Installation pour 1'électrocardiographie.
L'invention a pour objet une installation pour l'électrocardiographie, notamment pour l'examen électrocardiographique du pilote d'un avion en vol.
Il est nécessaire de soumettre les individus exerçant certaines professions, notamment les pilotes militaires ou commerciaux, à des examens médicaux périodiques aussi complets que possible, ceci afin de prévenir des accidents qui pourraient tre causés par une défaillance physique d'un tel pilote.
Jusqu'ici, certains de ces examens comportaient un examen électrocardiographique effectué dans des conditions simulant celles dans lesquelles le pilote se trouve en vol, par exemple à haute altitude. On soumettait dans ce but le pilote à des accélérations de l'ordre de celles qu'il était appelé à subir en vol, et on le plaçait dans une enceinte dans laquelle on réduisait la pression de l'air tout en abaissant la température.
Cependant, on a constaté qu'il était quasiment impossible de reproduire de façon fidèle et simul- tanée toutes les conditions dans lesquelles un pilote est appelé à piloter un avion et que, mme au cas où l'on y parviendrait, on ne pourrait tenir compte de certains facteurs psychologiques ou émotifs qui peuvent jouer un rôle important au point de vue du comportement du coeur du pilote. Il est par con séquent très désirable de pouvoir effectuer des examens électrocardiographiques en vol.
Dans d'autres buts également, il pourrait souvent tre avantageux d'effectuer des examens électrocardiographiques dans des conditions difficiles à réaliser dans un hôpital ou dans une clinique, ces conditions pouvant tre incompatibles avec le fonctionnement d'un électrocardiographe connu. Il peut également tre intéressant de centraliser les enregistrements d'examens électrocardiographiques afin de permettre l'interprétation de ces enregistrements par un spécialiste éminent, par exemple.
L'installation faisant l'objet de la présente invention vise à satisfaire aux desiderata qu'on vient d'énoncer. Elle est caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens collecteurs pour relever sur le patient des variations de potentiel d'origine cardiaque, un dispositif transmetteur de signaux électriques modulés par les variations de potentiel ainsi relevées, un récepteur de signaux électriques coopérant avec ce dispositif transmetteur, des moyens démodulateurs restituant des variations de potentiel proportionnelles à celles relevées sur le patient et un enregistreur électrocardiographique. Ceci permet la restitution et l'enregistrement à distance sans distorsion.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'instal- lation pour l'électrocardiographie faisant l'objet de l'invention.
La fig. 1 est un schéma d'ensemble de cette forme d'exécution.
La fig. 2 est un schéma détaillé d'une partie de ladite forme d'exécution, et
la fig. 3 est un schéma détaillé d'une autre partie de ladite forme d'exécution.
La forme d'exécution représentée est destinée à l'examen éleetrocardiographique d'un pilote en vol. Ce pilote est représenté à gauche de la fig. 1. Dans cet exemple, des électrodes collectrices R, L, y et V sont appliquées sur chacun de ses avant-bras, sur sa jambe gauche et sur son thorax, dans la région précordiale respectivement. Ces élec- trodes sont par exemple constituées par des plaques métalliques recouvertes d'une couche de tissu humide qui se trouve en contact avec la peau du patient, elles sont reliées à des oscillateurs Oi, 02 et 03 respectivement, l'électrode appliquée sur la jambe gauche étant reliée à la masse de la partie de l'ins- tallation qui est montée à bord de l'avion.
Chacune des électrodes applique à l'oscillateur, auquel elle est reliée, un potentiel Vi,
V2 et V3 respectivement par rapport au potentiel 0 de la masse, et ces potentiels ont chacun pour effet de modifier la fréquence des oscillations produites par l'oscillateur correspondant.
Ces oscillations Fh1, h2 et Fh3 sont res pectivement appliquées à des mélangeurs Mi, lI2 et M3 auxquels des oscillations de fré- quence Ho sont appliquées par un oscillateur Oo. A la sortie des mélangeurs lAIl, M2 et M3, on recueille des oscillations de fré- quence JFpi =Fo-Fi, respectivement Fpa et jFpg.
