FR2770390A1 - Dispositif et procede de determination d'informations physiologiques, et utilisation correspondante - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif et un procédé de détermination d'informations physiologiques, mettant en oeuvre : - au moins un capteur placé en contact avec la peau d'un sujet, réagissant notamment aux variations de la pression sanguine instantanée dudit sujet, et délivrant un signal (151) représentatif de ladite pression sanguine instantanée; et - des moyens (19) de traitement et d'analyse dudit signal représentatif de la pression sanguine instantanée, délivrant au moins une information physiologique (192),ledit capteur comprenant au moins une portion de fibre optique (11) subissant des déformations fonction notamment desdites variations de la pression sanguine instantanée, une source de lumière (14) étant placée à une première extrémité (111) de ladite portion de fibre optique (11), et une photodiode (15) étant placée à la seconde extrémité (112) de ladite portion de fibre optique (11), et alimentant lesdits moyens de traitement et d'analyse (19).

Description

Dispositif et procédé de détermination d'informations physiologiques, et utilisation correspondante.

Le domaine de l'invention est celui de la détermination d'une ou plusieurs informations physiologiques représentatives de l'état d'un sujet humain ou animal.

Plus précisément, I'invention concerne un dispositif autonome, au moins en ce qui concerne le relevé de mesures, et capable de fournir des informations physiologiques en continu.

Un domaine particulier de l'invention est celui de l'analyse du sommeil, et notamment de la reconnaissance et de la quantification des différentes phases du sommeil chez un sujet. Dans ce cas, I'invention concerne un dispositif autonome et portatif de reconnaissance de phases de sommeil.

Les applications de la reconnaissance et de la quantification des phases de sommeil sont nombreuses. Elles vont du domaine médical (aide au diagnostic de l'apnée du sommeil en pneumologie, des troubles du sommeil, etc...) au domaine "grand public" (évaluation de la qualité et de la quantité du sommeil d'une personne, réveil dans une phase présélectionnée).

Dans le domaine médical, la reconnaissance des phases du sommeil est généralement obtenue à l'aide de polysomnographes, systèmes complexes et coûteux dont l'utilisation reste réservée à des services hospitaliers spécialisés. Ces systèmes analysent en temps différé une pluralité de signaux biologiques correspondant à une nuit de sommeil. Ils peuvent atteindre un score de bonne reconnaissance des phases de l'ordre de 90%.

Cependant, la technologie d'acquisition des signaux biologiques dans ces systèmes est complexe et peu confortable pour le patient. Elle repose en effet sur l'utilisation d'une série d'électrodes fixées sur le corps du patient, et relié à une unité de traitement. La seule présence de ces électrodes et de leurs câbles de liaison peuvent perturber le sommeil du patient, en particulier s'il s'agit d'une personne souffrant de troubles du sommeil. Cela introduit donc un biais dans les mesures effectuées. Ce biais est généralement encore aggravé par le fait que le patient se trouve dans un environnement particulier (chambre d'hôpital) qui n'est pas le sien habituellement.

Dans le domaine grand public, il n'existe actuellement pas de dispositif abordable et confortable pour le suivi régulier des phases de sommeil.

La reconnaissance des phases du sommeil peut également permettre de contrôler le réveil d'un sujet, en fonction de ces phases. On sait en effet que le réveil doit avoir lieu, pour être agréable, au cours d'une période de sommeil lent léger. On peut aussi souhaiter que le réveil s'effectue dans une phase de sommeil paradoxal, pour se remémorer ses rêves, ou encore après une ou deux périodes de sommeil profond, qui est le plus réparateur.

Des dispositifs connus ayant cet objectif sont par exemple décrits dans le brevet FR 86 06241 et le certificat d'addition FR 88 10126. Le dispositif du premier document n'est pas efficace, car il se base sur un simple calcul de cycles de sommeil, sans faire intervenir aucune donnée physiologique propre au sujet. Le second document présente un dispositif limité à la reconnaissance du sommeil paradoxal, et semble particulièrement inconfortable, puisqu'il impose la présence d'électrodes à la commissure des paupières.

Un autre dispositif de réveil est décrit dans la demande de brevet
FR 91 09702. Ce dispositif repose sur l'utilisation, dans un boîtier portatif, d'un capteur d'activité cardiaque permettant de suivre le pouls du sujet. Sachant que le rythme cardiaque varie en fonction des différentes phases du sommeil, leur reconnaissance est alors, en principe, aisée.

