FR2686497A1 - Moniteur electronique de malades. - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un dispositif capable d'assumer la surveillance automatique de malades, avec, comme différence avec quelque dispositifs similaires, éxistants déjà, ce que ces derniers sont rélies avec le patient, pour prelever sa préssion sanguine, sa température, l'oxygénation etc, par des multiples cables et tuyaux, le clouant pratiquement au lit, alors que l'invention présent propose un dispositif sous forme d'une montre-bracelet ou d'un brassard contenant les capteurs, les circuits électroniques de traitement d'information et un microémetteur radio, transmettant les donnés du malade à un poste récépteur. Ce dernier compare l'information reçue avac les limites à tolérer, établies par le médecin et mémorisées par une carte magnétique individuelle, et déclanche l'alarme au cas de dépassement de ces limites par l'agravation de l'état du malade: grace à ce dispositif, le malade conserve la liberté entière de ses mouvements.
Description
MONITEUR BLECEONIQUE DE IALADES
L'invention a pour objet un dispositif elèctronique submi niaturisé et simplifié quant à l'emploi des composantes à l'extrime, dont le rgle est de prelever sur un malade hospitalisé ou à surveiller à domicile, - les paramètres essentiels de ses * onctions physiologiques, tels sa température, fréquence du pouls, l'oxygénation du sang (SatO2), la fréquence respiratoire et évent. l'E C.t., de transmettre ces renseignements par la voie télémetrique à un appareil moniteur proprement dit, ce dernièr faisant la comparaison à une cadence determinée de ces pa ramètres avec les valeurs preétablies par le médecin, - le dispositif signalant l'anomalie par l'alarme, lorsque les parametres du malade franchissent le seuil tolérable.
L'invention a pour objet un dispositif elèctronique submi niaturisé et simplifié quant à l'emploi des composantes à l'extrime, dont le rgle est de prelever sur un malade hospitalisé ou à surveiller à domicile, - les paramètres essentiels de ses * onctions physiologiques, tels sa température, fréquence du pouls, l'oxygénation du sang (SatO2), la fréquence respiratoire et évent. l'E C.t., de transmettre ces renseignements par la voie télémetrique à un appareil moniteur proprement dit, ce dernièr faisant la comparaison à une cadence determinée de ces pa ramètres avec les valeurs preétablies par le médecin, - le dispositif signalant l'anomalie par l'alarme, lorsque les parametres du malade franchissent le seuil tolérable.
Cet ensemble electronique devant pallier a la difficulté d' assurer la garde des malades à l'état pas trop grave, mais dont l'aggravation dramatique n'est pas à exclure, surtout durant la nuit, où les services hospitaliers ont des problèmes d'avoir de personnel avec suffisamment d'experience et de sens d'initiative.
L'appareil est destiné à combler cette lacune, assumant le controle nocturne, et même diurne des patients hospitalisés ou ou ambulants, ayant un certain risque d'avoir une rechutte ou une crise tant sur le plan respiratoire, coronnaire ou autre et se manifestant par la mozification de ces paramètres physiologi- ques.
Le premier sous-ensemble à montage subminiaturisé, sous aspect d'une montre-bracelet ou d'un brassard à fixation sur 1' avant-bras, le cou ou tout autre partie du corps approprié, comporte les capteurs des paramètres précités, ltélectronique associée, alimentée par piles-"bouton" rechargeables et un microemetteur TSF transmettant à une cadence determinée les donnees essentielles du patient, ceuillies sur les capteurs spécifiques tels de la température, frequence du pouls etc. Ce micro-émetteur ayant une portée limite à 10 ou 15 mtr à destination de 1' appareil recepteur, accordé par quartz sur la même onde, que nous appeMerons par le suite "moniteur-comparateur", en abregé "MC" placé de préférence à proximité du malade, p.ex sur sa table de chevet ou près du téléphone pour les malades à domicile. Bien entendu, les fréquences ainsi fixées corresponderont à des bandes libres, CB p. ex. dont les harmoniques ne se repercutent point sur les fréquences d'émissions radio ou TV.
La "montre-bracelet" du patient, designée par la suite "MB" aura - l'accord fixe avec le MC correspondant de manière que lorsque dans un hopital se trouveront des multiples ensembles de surveillance automatique, on n'aura pas .. d' interferences:a chaque
MB du malade correspondera seulement son propre MC du chevet.
MB du malade correspondera seulement son propre MC du chevet.
Lors d'une crise dépassant les limites fixées par le médecin, le MC, constatant cette discrépance actionne l'alarme, soit en utilisant le cable de la sonnette du patient soit par l'injec- tion sur le reseau, ou passant par l'ordinateur central.
Ce même ensemble éléctronique MB + MC sera apte d'accompagner le patient à domicile, le MC étant branché par une prise inter médiaire, lors d'apparution de la situation critique du patient va effectuer automatiquement l'appel à la- permanence medicale, medecin traitant, SAMU etcf
La MBS portéepar le patient quasi en permanence, a été con çu pour ne pas le gener d'aucune maniere lors de sa veille ou le sommeil. La Fig.1 représente la MB (13 à brassard (2) fixée sur l'avant-bras du patient, (par "velcro" ou autre moyen). Fig.
