Brevet FR2840794A1 — publié le 20031219

ce que le ou les elements amortisseurs (3) vent realises en silicone. La presente invention est relative a un equipement portable de mesure optique eVou de surveillance de la frequence cardiaque. Ii existe actuellement de nombreuses variantes d'equipements de ce type. Ils comportent une sonde optique destinee a etre placee sur une region de ia peau d'un utilisateur. Cette sonde comprend un emetteur rayonnant un flux lumineux dans le tissu de cette region et un recepteur capable de capter l'energie provenant du tissu (par exemple par reflexion sur ou par transmission a travers le tissu) dont les caracteristiques optiques varient en fonction de la circulation sanguine. Le signal fourni par le recepteur est analyse et debarrasse des artefacts dus notamment aux mouvements de l'utilisateur, a la lumiere ambiante, etc., dans une unite de traitement electronique dont ie signal de sortie peut etre rendu perceptible de toute maniere appropriee, par exemple par affichage sur un ecran, par restitution sonore ou autre. Le signal de sortie peut btre confronte a un seuil dont le franchissement par la frequence cardisque peut declencher une alarme. Un equipement presentant ces caracteristiques est decrit notamment dans EP 01203686.9 depose le 28 septembre 2001 et intitule >. Ce document decrit en particulier une sonde destinee a btre portee au poignet, le signal utile etant extrait grace a i'utilisation d'un dispositif de detection des mouvements du porteur. Dans une autre realisation connue, la sonde est incorporee dans une ceinture pectorale et le signal utile est transmis par radio a un dispositif d'affichage, tel celui d'une montre-poignet. L'invention a pour but de fournir un equipement du genre indique cidessus qui fournisse une information gable concernant la frequence cardiaque de son porteur, tout en etant commode d'uti,isation et particulierement adapte pour Gtre utilise par des personnel pendant ltexercice d'une activite, comme les sportifs, par exemple. L' invention a done pour objet un equipement portable caracterise en ce qu' il comprend en combinaison - un dispositif de mesure de la frequence cardiaque, - une unite de restitution sonore comprenant des moyens fournissant un signal representatif de la restitution sonore pour fournir a un transducteur sonore de ['information sonore, - ledit dispositif de mesure et ledit transducteur sonore etant montes au moins partiellement dans un ensemble con,cu pour etre fixe sur l'oreille d'un porteur de ltequipement, et - ladite unite de restitution sonore comprenant des moyens pour, le cas echeant, substituer audit signal representatif de la restitution sonore eVou superposer sur ce signal, un signal engendre a partir des signaux audit dispositif de mesure et representatif de ladite frequence cardiaque. Grace a ces caracteristiques, la fonction de mesure de la frequence cardiaque peut etre associee a celle d'un appareil de reproduction acoustique, comme un baladeur par exemple. De teds appareils de reproduction acoustique vent d'un usage tres repandu, notamment par les sportifs exer,cant ieur activite. L'information concernant la frequence cardisque est ainsi fournie en tent que complement au signal de reproduction acoustique, en general d'agrement, que le porteur de l'equipement a l'habitude d'ecouter. En outre, la presentation de cette information complementaire se fait par l'intermediaire d'une composante (I'oreillette) d'un equipement de reproduction acoustique qui est habituelie et qui se met en place sur ltoreille du porteur de ltequipement de la fa,con habituelle, la forme exterieure de la sonde placee sur l'oreille n'etant, a dessein, pas differente de celle d'une oreillette habituelle. En outre, la fonction de mesure de la frequence cardiaque est mise en ccuvre de fa,con tres discrete, ce qui peut etre ressentie comme un avantage par les utilisateurs de l'equipement. On notera enfin qutune oreillette se maintient en place sans probieme malgre les mouvements du porteur, tandis que la connectique entre l'oreillette et le botier du baladeur n'est egalement, du moins exterieurement, pas modifiee et necessite seulement