Dans la pratique, les inventeurs ont toutefois constaté que la prise en compte de l'information de rythme cardiaque seule ne permet pas d'obtenir des résultats satisfaisants. Le taux de réussite de la reconnaissance par ce système reste en effet inférieur à 70%, ce qui est insuffisant pour en envisager l'utilisation, en particulier dans le domaine médical.

Plus généralement, la connaissance de données physiologiques présente de nombreux avantages, que ce soit pour l'aide au diagnostic en milieu médical, le suivi à long terme de patients, la détection de situations anormales,...

Dans la pratique, les dispositifs fiables offrant ces possibilités sont réservés au domaine médical. Il nécessite la présence d'une machine dédiée reliée au patient par une pluralité de capteurs, avec tous les inconvénients déjà décrits plus haut.

La plupart des dispositifs connus destinés au grand public se limite à la détection du pouls. I1 s'agit certes d'une information importante, mais elle est en général insuffisante pour tirer une conclusion fiable. On connaît aussi des dispositifs capables de déterminer la tension artérielle, mais il s'agit de systèmes complexes nécessitant une manipulation peu aisée et ne pouvant pas délivrer des mesures en continu, mais uniquement à la demande (de même que les polysomnographes classiques).

La demande de brevet PCT WO-94/16610 décrit un dispositif palliant la plupart de ces inconvénients. Ce dispositif permet en effet de déterminer au moins une donnée représentative du pouls, de la tension artérielle ou de la respiration, de façon simple. Ces données sont obtenues à partir d'une analyse idoine du signal de pression sanguine instantanée.

Pour obtenir ce résultat, le dispositif comprend un capteur piézo-électrique placé en contact avec la peau d'un sujet, et réagissant aux variations de la pression sanguine instantanée. Toutefois, cette technique ne peut être mise en oeuvre de façon aussi simple, le signal relevé par le capteur piézo-électrique étant bien sûr très perturbé par les mouvements du sujet.

Un deuxième capteur similaire, isolé de la peau du sujet est donc nécessaire, pour relever les seuls mouvements. Ensuite, un traitement spécifique est effectué, pour obtenir un signal corrigé, exploitable par des moyens de traitement.

La présence de ce double capteur présente divers inconvénients, notamment en ce qui concerne le coût de revient, l'encombrement, notamment lorsque l'on désire intégrer le dispositif dans un boîtier de petite taille tel qu'un boîtier de montre, la précision nécessaire au montage,...

De plus, notamment lorsque le système est placé dans une montre, un capteur supplémentaire est encore nécessaire, pour déterminer la contrainte induite par le serrage du bracelet (il est clair en effet que l'amplitude du signal mesuré varie en fonction de ce serrage).

Par ailleurs, la précision obtenue par ce système peut s'avérer insuffisante dans certains domaines.

L'invention a notamment pour objectif de pallier aux divers inconvénients de cet état de la technique.

Plus précisément, un objectif de l'invention est de fournir un dispositif de détermination d'informations physiologiques, et un procédé correspondant, qui présente une précision accrue par rapport aux techniques connues.

Un autre objectif de l'invention est de fournir un tel dispositif, qui soit d'un coût de revient réduit tant en ce qui concerne les éléments mis en oeuvre que leur montage.

L'invention a également pour objectif de fournir un tel dispositif, qui soit d'encombrement réduit, pouvant être aisément placé, par exemple, à l'intérieur d'un boîtier de montre.

Un objectif complémentaire de l'invention est encore de fournir un tel dispositif, qui permette de détecter certains événements extraordinaires, tels qu'une chute.

Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints selon l'invention à l'aide d'un dispositif de détermination d'informations physiologiques, comprenant:
- au moins un capteur placé en contact avec la peau d'un sujet,
réagissant notamment aux variations de la pression sanguine
instantanée dudit sujet, et délivrant un signal représentatif de ladite
pression sanguine instantanée; et
- des moyens de traitement et d'analyse dudit signal représentatif de la
pression sanguine instantanée, délivrant au moins une information
physiologique, ledit capteur comprenant au moins une portion de fibre optique subissant des déformations fonction notamment desdites variations de la pression sanguine instantanée, une source de lumière étant placée à une première extrémité de ladite portion de fibre optique, et une photodiode étant placée à la seconde extrémité de ladite portion de fibre optique, et alimentant lesdits moyens de traitement et d'analyse.

