WO2013011211A1 - Acoustic device for obtaining heart rate - Google Patents

Acoustic device for obtaining heart rate Download PDF

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Publication number
WO2013011211A1
WO2013011211A1 PCT/FR2012/000295 FR2012000295W WO2013011211A1 WO 2013011211 A1 WO2013011211 A1 WO 2013011211A1 FR 2012000295 W FR2012000295 W FR 2012000295W WO 2013011211 A1 WO2013011211 A1 WO 2013011211A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
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microphone
signal
microcontroller
bracelet
output
Prior art date
Application number
PCT/FR2012/000295
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French (fr)
Inventor
Claude Desgorces
Dominique Henault
Original Assignee
Aptim
Csp Conseil
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.)
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Publication date
Application filed by Aptim, Csp Conseil filed Critical Aptim
Publication of WO2013011211A1 publication Critical patent/WO2013011211A1/en

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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/024Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate
    • A61B5/02438Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate with portable devices, e.g. worn by the patient
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B7/00Instruments for auscultation
    • A61B7/02Stethoscopes
    • A61B7/04Electric stethoscopes
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6801Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • A61B5/6813Specially adapted to be attached to a specific body part
    • A61B5/6824Arm or wrist

Definitions

  • the invention relates to a cardiac monitoring device.
  • Cardiac monitoring devices of the electrocardiogram (ECG) type have been miniaturized, and allow such monitoring.
  • ECG electrocardiogram
  • the invention improves the situation.
  • a cardiac monitoring device comprises a microphone, a bracelet arranged to receive the microphone, an electronic processing unit connected to the microphone, the bracelet being adapted to be fitted to a wrist so that the microphone can be held substantially facing a blood vessel and in contact with the skin.
  • This device is particularly advantageous, it makes it possible to monitor a heart rhythm and to detect an abnormality therein in an automated manner.
  • the device has high availability, offers improved autonomy, and is composed of inexpensive elements.
  • FIG. 1 is a general sectional view of the device on the wrist of a person
  • FIG. 2 is a diagrammatic sectional view of the device of FIG. 1 on the arm of a person
  • FIG. 3 represents a block diagram of the device of FIG. 1,
  • FIG. 4 is a graphical representation of a signal at the output of the microphone
  • FIG. 5 is a graphical representation of a signal at the output of the microphone, before thresholding
  • FIG. 6 is a graphical representation of a heart rhythm presenting extrasystoles
  • FIG. 7 is a graphical representation of an ECG signal
  • FIG. 8 is a graphical representation of an ECG signal
  • FIG. 9 is a schematic representation of an electronic card.
  • the cardiac monitoring device 1 comprises a microphone 3, a bracelet 5 and an electronic processing system 7.
  • the device 1 comprises, here, a battery not shown in Figure 1 to power the various components.
  • the battery is chosen according to the constraints of capacity, charging time, size and weight.
  • the applicant uses, in the example described here, lithium batteries sold by the company "KoKam”.
  • the batteries can, depending on the needs, have a capacity between 500 mAh and 2 Ah for an approximate autonomy between 15 and 60 hours.
  • the load control circuit is, in the example described here, a "MAX1555" circuit sold by the company “Maxim Integrated Products, Inc. "which allows charging via a USB port.
  • the charge control circuit may be provided with an end of charge indicator, for example an indicator light. Alternatively, other types of charge control circuit may be used.
  • the control circuit is a linear regulator "MAX8881" sold by the company “Maxim Integrated Products, Inc.”, which provides a direct current, of the order of 200 mA here. Alternatively, other types of charge control circuit may be used.
  • the USB port can also be used to program the microcontroller 31 from a computer.
  • the bracelet 5, shown schematically in Figure 1, is adapted for the wearing of the device 1 wrist 9.
  • the bracelet 5 comprises a strip of flexible material. This band is longer than the circumference of the wrist 9 and width of a few centimeters. This strip is here covered with a fastening system for example self-gripping type "Velcro ®". Alternatively, other types of fastening system may be used.
  • the bracelet 5 can thus be fixed and detached by the user.
  • the bracelet 5 thus allows sufficient clamping so that the microphone 3 does not slip on the skin 9 of the wrist 13, while preserving good blood circulation and therefore the quality of the measurement.
  • the band of the bracelet 5 comprises anti-allergenic materials.
  • the microphone 3 is pressed against the skin 9 substantially opposite a blood vessel 11, as shown in FIG. 2.
  • the blood vessel 11 is a radial artery of the wrist 13, 'a person.
  • the choice of the blood vessel 11 facing which the device 1 is mounted is made according to the perceptible pulse, which depends in general on the intensity of the pulse in the vessel 11, the distance between the vessel 11 and the surface of the skin 9, and the space available to place the device 1.
  • the choice may also take into account the practical use of the device 1 day-to-day, and in particular in relation to continuous use.
  • the choice of the wrist 13 is motivated by the not very constraining appearance of the wearing of a bracelet 5, the picture of a watch.
  • a device 1 placed near the thigh could be binding for the wearing of clothes and for the practice of walking.
  • the microphone 3 comprises a support surface 17 which is arranged to come into contact with the skin 9 of the wrist 13. Said surface 17 has an opening 19 for acoustic acquisition.
  • the surface 17 may be continuous with the membrane 23.
  • the microphone 3 is a low frequency microphone.
  • the microphone 3 may be a micro-dish with a sensitivity of about 58 dB.
  • the microphone 3 may for example be a microphone "KEEG1542TBL-A" sold by the company "Farnell". Alternatively, other types of microphone may be used.
  • the device 1 may comprise a plurality of microphones 3 on a common support. This simplifies the implementation of the bracelet 5 preserving the quality of the measurement.
  • the device 1 may comprise a visual indicator, for example a diode, activated when receiving a signal from the microphone 3. This allows the person to verify the correct positioning of the microphone 3 during fixation of the bracelet 5.
  • a visual indicator for example a diode
  • the outcropping point 15 represents the preferred zone of application of the microphone 3. Indeed, when the blood flow passes through and deforms the blood vessel 11, it creates a pulsation or pulse. This pulsation displaces the skin 9 located at the outcropping 15 of the artery 11. The movement of the skin 9 causes a displacement of the air trapped in the air pocket 21. The movement of the air causes a movement of the air the membrane 23 of the microphone 3 is the movement of this membrane 23 which is measured by the device 1 to characterize the pulse.
  • the processing of the microphone output signal 3 is performed by an electronic processing system or unit 7.
  • the electronic processing unit 7 is, in the example described here, an electrical circuit or an electronic card but it can also be several cards or a dedicated microprocessor system-like system ("SoC” for "System on Chip” or “NoC” for "Network on Chip”).
  • SoC System on Chip
  • NoC NoC
  • FIG. 1 the electronic card 7 is here supported by the bracelet 5, opposite the microphone 3 with respect to the wrist 13.
  • the electronic card 7 and the microphone 3 are then connected by a cable 4.
  • the electronic card 7 may be located in a box that may itself contain other elements.
  • FIG. 3 shows the schematic organization of a part of the device 1 comprising the electronic card 7.
  • the electronic card 7 comprises an amplifier 25, an analog / digital converter 27 (ADC), a low-pass filter 29, a microcontroller 31 and a useful signal output 33.
  • the amplifier 25, controlled by the microcontroller 31, amplifies the signal output from the microphone 3.
  • the term amplifier designates, here, an amplification chain, an example of which is shown in FIG. 9.
  • the amplifier 25 comprises an operational amplifier "LM358D Sold by Texas Instruments. Alternatively, other types of amplifiers may be used.
  • the amplifier 25 is adjustable, for example by means of a potentiometer.
  • the output of the amplifier 25 is connected to the analog / digital converter 27.
  • the analog / digital converter 27 transforms the analog signal received from the amplifier 25. At the output, the analog / digital converter 27 transmits a digital signal that can be used by a digital device. At this point, the output signal of the analog / digital converter 27 comprises all the components of the sound picked up by the microphone 3.
  • the skeleton facilitates the transmission of many sound waves. Any shock transmitted to the skeleton can be found at the level of the signal picked up by the microphone 3. Thus, although the microphone 3 is pressed against the skin 9, parasitic acoustic waves can reach the microphone 3. On the other hand, despite the stable positioning of the microphone 3 thanks to the bracelet 5, slight movements and for example friction between the microphone 3 and the surface of the skin 9, can generate noise sound waves disturbing the signal transmitted by the microphone 3.