un cable de connexion legerement modifie par rapport aux cables usuel. II peut done etre tres robuste. Selon d'autres caracteristiques avantageuses de ['invention: - ledit ensemble con,cu pour etre fixe sur l'oreille d'un porteur se presente sous la forme d'une oreiliette, presentant un botier iogeant ledit transducteur et destine a etre place devant ['embouchure du conduit auditif d'un porteur et une come solidaire du botier et destinee a etre placee derriere le pavilion de l'oreille d'un porteur, ledit dispositif de mesure etant loge au moins en partie dans ledit botier et au moins en partie dans ladite come; - ledit dispositif de mesure comprend un emetteur de rayonnement optiq ue et u n recepteu r de rayon nement o pti q ue places respectivement dan s led it bo^'tier et dans ladite come, le trajet lumineux entre eux pouvant ainsi passer a travers une portion du pavilion de l'oreille d'un porteur; - ledit emetteur de rayonnement optique comprend une pluralite de sources lumineuses emettant sur des longueurs d'onde distinctes, situees de preference dans le proche infrarouge; ledit recepteur comprend autant de groupes de detecteurs de rayonnement optique qu'il y a de sources de lumiere dans l'emetteur et ledit dispositif de mesure comprend egalement des moyens pour calculer la moyenne des signaux fournis par les detecteurs de chaque groupe; - lesdits moyens de substitutionisuperposition de ladite unite de restitution sonore comprennent au moins un circuit de mixage connecte pour recevoir ledit signal representatif de ia frequence cardisque fourni par ledit dispositif de mesure, ledit circuit de mixage etant connecte entre ledit transducteur sonore et lesdits moyens fournissant ledit signal representatif de ia restitution sonore; - ladite unite de restitution sonore comprend des moyens de synthese vocale connectes entre ladite sonde et ledit circuit de mixage; - I'equipement comprend un comparateur dont une premiere entree regoit le signal representatif de la frequence cardiaque et dont une seconde entree est reliee a un generateur de seuil dont le seuil est representatif d'une valeur predeterminee de la frequence cardiaque, et dont la sortie est reliee audit circuit de mixage pour envoyer dans ledit transducteur sonore une information d'alarme, lorsque ladite valeur predeterminee est depassee par ia valeur de la frequence cardiaque fournie par ledit dispositif de mesure; - un selecteur permet de choisir la reproduction dans ledit transducteur sonore soit de ladite information d'alarme, soit audit signal representatif de la frequence cardisque fournie par ledit dispositif de mesure; - ladite unite de restitution sonore comprend un lecteur d'un support d'information sonore tel qu'une cassette audio, un CD ou un DVD, connecte audit ensemble par un cable; ladite unite de restitution sonore comprend un microphone il constitue une prothese acoustique. D'autres caracteristiques et avantages de la presente invention appara^'tront au cours de la description qui va suivre, donnee uniquement a titre d'exemple et faite en se referent aux dessins annexes sur lesqueis: la figure 1 est une representation schematique d'un equipement portable permettant une reproduction acoustique combinee a la mise en ceuvre d'une fonction de mesure eVou de surveillance de la frequence cardiaque; la figure 2 est un schema synoptique de l'equipement represente sur la figure 1; et la figure 3 represente schematiquement un autre mode de realisation de linvention. La figure 1 represente un premier mode de realisation d'un equipement portable selon ['invention. Cet equipement comprend une premiere unite A destinee notamment a mesurer la frequence cardiaque et une seconde unite de restitution sonore B destinee notamment a assurer une reproduction acoustique, les deux unites etant connectees entre eiles par un cable C. Dans le mode de realisation represente, I'unite B est un lecteur de cassettes audio, de preference agence pour etre facilement porte par un utilisateur, comme cela est courant pour les appareils appeles couramment "baladeurs". Bien entendu, I'invention s'applique a d'autres appareils de reproduction acoustique, fonctionnant