Dans une installation selon l'invention, il est préférable d'incorporer un dispositif automatique d'alarme en sélectionnant une valeur limite ou un seuil approprié pour la somme des valeurs représentant lesdites grandeurs En prévoyant une telle alarme dans la EEG waves provide a good indication of the anesthetic state of the patient, as explained above. A preferred indication for the control of this state is explicitly obtained by monitoring a possible simultaneous significant reduction in the amplitude or power of the EEG signals. and the average frequency of the EEG In practice, the anesthesiologist, or another person performing the functions of monitoring the anesthetic state of the patient in an operating room, generally performs other tasks at the same time, such as monitoring the functioning of the heart, blood pressure, etc., not to mention the actual administration of the anesthetic and the paralyzer to the patient, so that it is not always possible for him to continuously observe the display device In an installation according to the invention, it is preferable to incorporate an automatic alarm device by selecting a limit value or an appropriate threshold for the sum of the values represented. presenting these quantities By providing such an alarm in the
surveillance des signaux EMG spontanés, afin d'indiquer une relaxation insuf- monitoring of spontaneous EMG signals to indicate insufficient relaxation
fisante du patient, par exemple, en vue d'une opération chirurgicale, il est patient, for example, for a surgical operation, it is
possible d'éviter la nécessité d'observer de façon continue le dispositif d'af- possible to avoid the need to continuously observe the display device
fichage. On va décrire maintenant l'invention plus en détail en se référant filing. We will now describe the invention in more detail with reference
à la figure unique du dessin annexé qui est un schéma par blocs d'une instal- in the single figure of the appended drawing which is a block diagram of an installation
lation de mesure et de contrôle conforme à celle-ci. measurement and control relationship in accordance therewith.
Dans cette installation, on observe l'activité bioélectrique d'un patient P au moyen d'électrode de détection 1 Le signal obtenu est amplifié dans un préamplificateur isolant 2 et passe dans des moyens de discrimination In this installation, the bioelectric activity of a patient P is observed by means of detection electrode 1 The signal obtained is amplified in an insulating preamplifier 2 and passes through discrimination means
de bandes 3,et 4 qui séparent les gammes d'onde EEG et EMG l'une de l'autre. bands 3, and 4 which separate the EEG and EMG wave ranges from each other.
En réalité, ces gammes d'ondes se recouvrent ou se chevauchent dans une cer- In reality, these wave ranges overlap or overlap in a certain
taine mesure En ce qui concerne toutefois l'étendue des informations devant être surveillées, il est parfaitement suffisant et, pour le traitement des taine mesure As far as the extent of the information to be monitored is concerned, however, it is perfectly sufficient and, for processing
signaux, il est plus simple de séparer complètement les gammes d'ondes à analy- signals, it’s easier to completely separate the wave ranges to be analyzed
ser, par exemple, en adoptant pour la bande EEG la gamme de 1 à 40 Hz, une gamme de 2 à 25 Hz étant suffisante dans la pratique, et pour la bande EMG la gamme de 60 à 500 Hz, une gamme de 65 à 350 Hz étant suffisante, dans la pratique. Un facteur qui joue un certain rôle dans le choix des bandes est que, étant donné que les ondes EEG et EMG peuvent être relativement faibles, for example, by adopting for the EEG band the range from 1 to 40 Hz, a range from 2 to 25 Hz being sufficient in practice, and for the EMG band the range from 60 to 500 Hz, a range from 65 to 350 Hz being sufficient, in practice. One factor that plays a role in the choice of bands is that, since the EEG and EMG waves can be relatively weak,
il est nécessaire d'en éliminer les perturbations principales avant l'analyse. it is necessary to eliminate the main disturbances before analysis.
Quand la fréquence du réseau est de 50 Hz, les gammes EEG sélectionnées peu- When the network frequency is 50 Hz, the selected EEG ranges can
vent assurer une élimination directe de la fréquence fondamentale perturba- wind ensure direct elimination of the fundamental disturbance frequency
trice et de ses harmoniques L'élimination des perturbations du réseau du and its harmonics The elimination of disturbances from the
signal EMG s'effectue au moyen d'un ensemble de filtres 5 qui peut avantageuse- EMG signal is effected by means of a set of filters 5 which can advantageously-
ment être conçu comme décrit dans la demande de brevet finlandais no 811 941. be designed as described in Finnish patent application no. 811 941.
