FR2767467A1 - Stethoscope a membrane autobloquante - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un stéthoscope comportant une membrane (2) constituée par une partie en forme générale de disque de faible épaisseur (2a) destinée à venir en contact avec le corps à ausculter, cette partie se prolongeant à sa périphérie par une jupe tronconique autobloquante (2b) destinée à être montée de manière amovible par coincement élastique sur une partie tronconique correspondante de conicité légèrement supérieure (11a) sur le corps du stéthoscope.

Description

STÉTHOSCOPE A MEMBRANE AUTOBLOQUANTE
La présente invention concerne un stéthoscope, notamment un stéthoscope électronique comportant un transducteur pour transformer l'énergie sonore initiale des bruits produits par le corps d'un patient en un signal analogique représentatif de ces bruits et un circuit de traitement du signal pour amplifier ce signal en sortie, vers un biauriculaire par exemple.

Toutefois, dans l'état de la technique, un tel stéthoscope électronique ne permet pas, à l'auscultation, de séparer les bruits pulmonaires des bruits cardiaques, ce qui complique les diagnostics. En outre, l'auscultation d'un patient avec ce type de stéthoscope peut être parasitée par des bruits extérieurs. Ce problème est particulièrement sensible dans les infections débutantes où il n'est pas toujours facile d'entendre les premiers signes pathologiques, surtout chez l'enfant et le nourrisson, ce qui nécessite souvent la mise en oeuvre d'examens complémentaires.

L'invention a donc pour premier but d'éliminer les inconvénients précités et de proposer un nouveau stéthoscope électronique permettant de séparer parfaitement l'écoute des bruits cardiaques de celle des bruits pulmonaires.

A cet effet, I'invention a pour premier objet un stéthoscope électronique comportant un transducteur pour transformer l'énergie sonore des bruits cardiaques et pulmonaires d'un corps à ausculter en un signal analogique représentatif de ces bruits et un circuit de traitement du signal pour, notamment, amplifier ce signal en sortie, caractérisé par le fait que ledit circuit comporte un moyen de filtrage de sélection pour sélectivement séparer les signaux représentatifs des bruits cardiaques des signaux représentatifs des bruits pulmonaires.

Le moyen de filtrage de sélection peut, avantageusement, comporter en parallèle un filtre passe-bas dont la fréquence de coupure est prédéterminée pour couper les fréquences pulmonaires et un filtre passe-haut dont la fréquence de coupure est prédéterminée pour couper les fréquences cardiaques. Le circuit de traitement du signal comporte, de préférence, un élément de commutation pour commuter soit vers le filtre passe-bas dans une position de sélection fréquentielle cardiaque et/ou vers le filtre passe-haut dans une position de sélection fréquentielle pulmonaire, soit vers une dérivation du moyen de filtrage dans une position d'absence de sélection fréquentielle. L'élément de commutation est avantageusement réalisé par deux contacteurs de sélection correspondant respectivement à la sélection cardiaque et à la sélection pulmonaire, la fermeture et l'ouverture simultanée des deux contacteurs entraînant l'absence de sélection fréquentielle. Les filtres passe-bas et passe-haut précités peuvent avoir une fréquence de coupure commune, par exemple de l'ordre de 150 Hertz. De préférence, ces filtres sont des filtres de Tchebycheff du quatrième ordre, c'est-à-dire des filtres donnant une atténuation d'au moins 80 décibels pour une fréquence égale à la fréquence de coupure multipliée ou divisée par 10 selon qu'il s'agit d'un filtre passe-bas ou passe-haut respectivement.

