WO1998047427A1 - Device for sensing respiratory movements - Google Patents

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WO1998047427A1
WO1998047427A1 PCT/FR1998/000800 FR9800800W WO9847427A1 WO 1998047427 A1 WO1998047427 A1 WO 1998047427A1 FR 9800800 W FR9800800 W FR 9800800W WO 9847427 A1 WO9847427 A1 WO 9847427A1
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WO
WIPO (PCT)
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sensors
respiratory movements
mattress
alarm
sensor
Prior art date
Application number
PCT/FR1998/000800
Other languages
French (fr)
Inventor
Michel Therin
Original Assignee
Nextryte Limited
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nextryte Limited filed Critical Nextryte Limited
Priority to CA002287964A priority Critical patent/CA2287964A1/en
Priority to EP98922849A priority patent/EP0977511A1/en
Priority to AU75345/98A priority patent/AU7534598A/en
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Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/11Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
    • A61B5/113Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb occurring during breathing

Definitions

  • the present invention relates to a device for detecting respiratory movements, in particular but not exclusively to the respiratory movements of an infant placed in a crib, the device making it possible to detect the respiratory arrest of the infant and then to trigger a local alarm. and / or remotely. More particularly, this device belongs to the type comprising, for the detection of respiratory movements, at least one piezoelectric type sensor, or other force sensor, placed at the level of the mattress of the crib, and functionally connected to a electronic unit processing the signals from one or more sensors and provided with signaling means.
  • WO-A-9603075 envisages one or more force sensors, such as piezoelectric gauges, but in case of plurality of sensors, this document also does not provide any precision on the mode of processing of the signals coming from these sensors.
  • the present invention aims to remedy these drawbacks or shortcomings, by providing a device of the type concerned, in which the probability of inadvertent trips is significantly reduced, so as to obtain a device of high reliability.
  • the mattress is divided into at least two parts, as regards detection, and each part of the mattress is associated with at least one sensor, while that the electronic unit includes circuits which combine the signals from the various sensors so as to detect and report the overall operating state of the sensors.
  • the electronic unit analyzing the signals from here of the four sensors by logically combining them, makes it possible to know at all times the overall operating state of the mattress, according to a principle which can be as follows: - if the four sensors, or at least three of these sensors are in good condition normal operating, the device is considered to be in the normal state, each half-mattress in this case comprising at least one sensor in operating state; - if only two out of four sensors are in working condition, the device considered as a whole is in degraded operating mode;
  • the electronic unit triggers an audible and / or light alarm, signaling a technical and not physiological failure, which should be remedied;
  • the electronic unit also triggers the alarm, which in the latter case may indicate a detected respiratory arrest.
  • the device is therefore designed to detect and signal these different situations in a distinctive manner, necessarily triggering the alarm in the last two cases.
  • the device which is the subject of the invention, it comprises in its electronic unit:
  • the sensor or sensors associated with each half-mattress are piezoelectric sensors supported by a structure comprising an upper plate, a lower plate, and elastic spacers interposed between the upper plate and the plate lower, the piezoelectric sensor or sensors being mounted on the lower plate while the upper plate is designed to support the corresponding half-mattress.
  • each of the structures thus formed is surrounded by a protective envelope. Thanks to these very simple constructive arrangements, the device of the invention is made independent of the mattress, and it provides good protection for the sensors while preventing them from being crushed. An important advantage is thus obtained, compared with known devices, the sensors of which are generally incorporated into the mattresses, and comprise a special mounting between wedges.
  • the sensor or sensors associated with each half-mattress are resistive force sensors, having a resistance whose ohmic value decreases when an increasing pressure is applied; these force sensors are supported by a structure comprising an upper plate, a lower plate, shims interposed between the upper plate and the lower plate, the force sensor or sensors being mounted on the lower plate while a transmission block d '' efforts, in semi-rigid material, is interposed between the upper plate of the above structure and the or each force sensor.
  • This variant uses resistive sensors which are particularly well suited to the application concerned, said sensors being particularly suitable for detecting movements at slow frequencies, and having a low sensitivity to noise and parasitic vibrations.
  • Figure 1 is a block diagram of the detection device according to the present invention, in a first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram of the electronic circuits of this detection device.
  • Figure 3 shows the practical mounting of the piezoelectric sensors.
  • Figure 4 is a view similar to Figure 3, but relating to a second embodiment of the object of the invention detection device.
  • FIG. 5 is a block diagram of the electronic circuits, which can be incorporated into the device of FIG. 4.
  • the reference 1 generally designates the mattress of a crib.
  • the mattress 1 is divided at mid-length, as regards the detection of respiratory movements, into two parts called half-mattresses 2 and 3.
  • the first half-mattress 2 is associated with two piezoelectric sensors 4 and 5.
  • the second half mattress 3 are associated with two other piezoelectric sensors 6 and 7.
  • the four piezoelectric sensors 4 to 7, of a type known per se, are sensitive to the respiratory movements of the infant resting in the bed, each sensor converting the mechanical or acoustic signal, which requests it, into an analog frequency signal SI, S2, S3 and S4 respectively.
  • the four sensors 4 to 7 are connected to an electronic unit 8, by a set of electrical conductors 9 transmitting the signals SI to S4.
  • the electronic unit 8 processes the signals SI to S4 coming from the various sensors 4 to 7, by combining them logically.
  • This electronic unit 8 comprises various signaling means 10, 11, 12 and 13, of the sound and / or light type, comprising in particular:
  • FIG. 2 The electronic circuits of the device are shown in FIG. 2. These circuits comprise, at the output of each piezoelectric sensor 4, 5, 6 or 7, a first operational amplifier 14 with large gain followed by a second operational amplifier 15 with big gain.
  • the analog frequency signal SI, S2, S3 or S4 from each sensor 4 to 7 is thus strongly amplified, the analog signal at the output of the second operational amplifier 15 being able to be approximately a thousand times higher than the input signal of the first operational amplifier 14.
  • the second operational amplifiers 15 have their respective outputs connected, two by two, to two monostable circuits 16 and 17.
  • Each monostable circuit 16 or 17 converts the amplified analog signal, coming from the amplifiers 15, into a logic signal, which is set in formed by a "RC" circuit associated with this monostable circuit, and composed of a potentiometer 18 and a capacitor 19.
  • Each monostable circuit 16 or 17 has two outputs, respectively 22, 23 and 24, 25 delivering a logic signal. All outputs 22 to 25 are connected to the same logic circuit 26, with an "OR" gate function, which performs a logic calculation for the display of normal operation as well as for the triggering of the alarm.
  • An output 27 of the logic circuit 26 is connected, via a switching transistor 28, to a first light-emitting diode 10 constituting here the indicator light for signaling normal operation.
  • the output 27 of the logic circuit 26 is also connected, via another switching transistor 29, to a second light-emitting diode 30, connected in parallel with the local audible alarm 12, for signaling the technical failure or of the general alarm.
  • a relay 31 is also connected, provided for triggering an additional alarm located at a distance, not shown.