La MBS portéepar le patient quasi en permanence, a été con çu pour ne pas le gener d'aucune maniere lors de sa veille ou le sommeil. La Fig.1 représente la MB (13 à brassard (2) fixée sur l'avant-bras du patient, (par "velcro" ou autre moyen). Fig.
5 représente shematiquement la constitution de la MB, composée d'un boitier plat (1) muni de voyant (26), des deux rubans du brassard (2-2'), 23- sont les fixations, p. ex. Velcro, dans le premièr à double parois peuvent, pour ne pas encombrer le boitier, loger les piles plat rechargeables, les anses (21-22) servent de contacts de l'alimentation, cette partie est déta- chable, pour pouvoir récharger les piles, un second ruban prenant le relais pendant que le premier est au chargement des batteries. Le ruban du brassard opposé (2' , contient les capteurs de la température (NTC, Pt-100 ou Si et le dispositif optoéléctronique de mesure de l'oxygénation du sang, objet egalement de l'invention, ces deux capteurs (25 et 24) étant places pour eotre, la fixation, au niveau intérieure de l'aisselle.
27 et 28, sont des prises miniatures pour les capteurs supplementaires, tels du volume de réspiration, de 1'BCG ou autres.
Fig.2, représente le récepteur de chevet, le"MC", ou (6) est la fiche du reseau, (7), la prise teléphonique intermediaire, (5) l'antenne, 3o - le boitier, (4), le clapet à fermeture à clef, 8, le voyant de fonctionnement. Fig. 3 représente le tableau de commande situé deriêre le clapet 4), comprenant le contact de la mise en marche - 9, une série des boutons (10 et 11) par lesquels - le medecin fixera les limites min. et maxi. audélà desquelles l'appareil MC aura la fonction de déclancher l'alarme.
13- est une fente, dans laquelle le médecin peut glisser la carte individualisee et préprogrammée du patient avec les parametres à ne pas dépasser et autres consignes mémorisées. 12 et 14- sont les voyants affirmant la prise en charge des parametres du patient. Fig.4, explicite le principe le plus simple de fonctionnement du MC, ou 15 est un recepteur-radio, piloté par quartz sur la fréquence précise du MB y correspondant, 16- est Iamplificateur/séparateur des modulations ou codages correspondant aux capteurs de la MB, 17 et 18, sont des filtres passebas et passe-haut, dont le niveau de passage a été fixé par les potentiomètres 10 et Il de la Fig.3. Si les données physiologiques du patient se trouvent dans la limite normale, l'information émise par la MB est captée par le MC (sous forme de fréquence ou du codage, traduisant le signal du capteur) ne passent fli zar les filtres 17 ni 1@. Au cas, ou le seuil contrôlé par les pot's (10 ou 11) se trouve depassé, en valeur max, ou minimum, l'information passe par un de ces filtres (17 ou 18) et après être convertis en DC, par le redresseur (19), fait declancher l'alarme à la permanence du centre hospitalier ou par la liaison téléphonique.
Fig. 6 demontre le contenu du boitier de la MB. 21' et 22' sont les anses de fixation, conduisant l'alimentation électrique.
Les blocs fonctionnels constitués par les composant- éléctro- niques subminiaturisés de 30 à 37, seront repartis sur une platine à montage SMD. Le second ruban 2' de la brassière contient les cables souples conduisant vers les capteurs animant ces en- sembles électroniques, leur co-fonctionnement se trouve demon tré sur l'organigrame sel. Fig 11 et Fig. 12 (planche dessin II.
Avant de passer au commentaire de ces organigrames, notons, qu'il est évident que si ltelectronique associée aux capteurs contenu dans la MB fonctionnait en permanence, les piles-accumulateurs seraient déchargées en quelques heurtes. Pour prolonger leur activité, l'invention prevoit le fonctionnement de 1' électronique durant quelques secondes seulement, suivie des longues pauses à consommation quasi nulle. Une particularité originale, permettant d'économiser la consommation, est l'utilisation de cette pause a durée variable en tant que wecteur informatif, indiquant p. ex. la température, fréquence respiratoire, l'oxygenation ou autre paramètre du patient. Ainsi, la durée de pause dans l'émission de la MB, est, selon l'invention une infor mation sur un des paramètres du malade. De même, la durée de l' émission, peut être porteuse d'une autre information, les deux facilement dechiffrables, puisque le C, contenant lthorologe peut numériser ces laps en termes d'information.