  • These parasitic sound waves can have an inconvenient amplitude for measuring the pulse. They can saturate the signal of the microphone 3 and at least partially scramble the sounds from the pulse passing through the vessel 11, and make the signal obtained unusable over certain periods. Such a signal is shown in Figure 4. The risk of seeing highly disturbed areas such as Area 37, increases with the movements of the person. On the other hand, the input signal of the microphone 3 is exploitable over a long period when the person is at rest, for example asleep.
  • the output of the analog / digital converter 27 is connected to the low-pass filter 29.
  • the low-pass filter 29 passes only the low frequencies, for example less than ten hertz. As a variant, this filter 29 may select frequencies below a few tens or hundreds of hertz. This filtering operation is adapted to let only the signal characteristic of sound waves of the pulse and eliminate the vast majority of parasitic sound waves.
  • the low-pass filter 29 is digital, and the output of the low-pass filter 29 is connected to the microcontroller 31.
  • the low-pass filter is analog and disposed at the output of the amplifier. 25 and input of the analog / digital converter 27.
  • the low-pass filter is a mechanical filter.
  • the microcontroller 31 may comprise for example a model "7PIC24F J32 GA002" sold by the company "DIGIKEY”.
  • the microcontroller 31 may also include a quartz oscillator at 7.3728 MHz referenced “547-6430" and sold by the company "RS”. Alternatively, other types of microcontroller may be used.
  • the microcontroller 31 is connected to a pay and display machine shown in FIG. 9.
  • This time stamp for example the DSI component 3238 sold by the company "Maxim Integrated Products, Inc.”, may enable the microcontroller 31 to associate a time reference with the measurements. Alternatively, other types of time stamp may be used.
  • the microcontroller 31 may be connected to a switch (not shown in FIG. 3) which, when activated by the person, makes it possible to place a time mark in the recording of the measurement. This switch allows, for example, the person to place a time marker in the recording of measurements when he feels particular symptoms such as palpitations or pain. This additional information may be interpreted later by a health professional.
  • the microcontroller 31 includes an output 32 connected to the amplifier 25 to control it. Thus, if the signal received by the microcontroller 31 has an amplitude lower than a chosen level, the microcontroller 31 activates the amplifier 25. Conversely, if the signal received by the microcontroller 31 has an amplitude greater than another chosen level, that is to say, there is saturation, the microcontroller 31 deactivates the amplification by the amplifier 25.
  • the activation and deactivation levels are set by calibration according to the components used.
  • the microcontroller 31 As long as the microcontroller 31 receives a signal of amplitude that is too small (respectively too high), it sends an error message of the "signal weak" type (respectively “saturated signal”) on an output 33 of the wanted signal.
  • the microcontroller 31 verifies that the signal is exploitable and correctly filtered. If it is not the case, it sends an error message of the "disturbed signal” type on the output 33 of useful signal. If the signal is properly amplified and filtered, it can be considered exploitable. The microcontroller 31 then sends a message of the "correct signal” type to the output 33 of useful signal.
  • the microcontroller 31 applies a signal processing algorithm.
  • An example of a signal usable at the input of the microcontroller 31 is shown in FIG. 5.
  • the maxima 39 and the minimum 41 are clearly identifiable.
  • the division of the signal into periods comprising a maximum 39 and a minimum 41 is possible by selection by thresholding.
  • the thresholds are represented by two horizontal lines 40 in FIG. 5.
  • the values of the thresholds can be determined by prior calibration.
  • the duration 45 of a period (on the abscissa in FIG. 5) is identifiable.
  • signal processing includes thresholding. Thresholding consists of isolating the input signal, the peaks exceeding a threshold value. In other words, the goal is to keep only the positive extrema 39 of the signal.
  • the temporal positions (represented on the abscissa in FIG. 5) of the positive extrema 39 correspond to the heart beats.
  • the microcontroller 31 transmits on its output 33 of useful signal a signal indicating the time of each beat collected.
  • signal processing consists of storing a sequential window of about 2 seconds of recorded measurements. Then, the recorded sequence is processed by the microcontroller 31 for about 2 milliseconds.
  • the output signal 33 of useful signal from the microcontroller 31 is transmitted to a computer 43.
  • the computer 43 records the time differences between two successive beats. He deduces the average duration between two heartbeats, for example for a succession of beats over a period of thirty seconds and derives a number of beats per unit time, it provides output. As a variant, the computer 43 transmits at output the gross average, that is to say the average duration between two successive beats.
  • the device 1 makes it possible to identify abnormal cardiac conditions. Among these conditions, one counts in a nonlimiting way:
  • Quantitative parameters related to the detection of these conditions may vary.
  • the values of these conditions can be preprogrammed in the device 1 and / or be adjusted by a health professional via a computer connected to the device 1.
  • the signal obtained after treatment shows abnormalities of regularity in the rhythm of the pulse.
  • the extrasystoles, represented in FIG. 6, are an example of abnormalities that can be identified by means of the device 1.
  • Specific and various configurable alerts can thus be provided in case of obtaining values corresponding to the aforementioned cardiac abnormalities.
  • at least one of the durations 45 between two extrema 39 (right in the figure) is significantly different from another (left). This is characteristic of an abnormal heart rhythm.
  • the device 1 allows to trigger a specific alert to the detection of such an anomaly.
  • the signal picked up by the microphone 3 reveals additional details, especially in the form of the peaks, which can be interpreted by specialists in the field of cardiology.
  • a medical electrocardiograph captures electrical signals emitted by the heart through electrodes. This measurement is therefore not sensitive to the mechanical elasticity of air and human tissues, as opposed to an acoustic measurement.
  • the particular forms obtained on the electrocardiogram (ECG) obtained as a result of the electrocardiograph measurement can be interpreted by a health professional.
  • An example of a "normal" electrocardiogram (ECG) is given by way of example in FIG. 7.
  • the device 1 can output a signal of the type of that of an electrocardiogram (ECG).
  • indices that may, for example, be heralding a myocardial infarction.
  • a dome-like aspect 42 of the cardiac pike, called the "Pardée wave" is one of these cues. Such an aspect is given by way of example on an ECG in FIG. 8.
  • the detection of these indices can be automated so as to trigger specific alerts for conditions other than myocardial infarction.
  • the computer 43 comprises, in the example described here, a useful output 34 which can be connected to a data storage unit.
  • the storage unit here is a micro-SD card.
  • the micro-SD card is removably connected to a micro-SD connector.
  • the micro-SD connector is itself connected to the useful output 34, for example by a serial link.
  • the storage capacity of this type of card is important, for example 2 GB or more. This type of card is standard (for example used in digital cameras) and is easy to use with most current computers.
  • the storage unit can be any type of flash memory, for example the M25P64, having a capacity of at least 8 MB. It is then fixed non-releasably in the device 1, for example soldered on the circuit board. This flash memory is then associated with a USB connector to allow data to be retrieved on a computer.
  • This type of component has the advantage of being robust, having a fast write speed and having a reduced size.
  • the computer 43 comprises, here, a useful output 34 which can be connected to a communication module not shown.
  • This communication module may be a GPRS type mobile telephone transceiver, which is capable of transmitting data in the form of packets, and establishing a GSM type communication with a rescue service.
  • the communication module could be a 3G or other type of mobile radio transceiver, or any other type of radio transmitter for transferring data.
  • the device 1 can send data via the communication module to the rescue service.
  • the device 1 may also include an emergency button whose activation triggers the sending of an emergency signal via the communication module independently of the pulse measurement.
  • the emergency button can also be coupled to the switch to place a time mark in the measurement record. This makes it possible to analyze a posteriori the possible link between the parameters measured via the microphone 3 at the moment of activation of the emergency button and the incident that led the person to trigger the emergency button.
  • the computer 43 is remote, that is to say located remote from the microcontroller 31.
  • the useful signal output 33 of the microcontroller 31 can be connected to a short-range communication module.
  • the signal can be transmitted to the computer 43.
  • the computer 43 then comprises an input adapted to receive the signal at the output of the useful signal from the microcontroller 31.
  • the useful output 34 of the computer 43 can be connected to a second communication module.
  • This variant makes it possible to limit the bulk at the location of the pulse pickup, here the bulk of the bracelet 5 at the wrist 13.