Ensuite, en échantillonnant le signal EMG et en faisant la moyenne des échantil- Then, by sampling the EMG signal and averaging the samples
lons, il est possible d'éliminer la fréquence perturbatrice fondamentale du signal et ses harmoniques impairs, le signal étant mis en même temps sous la forme d'une onde de fréquence inférieure à celle de la fréquence perturbatrice fondamentale Ainsi, les harmoniques pairs peuvent être éliminés au moyen d'un simple filtre passe-haut Cette ondulation d'un signal n'affecte pas dans ce cas la surveillance, puisque l'on détermine simplement l'amplitude ou la puissance du signal EMG Après l'élimination des perturbations du réseau, la lons, it is possible to eliminate the fundamental disturbing frequency of the signal and its odd harmonics, the signal being put at the same time in the form of a wave of frequency lower than that of the fundamental disturbing frequency Thus, even harmonics can be eliminated by means of a simple high-pass filter This ripple of a signal does not affect monitoring in this case, since the amplitude or the power of the EMG signal is simply determined After the elimination of disturbances from the network , the
détermination de l'amplitude ou de la puissance du signal EMG et la 'logarithmi- determination of the amplitude or power of the EMG signal and the 'logarithmi-
sation" des valeurs s'effectue au moyen d'un équipement connu 6 De la même façon, l'équipement 7 sert à déterminer -'amplitude ou la puissance du signal sation "of the values is carried out by means of known equipment 6 Similarly, equipment 7 is used to determine the amplitude or the strength of the signal
EEG et aussi à rendre les valeurs logarithmiques L'équipement 8 sert à déter- EEG and also to make logarithmic values Equipment 8 is used to determine
miner la fréquence moyenne du signal EEG. reduce the average frequency of the EEG signal.
Un processeur 9 est conçu pour recuellir des échantillons, représen- A processor 9 is designed to collect samples, represented
tant, de préférence, des périodes de temps successives d'égale durée, à partir des grandeurs, déterminées en continu et pour traiter ces échantillons d'une manière permettant de les afficher sur un écran de contrôle vidéo ou sur un dispositif d'affichage analogue 10 sous la forme d'une propagation continue preferably, successive periods of time of equal duration, starting from the quantities, determined continuously and for processing these samples in a way allowing them to be displayed on a video control screen or on a similar display device 10 as continuous propagation
pour chaque grandeur mesurée.for each quantity measured.
Une partie essentielle du système est celle mesurant le blocage An essential part of the system is that measuring the blockage
neuromusculaire du patient, indépendamment des signaux EMG et EEG décrits ci- patient's neuromuscular, regardless of the EMG and EEG signals described above
dessus Ceci peut être effectué, d'une manière connue en soi, par un dispositif above This can be done, in a manner known per se, by a device
, un stimulateur nerveux 15 b délivrant périodiquement des impulsions électri- , a nerve stimulator 15 b periodically delivering electrical impulses
ques successives aux électrodes 14 b Il peut, par exemple, délivrer quatre impulsions en l'espace d'une seconde ("train de quatre"), ces trains de quatre impulsions étant répétés à des intervalles de 10 à 60 secondes La réaction musculaire est enregistrée par les électrodes 14 a, sous la forme d'un signal successive electrodes 14 b It can, for example, deliver four pulses in the space of a second ("train of four"), these trains of four pulses being repeated at intervals of 10 to 60 seconds The muscular reaction is recorded by the electrodes 14 a, in the form of a signal
d'amplitude EMG complètement indépendant du signal EMG spontané décrit ci- EMG amplitude completely independent of the spontaneous EMG signal described above
dessus, en utilisant un dispositif de détection et d'amplification 15 a 'élec- above, using an electric detection and amplification device 15
trode 14 a est une électrode de référence. trode 14 a is a reference electrode.