Selon une autre caractéristique de 1' invention, le transducteur est placé au sommet d'un cornet guide d'ondes en forme de dôme creux fermé par une membrane flexible destinée à entrer en vibration sous l'effet des bruits provenant du corps à ausculter. La membrane flexible est avantageusement portée par la coque du stéthoscope de façon amovible ; elle peut être constituée en matériau élastique ; elle peut être formée d'une jupe épaisse entourant un disque mince ayant une épaisseur comprise entre 200 et 800 microns. Un bourrelet périphérique peut avantageusement être prévu autour de cette membrane pour définir une pré-chambre entre la membrane et le corps à ausculter. De préférence, le cornet est en métal pour obtenir une rupture d'impédance suffisante entre le cornet et la coque du stéthoscope et réduire le bruit de fond provenant des bruits extérieurs à l'appareil. Le cornet est avantageusement obtenu d'une seule pièce, par exemple par fluotournage ou emboutissage à partir d'un flan de laiton ou d'acier inoxydable d'une épaisseur comprise entre 0,5 et 1 mm.

On peut également prévoir que le circuit de traitement du signal comporte, entre le transducteur et le moyen de filtrage de sélection, un filtre passe-haut, par exemple un filtre du troisième ordre dont la fréquence de coupure est d'environ 30 Hertz, pour éliminer les composantes basse fréquence du signal dont les fréquences sont inférieures à celles à prendre en considération pour l'étude des bruits cardiaques. En outre, le circuit de traitement du signal peut comporter, entre le transducteur et le moyen de filtrage de sélection, un filtre passe-bas, par exemple un filtre du troisième ordre dont la fréquence de coupure est d'environ 2,6 KHz, pour éliminer les composantes haute fréquence du signal, dont les fréquences sont supérieures à celles à prendre en considération pour l'étude des bruits pulmonaires. Il est rappelé qu'un filtre du troisième ordre entraîne une atténuation d'au moins 60 db pour une fréquence égale à la fréquence de coupure multipliée ou divisée par 10 selon qu'il s'agit d'un filtre passe-bas ou passe-haut respectivement.

Selon encore une autre caractéristique, le stéthoscope de l'invention est associé en sortie à un casque audio et/ou à une carte de numérisation pour le traitement des signaux par des unités auxiliaires.

Les stéthoscopes qui sont actuellement utilisés comportent généralement une membrane qui est montée sur le corps du stéthoscope par sertissage ou vissage d'une bague métallique annulaire, permettant le remplacement éventuel de la membrane lorsque celle-ci est usagée.

Lors de l'auscultation d'un patient, cette membrane, qui est destinée à venir en contact avec la peau du patient, peut être un vecteur de contamination du patient, par transmission de maladies infectieuses, virales ou bactériennes, par exemple des Staphylocoques, des
Antérocoques, des Pseudomonas, etc. Cette transmission des infections nosocomiales déclenchées par l'auscultation fait courir des risques majeurs aux patients, d'autant plus s'ils sont déjà atteints par une autre infection qui les fragilise. En outre, le traitement des infections nosocomiales se traduit par une charge pharmaco-économique très importante pour les hôpitaux et le régime de santé publique.

Une solution consisterait à retirer la membrane après l'auscultation de chaque patient en vue de son remplacement ou de sa stérilisation, mais la manipulation de la bague de montage qui retient la membrane sur le stéthoscope est malaisée et constitue une perte de temps pour l'opérateur. En outre, lors du démontage et du montage de la bague, la membrane peut être abîmée par une fausse manipulation et le serrage réalisé par la bague peut se relâcher à la suite de manipulations répétées.

En outre, la présence de cette bague au voisinage de la surface de la membrane qui vient contre la peau du patient, peut être le siège de "nids" de bactéries ou de virus venant se loger dans les interstices entre la bague et la membrane.

Un autre inconvénient lié à l'utilisation de cette bague métallique réside dans la sensation de froid que ressent le patient lors de l'application de la membrane sur sa peau. A cet effet, on a déjà proposé de surmonter cette bague métallique par une bague anti-froid supplémentaire, par exemple en plastique, pour supprimer ce contact froid. Toutefois, cette solution complique encore le montage de la membrane et augmente le nombre de pièces, ce qui se traduit par un coût supérieur et un risque accru de former des nids d'infections entre la membrane et les différentes bagues.

La présente invention a donc pour deuxième but de proposer un nouveau stéthoscope anti-froid, dans lequel la membrane soit facilement amovible, stérilisable et préserve ses propriétés vibratoires.