  • a separate set of the bracelet 5 comprising the computer 43 and / or a communication module can, for example, be placed in a pocket or belt of the person.
  • FIG. 9 represents an electronic processing card 7.
  • the electronic processing card 7 here comprises a supply subassembly 52 including the battery, the regulation circuit and the load control circuit, a connector 53 for programming the microcontroller 31 and for recharging, the microcontroller 31, the amplification system 25, a time stamp 50, a connector 51 for a micro-SD card, a connector 54 for the connection via the cable 4 of the microphone 3, a switch 55 for time stamping, a switch on / off 56 of the device 1 and the control LEDs 57 to indicate the end of the load, the reception of a signal by the microphone 3 and the activation state of the device 1.
  • the cardiac monitoring device 1 may be integrated into a medical surveillance device having other characteristics, for example that described in the patent application FR 10/03211.
  • the medical monitoring device makes it possible in particular to detect falls and to remotely locate the wearer of the device.
  • the applicant's research has shown that a reading of sixteen measurements per second is a minimum below which the curves that have been extrapolated are unclear.
  • the number of readings per unit of time is adaptable according to the type of anomalies to be detected.
  • the increase in the number of points specifies the measurement but increases the size of the files and therefore the necessary storage capacity (a measurement representing one byte or eight bits), as well as the energy consumption.
  • the file weighs about 21 MB.
  • a micro-SD card of 2 GB can therefore contain the measurements of a hundred days.
  • the device may comprise a conventional watch dial or adapted for direct reading of the information at the output 34 of the computer 43.
  • This dial may be arranged in a box that is common to that of the electronic card 7, cf. figure 1.
  • the invention allows an acoustic acquisition of the heart rate which can be as efficient as an acquisition system of the electrocardiogram (ECG) type.
  • ECG electrocardiogram
  • the installation is very simple, inexpensive and not binding for the person.
  • the invention is furthermore adaptable to an existing medical surveillance device, which may furthermore, and without limitation, include a fall sensor, a location device, a transmitter and a wireless receiver for data transmission.
  • the data from the cardiac monitoring device can be stored in memory for a chosen duration, which may allow for example a doctor monitoring the person who wears the device to analyze the evolution of his pulse, or the medical emergency department to have additional data.
  • the cardiac monitoring device of the invention therefore makes it possible to extend and improve medical monitoring and prevention services for many people, while reducing the costs borne by social systems and private health insurance.
  • the health professional may, in addition, adapt itself the type and duration of the information to be memorized, the values of the alarm trigger limits, depending on his patient.

Abstract

The invention relates to a cardiac monitoring device (1) comprising: a microphone (3), a bracelet (5) arranged to receive the microphone (3), and an electronic processing unit (7) connected to the microphone (3). The bracelet (5) can be fitted to the wrist (13) in such a way that the microphone (3) can be maintained substantially facing a blood vessel (11) and in contact with the skin (9).

Description

Dispositif acoustique d'acquisition du rythme cardiaque  Acoustic device for acquiring the heart rhythm
L'invention concerne un dispositif de surveillance cardiaque. The invention relates to a cardiac monitoring device.
Le suivi de personnes sujettes aux troubles cardiaques, par exemple les personnes âgées, implique un suivi régulier de leur rythme cardiaque, voire un suivi en continu. Le coût et l'encombrement des systèmes de surveillance cardiaque sont souvent incompatibles avec une vie autonome, à domicile, de la personne.  The follow-up of people prone to cardiac disorders, for example the elderly, involves a regular monitoring of their heart rate, even a continuous follow-up. The cost and overcrowding of cardiac monitoring systems are often incompatible with an independent, home-based life of the person.
Des dispositifs de surveillance cardiaque du type électrocardiogramme (ECG) ont été miniaturisés, et permettent un tel suivi. Cependant, ces systèmes restent coûteux à la fabrication et à l'entretien, et présentent une autonomie réduite.  Cardiac monitoring devices of the electrocardiogram (ECG) type have been miniaturized, and allow such monitoring. However, these systems remain expensive to manufacture and maintain, and have reduced autonomy.
L'invention vient améliorer la situation.  The invention improves the situation.
Un dispositif de surveillance cardiaque comprend un microphone, un bracelet agencé pour recevoir le microphone, une unité de traitement électronique reliée au microphone, le bracelet étant propre à être ajusté à un poignet de sorte que le microphone peut être maintenu sensiblement en regard d'un vaisseau sanguin et au contact de la peau. A cardiac monitoring device comprises a microphone, a bracelet arranged to receive the microphone, an electronic processing unit connected to the microphone, the bracelet being adapted to be fitted to a wrist so that the microphone can be held substantially facing a blood vessel and in contact with the skin.
Ce dispositif est particulièrement avantageux, il permet de suivre un rythme cardiaque et d'y détecter une anomalie de manière automatisée. Le dispositif présente une disponibilité élevée, offre une autonomie améliorée, et est composé d'éléments peu coûteux.  This device is particularly advantageous, it makes it possible to monitor a heart rhythm and to detect an abnormality therein in an automated manner. The device has high availability, offers improved autonomy, and is composed of inexpensive elements.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels :  Other features and advantages of the invention will appear on examining the detailed description below, and the attached drawings, in which:
- la figure 1 est une vue générale en coupe du dispositif au poignet d'une personne,  FIG. 1 is a general sectional view of the device on the wrist of a person,
- la figure 2 est une vue schématique en coupe du dispositif de la figure 1 sur le bras d'une personne, FIG. 2 is a diagrammatic sectional view of the device of FIG. 1 on the arm of a person,
- la figure 3 représente un schéma fonctionnel du dispositif de la figure 1 ,  FIG. 3 represents a block diagram of the device of FIG. 1,
- la figure 4 est une représentation graphique d'un signal en sortie du microphone, FIG. 4 is a graphical representation of a signal at the output of the microphone,
- la figure 5 est une représentation graphique d'un signal en sortie du microphone, avant seuillage, - la figure 6 est une représentation graphique d'un rythme cardiaque présentant des extrasystoles, FIG. 5 is a graphical representation of a signal at the output of the microphone, before thresholding, FIG. 6 is a graphical representation of a heart rhythm presenting extrasystoles,
- la figure 7 est une représentation graphique d'un signal ECG,  FIG. 7 is a graphical representation of an ECG signal,
- la figure 8 est une représentation graphique d'un signal ECG, FIG. 8 is a graphical representation of an ECG signal,
- la figure 9 est une représentation schématique d'une carte électronique. - Figure 9 is a schematic representation of an electronic card.
Les dessins annexés sont pour l'essentiel de caractère certain, et pourront non seulement servir à compléter l'invention, mais aussi contribuer à sa définition, le cas échéant.  The attached drawings are essentially of a certain character, and may not only serve to complete the invention, but also contribute to its definition, if any.
Comme représenté sur la figure 1, le dispositif de surveillance cardiaque 1 comprend un microphone 3, un bracelet 5 et un système de traitement électronique 7. As shown in FIG. 1, the cardiac monitoring device 1 comprises a microphone 3, a bracelet 5 and an electronic processing system 7.
Le dispositif 1 comprend, ici, une batterie non représentée sur la figure 1 pour alimenter les divers composants. La batterie est choisie en fonction des contraintes de capacité, de temps de charge, de taille et de poids. La demanderesse utilise, dans l'exemple décrit ici, des batteries au lithium vendues par la société « KoKam ». Les batteries peuvent, en fonction des besoins, avoir une capacité située entre 500 mAh et 2 Ah pour une autonomie approximative située entre 15 et 60 heures. The device 1 comprises, here, a battery not shown in Figure 1 to power the various components. The battery is chosen according to the constraints of capacity, charging time, size and weight. The applicant uses, in the example described here, lithium batteries sold by the company "KoKam". The batteries can, depending on the needs, have a capacity between 500 mAh and 2 Ah for an approximate autonomy between 15 and 60 hours.
