OA18084A - Appareil de dépistage de la surdité néonatale - Google Patents

Abstract

L'appareil de dépistage de la surdité néonatale que nous concevons peut être essentiellement vu comme un dispositif de surveillance des signaux électro physiologiques. Cependant, les techniques utilisées et les précautions prises pour acquérir ces signaux dépendent de leurs amplitudes qui, sont fonction de l'endroit où le signal est prélevé. Pour le cas des signaux électro physiologiques utiles au dépistage de la surdité, ils sont de très faibles amplitudes (de l'ordre du microvolt) : 1000 à 1OOOO fois plus faible que les signaux ECG3 (3 en exposant). Le circuit de conditionnement que nous avons réalisé à l'originalité d'être adapté pour l'acquisition des signaux électro physiologiques de très faible amplitude tel que les potentiels évoqués auditif, les potentiels évoqués visuels, les potentiels évoqués moteurs, les électrocochléogrammes, les potentiels d'états stables, les électroencéphalogrammes, les électromyogrammes, les oto émission acoustique et les électrocardiogrammes de très faible amplitudes. La particularité principale de notre appareil de dépistage de la surdité telle que représentée sur « la planche de l'abrégé » repose sur son circuit de conditionnement qui permet d'extraire le signal utile noyé dans du bruit et son circuit de traitement numérique conçut pour être compatible avec les dispositifs mobiles (tablettes et téléphones portables) sous le système androïd.

Description

L'appareil de dépistage de la surdité néonatale que nous concevons peut être essentiellement vu comme un dispositif de surveillance des signaux électro physiologiques. Cependant, les techniques utilisées et les précautions prises pour acquérir ces signaux dépendent de leurs amplitudes qui, sont fonction de l'endroit où le signal est prélevé. Pour le cas des signaux électro physiologiques utiles au dépistage de la surdité, ils sont de très faibles amplitudes (de l'ordre du microvolt) : 1000 à 1OOOO fois plus faible que les signaux ECG3 (3 en exposant). Le circuit de conditionnement que nous avons réalisé à l'originalité d'être adapté pour l'acquisition des signaux électro physiologiques de très faible amplitude tel que les potentiels évoqués auditif, les potentiels évoqués visuels, les potentiels évoqués moteurs, les électrocochléogrammes, les potentiels d'états stables, les électroencéphalogrammes, les électromyogrammes, les oto émission acoustique et les électrocardiogrammes de très faible amplitudes. La particularité principale de notre appareil de dépistage de la surdité telle que représentée sur « la planche de l'abrégé » repose sur son circuit de conditionnement qui permet d'extraire le signal utile noyé dans du bruit et son circuit de traitement numérique conçut pour être compatible avec les dispositifs mobiles (tablettes et téléphones portables) sous le système androïd.

Planche 5/5

Ο.Α.Ρ.Ι. - B.P. 887, YAOUNDE (Cameroun) - Tel. (237) 222 20 57 00- Fax: (237) 222 20 57 27-Site web: http:/www.oapi.int - Email: oapi@oapi.int

-1DESCRIPTION DE L’INVENTION

INTRODUCTION

La présente invention porte sur un appareil de dépistage de la surdité néonatale via une exploration objective des voies auditives par la technique des Potentiels Evoqués Auditifs¹ (PEA) et des Otoémissions Acoustiques² (OEA). La finalité est de le rendre accessible aux hôpitaux des pays en voie de développement en termes de coût et d’efficacité.

En effet, la surdité néonatale est l’une des anomalies congénitales les plus fréquentes. Sa prévalence est estimée à 3/1000 naissances vivantes. Elle constitue un problème de santé publique encore négligé. Cependant, l’OMS encourage son dépistage et sa prise en charge précoce car les répercussions sont énormes sur le développement du langage et des acquisitions cognitives de l’enfant. En outre, la surdité est le handicap sensoriel le plus répandue. L’OMS chiffre à 338 millions le nombre de personnes sourds et malentendants dans le monde, la plupart se trouvant en Afrique subsaharienne, avec environ 50% des causes évitables. Elle encourage donc le dépistage et sa prise en charge précoce car les répercussions de cette pathologie sont désastreuses pour le développement socio-affectif et cognitif de l’enfant.

Contrairement aux pays industrialisés où le dépistage précoce de la surdité néonatale est institutionnalisé, dans les pays en voie de développement aucune stratégie globale n’existe dans ce sens. Pour le cas particulier du Cameroun, les explorations objectives telles que les OEA ou les PEA sont réalisées chez les nouveaux nés et adultes atteints de surdité de degrés divers dans moins de 1% des formations sanitaires. Nous retrouvons en consultation d’otorhino-laryngologie des patients avec des surdités profondes dont plus rien ne peut être fait, alors que dans la période néonatale, une détection aurait pu permettre d’y remédier à temps.

Le principal obstacle à la réalisation de ces tests objectifs dans les pays en voie de développement est le coût prohibitif des équipements. Dans notre approche, nous nous ambitionnons de résoudre ce problème en proposant une solution locale qui, non moins efficace, sera durable (car conçue, réalisée et maîtrisée localement) et adaptée à notre environnement en termes de coût et d’efficacité.