Ces oscillations, dont les fréquences respectives varient avec les fréquences des oscillations produites par les oscillateurs 01, 02 et 03, la fréquence produite par l'oscillateur 00 étant constante, sont appliquées à un amplificateur et le mélange de toutes ces oscillations amplifiées est ensuite utilisé pour moduler en amplitude les oscillations émises par un émetteur Em. L'émetteur Em est l'émetteur usuel de l'avion.
Les oscillateurs 00 à 03 et les modulateurs Mi à M3 constituent ensemble des sources de courants porteurs de trois fréquences différentes Fpi, F'ps et Fp3 et les mélangeurs Iule, à M3 avec l'amplificateur A constituent un dispositif de modulation. Les oscillateurs Oi, 02 et 03 font également partie de ce dispositif de modulation et comprennent des moyens de modulation en fréquence, tandis que l'émetteur E, ni. comprend des moyens de modulation en amplitude qui font aussi partie du dispositif de modulation.
Les signaux transmis par l'émetteur Em sont regus par un récepteur de trafic ordinaire Re, par exemple par l'un des récepteurs de trafic d'un aérodrome où l'on désire enre gistrer les résultats de l'exa. men électrocardio- graphique. Ce récepteur restitue les signaux de'fréquence jFpi à. Fp modulant l'émetteur
Em. Ces signaux sont appliqués à des démoclulateurs Di à D3 comportant chacun des moyens de filtrage.
A la sortie des démodu- lateurs, on recueille des variations de poten tiel kV1, kV2. et kV3 proportionnelles aux variations de potentiel relevées sur le patient et appliquées aux oscillateurs 01, 02 et 03. Ces variations de potentiel sont appliquées à des oscillographes enregistreurs O. E. I, O. E. 11,
O. E. III et O. E. V qui enregistrent des électrocardiogrammes représentant les variations dans le temps des composantes d'un vecteur de potentiel d'origine cardiaque.
Selon une méthode classique d'enregistrement, les variations de potentiel obtenues à partir des électrodes R et L sont appliquées a l'oscillographe
O. E. I, et celles obtenues à partir des électrodes R et F, L et F et V et F sont respectivement appliquées aux oscillographes
O. E. II, O. E. III et O. E. V.
La partie de l'installation qui est montée à bord de 1'avion comprend en outre un oscillateur. 0. Cet oscillateur est agencé pour produire des oscillations dont la fré- quence Fh4 est modulée en fréquence sous l'effet de la composante verticale des accélérations auxquelles toute masse est soumise à bord de l'avion.
Ces accélérations sont en particulier appliquées à un noyau métallique
N qui est monté de manière à pouvoir glisser à l'intérieur d'une bobine L4'et qui est suspendu par un ressort Rt. Des moyens amortisseurs non représentés sont prévus pour empcher le noyau 1\T de vibrer ou d'osciller sous l'effet de vibrations mécaniques de l'avion et la bobine L4'fait partie du circuit oscillant de l'oscillateur 04. Des oscillations produites par cet oscillateur sont mélangées aux oscillations de fréquence Fho produites par l'oscillateur 00 dans un mélangeur Mi et les oscillations de fréquence variable .Fp=.F%o-F* fournies par ce mélangeur sont appliquées à l'entrée de l'amplificateur *1,
avec les oscillations de fréquence. Fpi, } ff7P2 et F'p3. Les oscillations de fréquence FP4 restituées par le récepteur R sont dé- modulées par un démodulateur D4 qui fournit à un oscillographe enregistreur O. E. y des variations de potentiel Vyv proportionnelles à la composante verticale de l'accélération y régnant à bord de l'avion. L'installation pourrait comprendre, en outre, d'autres ca- naux analogues à celui décrit en dernier lieu et permettant d'enregistrer, à l'aide d'oscillographes enregistreurs supplémentaires, la pression barométrique, la température et encore d'autres grandeurs physiques auxquelles le pilote est soumis.