Cette batterie est contrôlée par un circuit de contrôle de charge et un circuit de régulation également non représentés sur la figure 1. Le circuit de contrôle de charge est, dans l'exemple décrit ici, un circuit « MAX1555 » vendu par la société « Maxim Integrated Products, Inc. » qui permet un rechargement par l'intermédiaire d'un port USB. Le circuit de contrôle de charge peut être muni d'un indicateur de fin de charge, par exemple un voyant lumineux En variante, d'autres types de circuit de contrôle de charge peuvent être utilisés. Le circuit de régulation est un régulateur linéaire « MAX8881 » vendu par la société « Maxim Integrated Products, Inc. », qui permet de fournir un courant continu, de l'ordre de 200 mA ici. En variante, d'autres types de circuit de régulation de charge peuvent être utilisés. Le port USB peut aussi servir à programmer le microcontrôleur 31 depuis un ordinateur.  This battery is controlled by a load control circuit and a control circuit also not shown in FIG. 1. The load control circuit is, in the example described here, a "MAX1555" circuit sold by the company "Maxim Integrated Products, Inc. "which allows charging via a USB port. The charge control circuit may be provided with an end of charge indicator, for example an indicator light. Alternatively, other types of charge control circuit may be used. The control circuit is a linear regulator "MAX8881" sold by the company "Maxim Integrated Products, Inc.", which provides a direct current, of the order of 200 mA here. Alternatively, other types of charge control circuit may be used. The USB port can also be used to program the microcontroller 31 from a computer.
Le bracelet 5, représenté schématiquement en figure 1, est adapté pour le port du dispositif 1 au poignet 9. Le bracelet 5 comprend une bande en matériau souple. Cette bande est d'une longueur supérieure à la circonférence du poignet 9 et d'une largeur de quelques centimètres. Cette bande est ici recouverte d'un système de fixation par exemple auto-grippant de type « Velcro ®». En variante, d'autres types de système de fixation peuvent être utilisés. Le bracelet 5 peut ainsi être fixé et détaché par l'utilisateur. Le bracelet 5 permet ainsi un serrage suffisant pour que le microphone 3 ne glisse pas sur la peau 9 du poignet 13, tout en préservant une bonne circulation sanguine et donc la qualité de la prise de mesure. Avantageusement, la bande du bracelet 5 comprend des matériaux anti-allergènes. The bracelet 5, shown schematically in Figure 1, is adapted for the wearing of the device 1 wrist 9. The bracelet 5 comprises a strip of flexible material. This band is longer than the circumference of the wrist 9 and width of a few centimeters. This strip is here covered with a fastening system for example self-gripping type "Velcro ®". Alternatively, other types of fastening system may be used. The bracelet 5 can thus be fixed and detached by the user. The bracelet 5 thus allows sufficient clamping so that the microphone 3 does not slip on the skin 9 of the wrist 13, while preserving good blood circulation and therefore the quality of the measurement. Advantageously, the band of the bracelet 5 comprises anti-allergenic materials.
A l'état monté, le microphone 3 est plaqué contre la peau 9 sensiblement en regard d'un vaisseau sanguin 11, comme représenté en figure 2. Dans l'exemple décrit ici, le vaisseau sanguin 11 est une artère radiale du poignet 13 d'une personne. Le choix du vaisseau sanguin 11 en regard duquel est monté le dispositif 1 est réalisé en fonction du pouls perceptible, qui dépend en général de l'intensité du pouls dans le vaisseau 11, de la distance entre le vaisseau 11 et la surface de la peau 9, et de l'espace disponible pour placer le dispositif 1. In the mounted state, the microphone 3 is pressed against the skin 9 substantially opposite a blood vessel 11, as shown in FIG. 2. In the example described here, the blood vessel 11 is a radial artery of the wrist 13, 'a person. The choice of the blood vessel 11 facing which the device 1 is mounted is made according to the perceptible pulse, which depends in general on the intensity of the pulse in the vessel 11, the distance between the vessel 11 and the surface of the skin 9, and the space available to place the device 1.
D'autres paramètres pourront être pris en compte. Le choix pourra également tenir compte de la praticité d'utilisation du dispositif 1 au jour le jour, et en particulier en rapport à une utilisation en continu. Par exemple, bien que l'artère radiale du poignet 13 subisse des pulsations cardiaques moins intenses que l'artère fémorale de la cuisse, le choix du poignet 13 est motivé par l'aspect peu contraignant du port d'un bracelet 5, à l'image d'une montre. Au contraire, un dispositif 1 placé à proximité de la cuisse pourrait être contraignant pour le port des vêtements et pour la pratique de la marche.  Other parameters may be taken into account. The choice may also take into account the practical use of the device 1 day-to-day, and in particular in relation to continuous use. For example, although the radial artery of the wrist 13 undergoes less intense heart pulsations than the femoral artery of the thigh, the choice of the wrist 13 is motivated by the not very constraining appearance of the wearing of a bracelet 5, the picture of a watch. On the contrary, a device 1 placed near the thigh could be binding for the wearing of clothes and for the practice of walking.
Le microphone 3 comprend une surface de support 17 qui est agencée pour venir au contact de la peau 9 du poignet 13. Ladite surface 17 présente une ouverture 19 pour l'acquisition acoustique. Lorsque le dispositif 1 est en place, c'est-à-dire que le microphone 3 est plaqué contre la peau 9, une poche d'air 21 est emprisonnée entre la peau 9 et une membrane 23 du microphone 3 au niveau de l'ouverture 19. Dans le cas de microphones ouverts, la surface 17 peut être continue avec la membrane 23. Le microphone 3 est un microphone basse fréquence. Le microphone 3 peut être un micropastille d'une sensibilité d'environ 58 dB. Le microphone 3 peut par exemple être un microphone « KEEG1542TBL-A » vendu par la société « Farnell ». En variante, d'autres types de microphone peuvent être utilisés. En variante, le dispositif 1 peut comprendre une multiplicité de microphones 3 sur un support commun. Cela permet de simplifier la mise en place du bracelet 5 en préservant la qualité de la mesure. The microphone 3 comprises a support surface 17 which is arranged to come into contact with the skin 9 of the wrist 13. Said surface 17 has an opening 19 for acoustic acquisition. When the device 1 is in place, that is to say that the microphone 3 is pressed against the skin 9, an air pocket 21 is trapped between the skin 9 and a membrane 23 of the microphone 3 at the level of the 19. In the case of open microphones, the surface 17 may be continuous with the membrane 23. The microphone 3 is a low frequency microphone. The microphone 3 may be a micro-dish with a sensitivity of about 58 dB. The microphone 3 may for example be a microphone "KEEG1542TBL-A" sold by the company "Farnell". Alternatively, other types of microphone may be used. Alternatively, the device 1 may comprise a plurality of microphones 3 on a common support. This simplifies the implementation of the bracelet 5 preserving the quality of the measurement.
En variante, le dispositif 1 peut comprendre un indicateur visuel, par exemple une diode, s'activant lors de la réception d'un signal par le microphone 3. Ceci permet à la personne de vérifier le bon positionnement du microphone 3 lors de la fixation du bracelet 5. Alternatively, the device 1 may comprise a visual indicator, for example a diode, activated when receiving a signal from the microphone 3. This allows the person to verify the correct positioning of the microphone 3 during fixation of the bracelet 5.
Le point de la face interne du poignet 13 dont l'artère radiale 11 est le plus proche est appelé ici point d'affleurement 15. Le point d'affleurement 15 représente la zone d'application préférée du microphone 3. En effet, lorsque le flux sanguin traverse et déforme le vaisseau sanguin 11, il crée une pulsation ou un pouls. Cette pulsation déplace la peau 9 située à l'affleurement 15 de l'artère 11. Le mouvement de la peau 9 provoque un déplacement de l'air emprisonné dans la poche d'air 21. Le déplacement de l'air entraîne un mouvement de la membrane 23 du microphone 3, c'est le mouvement de cette membrane 23 qui est mesuré par le dispositif 1 pour caractériser le pouls. The point of the inner face of the wrist 13, the radial artery 11 of which is closest, is referred to here as the outcropping point 15. The outcropping point 15 represents the preferred zone of application of the microphone 3. Indeed, when the blood flow passes through and deforms the blood vessel 11, it creates a pulsation or pulse. This pulsation displaces the skin 9 located at the outcropping 15 of the artery 11. The movement of the skin 9 causes a displacement of the air trapped in the air pocket 21. The movement of the air causes a movement of the air the membrane 23 of the microphone 3 is the movement of this membrane 23 which is measured by the device 1 to characterize the pulse.