A cet effet, l'invention a pour deuxième objet un stéthoscope comportant une membrane pour transmettre les vibrations résultant des bruits d'un corps à ausculter, caractérisé par le fait que ladite membrane comporte une partie en forme générale de disque de faible épaisseur destinée à venir en contact avec le corps à ausculter, ladite partie en forme de disque se prolongeant à sa périphérie par une jupe tronconique autobloquante destinée à être montée de manière amovible par coincement élastique sur une partie tronconique correspondante de conicité légèrement supérieure sur le corps du stéthoscope. Etant donné que la membrane se bloque automatiquement sur le corps du stéthoscope, on peut se passer de bague métallique de fixation et on obtient ainsi une membrane autobloquante, anti-froid et amovible pouvant être facilement stérilisée après chaque auscultation.

Avantageusement, l'extrémité libre de la jupe tronconique de la membrane est renforcée par une collerette épaisse radialement saillante vers l'extérieur, qui peut également servir pour le montage/démontage de la membrane sur le corps du stéthoscope.

La membrane est de préférence en acrylonitrile butadiène styrène (ABS) moulée par injection, ce qui supprime toute surface anguleuse pouvant donner naissance à la formation de "nids" de bactéries.

Avantageusement, la partie en forme de disque et la jupe de la membrane ont une épaisseur comprise entre 350 et 500 ,am.

Pour mieux faire comprendre l'objet de l'invention, on va en décrire maintenant, à titre d'exemple purement illustratif et non limitatif, un mode de réalisation particulier représenté sur le dessin annexé.

Sur ce dessin
- la figure 1 est une vue en perspective arrière du stéthoscope électronique de l'invention mis en position verticale
- la figure 2 est une vue en élévation latérale du stéthoscope de la figure 1, selon II-II de la figure 1
- la figure 3 est une vue analogue à la figure 1, mais représentant le stéthoscope du côté opposé
- la figure 4 est une vue de dessus du stéthoscope de la figure 3, selon IV-IV de la figure 3
- la figure 5 est une vue en coupe suivant la ligne V-V de la figure 2;
- la figure 6 est une vue analogue à la figure 2, le couvercle cache-piles étant omis
- la figure 7 est une vue en coupe suivant la ligne VII-VII de la figure 6
- la figure 8 est une vue en élévation frontale du stéthoscope de la figure 2, suivant la flèche VIII;
- la figure 9 est une vue en coupe suivant la ligne IX-IX de la figure 8
- la figure 10 est un schéma synoptique fonctionnel du stéthoscope électronique de l'invention;
- la figure 11 est une vue partielle et en coupe du montage de la membrane sur le cornet du stéthoscope
- la figure 12 est une demi-vue axiale et en coupe du montage du cornet sur la coque du stéthoscope; , et
- la figure 13 est un quart-de-vue de dessus du cornet du stéthoscope.

Suivant l'exemple particulier de réalisation représenté sur le dessin, le stéthoscope électronique de l'invention comporte une coque externe 1 ayant la forme d'un parallélépipède allongé dont une extrémité la est recourbée et porte une membrane 2. La coque l est constituée par l'assemblage de deux demi-coques 10la, 101b en matière plastique moulée, ledit assemblage étant réalisé selon le plan de joint 100, qui constitue sensiblement un plan de symétrie pour la coque 1. La membrane 2 est amovible pour son remplacement ou sa stérilisation. L'extrémité opposée de la demi-coque l0la est dotée d'un connecteur 3 dont l'utilité sera expliquée plus loin. Comme visible sur les figures l et 2, la coque 1 comporte, en outre, un couvercle cachepiles 4 amovible porté par la demi-coque l0lb, un voyant lumineux 5 pour indiquer le niveau de chargement des piles au moyen d'une diode électroluminescente et une épingle de retenue 6 pour accrocher le stéthoscope sur la blouse d'un praticien, par exemple. Un bouton marche-arrêt 7, une paire de boutons 8. 9 pour la sélection respectivement des bruits pulmonaires et cardiaques, et une molette 10 de réglage du volume des bruits détectés sont montés à travers la coque 1 du stéthoscope et leur fonctionnement sera expliqué plus en détail ciaprès. La forme légèrement coudée ou en L du stéthoscope facilite sa préhension par un utilisateur, à la manière d'un "pistolet".