Ainsi, l'invention repose sur l'analyse de micro-déformations d'une (ou plusieurs) fibre optique. I1 est possible, avec cette technique, d'obtenir une très grande précision, pour un coût de revient raisonnable. L'encombrement résultant peut être fortement limité, et le montage est aisé. Cela est d'autant plus vrai que le même montage permet d'obtenir également une information sur la force de serrage du bracelet de maintien (dans l'hypothèse de l'utilisation d'un bracelet).

L'analyse des micro-déformations est connue, dans certains domaines très éloignés de l'invention. Toutefois, ces méthodes connues (voir par exemple "capteurs à fibres optiques et réseaux associés", pr P. Ferdinand) s'applique à des fibres optiques de grande longueur, et nécessite un appareillage encombrant.

Personne n' a jamais envisagé d'utiliser une fibre optique de très faible dimension, et encore moins dans le domaine de la détermination d'informations physiologiques.

Par ailleurs, les techniques connues proposent des mesures par réflectométrie. La technique de l'invention repose en revanche sur la mise en oeuvre d'une photodiode à l'extrémité de la fibre opposée à celle par laquelle est introduite la lumière.

De façon avantageuse, ledit capteur comprend une plaque en contact avec la peau dudit sujet, dont les déplacements sont répercutés sur des moyens de serrage comprenant une première et une seconde mâchoires enserrant ladite portion de fibre optique sur une partie de sa longueur.

Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, lesdits moyens de serrage comprennent une première mâchoire plane, et une seconde mâchoire présentant une série de stries perpendiculaires à l'axe de ladite portion de fibre optique.

Cette structure est simple à mettre en oeuvre (une des pièces étant plane) et s'avère efficace, notamment si le nombre de stries et le pas entre elles sont bien choisis.

Ainsi, on obtient de bons résultats lorsque ladite seconde mâchoire présente entre 8 et 12 stries. Plus généralement, on cherche selon l'invention le nombre de stries représentant un compromis entre la sensibilité et la largeur du pic de résonance pour assurer une stabilité suffisante, en favorisant la première résonance.

De façon avantageuse, ladite plaque et lesdits moyens de serrage sont interconnectés par l'intermédiaire d'une bille. Cela permet d'améliorer la qualité de la répercution des déplacements dus à la pression sanguine, quels que soient les mouvements et la position du bras.

Selon une caractéristique particulière de l'invention, le dispositif comprend de plus au moins un accéléromètre, et préférentiellement deux accéléromètres, correspondant respectivement à deux directions perpendiculaires.

Ces derniers permettent de détecter notamment les chutes et les mouvements brusques.

Lesdits moyens de traitement et d'analyse comprennent avantageusement des moyens de décomposition fréquentielle (par filtrage ou transformée de Fourier) dudit signal représentatif de la pression sanguine instantanée, de façon à distinguer au moins des deux informations appartenant au groupe comprenant:
- une information représentative de la force de serrage dudit capteur
contre la peau dudit sujet;
- une information représentative du rythme respiratoire dudit sujet;
- une ou plusieurs informations représentatives de la tension artérielle
dudit sujet.

Selon un mode de réalisation, le dispositif de l'invention comprend des moyens d'émission de signaux de données vers une unité distante de traitement et/ou de restitution d'informations physiologiques.

L'invention concerne également un procédé de détermination d'informations physiologiques, comprenant notamment les étapes suivantes:
- application d'un capteur en contact avec la peau d'un sujet, ledit
capteur comprenant au moins une portion de fibre optique subissant
des déformations fonction notamment des variations de la pression
sanguine instantanée dudit sujet;
- émission de lumière à une première extrémité de ladite portion de
fibre optique;
- traitement et analyse dudit signal lumineux, de façon à déterminer au
moins une information physiologique, en fonction des perturbations
dudit signal.

Avantageusement, ladite étape de traitement et/ou d'analyse comprend au moins une des étapes appartenant au groupe comprenant les étapes de:
- détermination d'une information représentative de la force de serrage
dudit capteur contre la peau dudit sujet;
- amplification et filtrage passe-bande du signal électrique
correspondant audit signal lumineux;
- conversion analogique/numérique des valeurs mesurées;
- séparation d'au moins deux éléments d'information distincts, par
filtrage ou transformée de Fourrier;
- traitement des données, par décision statistique, décision
prévisionnelle et/ou logique floue;
- transmission d'au moins un desdits éléments d'information et/ou
d'au moins un résultat dudit traitement de données vers une station
distante.