Le processeur 9 commande le fonctionnement du dispositif 15 et éla- The processor 9 controls the operation of the device 15 and ela-
bore les informations qu'il reçoit aux fins d'affichage sur un écran de con- boron information it receives for display on a monitor
trôle vidéo 10 L'affichage peut avantageusement être conçu pour que chaque impulsion soit représentée par une colonne, laquelle représente la réponse EMG video screen 10 The display can advantageously be designed so that each pulse is represented by a column, which represents the EMG response
mesurée, la tendance du patient à la paralysie musculaire étant ainsi claire- measured, the patient's tendency to muscle paralysis being thus clear-
ment visible En ce qui concerne l'interprétation, les points essentiels sont, visibly visible With regard to interpretation, the main points are,
d'une part, la longueur d'une colonne qui représente la force musculaire res- on the one hand, the length of a column which represents the muscular force remaining
tante et d'autre part, le rapport entre la première et la dernière colonnes d'une même période qui représente le degré de diminution de la force musculaire durant les stimulations répétées En ce qui concerne la réalisation pratique des mesures de paralysie musculaires, il convient de se référer, par exemple, aux articles suivants: Lam, H S, Cass N M et Ng, R C "Electromyographic monitoring of neuromuscular block", Br T Anaesth ( 1981), 53, 1351; Lam, H.S, Morgan D L et Lampard D G "Derivation of reliable electromyograms and their relation to tension in mmnmalian skeletal muscles during synchronous stimulation" EEG Clin Neurophysiol ( 1979, january), 46, 72; Ali, H H et Savarese, J J "Monitoring of neuromuscular function Anesthesiology" ( 197-6) 45,216 De cette manière, une paralysie musculaire mesurée séparément peut être utilisée pour déterminer quelle partie de l'augmentation de l'activité EMG spontanée, mesurée sur le visage d'un patient, résulte principalement d'une paralysie insuffisante et quelle partie provient d'mune profondeur insuffisante d'anesthésie, puisque l'activité EMG due à la stimulation algénique peut 8 tre aunt and on the other hand, the ratio between the first and the last columns of the same period which represents the degree of decrease in muscular strength during the repeated stimulations With regard to the practical realization of the muscular paralysis measures, it is advisable to refer, for example, to the following articles: Lam, HS, Cass NM and Ng, RC "Electromyographic monitoring of neuromuscular block", Br T Anaesth (1981), 53, 1351; Lam, H.S, Morgan D L and Lampard D G "Derivation of reliable electromyograms and their relation to tension in mmnmalian skeletal muscles during synchronous stimulation" EEG Clin Neurophysiol (1979, january), 46, 72; Ali, HH and Savarese, JJ "Monitoring of neuromuscular function Anesthesiology" (197-6) 45,216 In this way, separately measured muscle paralysis can be used to determine which part of the increase in spontaneous EMG activity, measured on the face of a patient, results mainly from insufficient paralysis and which part comes from an insufficient depth of anesthesia, since the EMG activity due to algenic stimulation can be
contrôlée en surveillant simultanément l'opération chirurgicale réelle. controlled by simultaneously monitoring the actual surgical operation.
L'installation comprend aussi des moyens 11 pour stocker les infor- The installation also includes means 11 for storing the information
matiorsdevant être affichées de manière que n'importe quelle partie de l'his- matiors should be displayed so that any part of the history
torique des signaux enregistrés puisse être présentée sur un écran de contrôle toric of the recorded signals can be presented on a control screen
vidéo, le cas échéant.video, if applicable.
Lorsque l'écran a été rempli dans la direction de l'axe des temps, il est possible, par exemple, de faire reculer les histogrammes de 2/3 en arrière le long de l'axe des temps Ainsi, en supposant que l'axe des temps When the screen has been filled in the direction of the time axis, it is possible, for example, to roll back the histograms by 2/3 back along the time axis Thus, assuming that the time axis
représente, par exemple, une période de 30 minutes, la partie de diagramme repré- represents, for example, a period of 30 minutes, the part of the diagram represented
sentant les 10 dernières minutes peut être décalée vers le commencement de l'axe des temps de façon à correspondre aux 10 premières minutes Il convient de noter feeling the last 10 minutes can be shifted toward the beginning of the time axis to match the first 10 minutes It should be noted
que le diagramme en colonnes ou histogramme représentant la relaxation muscu- that the column diagram or histogram representing muscle relaxation
laire, peut, si on le désire,comporter une échelle de temps différente de celle laire, can, if desired, have a different time scale from that
des autres histogrammes.other histograms.