La fig. 2 est le schéma détaillé des oscillateurs Oi, 04, 00 du mélangeur Mi et de l'am- plificateur A. L'oscillateur Oi comprend un premier tube amplificateur Toi qui est une pentode dont la grille de commande est reliée à l'électrode du bras droit du pilote par l'intermédiaire d'une résistance et d'une pile de polarisation. Les variations de potentiel V, appliquées à cette grille de commande sont am plifiées par le tube Toi et appliquées à la grille de commande d'un tube à réactance variable
Top'par l'intermédiaire d'une pile de polarisation et d'une bobine de choc Ch.
L'anode de ce tube est reliée à sa grille de commande par l'intermédiaire d'une résistance et d'un condensateur et un condensateur de faible capacité est branché entre ladite grille et la cathode du tube Toi'. Le circuit anodecathode de ce tube présente par conséquent une impédance variable équivalant à une inductance et cette impédance est branchée en parallèle avec une partie d'une inductance Li que comprend le circuit oscillant de l'oscil lateur 01.
Le tube oscillateur de cet oscillateur Oi est une triode To,". Le circuit oscil- lant comprenant l'inductance Li est branché, par l'intermédiaire de condensateurs, entre l'anode et la grille de commande de ladite triode, une prise intermédiaire de l'in- ductance L, étant reliée à la cathode de la triode Toi"et à la masse. Ce circuit oscillant comprend en outre un condensateur variable Cv1 destiné à permettre d'ajuster la fréquence moyenne des oscillations produites par l'oscil- lateur 01. Ces oscillations sont appliquées à la première grille d'une heptode Tmi que comprend le mélangeur M1.
L'oscillateur 04 comprend une triode To4 branchée comme la triode Toi", sauf que son circuit oscillant n'est pas relié à l'anode d'un tube à réactance variable et comprend, outre une inductance L4, la bobine L4 montée en série avec celle-ci. Ce circuit oscillant comprend également un condensateur variable d'ajustage (7s4. Les oscillations produites par l'oscillateur 04 sont appliquées à la première grille d'une heptode d'un mélangeur M4, non représenté à la fig. 2.
L'oscillateur 00 comprend une triode Too dans le circuit d'anode de laquelle est bran ehé un circuit oscillant comprenant une inductance Lo. Ses oscillations sont appliquées aux troisièmes grilles des heptodes des mélangeurs Mi à M4 par l'intermédiaire de résistances de découplage.
Ainsi qu'on l'a déjà dit, le mélangeur M1 comprend une heptode Tnl. Les oscillations recueillies dans le circuit d'anode de cette heptode sont transmises à la grille de commande d'une triode Ta que eomprend l'am- plificateur A par l'intermédiaire d'un filtre passe-bas que comprend le modulateur Mi et qui comprend une bobine de choc d'entrée Ch, une branche série constituée par une résistance et'deux branches parallèles constituées par des condensateurs. De ] a sorte, seules les oscillations de fréquence k'p. =F'ho-. F'hi sont transmises à la grille de la triode Ta par l'intermédiaire d'un condensateur série.
Les oscillations de fréquence P2) PP3 et Yp4 sont également transmises à cette grille à partir des mélangeurs M2, M3 et iZ4 respect-ivement, par l'intermédiaire de condensateurs série.
Ainsi qu'on l'a déjà dit, l'amplificateur A comprend la triode Ta. Le circuit de cathode de cette triode comprend une résistance de polarisation shuntée par un condensateur et son circuit d'anode comprend le primaire d'un transformateur T. Fi dont le secondaire attaque les bornes d'entrée du modulateur normal de l'émetteur normal Em de l'avion.
Toute la partie de l'installation qui est montée à bord de l'avion est alimentée à partir. des mmes sources que l'émetteur normal de celui-ci. Cependant, afin d'améliorer la stabilité de l'installation et de réduire des tensions de ronflement qui pourraient nuire à la clarté des enregistrements, toute l'installation excepté l'émetteur Em est alimentée en haute tension par l'intermédiaire de deux cel lules de filtrage supplémentaires. Ces cellules de filtrage comprennent une première cellule comprenant une self de filtrage Sf l dans sa branche série et une seconde cellule comprenant une résistance série et un tube stabilisateur de tension. St dans sa branche parallèle, chaque cellule comprenant en outre, dans sa branche parallèle, un condensateur électrolytique.