On va maintenant se référer plus spécifiquement aux figures 5 à 9 pour décrire la structure interne du stéthoscope. Comme mieux visible sur les figures 9 et 11, la membrane amovible 2 se présente sous la forme d'un disque circulaire 2a de faible épaisseur se prolongeant à sa périphérie par une jupe tronconique 2b sensiblement de même épaisseur et dont l'axe est perpendiculaire au disque 2a ; la jupe 2b se termine par une collerette annulaire plus épaisse 2c s'étendant radialement vers l'extérieur par rapport à l'axe de la jupe 2b et vient coiffer la jupe tronconique 1 la d'un cornet 11, décrit plus en détail ci-après, au niveau de l'extrémité correspondante la du stéthoscope, sur laquelle jupe 1 la la jupe 2b est retenue par simple coincement et serrage élastique. La membrane 2 est réalisée en un matériau flexible, de préférence en acrylonitrile butadiène styrène (ABS) : elle peut être obtenue par injection. Le disque 2a présente une épaisseur comprise entre 350 et 500 microns. La collerette 2c de la membrane peut avoir un diamètre interne de 45 mm et un diamètre externe de 50 mm.

Le cornet métallique 11 est prévu à l'intérieur de la coque 1 et en vis-à-vis du disque 2a de la membrane 2. Le cornet 1 1 est un dôme en forme de calotte hémisphérique, I'ouverture équatoriale de cette demi-sphère étant adjacente et parallèle au disque 2a. La partie en forme de dôme du cornet Il se raccorde, par son ouverture équatoriale, à une jupe tronconique lla coaxiale à l'axe du dôme l'extrémité libre de ladite jupe 1 la constitue une collerette périphérique iib qui vient s'accrocher sur une gorge correspondante formée à l'intérieur de l'extrémité la de la coque 1. Une cavité résonnante est ainsi engendrée entre la membrane 2a et le cornet I l. Le cornet 11 est fabriqué par fluotournage à partir d'un tlan d'acier inoxydable de 0,8 mm d'épaisseur. Sur le dessin, la membrane 2 est destinée à venir en contact directement avec la peau d'un patient par sa partie en forme de disque 2a. Bien que cela ne soit pas représenté, on pourrait, en variante, prévoir un bourrelet périphérique axialement saillant vers ltextérieur autour de la membrane pour définir une pré-chambre entre la membrane et le corps à ausculter. La conicité de la jupe 1 la du cornet est voisine et légèrement supérieure à celle de la jupe 2a de la membrane pour obtenir un effet de blocage automatique de la membrane sur le cornet par simple enfoncement du cornet dans la membrane. L'action combinée des frottements et du serrage élastique entre la membrane et le cornet assure la retenue de la membrane sur le stéthoscope. Comme mieux visible sur la figure 12, la jupe tronconique lia définit un angle 6 d'environ 5 par rapport à l'axe du cornet 11.

On notera également que comme cette membrane n'est pas fabriquée en polyester tissé ou en matière composite, alors que cela est classiquement le cas, le coût de fabrication sera moindre et la membrane ne présentera que des surfaces planes ou arrondies, éliminant ainsi tout risque de formation de "nids" de bactéries.