Le traitement du signal de sortie du microphone 3 est réalisé par un système ou unité de traitement électronique 7. L'unité de traitement électronique 7 est, dans l'exemple décrit ici, un circuit électrique ou une carte électronique mais il peut également être plusieurs cartes ou encore un microprocesseur dédié de type système mono-puce (« SoC » pour « System on Chip » ou « NoC » pour « Network on Chip » en anglais). Comme cela est visible sur la figure 1, la carte électronique 7 est ici supportée par le bracelet 5, à l'opposé du microphone 3 par rapport au poignet 13. La carte électronique 7 et le microphone 3 sont alors reliés par un câble 4. La carte électronique 7 peut être située dans un boitier qui peut lui-même contenir d'autres éléments. La figure 3 montre l'organisation schématique d'une partie du dispositif 1 comprenant la carte électronique 7. The processing of the microphone output signal 3 is performed by an electronic processing system or unit 7. The electronic processing unit 7 is, in the example described here, an electrical circuit or an electronic card but it can also be several cards or a dedicated microprocessor system-like system ("SoC" for "System on Chip" or "NoC" for "Network on Chip"). As can be seen in FIG. 1, the electronic card 7 is here supported by the bracelet 5, opposite the microphone 3 with respect to the wrist 13. The electronic card 7 and the microphone 3 are then connected by a cable 4. The electronic card 7 may be located in a box that may itself contain other elements. FIG. 3 shows the schematic organization of a part of the device 1 comprising the electronic card 7.
La carte électronique 7 comprend un amplificateur 25, un convertisseur analogique/numérique 27 (CAN), un filtre passe-bas 29, un microcontrôleur 31 et une sortie 33 de signal utile. L'amplificateur 25, commandé par le microcontrôleur 31, amplifie le signal sortant du microphone 3. Le terme amplificateur désigne, ici, une chaîne d'amplification dont un exemple est représenté en figure 9. L'amplificateur 25 comprend un amplificateur opérationnel « LM358D » vendu par la société « Texas Instruments ». En variante, d'autres types de d'amplificateur peuvent être utilisés. L'amplificateur 25 est réglable, par exemple par l'intermédiaire d'un potentiomètre. La sortie de l'amplificateur 25 est reliée au convertisseur analogique/numérique 27. The electronic card 7 comprises an amplifier 25, an analog / digital converter 27 (ADC), a low-pass filter 29, a microcontroller 31 and a useful signal output 33. The amplifier 25, controlled by the microcontroller 31, amplifies the signal output from the microphone 3. The term amplifier designates, here, an amplification chain, an example of which is shown in FIG. 9. The amplifier 25 comprises an operational amplifier "LM358D Sold by Texas Instruments. Alternatively, other types of amplifiers may be used. The amplifier 25 is adjustable, for example by means of a potentiometer. The output of the amplifier 25 is connected to the analog / digital converter 27.
Le convertisseur analogique/numérique 27 transforme le signal analogique reçu de l'amplificateur 25. En sortie, le convertisseur analogique/numérique 27 transmet un signal numérique utilisable par un dispositif numérique. À ce stade, le signal en sortie du convertisseur analogique/numérique 27 comprend l'ensemble des composantes du son capté par le microphone 3.  The analog / digital converter 27 transforms the analog signal received from the amplifier 25. At the output, the analog / digital converter 27 transmits a digital signal that can be used by a digital device. At this point, the output signal of the analog / digital converter 27 comprises all the components of the sound picked up by the microphone 3.
Le squelette facilite la transmission de nombreuses ondes sonores. Tout choc transmis au squelette peut se retrouver au niveau du signal capté par le microphone 3. Ainsi, bien que le microphone 3 soit plaqué contre la peau 9, des ondes acoustiques parasites peuvent parvenir jusqu'au microphone 3. D'autre part, malgré le positionnement stable du microphone 3 grâce au bracelet 5, de légers déplacements et par exemple des frottements entre le microphone 3 et la surface de la peau 9, peuvent générer des ondes sonores parasites perturbant le signal transmis par le microphone 3.  The skeleton facilitates the transmission of many sound waves. Any shock transmitted to the skeleton can be found at the level of the signal picked up by the microphone 3. Thus, although the microphone 3 is pressed against the skin 9, parasitic acoustic waves can reach the microphone 3. On the other hand, despite the stable positioning of the microphone 3 thanks to the bracelet 5, slight movements and for example friction between the microphone 3 and the surface of the skin 9, can generate noise sound waves disturbing the signal transmitted by the microphone 3.
Ces ondes sonores parasites peuvent avoir une amplitude gênante pour la mesure du pouls. Elles peuvent saturer le signal du microphone 3 et brouiller au moins partiellement les sons issus du pouls traversant le vaisseau 11 , et rendre le signal obtenu inexploitable sur certaines périodes. Un tel signal est représenté en figure 4. Le risque de voir apparaître des zones fortement perturbées comme la zone 37, augmente avec les mouvements de la personne. En revanche, le signal d'entrée du microphone 3 est exploitable sur une longue période lorsque la personne est au repos, par exemple endormie.  These parasitic sound waves can have an inconvenient amplitude for measuring the pulse. They can saturate the signal of the microphone 3 and at least partially scramble the sounds from the pulse passing through the vessel 11, and make the signal obtained unusable over certain periods. Such a signal is shown in Figure 4. The risk of seeing highly disturbed areas such as Area 37, increases with the movements of the person. On the other hand, the input signal of the microphone 3 is exploitable over a long period when the person is at rest, for example asleep.
La sortie du convertisseur analogique/numérique 27 est reliée au filtre passe- bas 29. Le filtre passe-bas 29 ne laisse passer que les basses fréquences, par exemple inférieures à dix hertz. En variante, ce filtre 29 pourra sélectionner des fréquences inférieures à quelques dizaines ou centaines d'hertz. Cette opération de filtrage est adaptée pour ne laisser passer que le signal caractéristique des ondes sonores du pouls et éliminer la grande majorité des ondes sonores parasites. Dans l'exemple décrit ici, le filtre passe-bas 29 est numérique, et la sortie du filtre passe-bas 29 est reliée au microcontrôleur 31. Dans une variante, le filtre passe-bas est analogique et disposé en sortie de l'amplificateur 25 et en entrée du convertisseur analogique/numérique 27. Dans une autre variante, le filtre passe-bas est un filtre mécanique. The output of the analog / digital converter 27 is connected to the low-pass filter 29. The low-pass filter 29 passes only the low frequencies, for example less than ten hertz. As a variant, this filter 29 may select frequencies below a few tens or hundreds of hertz. This filtering operation is adapted to let only the signal characteristic of sound waves of the pulse and eliminate the vast majority of parasitic sound waves. In the example described here, the low-pass filter 29 is digital, and the output of the low-pass filter 29 is connected to the microcontroller 31. In a variant, the low-pass filter is analog and disposed at the output of the amplifier. 25 and input of the analog / digital converter 27. In another variant, the low-pass filter is a mechanical filter.
Le microcontrôleur 31 peut comprendre par exemple un modèle « 7PIC24F J32 GA002 » vendu par la société « DIGIKEY ». Le microcontrôleur 31 peut également comprendre un oscillateur à quartz à 7.3728 MHz référencé « 547-6430 » et vendu par la société « RS ». En variante, d'autres types de microcontrôleur peuvent être utilisés.  The microcontroller 31 may comprise for example a model "7PIC24F J32 GA002" sold by the company "DIGIKEY". The microcontroller 31 may also include a quartz oscillator at 7.3728 MHz referenced "547-6430" and sold by the company "RS". Alternatively, other types of microcontroller may be used.
Le microcontrôleur 31 est relié à un horodateur représenté sur la figure 9. Cet horodateur, par exemple le composant DSI 3238 vendu par la société « Maxim Integrated Products, Inc. », peut permettre au microcontrôleur 31 d'associer un repère temporel aux mesures. En variante, d'autres types d'horodateur peuvent être utilisés. D'autre part, le microcontrôleur 31 peut être relié à un interrupteur (non représenté en figure 3) qui, lorsqu'il est activé par la personne, permet de placer un repère temporel dans l'enregistrement de la mesure. Cet interrupteur permet par exemple à la personne de placer un marqueur temporel dans l'enregistrement des mesures lorsqu'il ressent des symptômes particuliers comme des palpitations ou des douleurs. Cette information supplémentaire pourra être interprétée ultérieurement par un professionnel de santé.  The microcontroller 31 is connected to a pay and display machine shown in FIG. 9. This time stamp, for example the DSI component 3238 sold by the company "Maxim Integrated Products, Inc.", may enable the microcontroller 31 to associate a time reference with the measurements. Alternatively, other types of time stamp may be used. On the other hand, the microcontroller 31 may be connected to a switch (not shown in FIG. 3) which, when activated by the person, makes it possible to place a time mark in the recording of the measurement. This switch allows, for example, the person to place a time marker in the recording of measurements when he feels particular symptoms such as palpitations or pain. This additional information may be interpreted later by a health professional.