Lesdits éléments d'information peuvent notamment appartennir au groupe comprenant:
- un information représentative de l'amplitude et/ou de la fréquence
respiratoire;
- une information représentative de la fréquence et/ou de la variance
cardiaque;
- une information représentative de l'onde de pression artérielle et/ou
de sa variance.

De façon avantageuse, le procédé comprend encore une étape de détection d'une situation anormale chez ledit sujet, en fonction d'un signal délivré par au moins un accéléromètre.

Le dispositif et le procédé décrits ci-dessus peuvent être utilisés pour de nombreuses applications, telles que:
- suivi des personnes à risque
- reconnaissance des phases du sommeil;
- réveil du sujet dans une phase de sommeil prédéterminée et/ou dans
un intervalle de temps déterminé;
- détection de la somnolence;
- quantification du sommeil;
- détection des troubles du sommeil;
- détection de l'apnée du sommeil;
- aide à la surveillance de maladies cardio-vasculaires;
- programmation d'appareils en fonction des phases de sommeil;
- aide à l'analyse de la maladie de Parkinson;
- aide à la prévention des ischémies cérébrales;
- surveillance respiratoire;
- surveillance du nourrisson;
- analyse du sommeil polyphasique;
- observation de la récupération après un effort;
- suivi d'un niveau de vigilance;
- aide à la détection du stress;
- applications à l'élevage.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description d'un mode de réalisation préférentiel, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés, parmi lesquels:
- la figure 1 est un schéma synoptique d'un dispositif selon l'invention;
- la figure 2 présente un exemple de signal pouvant être relevé en sortie de la
fibre optique du dispositif de la figure 1;
- la figure 3 présente le signal de la figure 2, transformé dans l'espace des
fréquences;
- la figure 4 est un schéma synoptique simplifié du procédé de l'invention;
- la figure 5 illustre un mode de montage de la source lumineuse et de la
fibre optique de la figure 1;
- la figure 6 est un schéma électrique des moyens d'amplification de la
figure 1.

Comme indiqué précédemment, l'invention concerne un dispositif de détermination d'informations physiologiques portable et autonome.

Dans le mode de réalisation décrit par la suite, il est inséré dans un boîtier de montre, et peut donc être porté au poignet. De nombreux autres montages peuvent bien sûr être envisagés, en fonction des besoins et des applications (personnes âgées, sportifs, nourissons, animaux,...). Différents moyens autres qu'un bracelet peuvent être utilisés pour maintenir un capteur tel que celui décrit par la suite au contact de la peau du sujet.

L'invention repose sur l'utilisation d'un capteur optique à micro-déformation.

Une fibre optique est prise "en sandwich" entre deux mâchoires, la contraignant à des micro-déformations. Une puissance lumineuse est injectée dans la fibre, et l'éclairement qui en ressort est analysé.

Une variation de la force appliquée sur la mâchoire crée des déformations locales qui engendrent une variation de l'indice local, due à l'effet photoélastique de la fibre. Ceci influe sur l'équilibre modal, et donc sur l'intensité de sortie.

Un mode de réalisation de l'invention est illustré en figure 1.

Une portion de fibre optique 11, d'une longueur de l'ordre de 2 cm (par exemple), est placée entre deux mâchoires 12 et 13. La fibre 1 1 est par exemple une fibre en silice 50/125 avec un revêtement acrylate de 250 ?i m de diamètre.

La fibre optique 1 1 comporte une âme centrale optiquement transparente à contrainte appliquée nulle, une couche formant une gaine optique, entourant concentriquement l'âme et ayant un indice de réfraction inférieur à l'âme, et éventuellement une ou deux couches de protection plus élastiques que les deux premiers matériaux sont rapportées concentriquement.

Lorsqu'une microdéformation est appliquée à la fibre, une partie de la lumière qui se propage dans l'âme centrale au voisinage de la microdéformation est dirigée dans la couche de la gaine. Ceci réduit alors l'intensité de la lumière se propageant sur toute la longueur de la fibre optique. La sensibilité du phénomène est amplifiée quand les microdéformations sont réparties le long de la fibre d'une distance fonction de l'ouverture numérique de la fibre et du diamètre du coeur.