¹ Un Potentiel Evoqué Auditif est une synchronisation (entre plusieurs neurones) de l’activité électrique cérébrale spontanée présentée par un groupe de neurones en réponse à une stimulation sonore ² Les Otoémissions Acoustiques sont des vibrations sonores physiologiques recueillies dans le conduit auditif externe.

T

Γ

-2ETAT DE LA TECHNIQUE

Pour un dépistage efficient, la méthode idéale doit être facile d’utilisation, rapide, non invasive, et objective, ne dépendant ni du patient ni de l’examinateur. Les méthodes de dépistage ont évolué avec le temps.

Les plus anciennes sont les méthodes comportementales qui consistent à rechercher des réflexes archaïques chez le nourrisson lors de l’émission d’un bruit important. Mais leur inconvénient est de générer beaucoup de faux négatifs car seules les surdités de perception supérieures à 70 dB sont dépistées ; et de faux positifs à cause de l’interprétation erronée d’une attitude banale de l’enfant. De plus elles dépendent de l’expérience du médecin et sont peu reproductibles. Elles ont été au fur et à mesure abandonnées, malgré leur automatisation.

Viennent ensuite les méthodes objectives. La première développée, les Potentiels Evoqués Auditifs précoces du tronc cérébral (PEA). Il a l’inconvénient d’être longue. La deuxième de ces méthodes les Oto-Emissions Acoustiques (OEA) provoquées, permet de dépister des surdités avec un seuil plus bas. Elles permettent, du seul fait de leur présence ou absence de classer les nouveau-nés/nourrissons testés en 2 catégories : ceux avec otoémissions présentes (seuils auditifs < 30dB) et ceux sans oto-émissions, avec à priori une surdité invalidante.

La conception d’un appareil de dépistage de la surdité (potentiels évoqués auditifs et otoémissions acoustiques) est essentiellement basée sur le principe général de surveillance des signaux physiologiques. Dans ce cas, les signaux physiologiques sont une réponse à une stimulation sonore par un bref signal sur les organes auditifs.

Les appareils de dépistage de la surdité sont tous construits sur la base du schéma général synoptique ci - dessous (fig.l).

Capteurs

Patient

Conditionneur	* “
(Amplificateur	Traitement	Convertisseur i	Envoi des
et	(Filtres)	(AN)	données
prétraitement)			— —

Serveur

Communication (Liaisons (USB,RS232,etc.), Bluetooth, Wifi, GSM)

Backend	Frontend UI (Affichage)	1 ·
Récupération des données	Traitement (Filtres numériques)
	Client		Docteur

Figure 1 : Schéma général synoptique d’un appareil de dépistage de la surdité

La structure générale du système est constituée de 3 grands ensembles :

- Les capteurs : Acquièrent les signaux physiologiques sur le Patient

- Le serveur : Extrait le signal utile du bruit

- Le client : Organise les résultats utiles en fonction du besoin du Docteur

Principe de fonctionnement et rôle de chaque élément dans le système :

- Capteurs : Acquière et convertit les données physiologiques du patient en un signal électrique

- Conditionneur : Adapte le signal issu des capteurs aux conditions de traitement (pré amplification puis prétraitement en vue de « déparasiter » le signal).

- Convertisseur Analogique Numérique (AN): Convertit le signal analogique utile en un signai numérique.

- Module d’envoi des données : Envoie les données numériques au client (récepteur : ordinateur, microcontrôleur...) par une liaison sans fil (Bluetooth, WIFI, GSM, GPRS) ou une liaison filaire (USB, RS232).

- Module de récupération des données : Stocke les données en vue d’une utilisation ultérieure

- Traitement (filtre numérique) : Lisse le signal envoyé par le serveur et assure un traitement en fonction des conditions et des besoins d’utilisation.

- Module d’affichage ou « User Interface (UI) » : Afficher sur une interface graphique conviviale pour l’opérateur (Docteur, Médecin ou infirmier).

-4Dans tous les appareils de surveillance des signaux électro physiologiques et en particulier les appareils de dépistage de la surdité objective des voies auditives, l’acquisition des signaux physiologiques se fait toujours au premier étage du conditionneur (amplificateur d’instrumentation). Dans les systèmes actuels, le gain de l’amplificateur d’instrumentation est limité par la tension continue de mode commun présent à la sortie des capteurs en contact avec la peau du patient. Cette limitation du gain d’entrée au premier étage limite le facteur de bruit du circuit global (Référence : Optimization of noise in non-integrated instrumentation amplifier for the amplification of very low electrophisiological signais. Case of electro cardio graphie signais, Publié par le journal scientifique international : Journal of Medical System. Décembre 2014). De plus, les applications développées dans les systèmes actuels, ne sont pas déployées dans les dispositifs mobiles (tablettes et téléphones portables).

