WO1996003075A1 - Device for measuring the physiological parameters of a living being - Google Patents
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Definitions
- the problem which the invention proposes to solve is to measure different physiological parameters of a living being, in particular of a human being or of an animal. More particularly, this problem appears for the measurement of respiratory and / or cardiac parameters.
- This physical phenomenon which makes it possible to quantify the movements of the masses of a living being: limb, rib cage, heart, is used in the present invention to measure certain physiological parameters, for example the respiratory rate, the heart rate.
- the support element is subjected to a part of the human body so as to be subjected to the bearing force of this part of the body.
- the support element (1) is attached to a part of the human body so as to be subjected to a pressing force.
- the element (1) can cooperate with a part of the back or the thorax in a standing or lying position.
- This element (1) can simply consist of a tray on which a patient can be lying ( Figure 2).
- this plate (1) can be an integral part of a box spring.
- the plate (1) is equipped with one or more measurement sensors (2). These sensors are shaped to measure a force and are therefore of any known and appropriate type.
- these sensors (2) can be constituted by piezoelectric gauges.
- the plate (1) the latter can be composed of two independent and nestable shells of generally quadrangular shape. Each shell can be made by molding a plastic material and, more generally, is made of any rigid material.
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Abstract
A device including at least one supporting member (1) engageable by one portion of the human or animal body. Said member is provided with at least one unit (2) for measuring changes in the forces resulting from the internal mass movements of the body, and said unit is connected to a signal processing system (3).
Description
DISPOSITIF DE MESURE DE PARAMETRES PHYSIOLOGIQUES D'UN ETRE VIVANT. DEVICE FOR MEASURING PHYSIOLOGICAL PARAMETERS OF A LIVING BEING.
L'invention se rattache au secteur technique des appareils médicaux et notamment des appareils de mesure.The invention relates to the technical sector of medical devices and in particular measuring devices.
Le problème que se propose de résoudre l'invention est de mesurer différents paramètres physiologiques d'un être vivant notamment d'un être humain ou d'un animal. Plus particulièrement, ce problèmae apparaît pour la mesure des paramètres respiratoires et /ou cardiaques.The problem which the invention proposes to solve is to measure different physiological parameters of a living being, in particular of a human being or of an animal. More particularly, this problem appears for the measurement of respiratory and / or cardiac parameters.
A ce jour, la plupart des moyens mis en oeuvre, aptes à assurer ces fonctions, nécessitent soit des moyens invasifs (on peut citer par exemple les cathéters), soit des moyens de surface à partir d'électrodes mesurant l'activité électrique musculaire (on peut citer par exemple l'électrocardiogramme).To date, most of the means used, capable of performing these functions, require either invasive means (mention may be made, for example, of catheters), or surface means using electrodes measuring muscular electrical activity ( we can cite for example the electrocardiogram).
On connaît également d'autres moyens sous forme par exemple de bracelets, sangles ou autres conformés pour être adaptés sur la partie du corps humain à contrôler ou à surveiller.Other means are also known in the form, for example, of bracelets, straps or the like shaped to be adapted to the part of the human body to be checked or monitored.
On conçoit que de tels moyens sont particulièrement contraignants pour le patient qui, dans le cas d'un cathéter par exemple, n'est plus libre de ses mouvements. En outre, les coûts de ces appareils sont relativement importants de sorte qu'il n'est pas permis de les utiliser d'une manière systématique pour procéder à une simple surveillance dans le cas d'un patient alité pour une intervention bénigne. De plus, la mise en oeuvre de ces moyens est délicate et réservée aux personnels médicaux.It is understood that such means are particularly restrictive for the patient who, in the case of a catheter for example, is no longer free to move. In addition, the costs of these devices are relatively high so that it is not allowed to use them in a systematic way to carry out a simple monitoring in the case of a bedridden patient for a benign intervention. In addition, the implementation of these means is delicate and reserved for medical personnel.