La fig. 3 est le schéma détaillé du démodulateur D, et de circuits accessoires communs aux démodulateurs Di à D4.
L'ensemble des démodulateurs D, à D est précédé par un tube amplificateur Tr qui peut éventuellement tre constitué par un tube amplificateur basse fréquence du récepteur Re. Le circuit de la grille de commande de ce tube comprend un potentiomètre Pg destiné à permettre de régler le niveau gé néral des signaux fournis aux démodulateurs.
Le circuit d'anode du tube Tr est relié aux démodulateurs D1 à D4 par l'intermédiaire d'un condensateur de couplage. De mme que les autres démodulateurs, le démodulateur D comprend un tube limiteur d'amplitude Tdl qui est une pentode dont la grille de commande regoit les signaux fournis par le tube Tr, par l'intermédiaire d'un diviseur de tension comprenant deux résistances. Le circuit d'anode du tube Tdl comprend un circuit oscillant accordé à la fréquence Fpi.
Ce cir- cuit oscillant comprend une inductance Mi qui est couplée à une inductance Ldl'pré- sentant une prise médiane et couplée à l'anode du tube Mi par l'intermédiaire d'un condensateur. Les anodes de deux diodes Ddl et Ddl'sont reliées aux bornes opposées d'un second circuit oscillant accordé à la fréquence Tpi et comprenant l'inductance Ldl'. Les cathodes de ces diodes sont reliées entre elles par des résistances shuntées par des condensateurs. La cathode de la diode Ddi est en outre reliée à la masse.
La cathode de la diode Ddl constitue la borne de sortie du démodulateur, et le point commun des résistances et des condensateurs du circuit des cathodes des diodes Dd1 et Ddl'est relié à la prise médiane de l'inductance Ldi par l'intermédiaire d'nne résistance. Conjointement avec le circuit des diodes, Ddl et Ddl', le circuit d'anode du tube Mi'constitue un discriminateur de fré- quence de type connu.
La borne de sortie du démodulateur D1, constituée par la cathode de la diode Ddl, est reliée à un plot d'un commutateur à quatre positions et à deux curseurs Si, elle est en outre reliée à l'oscillo- graphe enregistreur O. E. II par l'intermé- diaire d'un diviseur de tension comprenant deux résistances.
Les circuits accessoires représentés au bas de la fig. 3 comprennent un circuit de contrôle acoustique et un circuit de contrôle visuel. Le circuit de contrôle visuel comprend une diode D, ac dont l'anode est reliée, par l'intermédiaire d'une résistance, à l'un des curseurs du commutateur Si et, au moyen de ce commutateur et par l'intermédiaire d'un condensateur, à l'anode du tube Tdl du dé- modulateur D1. Le circuit anode-cathode de cette diode comprend une résistance shuntée et est relié, par l'intermédiaire d'une résistance et d'un commutateur S2, à la grille de commande d'un oeil magique Tac, Dans les positions des commutateurs S, et S2 représentées à la fig.
3, l'oeil magique est sensible à l'amplitude des signaux appliqués aux bornes de l'inductance Ldl. En modifiant la position du commutateur S1, on peut rendre l'ensemble de la diode Dac et de l'oeil magique Tac sensible à 1'amplitude des signaux appliqués à l'un quelconque des démodulateurs D2 à D4. En modifiant la position du commutateur S2, on relie la grille de commande du tube Tac à la borne de sortie de l'un des démodulateurs par l'intermédiaire d'un circuit à constante de temps et de l'autre curseur du commutateur S1. Dans cette position, l'oeil magique Tac est sensible à l'accord exact du démodulateur auquel il est relié.