  • the outputs 22, 23, 24 and 25 of the monostable circuits 16 and 17 are also connected to another logic circuit 32, having a gate function "exclusive OR", for the detection of degraded operation, that is to say the situation in which two of the four sensors 4, 5, 6 and 7 are in working condition.
  • the output of logic circuit 32 is connected to the first circuit logic 26.
  • a second output 33 of this logic circuit 26 is connected, by a last switching transistor 34, to a third light-emitting diode 11 here constituting the indicator light for signaling degraded operation.
  • FIG. 1 very schematically shows the association of the two pairs of piezoelectric sensors 4, 5 and 6, 7 with the two half-mattresses, respectively 2 and 3,
  • FIG. 3 represents the practical mounting of these sensors 4 to 7.
  • Each support structure 35 or 36 consists of an upper plate 37 made of wood or plywood, d 'a lower plate 38 also made of wood or plywood, and spacers 39 of rubber or elastomer, placed between the two plates 37 and 38.
  • the two piezoelectric sensors 4, 5 or 6, 7 are mounted on the face upper of the lower plate 38, and thus take place between the two plates 37 and 38.
  • Each structure 35 or 36 is surrounded by a sealed plastic envelope or cover, not shown.
  • FIG. 4 shows, similarly to FIG. 3, another embodiment, further comprising two support structures 35 and 36, associated respectively with two half-mattresses 2 and 3, and each composed of an upper plate 37 and d a lower plate 38, between which shims 39 are interposed.
  • a single sensor On the upper face of the lower plate 38 of each structure 35 or 36 is mounted a single sensor, respectively 40, 41, which is here a resistance force sensor, whose ohmic value decreases when increasing pressure is applied.
  • a sensor comprises two superposed sheets of polymer, one covered with an array of electrodes, and the other with a semiconductor material, the entire sensor having a thickness less than a millimeter.
  • a force transmission block respectively 42, 43, of semi-rigid material, is interposed between the upper plate 37 of each structure 35 or 36, and the corresponding force sensor 40 or 41.
  • the two resistive force sensors 40 and 41 are connected, by electrical conductors 44, to an electronic assembly 8 shown very schematically in FIG. 5.
  • each resistive force sensor 40 or 41 is electrically inserted in a bridge comprising at least one other fixed resistance 45 or 46, the intermediate point of the bridge being connected, by a filtering capacitor respectively 47 or 48 , at the input of an amplification and filter assembly, respectively 49 or 50.
  • the capacitor 47 or 48 transmits only the resistance variations of the associated force sensor 40 or 41 to the amplification and filter assembly corresponding 49 or 50; this assembly 49 or 50 makes it possible, among other things, to filter the parasitic frequencies, by transmitting, for example, only the frequencies between 10 and 60 strokes per minute, which can correspond to respiratory movements.
  • the respective outputs 51 and 52 of the two amplification and filtering assemblies 49 and 50 are connected to inputs of a microcontroller 53, which includes a clock and reset means.
  • the microcontroller 53 analyzes the signals from the two amplification and filtering assemblies 49 and 50, and translates the movements detected by the two force sensors 40 and 41, considering that if at least one of these two sensors 40 and 41 detects at least one movement during a monitoring cycle (of duration to be defined beforehand), the situation is normal. Conversely, if no movement is detected by all the sensors 40 and 41 during the monitoring cycle, the situation is anyway to be considered as abnormal, that the cause in either an absence of respiratory movements of the infant, or a disconnection or a breakdown of all the sensors 40 and 41.
  • the microcontroller 53 has several outputs connected to a signaling assembly, here again comprising:
  • a first indicator light 10 such as a light-emitting diode, the illumination of which indicates a normal situation
  • a second indicator light 11 such as a light-emitting diode, the illumination of which indicates an abnormal situation (absence of respiratory movements, or simultaneous failure of the two sensors 40 and 41)
  • a third indicator light 13 such as a light-emitting diode, the illumination of which indicates a faulty electrical supply (electric batteries or discharged battery);
  • a local audible alarm 12 of the buzzer or loudspeaker type, controlled by means of a switching transistor 54, which is triggered at the same time as the second indicator light 11 is lit, and for a predetermined duration, for audibly report any abnormal situation.
  • the microcontroller 53 is also connected to a safety block 55, which controls, via a switching transistor 56, another sound alarm 57 of the vibrator or speaker type.
  • the security block 55 triggers the audible alarm 57, for a predetermined period, in the event of an electronic failure (in particular blocking of the microcontroller 53).
  • This second audible alarm 57 is also triggered, in redundancy with the first audible alarm 12, when an absence of movement is observed.
  • the audible alarms 12 and 57 can only be stopped by manually actuating the on / off button (not shown) of the device.
  • the invention is not limited to the sole embodiments of this device for detecting respiratory movements which have been described above, by way of examples; on the contrary, it embraces all the variants respecting the same principle, the electronic circuits described being in particular replaceable by all equivalents, ensuring the same functions, and the signaling and alarm means also being possible in any suitable form.
  • the microcontroller can analyze the signals coming from the amplification and filtering means, by considering as normal the situation according to which all the sensors, or all but one of the sensors detect movement, and as abnormal (therefore triggering an alarm) the situation where a lower number of sensors, or no sensor, detects movement.
  • the field of application of the invention is not limited to the detection of the respiratory movements of an infant, but it extends, more generally, to medical, hospital and geriatric environments.

Abstract

The invention concerns a device sensing an infant's respiratory movements which is placed in a child's bed and triggers a local and/or remote alarm signal on sensing that the infant has stopped breathing. The mattress (1) is divided in at least two parts (2, 3), with each of which are associated one or two piezoelectric sensors (4, 5; 6, 7), or any other type of force sensors. All the sensors are functionally connected to an electronic box (8), which comprises circuits combining the signals (S1, S2, S3, S4) coming from the different sensors (4 to 7). The functioning condition of the sensors (4 to 7) is thus detected and indicated by signalling means (10 to 13), thereby reducing any possibility of mistriggering.

Description

Dispositif pour la détection de mouvements respiratoires. Device for detecting respiratory movements.
La présente invention concerne un dispositif pour la détection de mouvements respiratoires, notamment mais non exclusivement des mouvements respiratoires d'un nourrisson placé dans un lit d'enfant, le dispositif permettant de détecter 1 ' arrêt respiratoire du nourrisson et de déclencher alors une alarme locale et/ou à distance. Plus particulièrement, ce dispositif appartient au genre comprenant, pour la détection des mouvements respiratoires, au moins un capteur de type piézo-électrique, ou autre capteur de force, placé au niveau du matelas du lit d'enfant, et relié fonctionnelle ent à un boîtier électronique traitant les signaux issus de ou des capteurs et pourvu de moyens de signalisation.The present invention relates to a device for detecting respiratory movements, in particular but not exclusively to the respiratory movements of an infant placed in a crib, the device making it possible to detect the respiratory arrest of the infant and then to trigger a local alarm. and / or remotely. More particularly, this device belongs to the type comprising, for the detection of respiratory movements, at least one piezoelectric type sensor, or other force sensor, placed at the level of the mattress of the crib, and functionally connected to a electronic unit processing the signals from one or more sensors and provided with signaling means.