L'organigramme sel. Fig. 11 demontre le plan de fonctionnement de la MB, dans sa plus simple expression;
La battérie (BAT) dont le négatif est mis à la masse, alimente l'unite "temporisateur" (TE) à tres faible consommation, en per manence, son rôle et sa puissance se limite dtactionner après une pause plus ou moins longue, un thyristor (T) actionnant par l'impulsion la gachette (G). La durée de la pause est commandée par le capteur de la temperature, p. ex. (A), la durée de l'im- pulsion maintenant la conductibilité du thyristor, est selon 1' invention est actionnée par le capteur (B), de la fréquence du pouls, par ex. Durant ce temps d'action l'alimentation passe du thyristor à l'unité de stabilisation (St) de tension et alimente l'unite (SfV) tout comme le poste émetteur (EM). le MV, c' est un répartiteur à bascule actonnant durant le temps imparti pour l'émission successivement les thyristors (T1) et (T2).
La battérie (BAT) dont le négatif est mis à la masse, alimente l'unite "temporisateur" (TE) à tres faible consommation, en per manence, son rôle et sa puissance se limite dtactionner après une pause plus ou moins longue, un thyristor (T) actionnant par l'impulsion la gachette (G). La durée de la pause est commandée par le capteur de la temperature, p. ex. (A), la durée de l'im- pulsion maintenant la conductibilité du thyristor, est selon 1' invention est actionnée par le capteur (B), de la fréquence du pouls, par ex. Durant ce temps d'action l'alimentation passe du thyristor à l'unité de stabilisation (St) de tension et alimente l'unite (SfV) tout comme le poste émetteur (EM). le MV, c' est un répartiteur à bascule actonnant durant le temps imparti pour l'émission successivement les thyristors (T1) et (T2).
L'alimentation stabilisée met ainsi en action le modulateur ou codeur (MOD1) et ensuite le (M0D2), l'un feuillant l'informa- tion p. ex. du capteur (C) de la pression sanguine, l'autre du capteur (D), de l'oxygénation du sang (appele SatO2 ou ltoxymet- rie). Ces deux modulateurs, reliés au micro-émetteur (EM) passent successicement l'information 'C) et ;(D) sur l'antenne.
Ainsi, l'émetteur (EiI) par la durée de pause, de l'émission et par les fréquences de ces deux modulations, transmet au poste recepteur MO auatre paramètres A-B-C et D du patient.
Sur cette action conjuguée d'tuile fiabilité et simplicité extrime s'adaptent tous les circuits éléctroniques appropriés: Fig.1 démontre le fonctionnement d'un ampli parametrique integré en SMD à l'entrée FET (le TLC271C, p.ex.) où la conjugaison du diviseur de tension (R1/R2) agissant sur l'entrée '+' du CI, la division de la tension de sortie par deux resistances variables (R3 et R4) en contreréaction sur l'entrée '-' du CI avec la capaci té (o1) assez importante, vont générer les pulsations durant quelques secondes (ta) et des longues pauses(tp) d'une minute ou plus: si on met en tant que R3 une tiiermistance mesurant la température du sujet, cette dernière va déterminer le Tp, la pause, inversement le signal du capteur (B) exprimé par la valeur de résistivité R4 - va determiner le temps d'action cad.
de l'émission (ta)
L'organigramme selon Fig. 12 est en principe le mime, que que celui du Fig.11. La seule différence reside en ce que le répartiteur w1, identique à celui du Fig.11 alimente deux autres répartiteurs par la mise en conductivité de ses deux thyristors, successivement le MV2 et ensuite MV3. Ces deux derniers, MV2 et ensuite MV3 mettent en état de conductivité successivement les quatres thyristors, lesquels à leur tour alimentent successivement les quatres modulateurs ou co deurs, à savoir BIOD1 a MOD4. Ces derniers interrogent les capteurs B,C,D, et E, faisant passer sur l'antenne du micro-emet- teur EM les 4 informations des paramètres du patient sous surveillance. Etant donné que l'interrogation et l'émission des 4 paramètres prend le double de temps, il a été rénonce à commander le temps tp par un capteur, seul le capteur "A" intervenant a la commande du temps de pause ta
Fig, 14, demontre le stabilisateur de tension en SMD dans la snema conventionnels -LM317 peut être employé, en partant de la tension de 6V p. ex., par R5 on fixe la tension stabilisée à 5 Volts. Fig. 15, démontre le shama du repartiteur utilisant les FET's tels Bu 512 SMD, içi, avec des capacités réduites (C2 et C3) on pourra utiliser les R6 et R7 fort elevées, ce qui va reduire la consommation en courant à ltextreme.
L'organigramme selon Fig. 12 est en principe le mime, que que celui du Fig.11. La seule différence reside en ce que le répartiteur w1, identique à celui du Fig.11 alimente deux autres répartiteurs par la mise en conductivité de ses deux thyristors, successivement le MV2 et ensuite MV3. Ces deux derniers, MV2 et ensuite MV3 mettent en état de conductivité successivement les quatres thyristors, lesquels à leur tour alimentent successivement les quatres modulateurs ou co deurs, à savoir BIOD1 a MOD4. Ces derniers interrogent les capteurs B,C,D, et E, faisant passer sur l'antenne du micro-emet- teur EM les 4 informations des paramètres du patient sous surveillance. Etant donné que l'interrogation et l'émission des 4 paramètres prend le double de temps, il a été rénonce à commander le temps tp par un capteur, seul le capteur "A" intervenant a la commande du temps de pause ta
Fig, 14, demontre le stabilisateur de tension en SMD dans la snema conventionnels -LM317 peut être employé, en partant de la tension de 6V p. ex., par R5 on fixe la tension stabilisée à 5 Volts. Fig. 15, démontre le shama du repartiteur utilisant les FET's tels Bu 512 SMD, içi, avec des capacités réduites (C2 et C3) on pourra utiliser les R6 et R7 fort elevées, ce qui va reduire la consommation en courant à ltextreme.