avec d'autres supports d'enregistrement connus tels que les CD, les DVD et autres. Le lecteur de cassettes B est de conception classique et n'est done pas decrit en detail. II suffit de noter simplement que ion complete son circuit electrique de reproduction acoustique avec des elements qui vent symboliquement representes sur la figure 1 par un bloc fonctionnel 1 a decrire par la suite. L'unite A se presente sous la forme d'une oreiliette comprenant un bo^'tier 2 de forme generale circulaire et destine a etre place dans le pavilion de l'oreille d'un utilisateur devant ['embouchure du conduit auditif, la face visible sur la figure 1 du botier 2 etant toumee vers cette embouchure. Le botier 2 de l'oreillette renferme egalement un transducteur sonore indique symboliquement par le cercle en pointilles 3. Ce transducteur est classique, tout modele connu disponible sur le marche pouvant convening Le bo^'tier 2 est solidaire d'une come 4 dont la partie d'extremite libre est destinee a venir staccrocher derriere le pavilion de ltoreilie d'un utilisateur, comme cela est courant pour les oreillettes utiiisees avec les baladeurs du commerce. Un emetteur de rayonnement optique 5 est place dans la come 4 de maniere telle que le rayonnement emis soit dirige vers le bo'^tier 2. En d'autres termes, en considerant la figure 1, cet emetteur 5 est place dans la face non visible de la come 4. Un recepteur de rayonnement optique 6 est dispose dans le botier 2 de telle maniere qu'il puisse capter la composante du rayonnement optique provenant de I'emetteur 5 et ayant traverse ltepaisseur du pavilion de l'oreille. Par consequent, la composante de rayonnement re,cu est fonction des variations des caracteristiques optiques de la portion du pavilion a travers laquelle passe ce rayonnement, variations qui vent dues notamment a celles de la circulation sanguine dans le pavilion. La variation du signal electrique delivre par le recepteur 6 est done representative notamment de la pulsation du sang et done, de la frequence cardiaque. Le botier 2 peut etre revetu d'un tampon 7 en matiere mousse (qui n'est represente que partiel lement) afin de proteger la partie de lt oreil le entou rant ['embouchure du conduit auditif externe. Un dispositif accelerometrique 8 mesurant ['acceleration selon trots axes est place dans la come 4. Son role sera commente par la suite. La figure 2 represente un schema fonctionnel de l'equipement represente sur la figure 1. On volt que ['unite A comprend le transducteur de restitution sonore 3 et une sonde de mesure 10. La sonde de mesure 10 comprend l'emetteur 5, le recepteur 6 et le dispositif accelerometrique 8. L'emetteur 5 comprend une ou plusieurs (deux dans le cas represente) sources de rayonnement optique 12 et 13 emettant, par exemple, sur des longueurs d'onde differentes, en ['occurrence deux longueurs d'onde X, et \2. Ces sources irradient une portion P du cartilage du pavilion de lioreiile. Comme deja decrit, le recepteur 6 est situe du cote oppose de cette portion P du pavilion de ltoreille, lorsque l'oreillette est en place sur celle-ci. En correspondence avec chaque source 12, 13, le recepteur 6 comprend une pluralite de detecteurs optiques, 14 et 15 respectivement, dont les gammes de sensibilite vent ajustees sur les longueurs d'onde respectives des sources 12 et 13. Selon une variante de realisation, les sources 12 et 13 vent modulees par un signal de commande de maniere a etre actives alternativement. Des recepteurs 14 et 15 a large bande peuvent alors etre utilises et un demultiplexage temporel permettra de retrouver les deux signaux optiques de longueur d'onde \, et \2 Dans le mode de realisation prefere de ['invention, les longueurs dondes X, et \2 utilisees vent situees dans le proche infra-rouge, les sources etant constituees par des diodes electroluminescentes et les detecteurs par des diodes photosensibles. Les sorties des groupes de detecteurs 14 et 15, du dispositif accelerometrique 8 et du transducteur 3 vent reliees par un cable C a une section de traitement designee par la reference generale 9 et etant integree dans le bloc fonctionnel 1 incorpore dans ['unite B. Dans le contexte