Le microcontrôleur 31 comprend une sortie 32 reliée à l'amplificateur 25 pour le commander. Ainsi, si le signal reçu par le microcontrôleur 31 a une amplitude inférieure à un niveau choisi, le microcontrôleur 31 active l'amplificateur 25. Inversement, si le signal reçu par le microcontrôleur 31 a une amplitude supérieure à un autre niveau choisi, c'est-à-dire qu'il y a saturation, le microcontrôleur 31 désactive l'amplification par l'amplificateur 25. Les niveaux d'activation et de désactivation sont fixés par calibration en fonction des composants utilisés.  The microcontroller 31 includes an output 32 connected to the amplifier 25 to control it. Thus, if the signal received by the microcontroller 31 has an amplitude lower than a chosen level, the microcontroller 31 activates the amplifier 25. Conversely, if the signal received by the microcontroller 31 has an amplitude greater than another chosen level, that is to say, there is saturation, the microcontroller 31 deactivates the amplification by the amplifier 25. The activation and deactivation levels are set by calibration according to the components used.
Tant que le microcontrôleur 31 reçoit un signal d'amplitude trop faible (respectivement trop élevée), il envoie un message d'erreur du type « signal trop faible » (respectivement « signal saturé ») sur une sortie 33 du signal utile. Lorsque l'amplitude du signal reçu par le microcontrôleur 31 est située entre les deux niveaux décrits ci-dessus, le microcontrôleur 31 vérifie que le signal est exploitable et correctement filtré. Si ce n'est pas le cas, il envoie un message d'erreur du type « signal perturbé » sur la sortie 33 de signal utile. Si le signal est correctement amplifié et filtré, il peut être considéré comme exploitable. Le microcontrôleur 31 envoie alors un message du type « signal correct » sur la sortie 33 de signal utile. Dans ce cas, le microcontrôleur 31 applique un algorithme de traitement du signal. Un exemple d'un signal exploitable en entrée du microcontrôleur 31 est représenté en figure 5. Les maxima 39 et les minima 41 sont clairement identifiables. La division du signal en périodes comprenant un maxima 39 et un minima 41 est possible par une sélection par seuillage. Les seuils sont matérialisés par deux lignes horizontales 40 sur la figure 5. Les valeurs des seuils sont déterminables par un étalonnage préalable. La durée 45 d'une période (en abscisse sur la figure 5) est identifiable. As long as the microcontroller 31 receives a signal of amplitude that is too small (respectively too high), it sends an error message of the "signal weak" type (respectively "saturated signal") on an output 33 of the wanted signal. When the amplitude of the signal received by the microcontroller 31 is situated between the two levels described above, the microcontroller 31 verifies that the signal is exploitable and correctly filtered. If it is not the case, it sends an error message of the "disturbed signal" type on the output 33 of useful signal. If the signal is properly amplified and filtered, it can be considered exploitable. The microcontroller 31 then sends a message of the "correct signal" type to the output 33 of useful signal. In this case, the microcontroller 31 applies a signal processing algorithm. An example of a signal usable at the input of the microcontroller 31 is shown in FIG. 5. The maxima 39 and the minimum 41 are clearly identifiable. The division of the signal into periods comprising a maximum 39 and a minimum 41 is possible by selection by thresholding. The thresholds are represented by two horizontal lines 40 in FIG. 5. The values of the thresholds can be determined by prior calibration. The duration 45 of a period (on the abscissa in FIG. 5) is identifiable.
Ici, le traitement du signal comprend un seuillage. Le seuillage consiste à isoler du signal en entrée, les pics dépassant une valeur seuil. Autrement dit, le but est de ne garder que les extrema positifs 39 du signal. Les positions temporelles (représentées en abscisse sur la figure 5) des extrema positifs 39 correspondent aux battements de cœur. Le microcontrôleur 31 transmet sur sa sortie 33 de signal utile un signal indiquant l'instant de chaque battement capté. Dans l'exemple décrit ici, le traitement du signal consiste à mettre en mémoire une fenêtre séquentielle d'environ 2 secondes de mesures enregistrées. Puis, la séquence enregistrée est traitée par le microcontrôleur 31 pendant environ 2 millisecondes.  Here, signal processing includes thresholding. Thresholding consists of isolating the input signal, the peaks exceeding a threshold value. In other words, the goal is to keep only the positive extrema 39 of the signal. The temporal positions (represented on the abscissa in FIG. 5) of the positive extrema 39 correspond to the heart beats. The microcontroller 31 transmits on its output 33 of useful signal a signal indicating the time of each beat collected. In the example described here, signal processing consists of storing a sequential window of about 2 seconds of recorded measurements. Then, the recorded sequence is processed by the microcontroller 31 for about 2 milliseconds.
Le signal en sortie 33 de signal utile du microcontrôleur 31 est transmis à un calculateur 43. Le calculateur 43 relève les écarts temporels entre deux battements successifs. Il en déduit la durée 45 moyenne entre deux battements cardiaques, par exemple pour une succession de battements sur une durée de trente secondes et en tire un nombre de battements par unité de temps, qu'il fournit en sortie. En variante, le calculateur 43 transmet en sortie la moyenne brute, c'est-à-dire la durée moyenne entre deux battements successifs. En sortie du dispositif 1, on peut donc obtenir soit un message d'erreur résultant d'un signal trop faible ou saturé, soit un message d'erreur dû à une intensité de signaux perçus trop importante, soit un message validant l'obtention du signal et une valeur correspondant à un rythme cardiaque moyen et/ou, pour chaque battement, une valeur de temps (absolue ou relative). The output signal 33 of useful signal from the microcontroller 31 is transmitted to a computer 43. The computer 43 records the time differences between two successive beats. He deduces the average duration between two heartbeats, for example for a succession of beats over a period of thirty seconds and derives a number of beats per unit time, it provides output. As a variant, the computer 43 transmits at output the gross average, that is to say the average duration between two successive beats. At the output of the device 1, it is therefore possible to obtain either an error message resulting from a signal that is too weak or saturated, or an error message due to an intensity of signals perceived too high, or a message validating the obtaining of the signal and a value corresponding to an average heart rate and / or, for each beat, a time value (absolute or relative).
Lors de ses essais, la Demanderesse a réalisé des relevés avec un tensiomètre, simultanément à des mesures avec le dispositif 1. Les résultats montrent une correspondance de valeurs mesurées lorsque le signal du dispositif 1 est exploitable. During its tests, the Applicant has made readings with a tensiometer, simultaneously with measurements with the device 1. The results show a correspondence of measured values when the signal of the device 1 is exploitable.
Le dispositif 1 permet de repérer des conditions cardiaques anormales. Parmi ces conditions, on compte de manière non limitative :  The device 1 makes it possible to identify abnormal cardiac conditions. Among these conditions, one counts in a nonlimiting way:
- un rythme cardiaque inférieur à 30 pulsations/minute - a heart rate lower than 30 beats / minute
- un rythme cardiaque supérieur à 130 pulsations/minute  - a heart rate exceeding 130 beats / minute
- une pause cardiaque de 3 secondes ou plus, - une salve de 3 extrasystoles ou plus.  - a cardiac pause of 3 seconds or more, - a salvo of 3 or more extrasystoles.