Des dispositifs de ce genre sont déjà décrits, par exemple dans les documents GB-A-2192460, EP-A-0514744 et O-A-9603075. En cas de non-présence d'un signal analogique en sortie du ou de chaque capteur, ces dispositifs déclenchent une alarme sonore et/ou lumineuse, localement ou à distance, l'absence de signal en sortie du capteur étant considérée comme représentative d'un arrêt de la respiration du nourrisson. Un tel dispositif est sécurisant dans son principe, notamment pour prévenir la mort subite du nourrisson. Il comporte toutefois des risques de déclenchements intempestifs si le nombre de capteurs est insuffisant, ce qui est le cas des réalisations actuellement connues.Devices of this kind are already described, for example in the documents GB-A-2192460, EP-A-0514744 and O-A-9603075. In the absence of an analog signal at the output of the or each sensor, these devices trigger an audible and / or light alarm, locally or remotely, the absence of signal at the sensor output being considered as representative of cessation of infant breathing. Such a device is reassuring in principle, in particular to prevent sudden death of the infant. However, it involves risks of untimely tripping if the number of sensors is insufficient, which is the case with the currently known embodiments.
Ainsi, dans le document GB-A-2190460 cité plus haut, un capteur unique est disposé au niveau du matelas. Des déclenchements intempestifs sont possibles si le nourrisson se tient en un endroit trop éloigné du capteur, ou si ce capteur unique est sujet à une défaillance technique. Le document EP-A-0514744 apporte une certaine amélioration, en disposant deux détecteurs sous le matelas, chaque détecteur étant associé à une moitié de matelas. Ainsi, le dispositif est supposé fonctionner correctement, même si le nourrisson se tient vers une extrémité du lit. Toutefois, ce document ne précise pas comment les signaux issus des détecteurs sont traités.Thus, in the document GB-A-2190460 cited above, a single sensor is placed at the level of the mattress. Inopportune triggers are possible if the infant is standing too far from the sensor, or if this single sensor is subject to technical failure. Document EP-A-0514744 provides a certain improvement, by having two detectors under the mattress, each detector being associated with half a mattress. Thus, the device is assumed to work properly, even if the infant is standing towards one end of the bed. However, this document does not specify how the signals from the detectors are processed.
Le document WO-A-9603075 envisage un ou plusieurs capteurs de force, tels que jauges piézo-électriques, mais en cas de pluralité de capteurs, ce document lui aussi ne fournit aucune précision sur le mode de traitement des signaux issus de ces capteurs.The document WO-A-9603075 envisages one or more force sensors, such as piezoelectric gauges, but in case of plurality of sensors, this document also does not provide any precision on the mode of processing of the signals coming from these sensors.
La présente invention vise à remédier à ces inconvénients ou lacunes, en fournissant un dispositif du genre concerné, dans lequel la probabilité de déclenchements intempestifs se trouve réduite de manière significative, de manière à obtenir un dispositif d'une grande fiabilité.The present invention aims to remedy these drawbacks or shortcomings, by providing a device of the type concerned, in which the probability of inadvertent trips is significantly reduced, so as to obtain a device of high reliability.
A cet effet, dans le dispositif pour la détection de mouvements respiratoires objet de l'invention, le matelas est divisé en au moins deux parties, en ce qui concerne la détection, et à chaque partie du matelas est associé au moins un capteur, tandis que le boîtier électronique comprend des circuits qui combinent les signaux issus des différents capteurs de manière à détecter et signaler l'état de fonctionnement global des capteurs .To this end, in the device for detecting respiratory movements which is the subject of the invention, the mattress is divided into at least two parts, as regards detection, and each part of the mattress is associated with at least one sensor, while that the electronic unit includes circuits which combine the signals from the various sensors so as to detect and report the overall operating state of the sensors.
Un résultat satisfaisant est obtenu, par exemple, en divisant le matelas en deux parties ou "demi-matelas" à chacune desquelles sont associés deux capteurs piézoélectriques ou autres capteurs de force, donc en prévoyant au total quatre capteurs. En plaçant ainsi deux capteurs sous chaque partie de matelas, les deux capteurs fonctionnant en principe de façon simultanée et identique, on réalise un système "redondant" particulièrement fiable. Le boîtier électronique, analysant les signaux issus ici des quatre capteurs en les combinant de façon logique, permet de connaître à tout moment l'état de fonctionnement global du matelas, selon un principe qui peut être le suivant : - si les quatre capteurs, ou au moins trois de ces capteurs sont en état normal de fonctionnement, le dispositif est considéré comme étant à l'état normal, chaque demi-matelas comportant dans ce cas au moins un capteur en état de fonctionnement ; - si seulement deux capteurs sur quatre sont en état de fonctionnement, le dispositif considéré dans son ensemble est en mode de fonctionnement dégradé ;A satisfactory result is obtained, for example, by dividing the mattress into two parts or "half-mattresses" with each of which are associated two piezoelectric sensors or other force sensors, therefore by providing a total of four sensors. By thus placing two sensors under each part of the mattress, the two sensors operating in principle simultaneously and identically, a particularly reliable "redundant" system is produced. The electronic unit, analyzing the signals from here of the four sensors by logically combining them, makes it possible to know at all times the overall operating state of the mattress, according to a principle which can be as follows: - if the four sensors, or at least three of these sensors are in good condition normal operating, the device is considered to be in the normal state, each half-mattress in this case comprising at least one sensor in operating state; - if only two out of four sensors are in working condition, the device considered as a whole is in degraded operating mode;
- si un seul capteur est en état de fonctionnement, le boîtier électronique déclenche une alarme sonore et/ou lumineuse, signalant une défaillance technique et non physiologique, à laquelle il convient de remédier ;- if only one sensor is in working order, the electronic unit triggers an audible and / or light alarm, signaling a technical and not physiological failure, which should be remedied;
- enfin si aucun des quatre capteurs ne délivre un signal, le boîtier électronique déclenche aussi l'alarme, qui dans ce dernier cas peut indiquer un arrêt respiratoire détecté.- finally, if none of the four sensors delivers a signal, the electronic unit also triggers the alarm, which in the latter case may indicate a detected respiratory arrest.
Le dispositif est donc conçu pour détecter et signaler de façon distinctive, ces diverses situations, en déclenchant nécessairement l'alarme dans les deux derniers cas. A cet effet, selon un mode d'exécution particulier du dispositif objet de l'invention, celui-ci comprend dans son boîtier électronique :The device is therefore designed to detect and signal these different situations in a distinctive manner, necessarily triggering the alarm in the last two cases. To this end, according to a particular embodiment of the device which is the subject of the invention, it comprises in its electronic unit:
- des moyens d'amplification séparée de chacun des signaux analogiques issus des différents capteurs piézo-électriques, ou autres capteurs de force ;- separate amplification means for each of the analog signals from the different piezoelectric sensors, or other force sensors;
- des moyens de conversion des signaux analogiques amplifiés en des signaux logiques, et de mise en forme de ces moyens logiques ;means for converting the amplified analog signals into logic signals, and for shaping these logic means;
- un premier circuit logique à fonction de porte "OU" , combinant les signaux logiques représentatifs de l'état des différents capteurs pour indiquer 1 ' état normal du dispositif ou déclencher l'alarme et, - un autre circuit logique à fonction de porte "OU EXCLUSIF", combinant les signaux logiques représentatifs de l'état des différents capteurs pour indiquer le mode de fonctionnement dégradé, correspondant à 1 * état de fonctionnement de deux capteurs sur quatre.- a first logic circuit with "OR" gate function, combining the logic signals representative of the state different sensors to indicate the normal state of the device or trigger the alarm and, - another logic circuit with door function "OR EXCLUSIVE", combining the logic signals representative of the state of the different sensors to indicate the operating mode degraded, corresponding to the operating state of two out of four sensors.