de la presente invention on designe l'ensembie de la section de traitement 9 et de la sonde 1Q par "dispositif de mesure de la frequence cardiaque". Les groupes de detecteurs 14 et 15 vent relies respectivement a des moyens de filtrage et de conformation de signal 16 et 17 prevus dans la section de traitement 9. Le filtrage peut etre realise par un filtre passe-bande analogique d'une bande passante de 0,5 a 10 Hz, par exemple. La conformation des signaux peut impliquer un moyennage sur les signaux analogiques fournis par chaque groupe de detecteurs 14 et 15, ainsi qu'une amplification adequate des signaux. Les signaux engendres par le dispositif accelerometrique 8 vent appliques a des moyens de filtrage et de conformation de signal 18 qui assurent un filtrage et une amplification de ces signaux, le filtrage etant realise a ['aide d'un filtre passe bande analogique dont la bande passante peut etre de 0,5 a 10 Hz, par exemple. Les signaux ainsi traites issus des blocs 16 et 17 vent appliques a un circuit d'elimination d'artefacts 19 dans lesquels ils subissent une conversion analogique/numerique, ainsi qu'un traitement d'elimination d'artefacts qui peut etre celui decrit dans le document WO 99/32030. Ce traitement connu en soi consiste essentiellement a discriminer dans les signaux ceux dus aux battements cardiaques de ceux resultant des autres variations de l'ecoulement sanguin. Dans un bloc 20, les signaux issus des blocs 18 et 19 vent ensuite traites pour une analyse pendant laquelle vent elimines les artefacts dus aux mouvements du porteur de l'equipement. Cette analyse est decrite en detail dans la demande de brevet europeen precise notamment a propos de la figure 4 de ce document auquel on pourra se referer pour plus de detail. Le signal issu du bloc d'analyse 20 est applique a un bloc 20', lequel effectue un calcul d' estimation de la frequence cardiaque en determinant, par exempie, la frequence des pies d'intensite du signal issu du bloc 20. Le signal de sortie du bloc 20', apparaissant sur une borne 21, est ainsi representatif du battement ou de la frequence cardiaque, signal qui est debarrasse de tous les artefacts pouvant influencer le resuitat de la mesure. Comme indique precedemment, I'unite B de restitution sonore est connectee au transducteur 3 par l'intermediaire du cable C. Dans ce dernier, il est prevu egaiement des conducteurs d'alimentation de ['unite A a partir de la source d'energie (non representee) se trouvant classiquement dans ['unite de restitution sonore B. II est a noter que cette unite B peut etre agencee pour reproduire en stereo les informations sonores qutelle est destinee a reproduire a partir du support d'enregistrement que l'utilisateur y aura place. Par consequent, il peut etre prevu un deuxieme transducteur sonore se trouvant dans une deuxieme oreillette destinee a I'autre oreille du porteur, comme cela est classique dans le cas des baladeurs disponibles dans le commerce. Par souci de simplification, ces elements n'ont ete ni representes, ni decrits. Sur la figure 2, le bloc 22 symbolise ['ensemble des moyens permettant de fire un support d'enregistrement et de fournir un signal representatif d'une restitution sonore de ce qui est enregistre sur le support d'enregistrement; ces moyens etant classiques, ils ne vent pas decrits en detail. Selon ['invention, le signal apparaissant sur la borne 21 et representatif du battement cardisque detecte est superposable sur les signaux sonores provenant de l'enregistrement que l'utilisateur souhaite ecouter. A cet effet, le bloc fonctionnel 1 deja represente sur la figure 1 assure egalement diverges autres fonctionnalites que celles deja decrites, ces autres fonctionnalites etant mises en ceuvre dans les blocs representes a droite sur la figure 2. Ces fonctionnalites vent decrites a titre d'exemple pour illustrer le mode de realisation prefere de ['invention. Cependant celle-ci ne se limite pas a cette description, I' invention pouvant impliq uer soit des versions simplifiees, soit des versions plus complexes realisant des fonctionnalites complementaires. Ceci etant, dans la version representee, ia borne 21 est connectee d'abord