On peut bien sûr prévoir plusieurs fibres optiques montées de façon similaire, pour obtenir plusieurs relevés, et affiner les traitements et analyses.

Avantageusement, l'une des pièces de contrainte, ou mâchoires, (12) est plane.

L'autre mâchoire 13 est une pièce dentelée, présentant plusieurs stries 131, sur lesquelles la fibre 1 1 prend appui.

Le nombre de stries 131 peut être de l'ordre de 8 à 12, et par exemple de 10. Le pas entre deux stries consécutives est préférentiellement de 1,1 mm, pour la fibre considéree.

Plus précisément, le nombre de stries et le pas entre ces dernières sont choisis de façon à offrir le meilleur compromis entre la sensibilité et la largeur du pic de la première résonance pour obtenir une stabilité suffisante.

Ferdinand, dans l'ouvrage déjà cité, a évalué la sensibilité de détection d'une contrainte par une fibre soumise à des micro déformations.

Ce dernier a déterminé les pas de résonance et observé la très grande sensibilité d'un capteur à fibre optique par rapport à celle obtenue avec un contact ponctuel (équivalent à une strie) (1,6 dB) pour une force de 9 N. Des mesures ont également montré que la largeur du pic de résonance est fonction du nombre de stries et que, pour un nombre de stries donné, le pic le plus large n'est pas obtenu à la première résonance.

Ces résultats connus ont été obtenus par des techniques de réflectométrie, donc mettant en oeuvre des moyens encombrants. Pour minimiser l'encombrement du capteur, les inventeurs favorisent quant à eux la première résonance, et ont déterminé un nombre de stries représentant un compromis entre la sensibilité et la largeur du pic de résonance pour assurer une stabilité suffisante. Ils ont constaté que, avec 10 stries, on obtient, sous une contrainte statique de 10 N, un pas de résonance de 1,10 mm, 30% de fuite mesurées en bout de fibre.

Une source lumineuse 14, par exemple de puissance 1 mW, à excitation impulsionnelle ou continue, est placée à l'une des extrémités 111 de la fibre 11. Il s'agit par exemple d'une diode laser, d'une diode électroluminescente (D.E.L.) ou d'une diode laser à émission par la surface (qui présente l'avantage d'un rendement supérieur).

A l'autre extrémité 112 de la fibre optique est placé un détecteur 15 à photodiode (par exemple du type BPW 34 distribué par SIEMENS (marques déposées)). Ce détecteur 15 délivre un signal électrique 151, représentatif du signal lumineux reçu, portant des informations représentatives des micro-déformations subies par la fibre 11.

Ces micro-déformations sont dues aux contraintes transmises aux mâchoires 12 et 13. Ces contraintes correspondent aux déplacements d'une plaque 16, solidaire de la mâchoire 12 par l'intermédiaire d'une bille 17.

La plaque 16 est destinée à venir en contact avec la peau d'un sujet. Elle répercute les mouvements existants à la surface de la peau et à son voisinage, et notamment ceux dus aux variations de la pression sanguine instantanée.

La présence d'une bille 17 entre la mâchoire 12 et la plaque 16 permet d'obtenir une flexibilité du montage, de façon que la plaque 16 reste le plus possible intégralement appliquée contre la peau du sujet.

On notera que le montage et l'assemblage sont très simples, notamment en ce qui concerne la partie optique. En particulier, aucun composant optique supplémentaire pour assurer l'injection n'est nécessaire. La fibre optique est positionnée par exemple à l'aide d'un élément de mise en place et de maintien en forme de "V". La source lumineuse 14 est mise en place dans l'axe, à l'aide d'une pièce préformée 51 recevant d'une part la source 14 et d'autre part l'extrémité 111 de la fibre optique, selon le montage illustré en figure 5.

Le dispositif de l'invention comprend par ailleurs des moyens de traitement et d'analyse du signal 151.

Ces moyens comprennent avantageusement un premier amplificateur passe-bas 181, qui délivre une composante continue 182 représentative du serrage du bracelet (dans l'hypothèse où le dispositif décrit ci-dessus est placé dans un boîtier de montre maintenu classiquement par un bracelet). Cet amplificateur fournit une tension de 1 volt pour un courant de photodiode 15 de 0,5 mA.