meme shemà peut servir en tant que répartiteurs MV2 et MV3. En tant que modulateurs peuvent servir les memes multivibrateurs selon Fig 15, ou en cas d'emploi d'une fréquence double, c'est le cas notamment avec l'oxymetrie Sat02, le shémà à 3 FET' peut servir sel. Fig. i6. Le transistor à unijonction (p.ex. Type 2N2646) à très faible consommation et necessitant le minimum en composant > ^ sel. Fig. 17 peut servir comme modulateur, faisant la conversion d'une tension fourni par le capteur ou une résis limite (thermistance p.ex.) en fréquence, apte à moduler l'onde porteuse du micro-emetteur EM. En utilisant comme capteurs les ceramiques piezoélectriques, ou des PV2DF un FET actionnant la grille, pourra servir comme convertisseur d'impédance (follover)
Une résistance variable, telle NTC peut autre branchée directement entre la grille et anode A1 de l'Uj (Fig.17)- faisant varier la fréquence de modulation en fonction de la température ou autre parametre pouvant être exprimé par la variation de resistivité, Une fort interessante possibilité est ouverte par lt présente invention, et qui consiste à enrober deux thermistances miniatures (d'un diamètre entre 0,2mm et 0,01mm, mises une-contrel'autre, dans une gouttelette de résine polymerisante. Un tel quadrupole selon Fig. 18, dont la thermistance coté droite est galvaniquement separéede celle, coté gauche: la thermistance coté gauche, dont la résistance est optimisée a l'impédance de sortie d'un capteur ou capteur-preampli, consomme en tant que charge, la puissance du signal (event. amplifié), en dissipant la chaleur Joule sur la gouttelette de résine, faisant içi 1' integrateur; La thermistance, coté droite fonctionne en tant que thermometre, et commande par sa variation de la résistivité, p. ex. la frequence générée par le circuit à unijunction, sel.
Une résistance variable, telle NTC peut autre branchée directement entre la grille et anode A1 de l'Uj (Fig.17)- faisant varier la fréquence de modulation en fonction de la température ou autre parametre pouvant être exprimé par la variation de resistivité, Une fort interessante possibilité est ouverte par lt présente invention, et qui consiste à enrober deux thermistances miniatures (d'un diamètre entre 0,2mm et 0,01mm, mises une-contrel'autre, dans une gouttelette de résine polymerisante. Un tel quadrupole selon Fig. 18, dont la thermistance coté droite est galvaniquement separéede celle, coté gauche: la thermistance coté gauche, dont la résistance est optimisée a l'impédance de sortie d'un capteur ou capteur-preampli, consomme en tant que charge, la puissance du signal (event. amplifié), en dissipant la chaleur Joule sur la gouttelette de résine, faisant içi 1' integrateur; La thermistance, coté droite fonctionne en tant que thermometre, et commande par sa variation de la résistivité, p. ex. la frequence générée par le circuit à unijunction, sel.
Fig. 17. Une telle conception peut être mise en valeur par deux modes d'exploitation: Le capteur (optoelectronique ou piezo) donne des impulsions à chaque battement du pouls, ces impulsions agissant sur un Schmidt-trigger déclanchent à amplitude et duree égale, quelque soit la forme de l'impulsion du pouls, seule sa fréquence sera rendue:il est evident que dans l'intégra- teur (gouttelette dé résine, ou un condensateur à décharge constante), chaque impulsion va provoquer un pic voltaique ou ther mique rapidement decroissant sel, l'exponentielle (Fig.18b).
Avant qu'il y a lieu d'extention,une nouvelle pulsation arrivant, et comme la forme de chacune d'elle est identique, seule la frequence du pouls determine la moyenne (Vm) en terme de la tension ou de la résistance "R" représentant ainsi le fréquence de la fonction cardiaque TJn deuxième mode d'exploitation, c' est de faire dissiper le signal du capteur du pouls, sans passer parte
Schmidt-trigger, en reconstituant par l'amplification fidèlement sa courbe de montée et descente en termes de temps et dt amplitude. La thermistance coté gauche (fig.18a) va convertir la puissance Wm, contenue dans chaque battement du pouls, ce qui permet, en comptant les pics par sec. de calculer la puissance des battements du coeur, et par la, dans une certaine mesure la pression sanguine du patient. La mesure, l'intégration et la conversion des donnés fournis par les capteurs peut se faire dans le cadre de cette invention, par bien d'autres moyens l'avantage du convertisseur à 2 microthermistances sel.Fig. 18 réside en ce que l'ensemble n'occupe q'un mm3 de volume et associé avec le dispositif sel.Fig. 17a - l'ensemble de 0,3 cm3 de volume ne consomme que 200a sots 5 V de tension.