Les paramètres quantitatifs relatifs à la détection de ces conditions pourront varier. Les valeurs de ces conditions pourront être préprogrammées dans le dispositif 1 et/ou être réglées par un professionnel de santé par l'intermédiaire d'un ordinateur connecté au dispositif 1. En cas d'anomalie cardiaque, le signal obtenu après traitement montre des anomalies de régularité dans le rythme du pouls. Les extrasystoles, représentées en figure 6, sont un exemple d'anomalies repérables grâce au dispositif 1. Des alertes particulières et paramétrables diverses peuvent ainsi être prévues en cas d'obtention de valeurs correspondantes aux anomalies cardiaques précitées. Sur la figure 6, au moins une des durées 45 entre deux extrema 39 (à droite sur la figure) est significativement différente d'une autre (à gauche). Ceci est caractéristique d'une anomalie du rythme cardiaque. Le dispositif 1 permet d'enclencher une alerte spécifique à la détection d'une telle anomalie.  Quantitative parameters related to the detection of these conditions may vary. The values of these conditions can be preprogrammed in the device 1 and / or be adjusted by a health professional via a computer connected to the device 1. In the event of a cardiac anomaly, the signal obtained after treatment shows abnormalities of regularity in the rhythm of the pulse. The extrasystoles, represented in FIG. 6, are an example of abnormalities that can be identified by means of the device 1. Specific and various configurable alerts can thus be provided in case of obtaining values corresponding to the aforementioned cardiac abnormalities. In Figure 6, at least one of the durations 45 between two extrema 39 (right in the figure) is significantly different from another (left). This is characteristic of an abnormal heart rhythm. The device 1 allows to trigger a specific alert to the detection of such an anomaly.
Outre le rythme cardiaque, le signal capté par le microphone 3 révèle des détails supplémentaires, notamment dans la forme des pics, qui sont interprétables par des spécialistes du domaine de la cardiologie. Un électrocardibgraphe médical capture des signaux électriques émis par le cœur grâce à des électrodes. Cette mesure n'est donc pas sensible à l'élasticité mécanique de l'air et des tissus humains, au contraire d'une mesure acoustique. Les formes particulières obtenues sur l'électrocardiogramme (ECG) obtenu à la suite de la mesure par Γ électrocardiographe sont interprétables par un professionnel de santé. Un exemple d'un électrocardiogramme (ECG) « normal » est donné à titre d'exemple en figure 7. Outre le rythme cardiaque, le dispositif 1 peut produire en sortie un signal du type de celui d'un électrocardiogramme (ECG). Les formes précises de l'onde acoustique permettent de déceler des indices pouvant, par exemple, être annonciateurs d'un infarctus du myocarde. Un aspect en dôme 42 du pique cardiaque, appelé « onde de Pardée », est un de ces indices. Un tel aspect est donné à titre d'exemple sur un ECG en figure 8. La détection de ces indices peut être automatisée de manière à déclencher des alertes spécifiques à d'autres conditions que l'infarctus du myocarde. In addition to the heart rate, the signal picked up by the microphone 3 reveals additional details, especially in the form of the peaks, which can be interpreted by specialists in the field of cardiology. A medical electrocardiograph captures electrical signals emitted by the heart through electrodes. This measurement is therefore not sensitive to the mechanical elasticity of air and human tissues, as opposed to an acoustic measurement. The particular forms obtained on the electrocardiogram (ECG) obtained as a result of the electrocardiograph measurement can be interpreted by a health professional. An example of a "normal" electrocardiogram (ECG) is given by way of example in FIG. 7. In addition to the heart rhythm, the device 1 can output a signal of the type of that of an electrocardiogram (ECG). The precise forms of the acoustic wave make it possible to detect indices that may, for example, be heralding a myocardial infarction. A dome-like aspect 42 of the cardiac pike, called the "Pardée wave", is one of these cues. Such an aspect is given by way of example on an ECG in FIG. 8. The detection of these indices can be automated so as to trigger specific alerts for conditions other than myocardial infarction.
Le calculateur 43 comprend, dans l'exemple décrit ici, une sortie utile 34 qui peut être reliée à une unité de stockage des données. L'unité de stockage est ici une carte micro-SD. La carte micro-SD est branchée de manière amovible à un connecteur micro-SD. Le connecteur micro-SD est lui-même relié à la sortie utile 34, par exemple par une liaison série. La capacité de stockage de ce type de carte est importante, par exemple de 2Go ou plus. Ce type de carte est standard (par exemple utilisé dans les appareils photos numériques) et est d'utilisation facile avec la plupart des ordinateurs actuels.  The computer 43 comprises, in the example described here, a useful output 34 which can be connected to a data storage unit. The storage unit here is a micro-SD card. The micro-SD card is removably connected to a micro-SD connector. The micro-SD connector is itself connected to the useful output 34, for example by a serial link. The storage capacity of this type of card is important, for example 2 GB or more. This type of card is standard (for example used in digital cameras) and is easy to use with most current computers.
En variante, l'unité de stockage peut être tout type de mémoire flash, par exemple le M25P64, ayant une capacité d'au moins 8 Mo. Celle-ci est alors fixée de manière non amovible dans le dispositif 1, par exemple soudée sur le circuit imprimé. Cette mémoire flash est alors associée à un connecteur USB pour permettre de récupérer les données sur un ordinateur. Ce type de composant présente l'avantage d'être robuste, d'avoir une vitesse d'écriture rapide et d'avoir une taille réduite.  As a variant, the storage unit can be any type of flash memory, for example the M25P64, having a capacity of at least 8 MB. It is then fixed non-releasably in the device 1, for example soldered on the circuit board. This flash memory is then associated with a USB connector to allow data to be retrieved on a computer. This type of component has the advantage of being robust, having a fast write speed and having a reduced size.
Le calculateur 43 comprend, ici, une sortie utile 34 qui peut être reliée à un module de communication non représenté. Ce module de communication peut être un émetteur-récepteur de téléphonie mobile du type GPRS, qui est capable d'émettre des données sous forme de paquets, et d'établir une communication de type GSM avec un service de secours. Le module de communication pourrait être un émetteur-récepteur de téléphonie mobile du type 3G ou autre, ou tout autre type d'émetteur radio permettant de transférer des données. En fonction de l'événement détecté, le dispositif 1 peut donc envoyer des données via le module de communication au service de secours. En variante, le dispositif 1 peut également comprendre un bouton d'urgence dont l'activation déclenche l'envoi d'un signal d'urgence par l'intermédiaire du module de communication indépendamment de la mesure du pouls. Ceci augmente encore la sécurité apportée par le dispositif 1 en permettant à la personne de déclencher volontairement une alerte quand bien même la carte électronique 7 n'aurait pas activé le module de communication. Le bouton d'urgence peut également être couplé à l'interrupteur pour placer un repère temporel dans l'enregistrement de la mesure. Ceci permet d'analyser a posteriori le lien éventuel entre les paramètres mesurés par l'intermédiaire du microphone 3 au moment de l'activation du bouton d'urgence et l'incident ayant conduit la personne à déclencher le bouton d'urgence. The computer 43 comprises, here, a useful output 34 which can be connected to a communication module not shown. This communication module may be a GPRS type mobile telephone transceiver, which is capable of transmitting data in the form of packets, and establishing a GSM type communication with a rescue service. The communication module could be a 3G or other type of mobile radio transceiver, or any other type of radio transmitter for transferring data. Depending on the detected event, the device 1 can send data via the communication module to the rescue service. Alternatively, the device 1 may also include an emergency button whose activation triggers the sending of an emergency signal via the communication module independently of the pulse measurement. This further increases the security provided by the device 1 by allowing the person to voluntarily trigger an alert even if the electronic card 7 did not activate the communication module. The emergency button can also be coupled to the switch to place a time mark in the measurement record. This makes it possible to analyze a posteriori the possible link between the parameters measured via the microphone 3 at the moment of activation of the emergency button and the incident that led the person to trigger the emergency button.
En variante, le calculateur 43 est déporté, c'est-à-dire situé à distance du microcontrôleur 31. La sortie 33 de signal utile du microcontrôleur 31 peut être reliée à un module de communication à courte portée. Le signal peut être transmis au calculateur 43. Le calculateur 43 comprend alors une entrée adaptée pour recevoir le signal en sortie 33 de signal utile du microcontrôleur 31. La sortie utile 34 du calculateur 43 peut être relié à un second module de communication. Cette variante permet de limiter l'encombrement à l'endroit de la prise de pouls, ici l'encombrement du bracelet 5 au niveau du poignet 13. Un ensemble distinct du bracelet 5 comprenant le calculateur 43 et/ou un module de communication peut, par exemple, être disposé dans une poche ou à la ceinture de la personne.  Alternatively, the computer 43 is remote, that is to say located remote from the microcontroller 31. The useful signal output 33 of the microcontroller 31 can be connected to a short-range communication module. The signal can be transmitted to the computer 43. The computer 43 then comprises an input adapted to receive the signal at the output of the useful signal from the microcontroller 31. The useful output 34 of the computer 43 can be connected to a second communication module. This variant makes it possible to limit the bulk at the location of the pulse pickup, here the bulk of the bracelet 5 at the wrist 13. A separate set of the bracelet 5 comprising the computer 43 and / or a communication module can, for example, be placed in a pocket or belt of the person.