Or, on sait que chez l'être humain, la respiration résulte d'une
absorption de l'air et de l'élimination des gaz qui sont assurées par une ventilation pulmonaire. Une telle ventilation est assurée par des mouvements d'expansion et de rétraction de la cage thoracique provoquant, à l'intérieur des poumons, des variations de volume. II en est de même pour la mesure ou le contrôle du rythme cardiaque. En effet, le coeur, qui est l'organe propulseur du sang, agit grâce à des pressions créées dans ses cavités et aptes à permettre l'écoulement du liquide de manière irréversible de la plus forte pression à la plus basse pression. Ces pressions résultent des contractions du coeur, donc de mouvements.However, we know that in humans, respiration results from a absorption of air and elimination of gases which are ensured by pulmonary ventilation. Such ventilation is ensured by movements of expansion and retraction of the rib cage causing, inside the lungs, variations in volume. The same is true for the measurement or control of the heart rate. Indeed, the heart, which is the propellant organ of the blood, acts thanks to pressures created in its cavities and able to allow the liquid to flow irreversibly from the highest pressure to the lowest pressure. These pressures result from contractions of the heart, therefore from movements.
Pour mesurer ces mouvements, on a proposé différentes solutions, comme il ressort par exemple, de l'enseignement des brevets DE-A-3512095, EP-A-0222484, DE-A-4001574. Avec de telles solutions, il est quasiment impossible de mesurer les forces musculaires internes provoquant ces mouvements. Or, dans certains cas, telle que la synchronisation des mouvements thoraciques et abdominals, les mouvements internes engendrés ne sont pas retransmis, ou tout au plus d'une manière imperceptible, sur le plan externe.To measure these movements, various solutions have been proposed, as is apparent, for example, from the teaching of the patents DE-A-3512095, EP-A-0222484, DE-A-4001574. With such solutions, it is almost impossible to measure the internal muscular forces causing these movements. However, in certain cases, such as the synchronization of the thoracic and abdominal movements, the internal movements generated are not retransmitted, or at most in an imperceptible manner, on the external plane.
Par contre, il est apparu que l'accélération des massesOn the other hand, it appeared that the acceleration of the masses
(musculaire, osseuse, liquide, etc..) qui sont la conséquence de ces forces internes, jamais en équilibre dynamique, va provoquer des variations de la valeur de la force d'appui sur le sol du corps, siège de ces mouvements. Ce phénomène est comparable à celui du balourd d'une pièce en rotation.(muscle, bone, fluid, etc.) which are the consequence of these internal forces, never in dynamic equilibrium, will cause variations in the value of the force of support on the ground of the body, seat of these movements. This phenomenon is comparable to that of the unbalance of a rotating part.
Pour illustrer de façon très schématique ce phénomène, le poids P, lu par un pèse-personne, est égaie au produit de la masse M par l'accélération de la pesanteur g, soit : P = Mg. Or, si une masse interne m est soumise à une accélération verticale j, le poids, c'est-à-dire la force lue
par le pèse-personne, sera égale à Mg + mj.To illustrate this phenomenon very schematically, the weight P, read by a scale, is equal to the product of the mass M by the acceleration of gravity g, ie: P = Mg. Now, if an internal mass m is subjected to a vertical acceleration j, the weight, that is to say the force read per scale, will be equal to Mg + mj.
Ce phénomène physique qui permet de quantifier les mouvements des masses d'un être vivant : membre, cage thoracique, coeur, est exploité dans la présente invention pour mesurer certains paramètres physiologiques, par exemple le rythme respiratoire, le rythme cardiaque.This physical phenomenon which makes it possible to quantify the movements of the masses of a living being: limb, rib cage, heart, is used in the present invention to measure certain physiological parameters, for example the respiratory rate, the heart rate.
Pour résoudre le problème posé de mesurer les paramètres physiologiques d'un être vivant, notamment les paramètres cardiaques et/ou respiratoires, il a été conçu et mis au point un dispositif remarquable en ce qu'il comprend au moins un élément support agencé pour être assujetti à une partie du corps humain ou animal, ledit élément étant équipé d'au moins un organe apte à mesurer les variations de forces résultant des mouvements de masse internes à l'organisme, ledit organe étant relié à un système de traitement du signal.To solve the problem posed of measuring the physiological parameters of a living being, in particular the cardiac and / or respiratory parameters, it has been designed and developed a remarkable device in that it comprises at least one support element arranged to be subject to a part of the human or animal body, said element being equipped with at least one organ capable of measuring variations in force resulting from mass movements internal to the organism, said organ being connected to a signal processing system.
Compte tenu du problème posé de mesurer les variations de force, l'élément support est assujetti à une partie du corps humain de manière à être soumis à la force d'appui de cette partie du corps.In view of the problem posed of measuring variations in force, the support element is subjected to a part of the human body so as to be subjected to the bearing force of this part of the body.