Schmidt-trigger, en reconstituant par l'amplification fidèlement sa courbe de montée et descente en termes de temps et dt amplitude. La thermistance coté gauche (fig.18a) va convertir la puissance Wm, contenue dans chaque battement du pouls, ce qui permet, en comptant les pics par sec. de calculer la puissance des battements du coeur, et par la, dans une certaine mesure la pression sanguine du patient. La mesure, l'intégration et la conversion des donnés fournis par les capteurs peut se faire dans le cadre de cette invention, par bien d'autres moyens l'avantage du convertisseur à 2 microthermistances sel.Fig. 18 réside en ce que l'ensemble n'occupe q'un mm3 de volume et associé avec le dispositif sel.Fig. 17a - l'ensemble de 0,3 cm3 de volume ne consomme que 200a sots 5 V de tension.
Quant au micro-émetteur contenu dans la MB, toute conception (systeme Colpitt, Wien etc.) s'avere comme utilisable, mais le montage utilisant les FET à SMD a comme avantage, qu'a faible consommation (de 00uA p.ex.) le rendement antenne des FET's se situe à 50%s alors que les transistors bipolaires n'ateignent que 3 à 5 /ó, Fig.19 demontre p.ex. l'metteur realise par un TTL.
Quant aux capteurs de paramêtres physiologiques du patient, une observation s'impose: les impératifs d'économie de l'énergie compte tenu de petitesse des piles, impose å la MB le temps d' rémission (de consommation) le plus court, espace du temps -e pause le plus long;; Une partie des paramètres du patient, telles la température, la préssion sanguine, ltoxygénation - sont quasi stationnaires, leur évolution se déroule lentement: le parametre se trouvant sur le capteur, des que l'alimentation est branchée, le prélèvement peut se faire en fraction de séconde.
D'autres paramètres, telles le fréquence du pouls, de réspiration, l'analyse du potentiel ECG, necessiteRdes dizaines de sec.
pour quantifier ces processus et de calculer la moyenne. Par ces raisons précises les convertisseurs du signal ngaWe (respira tesn, pouls), sel Fig.18 ou 21 sont fort utils, - car à consommation.
infime, ils conservent (par capacité à décharge lente) la moyenne en tant que memoire, laquelle peut être cueuillie tout comme la température, en une fraction de seconde.
Quant à la durée de pause, elle impose l'emploi d'un ou de deux capteurs particulièrs: Supposons que la pause soit fixée à 2 minutes, et le malade subit l'arrêt brusque de la réspiration ou de la fonction cardiaque. L'alerte peut être declanchée dans ces conditions deux minutes plus tard, et le temps pour que le sécours arrive peut être fatal! Prur ces raisons, précisément la MB comporte deux prises éxtérieures 27 et 28, Fig.5, sur lesquelles pour les patients comportant ces risques, auront les cap teurs "tout-ou-rien" particulièrs, sel. Fig.9 et 10. Selon l' l'invention un tel capteur (Fig.10) peut etre sous forme d'une bande "a", fixée (au moyen de Velcro, "f,i") autour du thorax du patient. L'anneau plat 'e,d" contenant le générateur dynamométrique (Fig.7) sur lequel à chaque réspiration du patient s'éxer- ce une pression résultante de la variation de circonference de la cage thoracique. Ce capteur (sel. Fig.9) composé des pieso- générateurs (céramiques, PV2DF multimorphes, electromagnétiques ou autres) a comme fonction de convertir le travail musculaire d'inspiration, se manifestant en tant que préssion entre deux anneaux "e" et 'td" - en un potentiel éléctrique redressé, lequel pourra charger le condensateur "c", sel. Fig. 21. Ce dernier à décharge constante (R), aura un potentiel de charge per pétuellement renouvelé par l'activité pulmonaire "v" qui sera plus ou moins élevé, senon l'intensite et la fréquence respiratoire du patient. La "veilleuse" à FET (z) sera bloquée sous cette tension, n'éxerçant nul action. A jarret ou trouble réspiratoire grave, la charge du condensateur (C-R) va baisser demésurement, la "veilleuse" Z, à la sortie "S" va agir p. ex. sur la resistance "R3" du temporisateur (Fig.13) ce qui va déclancher instantannement l'alerte. Cette me-nie ceinture (Fig.10) peut comporter les électrodes ECG, ou un micro, captant le bruit du coeur ou tout autre dispositif de contrôle, agissant de même maniere sur la veilleuse (Fig.21) ou tout autre dispositif de securité, agissant sur le micro-émetteur, outrepassant les élé- ments de la veille cadencée.