Selon un autre aspect de l'invention, le ou les capteurs associés à chaque demi-matelas sont des capteurs piézo-électriques supportés par une structure comprenant une plaque supérieure, une plaque inférieure, et des entretoises élastiques interposées entre la plaque supérieure et la plaque inférieure, le ou les capteurs piézo-électriques étant montés sur la plaque inférieure tandis que la plaque supérieure est prévue pour supporter le demi-matelas correspondant. De préférence, chacune des structures ainsi constituées est entourée d'une enveloppe protectrice. Grâce à ces dispositions constructives très simples, le dispositif de l'invention est rendu indépendant du matelas, et il assure une bonne protection des capteurs tout en empêchant leur écrasement. Un avantage important est ainsi obtenu, par rapport aux dispositifs connus dont les capteurs sont en général incorporés aux matelas, et comportent un montage spécial entre cales.According to another aspect of the invention, the sensor or sensors associated with each half-mattress are piezoelectric sensors supported by a structure comprising an upper plate, a lower plate, and elastic spacers interposed between the upper plate and the plate lower, the piezoelectric sensor or sensors being mounted on the lower plate while the upper plate is designed to support the corresponding half-mattress. Preferably, each of the structures thus formed is surrounded by a protective envelope. Thanks to these very simple constructive arrangements, the device of the invention is made independent of the mattress, and it provides good protection for the sensors while preventing them from being crushed. An important advantage is thus obtained, compared with known devices, the sensors of which are generally incorporated into the mattresses, and comprise a special mounting between wedges.
Dans une variante de l'invention, le ou les capteurs associés à chaque demi-matelas sont des capteurs de force résistifs, possédant une résistance dont la valeur ohmique décroît lorsqu'une pression croissante est appliquée ; ces capteurs de force sont supportés par une structure comprenant une plaque supérieure, une plaque inférieure, des cales interposées entre la plaque supérieure et la plaque inférieure, le ou les capteurs de force étant montés sur la plaque inférieure tandis qu'un bloc de transmission d'efforts, en matériau semi-rigide, est intercalé entre la plaque supérieure de la structure précitée et le ou chaque capteur de force. Cette variante utilise des capteurs résistifs particulièrement bien adaptés à l'application concernée, lesdits capteurs convenant spécialement pour la détection des mouvements à fréquences lentes, et possédant une faible sensibilité aux bruits et aux vibrations parasites.In a variant of the invention, the sensor or sensors associated with each half-mattress are resistive force sensors, having a resistance whose ohmic value decreases when an increasing pressure is applied; these force sensors are supported by a structure comprising an upper plate, a lower plate, shims interposed between the upper plate and the lower plate, the force sensor or sensors being mounted on the lower plate while a transmission block d '' efforts, in semi-rigid material, is interposed between the upper plate of the above structure and the or each force sensor. This variant uses resistive sensors which are particularly well suited to the application concerned, said sensors being particularly suitable for detecting movements at slow frequencies, and having a low sensitivity to noise and parasitic vibrations.
De toute façon, l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemples, des formes d'exécution de ce dispositif pour la détection de mouvements respiratoires :In any case, the invention will be better understood with the aid of the following description, with reference to the appended schematic drawing representing, by way of example, embodiments of this device for detecting respiratory movements:
La figure 1 est un schéma de principe du dispositif de détection selon la présente invention, dans une première forme de réalisation.Figure 1 is a block diagram of the detection device according to the present invention, in a first embodiment.
La figure 2 est un schéma des circuits électroniques de ce dispositif de détection.FIG. 2 is a diagram of the electronic circuits of this detection device.
La figure 3 représente le montage pratique des capteurs piézo-électriques. La figure 4 est une vue similaire à figure 3, mais relative à une seconde forme de réalisation du dispositif de détection objet de l'invention.Figure 3 shows the practical mounting of the piezoelectric sensors. Figure 4 is a view similar to Figure 3, but relating to a second embodiment of the object of the invention detection device.
La figure 5 est un schéma de principe des circuits électroniques, pouvant être incorporés au dispositif de la figure 4.FIG. 5 is a block diagram of the electronic circuits, which can be incorporated into the device of FIG. 4.
Sur la figure 1, le repère 1 désigne globalement le matelas d'un lit d'enfant.In Figure 1, the reference 1 generally designates the mattress of a crib.
Le matelas 1 est divisé à mi-longueur, en ce qui concerne la détection des mouvements respiratoires, en deux parties dites demi-matelas 2 et 3. Au premier demi-matelas 2 sont associés deux capteurs piézo-électriques 4 et 5. Au second demi-matelas 3 sont associés deux autres capteurs piézo-électriques 6 et 7. Les quatre capteurs piézo-électriques 4 à 7 , de type connu en soi, sont sensibles aux mouvements respiratoires du nourrisson reposant dans le lit, chaque capteur convertissant le signal mécanique ou acoustique, qui le sollicite, en un signal frequentiel analogique respectivement SI, S2, S3 et S4.The mattress 1 is divided at mid-length, as regards the detection of respiratory movements, into two parts called half-mattresses 2 and 3. The first half-mattress 2 is associated with two piezoelectric sensors 4 and 5. The second half mattress 3 are associated with two other piezoelectric sensors 6 and 7. The four piezoelectric sensors 4 to 7, of a type known per se, are sensitive to the respiratory movements of the infant resting in the bed, each sensor converting the mechanical or acoustic signal, which requests it, into an analog frequency signal SI, S2, S3 and S4 respectively.