DESCRIPTION DE L’INVENTION

Tous les modèles d’appareil de dépistage de la surdité objective des voies auditives par la technique des Potentiels Evoqués Auditifs (PEA) et des Otoémissions Acoustiques (OEA) utilisent des techniques bien connus de la littérature qui consiste à :

- Acquérir les signaux physiologiques

- Extrait le signal utile

- Organiser et structurer les résultats en fonction du besoin de l’utilisateur (Docteur).

Dans notre approche nous concevons un dispositif dont les particularités sont les suivantes:

- Le premier étage du conditionneur (l’amplificateur d’instrumentation) coupe les tensions continues de mode commun présent à la sortie des capteurs en contact avec la peau du patient; ce qui l’affranchi de la limite liée à son gain d’amplification et par conséquent, permet une amélioration considérable du facteur de bruit du circuit par rapport aux systèmes actuels.

- Le premier étage du conditionneur (l’amplificateur d’instrumentation) filtre et amplifie le signal issu des capteurs. La combinaison de ces deux fonctions au premier étage contribue à réduire le nombre d’étage et à améliorer le facteur de bruit du circuit.

-Le circuit numérique a été conçu pour s’adapter à l’application que nous avons développée afin qu’il soit compatible avec les dispositifs mobiles (tablettes et téléphones portables) sous le système Android. Ce circuit et cette application

-5permettent de communiquer avec des modules matériels via les connexions Bluetooth, WIFI, USB, RS232. A travers cette application, chaque examen pourra être visualisé en temps réel, stocké, imprimés, et envoyés par courrier électronique.

Le schéma bloc synoptique des différents étages est donné à la figure ci-dessous.

Carte d’acquisition (conditionneur)

Carte de traitement Numérique à Microcontrôleur ' Carte de transmission des ) données :

( (Bluetooth,WIFI,USB,RS232) )

génération des stimuli

U ~ \

Bloc d’alimentation

Schéma bloc synoptique de l’appareil de dépistage de la surdité néonatale que nous concevons.

Le schéma détaillé de chaque bloc est indiqué sur les différentes planches.

Planche I-IV: Carte d’acquisition

Planche II-IV: Carte de traitement Numérique à Microcontrôleur

Planche III-IV: Carte de transmission des données

Planche IV-IV: Carte de génération des stimuli

Claims (5)

REVENDICATIONS

1- « L’appareil de dépistage de la surdité néonatale caractérisé en ce que le premier étage du conditionneur regroupe trois fonctions électroniques et le système numérique développé est compatible avec les dispositifs mobiles » ;

2- « L’appareil de dépistage de la surdité néonatale selon la revendication 1 caractérisé en ce le premier étage du circuit de conditionnement coupe la tension continue de mode commun au premier étage du conditionneur» ;

3- « L’appareil de dépistage de la surdité néonatale selon la revendication 1 et 2 caractérisé en ce que le premier étage du conditionneur permet d’amplifier significativement les signaux utiles sans risque de saturation du à la tension continue de mode» ;

4- « L’appareil de dépistage de la surdité néonatale selon la revendication 1 caractérisé en ce que le premier étage du conditionneur possède une bande passante qui ne couvre que la largeur du spectre du signal à amplifier. » ;

5- « L’appareil de dépistage de la surdité néonatale selon la revendication 1 caractérisé en ce que le circuit numérique s’adapte à l’application que nous avons développée sous le système Android et communique avec les modules matériels (ordinateur, tablette, téléphone) via Bluetooth, WIFI, USB et RS232 » ;

5 6- « L’appareil de dépistage de la surdité néonatale selon la revendication 1 et 5 caractérisé en ce que les amplificateurs opérationnels du conditionneur sont alimenté en symétrique et la polarisation automatique des transistors permet de transmettre les données analogiques dans un format approprié pour le traitement numérique » ;

-ΊABREGE DESCRIPTIF

L’appareil de dépistage de la surdité néonatale que nous concevons peut être essentiellement vu comme un dispositif de surveillance des signaux électro physiologiques. Cependant, les techniques utilisées et les précautions prises pour acquérir ces signaux 5 dépendent de leurs amplitudes qui, sont fonction de l’endroit où le signal est prélevé. Pour le cas des signaux électro physiologiques utiles au dépistage de la surdité, ils sont de très faibles amplitudes (de l’ordre du microvolt) : 1000 à 10’000 fois plus faible que les signaux ECG³. Le circuit de conditionnement que nous avons réalisé à l’originalité d’être adapté pour l’acquisition des signaux électro physiologiques de très faible amplitude tel que les Potentiels 10 Evoqués Auditif, les Potentiels Evoqués Visuels, les Potentiels Evoqués moteurs, les Electrocochléogrammes, les potentiels d’états stables, les Electroencéphalogrammes, les Electromyogrammes, les Oto Emission Acoustique et les Electrocardiogrammes de très faible amplitudes,. La particularité principale de notre appareil de dépistage de la surdité telle que représentée sur « LA PLANCHE DE L’ABREGE » repose sur son circuit de conditionnement 15 qui permet d’extraire le signal utile noyé dans du bruit et son circuit de traitement numérique conçut pour être compatible avec les dispositifs mobiles (tablettes et téléphones portables) sous le système Android.