Les capteurs associés aux éléments de la veille cadencée c. a. d. a l'interruption plus ou moins longue, sont en l'occu- rence:
a) Le capteur de la température integré a la MB (thermi
stance NTC, Pt-100, ou Silicium (KTY 10,11,TSF-102F etc.)
b) Le capteur d'oxygénation du sang (SatO2)- L!invention
comporte une solution inédite et fort éfficace: un
prisme sel. Fig. 7, en matériau transparent (plexiglas)
est taillé. à l'angle a conferant à la réfection totale
du faisceau envoyé sur la surface plane "m" et qui sorti
ra intégralement de cette surface, dont de sa moitié;-"n".
a) Le capteur de la température integré a la MB (thermi
stance NTC, Pt-100, ou Silicium (KTY 10,11,TSF-102F etc.)
b) Le capteur d'oxygénation du sang (SatO2)- L!invention
comporte une solution inédite et fort éfficace: un
prisme sel. Fig. 7, en matériau transparent (plexiglas)
est taillé. à l'angle a conferant à la réfection totale
du faisceau envoyé sur la surface plane "m" et qui sorti
ra intégralement de cette surface, dont de sa moitié;-"n".
Si on applique ce prisme sur la surface cutannée dont
l'indice de réfraction est bien plus important que celui
de l'air, une partie de ce faisceau va se dissiper dans
le tissu, > - dont une fraction, par effet de dispersion
va revenir dans ce même prisme. Or, dans le tissu
ltélement a l'absorption et reflection variable, '-est
le sang, dont l'artériel (Hb02) démontre sur le tracé
Fig. 7A l'absorption spectrale tout différent du sang
dèsoxygéné (Hb), le premiér absorbe près de 90% sur la
longueur d'onde de 940nm, alors que le sécond, -80% sur \ = 660nm. Sel. l'invention, nous équipons un- tel
prisme, Fig. 8, d'un émetteur LED infrarouge à # =940nm
à l'endroit p.ex."m" en placant une photodiode (IR) sur
"n", l'absorption sanguine oxygenée va se répercuter sur
l'infrarouge capté, puisque la perméabilité spectrale
cutannée, subcutannée et la dispersion tissulaire demeu
rent constants. De meme. en fixant un second prisme (en
sens inverse)"Lt', Fig.8, l'invention prevoit de placer
UnaLED rouge (A=660nm) ou vert, Les deux signaux prélevés
sur photodiode Si, sensibilisée pour l'IR, et photoresist.
l'indice de réfraction est bien plus important que celui
de l'air, une partie de ce faisceau va se dissiper dans
le tissu, > - dont une fraction, par effet de dispersion
va revenir dans ce même prisme. Or, dans le tissu
ltélement a l'absorption et reflection variable, '-est
le sang, dont l'artériel (Hb02) démontre sur le tracé
Fig. 7A l'absorption spectrale tout différent du sang
dèsoxygéné (Hb), le premiér absorbe près de 90% sur la
longueur d'onde de 940nm, alors que le sécond, -80% sur \ = 660nm. Sel. l'invention, nous équipons un- tel
prisme, Fig. 8, d'un émetteur LED infrarouge à # =940nm
à l'endroit p.ex."m" en placant une photodiode (IR) sur
"n", l'absorption sanguine oxygenée va se répercuter sur
l'infrarouge capté, puisque la perméabilité spectrale
cutannée, subcutannée et la dispersion tissulaire demeu
rent constants. De meme. en fixant un second prisme (en
sens inverse)"Lt', Fig.8, l'invention prevoit de placer
UnaLED rouge (A=660nm) ou vert, Les deux signaux prélevés
sur photodiode Si, sensibilisée pour l'IR, et photoresist.
p. ex. au CdS ou CdSe (sensible sur rouge et vert) peuvent,
modules ou non, être mises sur le pont Wheatstone- et la
tension differentielle nous donnera la teneur en oxygène
et, également la fréquence du pouls, particulièrement ma nifeste sur la bande spectr. verte. (A # 590 nm).
modules ou non, être mises sur le pont Wheatstone- et la
tension differentielle nous donnera la teneur en oxygène
et, également la fréquence du pouls, particulièrement ma nifeste sur la bande spectr. verte. (A # 590 nm).
c) La tension electrique réproduisant le battement
du pouls, peut également, selon l'invention être
generée par une bi-lame piezo-sensible (Titanate
Barium ou autre céramique, PV2DF bi- ou multi-mor
phe, etc.), placée sel. Fig.6, sur l'anse de-la MB
ou même å l'intêrieur du boiter, l'anse s'appuy
ant sur une telle lame piezo-génératrice, par la
tension de fixation de la brassière (2'), et tradu
isant, comme pour un tensiomètre conventionnel, outre
la tension constante de fixation, les pulsations al
ternatives de battement cardiaque.
du pouls, peut également, selon l'invention être
generée par une bi-lame piezo-sensible (Titanate
Barium ou autre céramique, PV2DF bi- ou multi-mor
phe, etc.), placée sel. Fig.6, sur l'anse de-la MB
ou même å l'intêrieur du boiter, l'anse s'appuy
ant sur une telle lame piezo-génératrice, par la
tension de fixation de la brassière (2'), et tradu
isant, comme pour un tensiomètre conventionnel, outre
la tension constante de fixation, les pulsations al
ternatives de battement cardiaque.
d) La MB, sel, invention peut, par la prise 28, p.ex.,
recévoi -'autres capteurs, particulierement adap
tés à la pathologie spécifique du patient donné (nes
rologie, cardiologie, pneumologie, pédiatrie etc.).
recévoi -'autres capteurs, particulierement adap
tés à la pathologie spécifique du patient donné (nes
rologie, cardiologie, pneumologie, pédiatrie etc.).