La figure 9 représente une carte de traitement électronique 7. La carte de traitement électronique 7 comprend ici un sous ensemble d'alimentation 52 incluant la batterie, le circuit de régulation et le circuit de contrôle de charge, un connecteur 53 pour la programmation du microcontrôleur 31 et pour le rechargement, le microcontrôleur 31, la chaîne d'amplification 25, un horodateur 50, un connecteur 51 pour une carte micro-SD, un connecteur 54 pour le relié par l'intermédiaire du câble 4 du microphone 3, un interrupteur 55 pour le marquage temporel, un interrupteur marche/arrêt 56 du dispositif 1 et des DEL de contrôle 57 pour indiquer la fin de la charge, la réception d'un signal par le microphone 3 et l'état d'activation du dispositif 1. FIG. 9 represents an electronic processing card 7. The electronic processing card 7 here comprises a supply subassembly 52 including the battery, the regulation circuit and the load control circuit, a connector 53 for programming the microcontroller 31 and for recharging, the microcontroller 31, the amplification system 25, a time stamp 50, a connector 51 for a micro-SD card, a connector 54 for the connection via the cable 4 of the microphone 3, a switch 55 for time stamping, a switch on / off 56 of the device 1 and the control LEDs 57 to indicate the end of the load, the reception of a signal by the microphone 3 and the activation state of the device 1.
Le dispositif 1 de surveillance cardiaque peut être intégré à un dispositif de surveillance médicale présentant d'autres caractéristiques, par exemple celui décrit dans la demande de brevet FR 10/03211. Le dispositif de surveillance médicale permet notamment de détecter les chutes et de localiser à distance le porteur du dispositif. The cardiac monitoring device 1 may be integrated into a medical surveillance device having other characteristics, for example that described in the patent application FR 10/03211. The medical monitoring device makes it possible in particular to detect falls and to remotely locate the wearer of the device.
Les recherches de la demanderesse ont montré qu'un relevé de seize mesures par seconde est un minimum en dessous duquel les courbes qui en ont été extrapolées manquent de précision. Le nombre de relevés par unité de temps est adaptable en fonction du type d' anomalies à détecter.  The applicant's research has shown that a reading of sixteen measurements per second is a minimum below which the curves that have been extrapolated are unclear. The number of readings per unit of time is adaptable according to the type of anomalies to be detected.
L'augmentation du nombre de point précise la mesure mais augmente la taille des fichiers et donc la capacité de stockage nécessaire (une mesure représentant un octet ou huit bits), ainsi que la consommation énergétique. A titre d'exemple, pour 256 points par secondes pour 24 heures de mesure, le fichier pèse environ 21 Mo. Une carte micro- SD de 2 Go peut donc contenir les mesures d'une centaine de jours. The increase in the number of points specifies the measurement but increases the size of the files and therefore the necessary storage capacity (a measurement representing one byte or eight bits), as well as the energy consumption. As an example, for 256 points per second for 24 hours of measurement, the file weighs about 21 MB. A micro-SD card of 2 GB can therefore contain the measurements of a hundred days.
En variante, le dispositif peut comprendre un cadran de montre classique ou adapté pour une lecture directe des informations en sortie 34 du calculateur 43. Ce cadran peut être disposé dans un boîtier commun de celui de la carte électronique 7, cf. figure 1.  As a variant, the device may comprise a conventional watch dial or adapted for direct reading of the information at the output 34 of the computer 43. This dial may be arranged in a box that is common to that of the electronic card 7, cf. figure 1.
L'invention permet une acquisition acoustique du rythme cardiaque qui peut être aussi performante qu'un système d'acquisition de type électrocardiogramme (ECG). L'installation reste très simple, peu coûteuse et peu contraignante pour la personne. L'invention est d'autre part adaptable à un dispositif de surveillance médicale existant, pouvant en outre, et de manière non limitative, comporter un capteur de chute, un dispositif de localisation, un émetteur et un récepteur sans fil pour transmission de données. D'autre part, les données issues du dispositif de surveillance cardiaque peuvent être gardées en mémoire pour une durée choisie, ce qui peut permettre par exemple à un médecin assurant le suivi de la personne qui porte le dispositif d'analyser l'évolution de son pouls, ou au service d'urgences médicales d'avoir des données supplémentaires. Le dispositif de surveillance cardiaque de l'invention permet donc d'étendre et d'améliorer les services de suivi et de prévention médicale pour de nombreuses personnes, tout en réduisant les coûts supportés par les systèmes sociaux et les assurances privées de santé. Le professionnel de santé peut, en outre, adapter lui-même le type et la durée des informations à mémoriser, les valeurs des limites de déclenchement d'alarmes, en fonction de son patient. The invention allows an acoustic acquisition of the heart rate which can be as efficient as an acquisition system of the electrocardiogram (ECG) type. The installation is very simple, inexpensive and not binding for the person. The invention is furthermore adaptable to an existing medical surveillance device, which may furthermore, and without limitation, include a fall sensor, a location device, a transmitter and a wireless receiver for data transmission. On the other hand, the data from the cardiac monitoring device can be stored in memory for a chosen duration, which may allow for example a doctor monitoring the person who wears the device to analyze the evolution of his pulse, or the medical emergency department to have additional data. The cardiac monitoring device of the invention therefore makes it possible to extend and improve medical monitoring and prevention services for many people, while reducing the costs borne by social systems and private health insurance. The health professional may, in addition, adapt itself the type and duration of the information to be memorized, the values of the alarm trigger limits, depending on his patient.

Claims

Revendications claims
1. Dispositif de surveillance cardiaque (1), caractérisé en ce qu'il comprend : 1. Cardiac monitoring device (1), characterized in that it comprises:
-un microphone (3),  a microphone (3),
-un bracelet (5) agencé pour recevoir le microphone (3),  a bracelet (5) arranged to receive the microphone (3),
-une unité de traitement électronique (7) reliée au microphone (3),  an electronic processing unit (7) connected to the microphone (3),
le bracelet (5) étant propre à être ajusté à un poignet (13) de sorte que le microphone (3) peut être maintenu sensiblement en regard d'un vaisseau sanguin (1 1) et au contact de la peau (9), et dans lequel l'unité de traitement électronique (7) comprend une chaîne d'amplification (25) et un microcontrôleur (31) contrôlant la chaîne d'amplification (25).  the bracelet (5) being adapted to be fitted to a wrist (13) so that the microphone (3) can be held substantially facing a blood vessel (1 1) and in contact with the skin (9), and wherein the electronic processing unit (7) comprises an amplification chain (25) and a microcontroller (31) controlling the amplification chain (25).
2. Dispositif selon la revendication 1 , dans lequel le bracelet (5) est en outre agencé pour recevoir un calculateur (43).  2. Device according to claim 1, wherein the bracelet (5) is further arranged to receive a computer (43).
3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel le calculateur (43) est relié à un module de communication.  3. Device according to claim 2, wherein the computer (43) is connected to a communication module.
4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, comprenant une multiplicité de microphones (3).  4. Device according to one of claims 1 to 3, comprising a plurality of microphones (3).
5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, comprenant en outre une unité de stockage des données reliée à la sortie de l'unité de traitement électronique (7).  5. Device according to one of claims 1 to 4, further comprising a data storage unit connected to the output of the electronic processing unit (7).
6. Dispositif selon la revendication 5, dans lequel un interrupteur (55) est relié à l'unité de traitement électronique (7) de manière à déclencher un marquage temporel dans un enregistrement de l'unité de stockage des données. 6. Device according to claim 5, wherein a switch (55) is connected to the electronic processing unit (7) so as to trigger a time stamp in a record of the data storage unit.
7. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 6, comprenant en outre un bouton d'urgence relié au module de communication pour l'envoi d'un signal d'alerte indépendamment de l'unité de traitement électronique (7). 7. Device according to one of claims 3 to 6, further comprising an emergency button connected to the communication module for sending an alert signal independently of the electronic processing unit (7).
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