Un second amplificateur passe-bande 183 délivre un signal 184 de pression artérielle, présentant un gain de 50 dans la bande passante 0,1 - 10 Hz.

Un mode de réalisation de ces moyens d'amplification est illustré en figure 6.

La chaîne d'amplification comporte deux étages 61 et 62 alimentés en monotension et à très faible consommation. La sortie 63 du premier étage 61 est fonction du serrage du bracelet. Celui-ci, de type standard, doit présenter une élasticité de 1 mm/N et être serré de manière confortable, c'est-à-dire environ avec une force de serrage comprise entre 5 et 10 N. Pour un serrage nul la tension de sortie est de l'ordre de 1 V.

Pour un serrage maximum la tension de sortie est de l'ordre de 2 V, assurant une très bonne dynamique pour la mesure du serrage du bracelet.

En effet la mesure de cette grandeur est très importante puisque l'amplitude du signal de sortie du deuxième étage est fonction du serrage du bracelet. Plus le bracelet est serré mieux l'impulsion cardiaque est transmise, à travers le muscle et la peau par l'intermédiaire du bracelet, à la pièce mobile dentelée comprimant la fibre.

Le deuxième étage 62 a pour fonction d'amplifier l'impulsion cardiaque dans la bande passante 0,1 Hz-1OHz. Ce signal composite 64 comprend les informations sur la fréquence cardiaque, une image de la différence de pression artérielle, les paramètres respiratoires et éventuellement une perturbation fonction du mouvement ou de sources nerveuses excitant le bracelet.

Ces différentes variables sont séparées par les moyens de traitement.

La figure 6 n'est pas décrite en détail, les montags utilisés étant classiques en euxmêmes. A titre indicatif les composants peuvent être les suivants:
D: DEL;
R1: 200 ka;
R2: 150ka;
R3: 1MQ;
R4: 20 ka;
R5: 40 ka;
R6: 51ka;
R7: 47 ka;
R8: 1,8mu; Cl: 47 cl;
C2: 8,2 nu; Ul, U2 : LM 6142
Les moyens de traitement 19 mettent en forme et analysent les signaux 182 et 184.

Notamment, ils extraient les différentes informations représentatives de la respiration et de la fréquence cardiaque, et effectuent divers calculs sur ces informations, tels que ceux décrits par la suite en relation avec la figure 4.

Un exemple de signal 184 est présenté en figure 2. La figure 3 présente le même signal, transformé dans l'espace des fréquences.

On distingue aisément:
- une composante respiratoire 31;
- le fondamental 32 de la fréquence cardiaque;
- les 2èmes (33) et 3èmes harmoniques de la fréquence cardiaque.

Avantageusement, les moyens de traitement 19 tiennent compte d'informations actimétriques délivrées par deux accéléromètres 201 et 202, qui alimentent deux conditionneurs 203 et 204. Ces informations sont notamment pertinentes au moment de certaines transitions en cours de sommeil ou en cas de chute.

Les accélérations sont mesurés dans les directions suivantes, définies par l'avantbras reposant couché à l'horizontale:
- direction parallèle à l'avant-bras;
- direction verticale.

Les accéléromètres sont par exemple des cellules piézo-électriques.

Les moyens de traitement 19 assurent encore la gestion 191 de l'émission laser.

Les informations obtenues 192 alimentent des moyens 21 d'émission vers une station distante 22, telle qu'un micro-ordinateur. Bien sûr, ces informations peuvent également être restituées, par un écran et/ou un haut-parleur, directement sur le boîtier.

On décrit maintenant le procédé de l'invention, mis en oeuvre par le dispositif décrit ci-dessus, et illustré par la figure 4.

La fibre optique est donc soumise à des micro-déformations, qui joue sur le signal lumineux transmis par la fibre optique. Ce signal lumineux 41 est détecté (42) par une photodiode, et amplifié (coefficient de transfert: 2 V/20 FW).

On sépare le signal électrique ainsi obtenu en deux éléments:
- une composante continue 43, représentative du serrage du bracelet;
- un signal composite 44.

Ce signal composite 44 est amplifié (de 50) et subit un filtrage passe-bande (0,1 Hz-10 Hz) 45.

Dans le même temps, les mouvements sont détectés (46) par les accéléromètres perpendiculaires et transverses.