Les quatre capteurs 4 à 7 sont reliés à un boîtier électronique 8, par un ensemble de conducteurs électriques 9 transmettant les signaux SI à S4. Le boîtier électronique 8 traite les signaux SI à S4 issus des différents capteurs 4 à 7, en les combinant de façon logique. Ce boîtier électronique 8 comporte divers moyens de signalisation 10, 11, 12 et 13, de type sonore et/ou lumineux, comprenant notamment :The four sensors 4 to 7 are connected to an electronic unit 8, by a set of electrical conductors 9 transmitting the signals SI to S4. The electronic unit 8 processes the signals SI to S4 coming from the various sensors 4 to 7, by combining them logically. This electronic unit 8 comprises various signaling means 10, 11, 12 and 13, of the sound and / or light type, comprising in particular:
- un premier voyant lumineux 10 pour la signalisation d'une marche normale ;- a first indicator light 10 for signaling normal operation;
- un deuxième voyant lumineux 11 pour la signalisation d'une marche dégradée ;- a second indicator light 11 for signaling a degraded operation;
- une alarme sonore locale 12 pour la signalisation d'une défaillance technique ou d'un arrêt respiratoire ;- a local audible alarm 12 for signaling a technical failure or respiratory arrest;
- un dernier voyant lumineux 13 pour le contrôle de l'alimentation électrique. Les circuits électroniques du dispositif sont représentés sur la figure 2. Ces circuits comprennent, à la sortie de chaque capteur piézo-électrique 4, 5, 6 ou 7 , un premier amplificateur opérationnel 14 à grand gain suivi d'un second amplificateur opérationnel 15 à grand gain. Le signal frequentiel analogique SI, S2 , S3 ou S4 issu de chaque capteur 4 à 7 est ainsi fortement amplifié, le signal analogique en sortie du second amplificateur opérationnel 15 pouvant être d'environ mille fois supérieur au signal d'entrée du premier amplificateur opérationnel 14.- a last indicator light 13 for controlling the power supply. The electronic circuits of the device are shown in FIG. 2. These circuits comprise, at the output of each piezoelectric sensor 4, 5, 6 or 7, a first operational amplifier 14 with large gain followed by a second operational amplifier 15 with big gain. The analog frequency signal SI, S2, S3 or S4 from each sensor 4 to 7 is thus strongly amplified, the analog signal at the output of the second operational amplifier 15 being able to be approximately a thousand times higher than the input signal of the first operational amplifier 14.
Les seconds amplificateurs opérationnels 15 ont leurs sorties respectives reliées, deux à deux, à deux circuits monostables 16 et 17. Chaque circuit monostable 16 ou 17 convertit le signal analogique amplifié, issu des amplificateurs 15, en un signal logique, qui est mis en forme par un circuit "RC" associé à ce circuit monostable, et composé d'un potentiomètre 18 et d'un condensateur 19.The second operational amplifiers 15 have their respective outputs connected, two by two, to two monostable circuits 16 and 17. Each monostable circuit 16 or 17 converts the amplified analog signal, coming from the amplifiers 15, into a logic signal, which is set in formed by a "RC" circuit associated with this monostable circuit, and composed of a potentiometer 18 and a capacitor 19.
Entre les premiers amplificateurs 14 et les seconds amplificateurs 15, ainsi qu'entre les seconds amplificateurs 15 et les deux circuits monostables 16 et 17, sont prévus des condensateurs de liaison respectifs 20 et 21 éliminant la composante continue du signal.Between the first amplifiers 14 and the second amplifiers 15, as well as between the second amplifiers 15 and the two monostable circuits 16 and 17, there are provided respective link capacitors 20 and 21 eliminating the DC component of the signal.
Chaque circuit monostable 16 ou 17 possède deux sorties, respectivement 22, 23 et 24, 25 délivrant un signal logique. Toutes les sorties 22 à 25 sont reliées à un même circuit logique 26, à fonction de porte "OU", qui effectue un calcul logique pour la visualisation du fonctionnement normal ainsi que pour le déclenchement de l'alarme.Each monostable circuit 16 or 17 has two outputs, respectively 22, 23 and 24, 25 delivering a logic signal. All outputs 22 to 25 are connected to the same logic circuit 26, with an "OR" gate function, which performs a logic calculation for the display of normal operation as well as for the triggering of the alarm.
Une sortie 27 du circuit logique 26 est reliée, par l'intermédiaire d'un transistor de commutation 28, à une première diode électroluminescente 10 constituant ici le voyant lumineux de signalisation de la marche normale. Le sortie 27 du circuit logique 26 est encore reliée, par l'intermédiaire d'un autre transistor de commutation 29, à une deuxième diode électroluminescente 30, montée en parallèle avec l'alarme sonore locale 12, pour la signalisation de la défaillance technique ou de l'alarme générale. En parallèle avec la diode électroluminescente 30 et avec l'alarme sonore locale 12 est encore branché un relais 31, prévu pour le déclenchement d'une alarme complémentaire située à distance, non représentée. Les sorties 22, 23, 24 et 25 des circuits monostables 16 et 17 sont encore reliées à un autre circuit logique 32, ayant une fonction de porte "OU exclusif", pour la détection du fonctionnement dégradé, c'est-à-dire la situation dans laquelle deux des quatre capteurs 4, 5, 6 et 7 sont en état de fonctionnement. La sortie du circuit logique 32 est reliée au premier circuit logique 26. Une deuxième sortie 33 de ce circuit logique 26 est reliée, par un dernier transistor de commutation 34, à une troisième diode électroluminescence 11 constituant ici le voyant lumineux de signalisation de la marche dégradée.An output 27 of the logic circuit 26 is connected, via a switching transistor 28, to a first light-emitting diode 10 constituting here the indicator light for signaling normal operation. The output 27 of the logic circuit 26 is also connected, via another switching transistor 29, to a second light-emitting diode 30, connected in parallel with the local audible alarm 12, for signaling the technical failure or of the general alarm. In parallel with the light-emitting diode 30 and with the local audible alarm 12, a relay 31 is also connected, provided for triggering an additional alarm located at a distance, not shown. The outputs 22, 23, 24 and 25 of the monostable circuits 16 and 17 are also connected to another logic circuit 32, having a gate function "exclusive OR", for the detection of degraded operation, that is to say the situation in which two of the four sensors 4, 5, 6 and 7 are in working condition. The output of logic circuit 32 is connected to the first circuit logic 26. A second output 33 of this logic circuit 26 is connected, by a last switching transistor 34, to a third light-emitting diode 11 here constituting the indicator light for signaling degraded operation.
Alors que la figure 1 montre très schématiquement l'association des deux paires de capteurs piézo-électriques 4, 5 et 6, 7 avec les deux demi-matelas, respectivement 2 et 3 , la figure 3 représente le montage pratique de ces capteurs 4 à 7.While FIG. 1 very schematically shows the association of the two pairs of piezoelectric sensors 4, 5 and 6, 7 with the two half-mattresses, respectively 2 and 3, FIG. 3 represents the practical mounting of these sensors 4 to 7.
Pour l'ensemble du lit, sont ici prévues deux structures support 35 et 36, placées respectivement sous les deux demi-matelas 2 et 3. Chaque structure support 35 ou 36 se compose d'une plaque supérieure 37 en bois ou en contreplaque, d'une plaque inférieure 38 aussi en bois ou en contreplaque, et d' entretoises 39 en caoutchouc ou en élastomère, placées entre les deux plaques 37 et 38. Les deux capteurs piézo-électriques 4, 5 ou 6, 7 sont montés sur la face supérieure de la plaque inférieure 38, et prennent ainsi place entre les deux plaques 37 et 38. Chaque structure 35 ou 36 est entourée par une enveloppe ou une housse plastifiée étanche, non représentée.For the entire bed, two support structures 35 and 36 are provided here, placed respectively under the two half-mattresses 2 and 3. Each support structure 35 or 36 consists of an upper plate 37 made of wood or plywood, d 'a lower plate 38 also made of wood or plywood, and spacers 39 of rubber or elastomer, placed between the two plates 37 and 38. The two piezoelectric sensors 4, 5 or 6, 7 are mounted on the face upper of the lower plate 38, and thus take place between the two plates 37 and 38. Each structure 35 or 36 is surrounded by a sealed plastic envelope or cover, not shown.