Avantageusement, l'élément support coopère soit avec une partie du dos du corps humain, en position debout ou coucher, soit avec une partie du thorax du corps humain, en position debout ou coucher.Advantageously, the support element cooperates either with a part of the back of the human body, in a standing or lying position, or with a part of the thorax of the human body, in a standing or lying position.
Le problème posé de mesurer les variations de poids ou de force est résolu en ce que l'organe de mesure est constitué par au moins un capteur de force convenablement positionné sur l'élément support en fonction de la partie du corps humain dont on veut mesurer les variations de forces.
Pour résoudre le problème posé d'interpréter les paramètres relevés, le système de traitement du signal, combiné avec un système d'amplification, est conformé pour séparer des signaux de fréquence différents en étant apte à les retranscrire sur tout type de support.The problem posed of measuring variations in weight or force is solved in that the measuring member is constituted by at least one force sensor suitably positioned on the support element as a function of the part of the human body which it is desired to measure. force variations. To solve the problem of interpreting the parameters, the signal processing system, combined with an amplification system, is designed to separate signals of different frequencies by being able to transcribe them on any type of support.
L'invention est exposée, ci-après plus en détail à l'aide des dessins annexés, dans lesquels :The invention is set out below in more detail using the appended drawings, in which:
a figure 1 montre l'organigramme du moyen de mise en oeuvre du dispositif selon l'invention.Figure 1 shows the flowchart of the means for implementing the device according to the invention.
La figure 2 est une vue à caractère schématique montrant un exemple de réalisation du dispositif.Figure 2 is a schematic view showing an embodiment of the device.
La figure 3 montre un relevé de courbes de l'acquisition du rythme respiratoire en fin d'apnée et en début de respiration.Figure 3 shows a plot of the acquisition of the respiratory rate at the end of apnea and at the start of breathing.
La figure 4 montre un relevé de courbes de l'acquisition du rythme cardiaque en fin d'apnée et en début de respirationFigure 4 shows a plot of the acquisition of the heart rate at the end of apnea and at the start of breathing
Le dispositif met en oeuvre au moins un élément (1) équipé d'au moins un organe (2) conformé pour mesurer les variations de force résultant des mouvements de masse internes à l'organisme. L'ensembleThe device implements at least one element (1) equipped with at least one member (2) shaped to measure the variations in force resulting from mass movements internal to the organism. All
(1.2) est relié à un système (3) de traitement du signal relevé détecté par l'organe (2).(1.2) is connected to a system (3) for processing the detected signal detected by the member (2).
L'élément support (1 ) est assujetti à une partie du corps humain de manière à être soumis à une force d'appui. Par exemple, l'élément (1 ) peut coopérer avec une partie du dos ou du thorax en position debout ou couchée. Cet élément (1) peut simplement être constitué par un plateau sur lequel peut être couché un patient (figure 2). Avantageusement, ce plateau (1) peut faire partie intégrante d'un sommier.
Le plateau (1) est équipé d'un ou de plusieurs capteurs de mesure (2). Ces capteurs sont conformés pour mesurer une force et sont donc de tout type connu et approprié. Par exemple, ces capteurs (2) peuvent être constitués par des jauges piezzo-électriques. En ce qui concerne le plateau (1), ce dernier peut être composé de deux coques indépendantes et emboîtables de forme générale quadrangulaire. Chaque coque peut être réalisée par moulage d'une matière plastique et, plus généralement, est exécutée en tout matériau rigide.The support element (1) is attached to a part of the human body so as to be subjected to a pressing force. For example, the element (1) can cooperate with a part of the back or the thorax in a standing or lying position. This element (1) can simply consist of a tray on which a patient can be lying (Figure 2). Advantageously, this plate (1) can be an integral part of a box spring. The plate (1) is equipped with one or more measurement sensors (2). These sensors are shaped to measure a force and are therefore of any known and appropriate type. For example, these sensors (2) can be constituted by piezoelectric gauges. As regards the plate (1), the latter can be composed of two independent and nestable shells of generally quadrangular shape. Each shell can be made by molding a plastic material and, more generally, is made of any rigid material.