Les différentes informations obtenues sont converties (47) d'analogique en numérique et mises en mémoire, sous le contrôle d'un séquenceur 413 (64 mesures/voie/s).

Ensuite, on sépare (48) les différentes variables formant le signal composite (figure 3), par filtrage ou par transformée de Fourrier. On tient compte du serrage du bracelet, sachant que plus celui-ci est serré, plus l'amplitude de l'onde cardiaque est élevée.

La séparation 48 permet notamment d'extraire les informations suivantes:
- amplitude et fréquence respiratoires 49 (vers 0,3 Hz);
- fréquence cardiaque et variance 410;
- harmoniques de la fréquence cardiaque 411;
- amplitude de l'onde de pression et variance 412.

A l'aide de ces informations, et des données actimétriques, on effectue le traitement 415 spécifique à l'application. Il peut notamment s'agir de décisions statistiques, prévisionnelles ou en logique floue.

On peut notamment vérifier que la variance du pouls (égale à la fréquence cardiaque multipliée par 60) correspond sensiblement à la largeur à mi-hauteur de la raie principale. Suivant les situations, cette raie peut être très résonante (sommeil profond) ou très large (éveil).

De même, le rapport entre l'amplitude de la deuxième harmonique et l'amplitude du fondamental est une indication objective sur la pureté de l'onde tensorielle, et donc fonction de l'état du sujet.

Après l'étape de séparation 48 (qui peut être réalisée dans le boîtier-montre ou dans un boîtier délocalisé), on peut envisager une transmission 414, par exemple via le réseau téléphonique, vers une station de surveillance. On assure ainsi un service de surveillance à distance de personnes à risque. En cas de chute ou de variations importantes et/ou anormales de certains paramètres physiologiques, détectées à paritr d'un algorithme implanté localement, une alarme est émise automatiquement par le boîtier, et transmise à la station de surveillance. Pour confirmer l'urgence de l'appel, une liaison téléphonique est établie à partir de cette station. Il s'agit en d'autres termes de télésurveillance (et non de télémédecine). La décision de générer une alarme tient compte en partie du passé. Ceci fait appel à des techniques de logique floue (associations d'informations objectives et subjectives).

Comme déjà indiqué, l'invention a de très nombreuses autres applications. A titre indicatifs, on peut rappeler:
- I'aide à la détection des apnées (le dispositif émettant une alarme en cas de
situation à risque, ou engendre une action de déblocage);
- aide à la détection de la somnolence, par exemple pour le travail posté,
fatiguant et/ou dangereux;
- les

Claims (14)

1. caractérisé en ce que ledit capteur comprend au moins une portion de fibre optique (11) subissant des déformations fonction notamment desdites variations de la pression sanguine instantanée, une source de lumière (14) étant placée à une première extrémité (111) de ladite portion de fibre optique (11), et une photodiode (15) étant placée à la seconde extrémité (112) de ladite portion de fibre optique (11), et alimentant lesdits moyens de traitement et d'analyse (19).

   physiologique (192),

   la pression sanguine instantanée, délivrant au moins une information

   - des moyens (19) de traitement et d'analyse dudit signal représentatif de

   sanguine instantanée ; et

   sujet, et délivrant un signal (151) représentatif de ladite pression

   notamment aux variations de la pression sanguine instantanée dudit

   - au moins un capteur placé en contact avec la peau d'un sujet, réagissant

   REVENDICATIONS 1. Dispositif de détermination d'informations physiologiques, comprenant:
2. 2. Dispositif de détermination d'informations physiologiques selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit capteur comprend une plaque (16) en contact avec la peau dudit sujet, dont les déplacements sont répercutés sur des moyens de serrage (12, 13) comprenant une première (12) et une seconde (13) mâchoires enserrant ladite portion de fibre optique (11) sur une partie de sa longueur.
3. 3. Dispositif de détermination d'informations physiologiques selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de serrage comprennent une première mâchoire plane (12), et une seconde mâchoire (13) présentant une série de stries (131) perpendiculaires à l'axe de ladite portion de fibre optique (11).
4. 4. Dispositif de détermination d'informations physiologiques selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite seconde mâchoire (13) présente entre 8 et 12 stries (131).
5. 5. Dispositif de détermination d'informations physiologiques selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que ladite plaque (16) et lesdits moyens de serrage (12) sont interconnectés par l'intermédiaire d'une bille (17).
6. 6. Dispositif de détermination d'informations physiologiques selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un accéléromètre (201, 202).
7. 7. Dispositif de détermination d'informations physiologiques selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend deux accéléromètres (201, 202), correspondant respectivement à deux directions perpendiculaires.
8. 8. Dispositif de détermination d'informations physiologiques selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que lesdits moyens (19) de traitement et d'analyse comprennent des moyens de décomposition fréquentielle (48) dudit signal représentatif de la pression sanguine instantanée, de façon à distinguer au moins deux des informations appartenant au groupe comprenant:

   - une information représentative de la force de serrage dudit capteur

   contre la peau dudit sujet (43);

   - une information représentative du rythme et/ou de l'amplitude

   respiratoire dudit sujet (49);

   - une ou plusieurs informations représentatives de la fréquence cardiaque

   dudit sujet (410,411);

   - une ou plusieurs informations représentatives de la tension artérielle

   dudit sujet (412).
9. 9. Dispositif de détermination d'informations physiologiques selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (21) d'émission de signaux de données vers une unité distante (22) de traitement et/ou de restitution d'informations physiologiques.
10. 10. Procédé de détermination d'informations physiologiques, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes:

    - application d'un capteur en contact avec la peau d'un sujet, ledit capteur

    comprenant au moins une portion de fibre optique (11) subissant des

    déformations fonction notamment des variations de la pression

    sanguine instantanée dudit sujet;

    - émission de lumière à une première extrémité de ladite portion de fibre

    optique;

    - traitement et analyse dudit signal lumineux (42, 45, 47, 48, 415), de

    façon à déterminer au moins une information physiologique, en

    fonction des perturbations dudit signal.

    distante.

    d'au moins un résultat dudit traitement de données vers une station

    - transmission (414) d'au moins un desdits éléments d'information et/ou

    prévisionnelle et/ou logique floue;

    - traitement des données (415), par décision statistique, décision

    filtrage ou transformée de Fourrier;

    - séparation (48) d'au moins deux éléments d'information distincts, par

    - conversion analogique/numérique des valeurs mesurées (47);

    correspondant audit signal lumineux;

    - amplification et filtrage passe-bande (45) du signal électrique

    dudit capteur contre la peau dudit sujet (43);

    - détermination d'une information représentative de la force de serrage
11. 11. Procédé de détermination d'informations physiologiques selon la revendication 10, caractérisé en ce que ladite étape de traitement et/ou d'analyse comprend au moins une des étapes appartenant au groupe comprenant les étapes de:
12. 12. Procédé de détermination d'information physiologiques selon la revendication 11, caractérisé en ce que lesdits éléments d'information appartiennent au groupe comprenant:

    - un information représentative de l'amplitude et/ou de la fréquence

    respiratoire (49);

    - une information représentative de la fréquence et/ou de la variance

    cardiaque (410, 411);

    - une information représentative de l'onde de pression artérielle et/ou de

    sa variance (412).
13. 13. Procédé selon l'une quelconque de revendications 10 à 12, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de détection d'une chute, d'une transition en cours du sommeil et/ou d'une variation importante et/ou anormale de certains paramètres physiologiques chez ledit sujet, en fonction d'un signal délivré par au moins un accéléromètre.
14. 14. Utilisation du dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 et/ou du procédé selon l'une quelconque des revendications 10 à 12, pour au moins une des applications appartenant au groupe comprenant:

    - suivi des personnes à risque;

    - reconnaissance des phases du sommeil;

    - réveil du sujet dans une phase de sommeil prédéterminée et/ou dans un

    intervalle de temps déterminé;

    - détection de la somnolence;

    - quantification du sommeil;

    - aide à la détection des troubles du sommeil;

    - aide à la détection de l'apnée du sommeil;

    - aide à la surveillance de maladies cardio-vasculalres;

    - programmation d'appareils en fonction des phases de sommeil;

    - aide à l'analyse de la maladie de Parkinson;

    - aide à la prévention des ischémies cérébrales;

    - surveillance respiratoire;

    - surveillance du nourrisson;

    - analyse du sommeil polyphasique; - observation de la récupération après un effort; - suivi d'un niveau de vigilance; - aide à la détection du stress; - applications à l'élevage.