Dans les affichages représentant le EEG et le EMG spontané, chaque colonne peut avantageusement correspondre à la moyenne mesurée bt culculée pour une période de 10 secondes Le cas échéant, la dernière colonne peut être mise à jour-par exemple, à des intervalles d'une seconde, afin de fournir en continu des informations pratiquement en temps réel En ce qui concerne les moyens de stockage des informations, un tel arrangement est très avantageux, In the displays representing the EEG and the spontaneous EMG, each column can advantageously correspond to the measured average bt calculated for a period of 10 seconds. If necessary, the last column can be updated - for example, at intervals of one second, in order to provide continuous information practically in real time With regard to the means of storing information, such an arrangement is very advantageous,
car il permet d'économiser de l'espace La colonne représentant les informa- because it saves space The column representing the information
tions en temps réel peut aussi être légèrement espacée du reste de l'histo- tions in real time can also be slightly spaced from the rest of the histo-
gramme, comme représenté sur le dessin Naturellement, un arrangement corres- gram, as shown in the drawing Naturally, a corresponding arrangement
pondant peut être adopté pour l'enregistrement de la relaxation musculaire, par exemple, en mesurant le cycle de quatre impulsions plus souvent que toutes les minutes, avec pour résultat que l'on dispose d'intermédiaires représentant laying can be adopted for recording muscle relaxation, for example, by measuring the cycle of four pulses more often than every minute, with the result that there are intermediaries representing
mieux le temps réel.better real time.
L'installation peut aussi être équipée de moyens d'alarme 12 qui, sous la commande du processeur 9, émet automatiquement un signal d'alarme, The installation can also be equipped with alarm means 12 which, under the control of the processor 9, automatically emits an alarm signal,
par exemple, un signal sonore ou lumineux, quand l'une des grandeurs surveil- for example, an audible or light signal, when one of the quantities
lées descend au-dessous ou dépasse le seuil fixé En ce qui concerne la sur- lées goes below or exceeds the threshold set With regard to the over-
veillance du EEG, l'alarme peut avantageusement être arrangée pour se déclen- monitoring of the EEG, the alarm can advantageously be arranged to trigger
cher quand la fréquence et l'amplitude ou la puissance descendent simultané- expensive when the frequency and the amplitude or the power go down simultaneously-
ment au-dessous d'une certaine limite Sur l'écran, cette limite d'alarme peut être représentée visuellement par un certain niveau minimal commun aux colonnes indiquant lesdites grandeurs, ce niveau pouvant être marqué de manière visible sur le dispositif d'affichage, le cas échéant Ce signal d'alarme est utilisé ment below a certain limit On the screen, this alarm limit can be represented visually by a certain minimum level common to the columns indicating said quantities, this level being able to be marked visibly on the display device, if applicable This alarm signal is used
pour signaler une profondeur excessive de l'état d'anesthésie du patient. to signal an excessive depth of the patient's state of anesthesia.
De la même façon, il est possible de prévoir un certain mode d'alarme dans les systèmes de surveillance de l'EMG spontané, ce mode d'alarme étant neutralisé quand l'état d'anesthésie du patient et son degré de relaxation sont suffisants pour permettre une opération chirurgicale, tandis qu'il est déclenché lorsque l'activité EMG dépasse une certaine limite, indiquant que In the same way, it is possible to provide a certain alarm mode in the spontaneous EMG monitoring systems, this alarm mode being neutralized when the patient's state of anesthesia and his degree of relaxation are sufficient to allow surgery, while it is triggered when EMG activity exceeds a certain limit, indicating that
le degré d'anesthésie du patient est insuffisant. the patient's degree of anesthesia is insufficient.
Si on le souhaite, les grandeurs obtenues peuvent aussi être utilisées pour afficher numériquement leur valeur en temps réel, la valeur de seuil de If desired, the quantities obtained can also be used to digitally display their value in real time, the threshold value of
l'alarme, etc, comme représenté sur le dessin. the alarm, etc., as shown in the drawing.
Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'exemple de réalisation représenté et décrit, sans sortir pour autant du It goes without saying that many modifications can be made to the embodiment shown and described, without however departing from the
cadre de l'invention.part of the invention.
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