Entre les deux coques, sont fixés le ou les capteurs (2) afin de réaliser l'opération de pesage en tant que tel. Chaque capteur (2) est fixé de manière rigide sur un agencement de l'une des demi-coquilles avec capacité de micro-déplacement. Avantageusement, ce plateau (1 ) avec le ou les capteurs de mesure (2), est conforme à celui défini dans la Demande de Brevet FR N. 93.01252 dont le Demandeur de la présente est également titulaire. Bien évidemment, cette forme d'exécution de l'élément support (1) intégrant le ou les capteurs (2) est donné à titre d'exemple indicatif non limitatif. En effet, l'élément support (1) est conformé en formes, dimensions et géométrie en fonction des paramètres physiologiques à relever sur une partie déterminée du corps humain et en fonction de la position debout, assise ou couchée de ce dernier.Between the two shells, the sensor (s) (2) are fixed in order to carry out the weighing operation as such. Each sensor (2) is rigidly fixed to an arrangement of one of the half-shells with micro-displacement capacity. Advantageously, this plate (1) with the measurement sensor (s) (2) conforms to that defined in the Patent Application FR N. 93.01252 of which the Applicant of the present is also the holder. Obviously, this embodiment of the support element (1) integrating the sensor (s) (2) is given by way of non-limiting indicative example. Indeed, the support element (1) is shaped in shapes, dimensions and geometry according to the physiological parameters to be measured on a determined part of the human body and according to the standing, sitting or lying position of the latter.
L'élément support (1) avec le ou les organes capteurs (2) est relié à tout système (3) de traitement du signal. Ce système (3) est combiné avec un système d'amplification et est conformé pour séparer des signaux de fréquence différents en étant apte à les retranscrire sur tout type de support. On renvoie à cet égard aux courbes des relevés graphiques apparaissant aux figures 3 et 4 et qui montrent l'acquisition du rythme respiratoire et du rythme cardiaque. Sur chacune de ces courbes, en ordonnées sont indiquées les variations d'efforts en unités arbitraires, tandis qu'en abscisses sont indiqués les temps, en minutes et secondes.
A la figure 3, la courbe (A) montre le signal brut reçu directement par les capteurs et après amplification. Sur cette courbe apparaissent des ondulations de différentes amplitudes, les grandes ondulations correspondant au signal respiratoire tandis que les petites ondulations correspondent au signal cardiaque. Les signaux de la courbe (A) sont traités par tout moyen connu et approprié, notamment en effectuant une coupure en fréquence, de manière à éliminer les signaux haute fréquence, ce qui permet d'obtenir le signal respiratoire représenté par la courbe (B). A noter que sur cette courbe (B) l'intervalle (B1) correspond à une période respiratoire, tandis que l'intervalle (B2) correspond à une période d'apnée.The support element (1) with the sensor element (s) (2) is connected to any signal processing system (3). This system (3) is combined with an amplification system and is shaped to separate signals of different frequencies by being able to transcribe them on any type of support. In this regard, we refer to the curves of the graphical readings appearing in Figures 3 and 4 and which show the acquisition of the respiratory rate and the heart rate. On each of these curves, on the ordinate are indicated the variations in force in arbitrary units, while on the abscissa are indicated the times, in minutes and seconds. In FIG. 3, curve (A) shows the raw signal received directly by the sensors and after amplification. On this curve appear ripples of different amplitudes, the large ripples corresponding to the respiratory signal while the small ripples correspond to the cardiac signal. The signals of the curve (A) are processed by any known and appropriate means, in particular by carrying out a frequency cut, so as to eliminate the high frequency signals, which makes it possible to obtain the respiratory signal represented by the curve (B) . Note that on this curve (B) the interval (B1) corresponds to a respiratory period, while the interval (B2) corresponds to a period of apnea.
Le signal cardiaque est représenté par la courbe (C) et résulte de la suppression des basses fréquences. Les différents pics qui apparaissent représentent la séparation d'une période cardiaque (C1).The heart signal is represented by the curve (C) and results from the suppression of the low frequencies. The different peaks that appear represent the separation of a cardiac period (C1).
La figure 4 montre un grossissement d'une partie des courbes (A) (B) (C) illustrées figure 3.Figure 4 shows a magnification of part of the curves (A) (B) (C) illustrated in Figure 3.
Le dispositif trouve une application particulièrement avantageuse pour la mesure des paramètres physiologiques d'un être vivant notamment pour, par exemple :The device finds a particularly advantageous application for measuring the physiological parameters of a living being, in particular for, for example:
- l'analyse du sommeil par mesure du rythme respiratoire et cardiaque ; - la surveillance des personnes en post-opératoire sous effet de calmants ;- sleep analysis by measuring the respiratory and cardiac rhythm; - monitoring of post-operative people under the effect of painkillers;
- la détection de l'apnée du nourrisson ;- detection of infant apnea;
- la détection de l'apnée du sommeil.- the detection of sleep apnea.