Pour monter une membrane sur le stéthoscope, on vient coiffer la membrane 2 sur la partie extérieurement saillante du cornet 11, avec la jupe tronconique 2b de la membrane qui entoure la jupe tronconique 1 la du cornet. Puis, on exerce une légère pression axiale sur cette membrane, de préférence sur la périphérie de sa partie en forme de disque ou sur la collerette 3c pour enfoncer le cornet ll à l'intérieur de la membrane jusqu'à ce que l'on obtienne un serrage élastique entre eux par coincement de leur conicité respective. Pour retirer la membrane, on peut opérer de diverses façons : il est possible d'exercer une traction sur la membrane vers l'extérieur, par exemple en venant saisir la collerette 2c de la membrane; il est également possible d'exercer un couple sur la membrane pour la faire tourner sur le cornet comme si on devait la dévisser. Dans ce dernier cas, on a prévu un moyen anti-rotatoire entre la collerette l lob du cornet et l'extrémité la de la coque du stéthoscope pour empêcher que la rotation de la membrane 2 entraîne la rotation conjointe du cornet 11. Comme visible sur la figure 13, ce moyen anti-rotatoire peut consister en une fente 1 le pratiquée dans la collerette périphérique 1 lob du cornet 1 1 et en un ergot (non représenté) en saillie de la gorge précitée de la coque la et venant s'ajuster dans cette fente.

Lorsque la membrane a été retirée, on peut la stériliser et la nettoyer, par exemple avec de l'alcool à 80" ou d'autres désinfectants adaptés.

On notera également que ce montage particulier entre la membrane et le cornet assure une étanchéité parfaite à l'air pour empêcher toute fuite d'air à l'intérieur de la cavité résonnante du cornet et éviter ainsi que la réception des bruits corporels soit diminuée ou amortie. De la même manière, l'interface entre le cornet et la coque est également parfaitement étanche à l'air pour le même motif.

Le cornet métallique 11 sert à guider les ondes de pression acoustique venant du disque 2a vers un transducteur 12 monté à travers le sommet du dôme 11, c'est-à-dire sur l'axe du dôme, à l'opposé de l'ouverture équatoriale où est mis en place le disque 2a. Le transducteur 12 est supporté par le cornet 11 lui-même, avec interposition d'un anneau élastique 12a, qui l'entoure. Ce transducteur est avantageusement un micro à réponse fréquentielle extra-plate comprise entre 20 Hertz et 10 KHz. Ce micro permet de transformer l'énergie sonore en un signal analogique représentatif des bruits issus du patient. Ce transducteur 12 est relié à une carte électronique 13 (voir figure 7) comportant différents composants électroniques, dont les fonctions seront décrites plus loin en se référant au schéma synoptique de la figure 10.

La carte électronique 13 est supportée par des plots 13a, 13b disposés en saillie à l'intérieur de la demi-coque 101 a. La carte 13 est alimentée en énergie par deux piles 14 logées dans un compartiment 15 situé sous le couvercle 4 de la coque 1, lesdites piles étant séparées l'une de l'autre par un séparateur 14a, qui fait partie d'un berceau de piles 14b encliqueté dans le couvercle 4 et utilisé pour maintenir en appui la carte électronique 13 sur les sommets des plots 13a 13b. Les piles 14 peuvent être, si nécessaire, associées à des condensateurs 16 en étant disposés en parallèle des piles 14 pour maintenir la tension dans le cas d'une fourniture de courant trop longue entraînant une chute de la tension de pile. Mais ces condensateurs pourraient être supprimés avec des piles ayant de meilleures performances telles que les piles alcalines. La sortie de la carte électronique 13 est reliée au connecteur 3. La carte électronique 13 est reliée, en outre, par un interrupteur 17 au bouton marche-arrêt 7, par des contacteurs 18. 19 aux boutons de sélection 8, 9, et par un potentiomètre 20 à une molette de réglage de volume 10. Les contacteurs 18, 19 sont associés à un module électronique 21 afin de remplir la fonction que l'on désire, à savoir : si les deux boutons 8 et 9 sont en position inactive ou active, aucun filtrage des bruits auscultés ; et si un seul des boutons 8 ou 9 est en position active, filtrage du bruit pulmonaire ou cardiaque respectivement. L'ensemble 18, 19. 21 a été globalisé sur la figure 10 sous la forme d'un commutateur 28.