La figure 4 représente, de manière similaire à la figure 3, une autre forme de réalisation, comprenant encore deux structures support 35 et 36, associées respectivement à deux demi-matelas 2 et 3 , et composées chacune d'une plaque supérieure 37 et d'une plaque inférieure 38, entre lesquelles sont interposées des cales 39. Sur la face supérieure de la plaque inférieure 38 de chaque structure 35 ou 36 est monté un seul capteur, respectivement 40, 41, qui est ici un capteur de force à résistance, dont la valeur ohmique décroît lorsqu'une pression croissante est appliquée. De façon connue, un tel capteur comprend deux feuilles de polymère superposées, l'une recouverte d'un réseau d'électrodes, et l'autre d'un matériau semiconducteur, l'ensemble du capteur possédant une épaisseur inférieure à un millimètre. Un bloc de transmission d'efforts, respectivement 42, 43, en matériau semi-rigide, est intercalé entre la plaque supérieure 37 de chaque structure 35 ou 36, et le capteur de force 40 ou 41 correspondant. Les deux capteurs de force résistifs 40 et 41 sont raccordés, par des conducteurs électriques 44, à un ensemble électronique 8 représenté très schématiquement sur la figure 5.FIG. 4 shows, similarly to FIG. 3, another embodiment, further comprising two support structures 35 and 36, associated respectively with two half-mattresses 2 and 3, and each composed of an upper plate 37 and d a lower plate 38, between which shims 39 are interposed. On the upper face of the lower plate 38 of each structure 35 or 36 is mounted a single sensor, respectively 40, 41, which is here a resistance force sensor, whose ohmic value decreases when increasing pressure is applied. In known manner, such a sensor comprises two superposed sheets of polymer, one covered with an array of electrodes, and the other with a semiconductor material, the entire sensor having a thickness less than a millimeter. A force transmission block, respectively 42, 43, of semi-rigid material, is interposed between the upper plate 37 of each structure 35 or 36, and the corresponding force sensor 40 or 41. The two resistive force sensors 40 and 41 are connected, by electrical conductors 44, to an electronic assembly 8 shown very schematically in FIG. 5.
En se référant à cette figure 5, chaque capteur de force résistif 40 ou 41 est inséré électriquement dans un pont comportant au moins une autre résistance fixe 45 ou 46, le point intermédiaire du pont étant relié, par un condensateur de filtrage respectivement 47 ou 48, à l'entrée d'un ensemble d'amplification et de filtrage, respectivement 49 ou 50. Le condensateur 47 ou 48 transmet uniquement les variations de résistance du capteur de force associé 40 ou 41 à l'ensemble d'amplification et de filtrage correspondant 49 ou 50 ; cet ensemble 49 ou 50 permet, entre autres, de filtrer les fréquences parasitaires, en ne transmettant, par exemple, que les fréquences comprises entre 10 et 60 coups par minute, pouvant correspondre à des mouvements respiratoires.Referring to this FIG. 5, each resistive force sensor 40 or 41 is electrically inserted in a bridge comprising at least one other fixed resistance 45 or 46, the intermediate point of the bridge being connected, by a filtering capacitor respectively 47 or 48 , at the input of an amplification and filter assembly, respectively 49 or 50. The capacitor 47 or 48 transmits only the resistance variations of the associated force sensor 40 or 41 to the amplification and filter assembly corresponding 49 or 50; this assembly 49 or 50 makes it possible, among other things, to filter the parasitic frequencies, by transmitting, for example, only the frequencies between 10 and 60 strokes per minute, which can correspond to respiratory movements.
Les sorties respectives 51 et 52 des deux ensembles d'amplification et de filtrage 49 et 50 sont reliées à des entrées d'un microcontrôleur 53, qui inclut une horloge et des moyens de réarmement. Le microcontrôleur 53 analyse les signaux issus des deux ensembles d'amplification et de filtrage 49 et 50, et traduisant les mouvements détectés par les deux capteurs de force 40 et 41, en considérant que si l'un au moins de ces deux capteurs 40 et 41 détecte au moins un mouvement durant un cycle de surveillance (de durée à définir au préalable), la situation est normale. A l'inverse, si aucun mouvement n ' est détecté par 1 ' ensemble des capteurs 40 et 41 durant le cycle de surveillance, la situation est de toute façon à considérer comme anormale, que la cause en soit une absence de mouvements respiratoires du nourisson, ou un débranchement ou une panne de l'ensemble des capteurs 40 et 41.The respective outputs 51 and 52 of the two amplification and filtering assemblies 49 and 50 are connected to inputs of a microcontroller 53, which includes a clock and reset means. The microcontroller 53 analyzes the signals from the two amplification and filtering assemblies 49 and 50, and translates the movements detected by the two force sensors 40 and 41, considering that if at least one of these two sensors 40 and 41 detects at least one movement during a monitoring cycle (of duration to be defined beforehand), the situation is normal. Conversely, if no movement is detected by all the sensors 40 and 41 during the monitoring cycle, the situation is anyway to be considered as abnormal, that the cause in either an absence of respiratory movements of the infant, or a disconnection or a breakdown of all the sensors 40 and 41.
Le microcontrôleur 53 possède plusieurs sorties reliées à un ensemble de signalisation, comprenant ici encore :The microcontroller 53 has several outputs connected to a signaling assembly, here again comprising:
- un premier voyant lumineux 10, tel que diode électroluminescente, dont 1 ' éclairement indique une situation normale ; - un deuxième voyant lumineux 11, tel que diode électroluminescente, dont 1 'éclairement signale une situation anormale (absence de mouvements respiratoires, ou panne simultanée des deux capteurs 40 et 41) ; - un troisième voyant lumineux 13 , tel que diode électroluminescente, dont 1 'éclairement signale une alimentation électrique défaillante (piles électriques ou batterie déchargée) ;a first indicator light 10, such as a light-emitting diode, the illumination of which indicates a normal situation; a second indicator light 11, such as a light-emitting diode, the illumination of which indicates an abnormal situation (absence of respiratory movements, or simultaneous failure of the two sensors 40 and 41); a third indicator light 13, such as a light-emitting diode, the illumination of which indicates a faulty electrical supply (electric batteries or discharged battery);
- une alarme sonore locale 12, du genre vibreur ou haut-parleur, commandée par l'intermédiaire d'un transistor de commutation 54, qui est déclenchée en même temps que le deuxième voyant lumineux 11 est éclairé, et pendant une durée prédéterminée, pour signaler de façon bien audible toute situation anormale.a local audible alarm 12, of the buzzer or loudspeaker type, controlled by means of a switching transistor 54, which is triggered at the same time as the second indicator light 11 is lit, and for a predetermined duration, for audibly report any abnormal situation.