a un synthetiseur vocal 23. Ce dernier est relic a un premier circuit de mixage 24 place sur le trajet de communication entre le bloc 22 et le transducteur 3. Ainsi le signal de frequence cardiaque peut etre superpose aux signaux sonores produits par le bloc de reproduction acoustique 22, par exemple avec une periodicite donnee que l'on peut eventuellement rendre reglable. La borne 21 est egalement raccordee a une premiere entree d'un comparateur 25 dont la sortie est reliee a un deuxieme circuit de mixage 26 place egal em ent su r le traet par l eque l transitent les signa ux son ores vers le tra nsd ucteu r 3. La deuxieme entree du comparateur 25 est connectee a un generateur de seuil 27 destine a determiner un seuil d'alarme correspondent a une valeur de frequence cardiaque jugee dangereuse pour le porteur de l'equipement. Le generateur de seuil 27 permet de preference un reglage de ce seuil d'alarme. Par consequent, lorsque la frequence cardiaque mesuree depasse le seuil d'alarme, un signal d'alarme peut etre superpose aux signaux sonores transmis vers le transducteur 3. De preference, les fonctions de synthese vocale et de comparaison a un seuil d'alarme que l'on vient de decrire pourront etre choisies a volonte par le porteur de l'equipement. A cet effet, il est prevu un selecteur 28 accessible par exemple par une touche (non representee) prevue sur le botier de ['unite B. La borne 21 peut egalement etre connectee a un bloc fonctionnel 29 permettant d'enregistrer lievolution de la frequence cardisque afin de garder trace de celle-ci. Avantageusement, cet enregistrement pourra etre fait sur le support d'enregistrement qui est en cours de lecture dans le bloc 22 de ['unite B. Le bloc fonctionnel 29 peut etre connecte a une borne de sortie 30 de ['unite B par l'intermediaire de laquelle celle-ci peut etre connectee a un dispositif de traitement d'information exterieur (non represente) destine par exemple a une analyse med icale de l'enregistrement de la frequence card iaque. Enfin, il est prevu avantageusement un ecran d'affichage 31 (voir egalement la figure 1) destine a rendre visible le signal apparaissant sur la borne 21. La figure 3 represente un autre mode de realisation de ['invention dans lequel l'equipement constitue une prothese auditive. Dans ce cas, il est prevu une unite de restitution sonore 22A comprenant un microphone 32 captant le son ambient. Cette unite de restitution sonore 22A amplifie le signal du microphone et envoie le signal en resultant au transducteur 3 pour le porter a un niveau suffisant pour qu'un porteur maientendant puisse le percevoir. Cette transmission se fait par l'intermediaire d'au moins un circuit de mixage (non represente sur la figure 3) mais analogue aux circuits de mixage 24 et 26 representes sur la figure 2. Comme dans le mode de realisation des figures 1 et 2, la sonde de mesure A comprend un emetteur 5 et un recepteur 6 pouvant etre concus conformement a ce qui a deja ete decrit ci-dessus a propos de la figure 2. Wile coopere avec une section de traitement 9A qui peut etre analogue a la section de traitement g decrite ci-dessus. Comme le montre la figure 3, la prothese auditive est agencee dans une oreillette dont la structure est celle de l'oreillette deja decrite. Cependant, dans ce cas, I'ensemble des composants de liequipement et notamment la section de traitement 9A et l'essentiel des autres composants tels que les blocs 23 et 24 de la figure 2, est reparti dans ie botier 2 et la come 4 en etant alimente par une pile (non representee) comme cela est classique dans ia technique des protheses auditives. REVENDICATIONS 1. Equipement portable caracterise en ce qutil comprend en combinaison un dispositif de mesure de la frequence cardiaque (9, 10; 9A, 10A), - une unite de restitution sonore (B; 22A, 31) comprenant des moyens fournissant un signal representatif de la restitution sonore (22; 22A 31) pour fournir a un transducteur sonore (3) de ['information sonore, - ledit dispositif de mesure (9, 10; 9A, 10A) et ledit transducteur sonore (3) etant montes au moins partiellement dans un ensemble (2, 4) concu pour etre fixe sur l'oreille d'un porteur de l'equipement, et - iadite unite de restitution sonore (B; 22A, 31) comprenant des moyens (24, 26) pour, le cas echeant, substituer audit signal representatif de la restitution sonore etlou superposer sur ce signal, un signal engendre a partir des signaux audit dispositif de mesure (9, 10, 9A, 10A) et representatif de ladite frequence cardiaque. 