En se référant maintenant à la figure 10, on va décrire le circuit de la carte électronique 13, qui fonctionne en analogique. Le transducteur 12 est relié en série successivement à un filtre passe-haut 22 du troisième ordre dont la fréquence de coupure est de 30 Hertz, à un pré-amplificateur 23 de 20 décibels et à un filtre passe-bas 24, dont la fréquence de coupure est de 2,6 KHz. Puis, le circuit comporte en parallèle un filtre passe-haut 25 de Tchebychetf d'ordre quatre, dont la fréquence de coupure est de 150 Hertz, un filtre passe-bas 26 de
Tchebycheff d'ordre quatre, dont la fréquence de coupure est également de 150 Hertz, et une ligne de dérivation 27. Ces trois embranchements parallèles sont reliés à un commutateur 28 dont les fonctions selon les positions des boutons 8 et 9 sont celles qui ont été ci-dessus définies. Ensuite, le circuit comporte en série un amplificateur à gain réglable 30, qui est relié au potentiomètre 20.

Enfin, le circuit est relié au connecteur 3 qui peut être connecté soit à une unité auxiliaire 31, soit à un casque audio 32. L'unité auxiliaire comporte une carte de numérisation pour permettre, par exemple, la télétransmission des signaux, leur visualisation et/ou leur comparaison à des bases de données de référence.

Le voyant lumineux 5 est prévu pour s'allumer de manière discontinue lorsque les piles 14 sont à moitié déchargées et de manière continue lorsque les piles 14 sont aux trois quarts déchargées.

Le bouton marche-arrêt 7 est, de préférence, un bouton temporisé : lorsque le bouton est enfoncé, l'alimentation du stéthoscope est effective et lorsque le bouton est relâché, I'alimentation s'arrête automatiquement au bout de quelques secondes, ce qui permet d'économiser l'énergie des piles.

Lorsque le bouton 8 est enfoncé, la sélection pulmonaire sera effective, c'est-à-dire les signaux transiteront par le filtre 25 et lorsque le bouton 9 sera enfoncé, la sélection cardiaque sera effective, c'est-à-dire les signaux passeront par le filtre 26.

Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec un mode de réalisation particulier, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si cebles-ci entrent dans le cadre de l'invention.

Claims (8)

REVENDICATIONS

1 - Stéthoscope comportant une membrane flexible (2) destinée à entrer en vibration sous l'effet des bruits provenant d'un corps à ausculter, caractérisé par le fait que ladite membrane (2) comporte une partie en forme générale de disque de faible épaisseur (2a) destinée à venir en contact avec le corps à ausculter, ladite partie en forme de disque se prolongeant à sa périphérie par une jupe tronconique auto-bloquante (2k) destinée à être montée de manière amovible par coincement élastique sur une partie tronconique correspondante de conicité légèrement supérieure (lia) sur le corps (1) du stéthoscope.

2 - Stéthoscope selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'extrémité libre de la jupe tronconique (2k) de la membrane (2) est renforcée par une collerette épaisse radialement saillante vers l'extérieur (2ç).

3 - Stéthoscope selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que la membrane (2) est en acrylonitrile butadiène styrène moulé par injection.

4 - Stéthoscope selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la partie en forme de disque (2a) et la jupe (2b) de la membrane (2) ont une épaisseur comprise entre 350 et 500 microns.

5 - Stéthoscope selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte un cornet guide d'ondes (11) en forme de cuvette ouverte vers la membrane flexible précitée (2), laquelle cuvette se raccorde par son ouverture équatoriale à la partie tronconique (ils) précitée.

6 - Stéthoscope selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par un bourrelet périphérique prévu axialement saillant vers l'extérieur à partir de la périphérie de la partie en forme de disque (2a) de la membrane pour définir une pré-chambre entre la membrane et le corps à ausculter.

7 - Stéthoscope selon la revendication 6, caractérisé par le fait que le cornet (11) est en métal, pour obtenir une rupture d'impédance suffisante entre le cornet (11) et la coque (1) du stéthoscope et réduire les bruits de fond provenant des bruits extérieurs au stéthoscope.

8 - Stéthoscope selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la partie tronconique (1 la) précitée définit un angle (0) d'environ 5 par rapport à l'axe de la membrane (2).