Aussi les analyseurs des gaz (02, C02) placés au
contact cutanné, p. ex. sur la surface arrière de la
MB, peuvent truver une application intéressante.
contact cutanné, p. ex. sur la surface arrière de la
MB, peuvent truver une application intéressante.
L'6conomie de place, réalisée par la subminiaturisation de 1'éléctronique interne de la MB, tels les préamplis des capteurs, les modulateurs ou codeurs, les veilleuses des crises extrêmes, etc., permet en effetd2Mfaire usage du Hlicroproces- seur sous sa version miniaturisée. Dans un tel cas,le Micro- processeur peut assumer le contrôle des piles, la temporisation des émission, le transfert des valeurs de capteurs sur les modulateurs et programmation de leurs émissions dans le temps, tout comme le déclanchement d'alarme en cas de crises graves.
Fig. 20 représente shématiquement la répartition des taches pouvant, entre autres d'être accomplies oar le P à 8 Bit, p. ex. event faisant appel à des systèmes auxiligires, bien que d'autres modes d'exploitation devenues routiniers peuvent être valablement appliqués.
Du coté gauche se trouvent les capteurs, de haut-en-basle capteur thermique de température, un bi-lame sismographique du pouls, une piezobattérie de l'activité respiratoire, et, tout en bas, LED1 (IR) et LED2(rouge ou vert) alimentés par le générateur de- pulsations (gp) pour contrecarrér l'influence de la lumière ambiante. in cas d'emploi de deux fréquences distinctes, le générateur à 3 FETts a tres fai- ble consommation, peut store valablement utilisé*. es deux pL'otocapteurs (Pho et PhR) donnent la valeur differentielle réprésentant la teneur en Oxygene dans le sang, en tant que signal. L'horologe détermine et commande le rapport émissionpause; des l'émission, la fonction du microprocesseur entre pleinement en action, durant la pause le uPr demeure à faible consommation. *) p.ex. sel. Fig.16.
Sur le microprocesseur pourront être Programmes les cadences respectives d'interrogation de chaque capteur, le prelevement de signaux traduisant les paramêtres physiologiques, après leur tLlignement, se ferà par la fonction de multiplexage (MPX) du microprocesseur: les liaisons reciproques de la fonction à microprocesseur, représente sur
Fig. 20 à titre shématique peuvent être realisé autrement.
Fig. 20 à titre shématique peuvent être realisé autrement.
Claims (9)
1) . Dispositif destiné à assurer la surveillance automatique des malades å risque de réchute, caracterisé en ce qu'il se compose des deux unités, l'une sous forme d'une "montre-brace let ou d'un brassard, porté par le malade a surveiller et contenant essentiellement les capteurs de ses paramètres physiologiques, tels de la température, de la frequence du pouls, de sa pression sanguine, de ltoxygenation (Sat02) et de la fréquence réspiratoire, ces capteurs, separement ou globalement aboutissant à des élements éléctroniques de traitement des informations issues de ces capteurs et qui sous une forme codée ou de modulations sont émis par un micro émetteur integré de courte porte sur l'onde "C3" ou autre, la seconde unité stationnaire, placé a proximité du malade ou a la permanence du centre médical, est appelée à recevoir par la voi radio l'onde porteuse des dits paramètres du malade, et après une transformation adéquate de ces informations, de faire la comparaison avec les données, considerés comme normales, pouvant être préétablis pour le malade concerné, par le medecin-traitant dans leurs limites tolérables et declanchant l'alarme lorsque les paramètres physiologiques du malade dépassent ces limites ou accusent une tendence å les dépasser å breve échéance.
2) Dispositif selon la revendication 1 caracterisé en ce que pour économiser l'usure des batteries, la "montre-bracelet1' contient un dispositif éléctronique de témporisation faisant passer l'émission des paramêtres du malade rapidement, l'émission étant suivie des pauses plus ou moins longues, les durées de l'émis- sion ou de la pause, ou bien les deux, étant utilisée comme facteur d'information de la température, du fréquence du pouls ou d'un autre paramètre du malade.
3) Dispositif selon les revendications 1 et 2, caracterisê en ce que la montre-bracelet (appelée par la suite 1,M-B") contient les éléments éléctroniques recevant les signaux issus des capteurs, sous forme d'un potentiel éléctrique variable, une resis- tance ou une fréquence representam:t un paramètre physiologique donne du malade, amplifient ces signaux et les transforment sous forme adéquate pour pouvoir être émises par le micro-émetteur integré, fonctionnant de préférence en modulation de fréquence.