Le microcontrôleur 53 est encore raccordé à un bloc de sécurité 55, lequel commande, par l'intermédiaire d'un transistor de commutation 56, une autre alarme sonore 57 du genre vibreur ou haut-parleur. Le bloc de sécurité 55 déclenche l'alarme sonore 57, pendant une durée prédéterminée, en cas de panne électronique (notamment blocage du microcontrôleur 53) . Cette seconde alarme sonore 57 est aussi déclenchée, en redondance avec la première alarme sonore 12, lors de la constatation d'une absence de mouvement. La mise à l'arrêt des alarmes sonores 12 et 57 n'est possible qu'en actionnant manuellement le bouton marche/arrêt (non représenté) du dispositif.The microcontroller 53 is also connected to a safety block 55, which controls, via a switching transistor 56, another sound alarm 57 of the vibrator or speaker type. The security block 55 triggers the audible alarm 57, for a predetermined period, in the event of an electronic failure (in particular blocking of the microcontroller 53). This second audible alarm 57 is also triggered, in redundancy with the first audible alarm 12, when an absence of movement is observed. The audible alarms 12 and 57 can only be stopped by manually actuating the on / off button (not shown) of the device.
Il va de soi que l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution de ce dispositif pour la détection de mouvements respiratoires qui ont été décrites ci-dessus, à titre d'exemples ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes respectant le même principe, les circuits électroniques décrits étant en particulier re plaçables par tous équivalents, assurant les mêmes fonctions, et les moyens de signalisation et d'alarme étant eux aussi réalisables sous toute forme adaptée. Ainsi, en généralisation de l'exemple illustré par la figure 5, pour un nombre quelconque de capteurs, le microcontrôleur peut analyser les signaux issus des moyens d'amplication et de filtrage, en considérant comme normale la situation selon laquelle tous les capteurs, ou tous les capteurs à l'exception de l'un deux, détectent un mouvement, et comme anormale (donc déclenchant une alarme) la situation selon laquelle un nombre plus faible de capteurs, ou aucun capteur, ne détecte un mouvement. Dans le même ordre d'idées, le domaine d'application de l'invention n'est pas limité à la détection des mouvements respiratoires d'un nourrisson, mais il s'étend, plus généralement, aux milieux médicaux, hospitaliers et gériatriques . It goes without saying that the invention is not limited to the sole embodiments of this device for detecting respiratory movements which have been described above, by way of examples; on the contrary, it embraces all the variants respecting the same principle, the electronic circuits described being in particular replaceable by all equivalents, ensuring the same functions, and the signaling and alarm means also being possible in any suitable form. . Thus, in generalization of the example illustrated by FIG. 5, for any number of sensors, the microcontroller can analyze the signals coming from the amplification and filtering means, by considering as normal the situation according to which all the sensors, or all but one of the sensors detect movement, and as abnormal (therefore triggering an alarm) the situation where a lower number of sensors, or no sensor, detects movement. In the same vein, the field of application of the invention is not limited to the detection of the respiratory movements of an infant, but it extends, more generally, to medical, hospital and geriatric environments.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif pour la détection de mouvements respiratoires, notamment des mouvements respiratoires d'un nourrisson placé dans un lit d'enfant, le dispositif comprenant au moins un capteur de type piézo-électrique (4 à 7) , ou autre capteur de force (40,41), placé au niveau du matelas (1) du lit d'enfant, et relié fonctionnelle ent à un boîtier électronique (8) traitant les signaux issus de ou des capteurs et pourvu de moyens de signalisation (10 à 13), le dispositif permettant de détecter l'arrêt respiratoire du nourrisson et de déclencher alors une alarme locale et/ou à distance, caractérisé en ce que le matelas (1) est divisé en au moins deux parties (2, 3), en ce qui concerne la détection, et en ce qu'à chaque partie (2, 3) du matelas (1) est associé au moins un capteur (4 à 7 ; 40,41), tandis que le boîtier électronique (8) comprend des circuits (26, 32; 53) qui combinent les signaux (SI, S2, S3, S4) issus des différents capteurs (4 à 7 ; 40,41) de manière à détecter et signaler l'état de fonctionnement global des capteurs (4 à 7 ; 40,41).1. Device for detecting respiratory movements, in particular respiratory movements of an infant placed in a crib, the device comprising at least one piezoelectric type sensor (4 to 7), or other force sensor ( 40,41), placed at the level of the mattress (1) of the crib, and operatively connected ent to an electronic unit (8) processing the signals coming from or sensors and provided with signaling means (10 to 13), the device making it possible to detect the respiratory arrest of the infant and then to trigger a local and / or remote alarm, characterized in that the mattress (1) is divided into at least two parts (2, 3), as regards detection, and in that each part (2, 3) of the mattress (1) is associated with at least one sensor (4 to 7; 40,41), while the electronic unit (8) comprises circuits (26 , 32; 53) which combine the signals (SI, S2, S3, S4) from the different sensors (4 to 7; 40,41) in a way re to detect and report the overall operating state of the sensors (4 to 7; 40.41).
2. Dispositif pour la détection de mouvements respiratoires selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matelas (1) est divisé en deux parties ou "demi-matelas" (2, 3) à chacune desquelles sont associés deux capteurs piézo-électriques (4, 5 ; 6, 7) ou autres capteurs de force.2. Device for detecting respiratory movements according to claim 1, characterized in that the mattress (1) is divided into two parts or "half-mattress" (2, 3) with each of which are associated two piezoelectric sensors ( 4, 5; 6, 7) or other force sensors.
3. Dispositif pour la détection de mouvements respiratoires selon la revendication 2 , caractérisé en ce qu'il est conçu pour détecter et signaler, de façon distincte :3. Device for detecting respiratory movements according to claim 2, characterized in that it is designed to detect and signal, separately:
- l'état normal de fonctionnement des quatre capteurs (4, 5 ; 6, 7) ou d'au moins trois de ces capteurs, le dispositif étant alors considéré comme étant à l'état normal ; - 1 ' état de fonctionnement de deux capteurs seulement sur quatre, le dispositif étant alors considéré comme étant en mode de fonctionnement dégradé ;- the normal operating state of the four sensors (4, 5; 6, 7) or of at least three of these sensors, the device then being considered to be in the normal state; - the operating state of only two out of four sensors, the device then being considered to be in degraded operating mode;
- l'état de fonctionnement d'un seul capteur, ou le fait qu'aucun des quatre capteurs (4 à 7) ne délivre un signal, le dispositif étant alors considéré comme défaillant techniquement ou ayant détecté un arrêt respiratoire, une alarme (12) étant dans ce cas déclenchée. - the operating state of a single sensor, or the fact that none of the four sensors (4 to 7) delivers a signal, the device then being considered as technically defective or having detected respiratory arrest, an alarm (12 ) being triggered in this case.