2. Equipement portable suivant la revendication 1, caracterise en ce que ledit ensemble (2, 4) con,cu pour etre fixe sur itoreille d'un porteur se presente sous la forme d'une oreiliette, presentant un bo^'tier (2) logeant ledit transducteur (3) et destine a etre piace devant ['embouchure du conduit auditif d'un porteur et une come (4) solidaire du bo^'tier (2) et destinee a etre placee derriere le pavilion de l'oreille d'un porteur, ledit dispositif de mesure (9, 10; 9A, 10A) etant loge au moins en partie dans ledit bo^'tier (2) et au moins en partie dans ladite come (4). 3. Equipement portable suivant la revendication 2, caracterise en ce que ledit dispositif de mesure (9, 10; 9A, 10A) comprend un emetteur de rayonnement optique (5) et un recepteur (6) de rayonnement optique places respectivement dans ledit bo^'tier (2) et dans ladite come (4), le trajet lumineux entre eux pouvant ainsi passer a travers une portion (P) du pavilion de l'oreille dun porteur, 4. Equipement portable selon la revendication 3, caracterise en ce que ledit emetteur de rayonnement optique (5) comprend une pluralite de sources lumineuses (12, 13) emettant sur des iongueurs d'onde distinctes (71, X2), situees de preference dans le proche infrarouge. 5. Equipement portable selon la revendication 4, caracterise en ce que ledit recepteur (6) comprend autant de groupes de detecteurs de rayonnement optique (14, 15) qu'il y a de sources de iumiere dans l'emetteur (5) et en ce que ledit dispositif de mesure comprend egalement des moyens (16, 17) pour calculer ia moyenne des signaux fournis par les detecteurs de chaque groupe. 6. Equipement portable selon l'une quelconque des revendications 1 a , caracterise en ce que iesdits moyens de substitution/superposition de ladite unite de restitution sonore comprennent au moins un circuit de mixage (24, 26) connecte pour recevoir ledit signal representatif de la frequence cardiaque fourni par ledit dispositif de mesure (9, 10; 9A, 10A) , ledit circuit de mixage (24, 26) etant connecte entre ledit transducteur sonore (3) et lesdits moyens fournissant ledit signal representatif de la restitution sonore (22; 22A, 31). 7. Equipement portable selon la revendication 6, caracterise en ce que ladite unite de restitution sonore comprend des moyens de synthese vocale (23) connectes entre ladite sonde (9, 10; 9A, 10A) et ledit circuit de mixage (24). 8. Equipement portable selon l'une quelconque des revendications 6 et 7, caracterise en ce que qu'il comprend un comparateur (25) dont une premiere entree rec,oit le signal representatif de la frequence cardiaque et dont une seconde entree est reliee a un generateur de seuil (27) dont le seuil est representatif d'une valeur predeterminee de la frequence cardiaque, et dont la sortie est reliee audit circuit de mixage (26) pour envoyer dans ledit transducteur sonore (3) une information d'alarme, lorsque ladite valeur predeterminee est depassee par la valeur de la frequence cardisque fournie par ledit dispositif de mesure (9, 10, 9A, 10A). 9. Equipement suivant les revendications 7 et 8 prises ensemble, caracterise en ce qu'un selecteur (28) permet de choisir la reproduction dans led it transducteur sonore (3) soit de ladite information d'alarme, soit audit signal representatif de la frequence cardiaque fournie par ledit dispositif de mesure (9, 10). 10. Equipement selon l'une quelconque des revendications 1 a 9, caracterise en ce que ladite unite de restitution sonore comprend un lecteur (B) d'un support d'information sonore tel qu'une cassette audio, un CD ou un DVD, connecte audit ensemble (2, 4) par un cable (C). 11. Equipement selon l'une quelconque des revendications 1 a 9, caracterise en ce que ladite unite de restitution sonore (22A, 31) comprend un microphone (31) et en ce qu'ii constitue une prothese acoustique.