Les avantages ressortent bien de la description, en particulier
et on rappelle :The advantages are apparent from the description, in particular and we recall:
- l'aspect non contraignant du dispositif ;- the non-binding aspect of the device;
- le coût de revient réduit ;- reduced cost price;
- la facilité d'utilisation ; - la simplicité de réalisation.
- utilisation facility ; - the simplicity of realization.
Claims
R E V E N D I C AT I O N SR E V E N D I C AT I O N S
-1- Dispositif de mesure de paramètres physiologiques d'un être vivant, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un élément support (1) agencé pour être assujetti à une partie du corps humain ou animal, ledit élément étant équipé d'au moins un organe (2) apte à mesurer les variations de forces résultant des mouvements de masse internes à l'organisme, ledit organe étant relié à un système de traitement du signal (3).-1- Device for measuring physiological parameters of a living being, characterized in that it comprises at least one support element (1) arranged to be secured to a part of the human or animal body, said element being equipped with at least one member (2) capable of measuring the variations in force resulting from mass movements internal to the body, said member being connected to a signal processing system (3).
-2- Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'élément support (1) est assujetti à une partie du corps humain de manière à être soumis à la force d'appui de cette partie du corps.-2- Device according to claim 1, characterized in that the support element (1) is subject to a part of the human body so as to be subjected to the bearing force of this part of the body.
-3- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément support (1) coopère avec une partie du dos du corps humain, en position debout ou coucher.-3- Device according to claim 2, characterized in that the support element (1) cooperates with a part of the back of the human body, in a standing or lying position.
-4- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément support (1) coopère avec une partie du thorax du corps humain, en position debout ou coucher.-4- Device according to claim 2, characterized in that the support element (1) cooperates with a part of the thorax of the human body, in a standing or lying position.
-5- Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'élément support (1) est rigide.-5- Device according to claim 1, characterized in that the support element (1) is rigid.
-6- Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'élément support (1) est constitué par un plateau.-6- Device according to claim 5, characterized in that the support element (1) is constituted by a plate.
-7- Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'organe (2) de mesure est constitué par au moins un capteur de force convenablement positionné sur l'élément support (1) en fonction de la partie du corps
humain dont on veut mesurer les variations de forces.-7- Device according to claim 1, characterized in that the member (2) for measurement consists of at least one force sensor suitably positioned on the support element (1) depending on the part of the body human whose force variations we want to measure.
-8- Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le système de traitement du signal (3), combiné avec un système d'amplification, est conformé pour séparer des signaux de fréquence différents en étant apte à les retranscrire sur tout type de support.-8- Device according to claim 1, characterized in that the signal processing system (3), combined with an amplification system, is shaped to separate signals of different frequency by being able to transcribe them on any type of support.
-9- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 et son application à la mesure de paramètres respiratoires et/ou cardiaques.
-9- Device according to any one of claims 1 to 8 and its application to the measurement of respiratory and / or cardiac parameters.
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/FR1995/000986 WO1996003075A1 (en) | 1994-07-21 | 1995-07-21 | Device for measuring the physiological parameters of a living being |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2722676A1 (en) |
| WO (1) | WO1996003075A1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2762205A1 (en) * | 1997-04-21 | 1998-10-23 | Cogent Sarl | DEVICE FOR THE DETECTION OF RESPIRATORY MOVEMENTS |
| US6254551B1 (en) | 1997-02-05 | 2001-07-03 | Instrumentarium Corp. | Apparatus for monitoring a mechanically transmitted signal based on the organs or vital functions and for processing the results |
| CN110464564A (en) * | 2019-09-19 | 2019-11-19 | 陈浩 | A kind of intelligent double serviced bed board system based on automatic detection and remote analysis |
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1994
- 1994-07-21 FR FR9409320A patent/FR2722676A1/en active Pending
-
1995
- 1995-07-21 WO PCT/FR1995/000986 patent/WO1996003075A1/en active Application Filing
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| WO1998047427A1 (en) | 1997-04-21 | 1998-10-29 | Nextryte Limited | Device for sensing respiratory movements |
| CN110464564A (en) * | 2019-09-19 | 2019-11-19 | 陈浩 | A kind of intelligent double serviced bed board system based on automatic detection and remote analysis |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2722676A1 (en) | 1996-01-26 |
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