4. Dispositif pour la détection de mouvements respiratoires selon la revendication 3, caractérisé en ce que le boîtier électronique (8) comprend :4. Device for detecting respiratory movements according to claim 3, characterized in that the electronic unit (8) comprises:
- des moyens d'amplification séparée (14, 15) de chacun des signaux analogiques (SI, S2 , S3 , S4) issus des différents capteurs piézo-électriques (4, 5 ; 6, 7), ou autres capteurs de force ;- separate amplification means (14, 15) of each of the analog signals (SI, S2, S3, S4) from the different piezoelectric sensors (4, 5; 6, 7), or other force sensors;
- des moyens de conversion (16, 17) des signaux analogiques amplifiés en des signaux logiques, et de mise en forme (en 18, 19) de ces signaux logiques ; - un premier circuit logique (26) à fonction de porte "OU", combinant les signaux logiques représentant l'état des différents capteurs (4, 5, 6, 7) pour indiquer l'état normal du dispositif ou déclencher l'alarme (12), et, - un autre circuit logique (32) à fonction de porte "OU EXCLUSIF", combinant les signaux logiques représentatifs de l'état des différents capteurs (4, 5 ; 6, 7) pour indiquer le mode de fonctionnement dégradé, correspondant à l'état de fonctionnement de deux capteurs sur quatre.means for converting (16, 17) the amplified analog signals into logic signals, and for shaping (in 18, 19) these logic signals; - a first logic circuit (26) with an "OR" gate function, combining the logic signals representing the state of the various sensors (4, 5, 6, 7) to indicate the normal state of the device or trigger the alarm ( 12), and, - another logic circuit (32) with "EXCLUSIVE" gate function, combining the logic signals representative of the state of the various sensors (4, 5; 6, 7) to indicate the degraded operating mode , corresponding to the operating state of two out of four sensors.
5. Dispositif pour la détection de mouvements respiratoires selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens de conversion des signaux logiques sont constitués par des circuits monostables (16, 17), les moyens de mise en forme associés étant constitués par un circuit "RC" (18, 19) . 5. Device for detecting respiratory movements according to claim 4, characterized in that the means for converting the logic signals are constituted by monostable circuits (16, 17), the associated shaping means being constituted by a circuit " RC "(18, 19).
6. Dispositif pour la détection de mouvements respiratoires selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que le premier circuit logique (26) possède une sortie (27) reliée, par l'intermédiaire d'un transistor de commutation (29) , à une alarme sonore locale (12) , et à un relais (31) branché en parallèle avec l'alarme sonore locale (12) prévu pour le déclenchement d'une alarme complémentaire à distance.6. Device for detecting respiratory movements according to claim 4 or 5, characterized in that the first logic circuit (26) has an output (27) connected, via a switching transistor (29), to a local audible alarm (12), and to a relay (31) connected in parallel with the local audible alarm (12) provided for triggering an additional remote alarm.
7. Dispositif pour la détection de mouvements respiratoires selon la revendication 1, caractérisé en ce que le boîtier électronique (8) comprend :7. Device for detecting respiratory movements according to claim 1, characterized in that the electronic unit (8) comprises:
- des moyens d'amplification et de filtrage- amplification and filtering means
(49 , 50) de chacun des signaux issus des différents capteurs (40, 41) , - un microcontrôleur (53) aux entrées duquel sont reliées les sorties (51 , 52) des moyens d'amplification et de filtrage (49 , 50), le microcontrôleur (53) analysant les signaux issus desdits moyens (49 , 50) en considérant comme normale la situation selon laquelle tous les capteurs (40 , 41) , ou tous les capteurs à l'exception de l'un deux, détectent un mouvement, et comme anormale la situation selon laquelle un nombre plus faible de capteurs, ou aucun capteur, ne détecte un mouvement, une alarme (11 , 12) étant alors déclenchée.(49, 50) of each of the signals from the various sensors (40, 41), - a microcontroller (53) to the inputs of which the outputs (51, 52) of the amplification and filtering means (49, 50) are connected , the microcontroller (53) analyzing the signals from said means (49, 50), considering as normal the situation according to which all the sensors (40, 41), or all the sensors except one, detect a movement, and as abnormal the situation where a lower number of sensors, or no sensor, detects a movement, an alarm (11, 12) is then triggered.
8. Dispositif pour la détection de mouvements respiratoires selon la revendication 7, caractérisé en ce que le microcontrôleur (53) est raccordé à un bloc de sécurité (55) , lequel commande une alarme (57) en cas de panne électronique, notamment blocage du microcontrôleur8. Device for detecting respiratory movements according to claim 7, characterized in that the microcontroller (53) is connected to a safety block (55), which controls an alarm (57) in the event of an electronic failure, in particular blocking of the microcontroller
(53), l'alarme (57) étant aussi déclenchée, en redondance avec l'alarme précitée (11 , 12), lors de la constatation d'une absence de mouvement. (53), the alarm (57) also being triggered, in redundancy with the aforementioned alarm (11, 12), when an absence of movement is observed.
9. Dispositif pour la détection de mouvements respiratoires selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 , caractérisé en ce que le ou les capteurs piézo-électriques (4 à 7) , ou autres capteurs de force (40 , 41), associés à chaque demi-matelas (2, 3), sont supportés par une structure (35, 36) comprenant une plaque supérieure (37) , une plaque inférieure (38) et des entretoises élastiques ou des cales (39) interposées entre la plaque supérieure (37) et la plaque inférieure (38) , les capteurs (4 à 7 ; 40, 41) étant montés sur la plaque inférieure (38) tandis que la plaque supérieure (37) est prévue pour supporter le demi-matelas (2, 3) correspondant.9. Device for detecting respiratory movements according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the piezoelectric sensor or sensors (4 to 7), or other force sensors (40, 41), associated with each half-mattress (2, 3), are supported by a structure (35 , 36) comprising an upper plate (37), a lower plate (38) and elastic spacers or shims (39) interposed between the upper plate (37) and the lower plate (38), the sensors (4 to 7; 40, 41) being mounted on the lower plate (38) while the upper plate (37) is provided to support the corresponding half-mattress (2, 3).
10. Dispositif pour la détection de mouvements respiratoires selon la revendication 9, caractérisé en ce que chaque structure précitée (35, 36) est entourée d'une enveloppe protectrice.10. Device for detecting respiratory movements according to claim 9, characterized in that each aforementioned structure (35, 36) is surrounded by a protective envelope.
11. Dispositif pour la détection de mouvements respiratoires selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le ou les capteurs associés à chaque demi-matelas (2 ,3) sont des capteurs de force résistifs (40 , 41) , possédant une résistance dont la valeur ohmique décroît lorsqu'un pression croissante est appliquée.11. Device for detecting respiratory movements according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the sensor or sensors associated with each half-mattress (2, 3) are resistive force sensors (40, 41) , having a resistance whose ohmic value decreases when an increasing pressure is applied.
12. Dispositif pour la détection de mouvements respiratoires selon l'ensemble des revendications 9 et 11, caractérisé en ce qu'un bloc de transmission d'efforts (42 , 43) , en matériau semi-rigide, est intercalé entre la plaque supérieure (37) de la structure précitée (35 , 36) et le ou chaque capteur de force (40 , 41) . 12. Device for detecting respiratory movements according to all of claims 9 and 11, characterized in that a force transmission block (42, 43), made of semi-rigid material, is interposed between the upper plate ( 37) of the aforementioned structure (35, 36) and the or each force sensor (40, 41).
PCT/FR1998/000800 1997-04-21 1998-04-21 Device for sensing respiratory movements WO1998047427A1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
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