Le circuit de contrôle acoustique comprend une pentode Tco dont la grille de commande est reliée au mme curseur du commu tateur Si que l'anode de la diode Dac, par l'intermédiaire d'un potentiomètre fonctionnant comme contrôle de volume et d'un condensateur. Le circuit de cathode de ce tube
Tco comprend une résistance de polarisation shuntée par un condensateur et son circuit d'anode comprend le primaire d'un transformateur TF2 dont le secondaire est relié à un haut-parleur de contrôle HP.
Tous les démodulateurs que comprend l'installation ainsi que les circuits accessoires de celle-ci et que le tube Tr sont alimentés à partir d'une mme source qui peut tre celle qui alimente le récepteur Re. La haute tension anodique est fournie auxdits démodulateurs, auxdits circuits accessoires et au tube Tr par l'intermé- diaire de cellules de filtrage supplémentaires dont l'une comprend une self de filtrage St2 et dont l'autre qui alimente le seul tube de contrôle Tco comprend une self de filtrage st3-
Dans la position représentée du commu tateur S2,
l'oeil magique Tac fournit une indication visuelle servant à régler la tension fournie au discriminateur du démodulateur
Di en réglant l'accord du récepteur Re et la position du curseur du potentiomètre Pg.
Dans l'autre position du commutateur S2, l'oeil magique fournit une indication visuelle servant à régler l'accord exact du discrimi- nateur du démodulateur auquel cet oeil magique est relié. Le circuit de contrôle avec son haut-parleur. IIP permet de contrôler acous tiquement le fonctionnement de toute l'installation en écoutante les battements du coeur du patient ou les variations de l'accélération à laquelle il est soumis, ces battements et cette accélération se manifestant par des variations de la fréquence porteuse audible recueillie dans le circuit d'anode du tube Tdl, par exemple.
Il est évident que l'installation spécifiée pourrait tre réalisée de bien des façons dif férentes de celle qu'on a décrite en détail en référence aux fig. 1 à 3. En particulier, on pourrait directement moduler l'émetteur Ent en fréquence ou en amplitude à partir des signaux fournis par des électrodes appliquées au patient. Cependant, une telle modulation nécessiterait un amplificateur de modu- lation capable d'amplifier de très basses fré- quences, de l'ordre de une demi-période par seconde, et un tel amplificateur serait diffi- cile à faire fonctionner de façon satisfaisante à bord d'un avion.
Le modulateur normal que comprend l'émetteur normal Em de l'avion deviendrait inutilisable et devrait tre remplacé par un modulateur capable de moduler l'émetteur Em avec les très basses fréquences ainsi amplifiées. D'autre part, la partie basse -fréquence du récepteur Re deviendrait également inutilisable et devrait etre remplacée par un amplificateur capable d'amplifier les très basses fréquences transmises. Finalement une telle installation ne pourrait servir qu'à transmettre les variations de potentiel d'origine cardiaque recueillies entre deux électrodes appliquées au patient : elle ne comporterait qu'un seul canal.
On pourrait également moduler en amplitude des courants porteurs fournis par des oscillateurs et utiliser les courants porteurs ainsi modulés pour moduler un émetteur en fréquence. Cela supposerait cependant l'utili- sation d'un émetteur Em agencé pour tre modulé en fréquence et d'un récepteur Be agencé pour recevoir des signaux modulés en fréquence.
Les émetteurs et les récepteurs normalement utilisés actuellement pour les liaisons entre les avions et le sol sont des émetteurs modulés en amplitude et des récepteurs agencés pour recevoir des signaux modulés en amplitude, de sorte que l'installation décrite est préférable du fait qu'elle est immédiatement susceptible d'tre adaptée en utilisant des émetteurs et des récepteurs existants. Cependant, il est évident que n'importe quel mode de modulation pourra tre utilisé avec une installation du type spécifié, selon les desiderata spéciaux de chaque cas. Au lieu d'un émetteur et d'un récepteur radioéleetriques, on pourra également utiliser un circuit téléphonique pour la transmission et la réception de signaux électriques modulés par les variations de potentiel d'origine cardiaque relevées sur le patient.