4) Dispositif selon les revendications 1 a 3, caracterisé en ce que le temporisateur qui délimite la duréede ltémission transmettant les données du malade au poste récepteur-comparateur, ainsi que la durée de la pause, fonctionne en permanence à tres faible consommation, actionnant pour la durée de l'émission le thyristor, lequel, a l'état "allumé" conduit le courant d'alimen-tation sur les éléments éléctroniques de repartition, d'interrogation des capteurs, decca modulation ou codage de leurs signiaux et de l'émission télémétrique de ces données
5) Dispositif selon les revendications de 1 a 4, caracterisé en'ce que en tant que distributeurs qui'conduisent les signaux des capteurs vers les modulateurs ou codeurs, permettant leur transmission télémentrique par le microémetteur, l'invention utilise les muîtivibrateurs ou bascules du type Schmidt-trigger, les oscillations rectangulaires generées par deux transistors à effêt de champs reliées en contreréaction par les RC, bacu- lant alternativement d'un transistor a l'autre, alimentent alternativement les gachettes des deux thyristors les mettant durant l'action de l'onde en état de conductivité, ces deux thyristors alimentent les circuita électroniques conduisant et modulant les signaux issues des capteurs sur l'entrée du microémetteur, ce dernier le trensmet ces signaux, codés ou non, par la voi télémetrique à l'unité stationnaire réceptrice.
6) Dispositif selon les revendications de 1 à 5, caracterisé en ce que la fonction du temporisateur (revend. 2 et 4) peut être assumé par un microprocesseur, qui sera en mesure de convertir les signaux émanant des capteurs en expréssion digitale, gerer ces informations en les mettant sur l'antenne du microémetteur durant des laps de temps voulu, et délimitant la durée des pauses, durant lesquelles la consommation globale de l'-en semble électronique de la M-B en courant d'alimentation serait reduite à un minimum insignifiant.
7) Dispositif selon les revendications de 1 à 6, caractterisé en ce que, te poste de recéption stationnaire assumant laton- ction du moniteur-comparateur, doté d'un recepteur-radio accordé par quartz à l'onde porteuse de la montre-bracelet, contient un système de discrimination et de traitement des signaux à microprocesseur, signaux émises par la M-B, ces signaux à chaque reception étant comparus avec les valeurs physiologiques minimum et maximum tolerables, préétablis par le medecin soit par les organes de réglage, tels les potentiomètres, soit par la lecture et mémorisation de la carte magnétique preprogrammée individuellement pour le malade donné, ce poste do reception procedant a la comparaison de l'information émise par la M-B avec ces valeurs, quant au p. ex. rythme cardiac, oxygénation dusang, etc., étant memorisées, en tant que tolerables - et lorsque les données émises sur le malade dépassent ces limites (par audessus ou audesous), ce poste de récéption déclanche le signal d' alarme, soit en agissant sur le cable de sonnérie existant, soit par transmission d'alarme sur le réseau, soit en effectuant automatiquement l'appel télêphonique au centre permanent d'écoute de l'hopital ou d'une service de secours et capable de transmettre outre le signal d'alarme eventuellement l'information sur la nature de la défaillance du malade.
8) Dispositif selon les revendications de 1 à 7, caracterisé en ce que le poste de récéption stationnaire et muni des cirquits éléctroniques d'alimentation et de contrôle susceptible de cont rouler automatiquement le bon fonctionnement des capteurs et circuits de la montre-bracelet dans son ensemble, et d'autrebart de charger en énergie éléctrique les accumulaterurs ou les condensateurs, dits "Goldcap", assurant le fonctionnement de la M-B en reserve d'énergie d'alimentation durant plusieurs jours,
9) Dispositif selon les revendications de 1 à 8 caracterisé en ce que, la montre-bracelet, pouvant envoyer toutes les informations issues des capteurs et convertis en fréquence de modulation, non successivement, l'une après l'autre, mais simultanement, le microprocesseur du poste de récéption stationnaire, utilisant par sa programmation l'analys Fourrier.dèquante la multitude des frequences reçues et superposés l'une sur l'autre en fréquences initiales, dont chacune corresponde à l'information émise par le capteur correspondant.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR9108192A FR2686497A1 (fr) | 1991-06-26 | 1991-06-26 | Moniteur electronique de malades. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR9108192A FR2686497A1 (fr) | 1991-06-26 | 1991-06-26 | Moniteur electronique de malades. |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FR2686497A1 true FR2686497A1 (fr) | 1993-07-30 |
Family
ID=9414558
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FR9108192A Withdrawn FR2686497A1 (fr) | 1991-06-26 | 1991-06-26 | Moniteur electronique de malades. |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FR (1) | FR2686497A1 (fr) |
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1991
- 1991-06-26 FR FR9108192A patent/FR2686497A1/fr not_active Withdrawn
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
ST | Notification of lapse |