Brevet FR2853518A1 — publié le 20041015

La présente invention concerne un dispositif de surveillance à distance des paramètres physiologiques d'un individu, notamment destiné à des patients médicalisés, des sportifs, et toute personne dont on souhaite contrôler 5 l'activité physiologique sans nuire à sa liberté de mouvement. La présente invention s'adresse en premier lieu à des malades, et par exemple à ceux souffrant d'insuffisance cardiaque ou ayant subi une intervention chirurgicale 10 cardiaque. On sait en effet que la réadaptation ambulatoire s' appliquant à des malades en sortie de clinique est importante dans ce type de thérapie. On a en effet constaté que cette réadaptation, suite à une angioplastie permet d'éviter une proportion importante de 15 rechute si elle est effectuée de façon assidue et contrôlée. Cependant, pour des raisons simplement d'ordre pratique, cette réadaptation n'est effectuée que par un pourcentage très faible de patients. En effet, une telle réadaptation est effectuée dans 20 des centres spécialisés (clinique, hôpital, ... ) sous surveillance médicale. Pour poursuivre sous surveillance sa réadaptation le patient est donc contraint à des déplacements périodiques, parfois quotidiens, dans un centre spécialisé o il effectue les exercices de 25 rééducation spécifiques à sa pathologie, ceci sous la surveillance d'un représentant du corps médical. La présente invention a pour but de proposer un dispositif permettant à de tels malades d'effectuer à domicile les exercices de rééducation équivalents à ceux 30 pratiqués en milieu hospitalier, et ceci sans sacrifier ni à la sécurité, ni à l'efficacité puisque cette rééducation pourra toujours s'effectuer sous le même type de contrôle médical que précédemment. La présente invention est également intéressante dans le domaine sportif lorsqu'il est important de surveiller 5 un athlète, par exemple au cours de ses séances d'entraînement, afin de suivre les évolutions de ses paramètres physiologiques. Ainsi, un entraîneur aura la possibilité de surveiller à distance le rythme cardiaque de plusieurs athlètes en cours d'entraînement et aura la 10 possibilité, dans l'hypothèse o cela s'avèrerait nécessaire de réaliser en temps réel par exemple un électrocardiogramme de tel ou tel athlète au cours de ce même entraînement. Dans un mode de mise en òuvre spécifique de la 15 présente invention, l'utilisateur aura même la possibilité d'intervenir directement et vocalement auprès de l'athlète, de lui intimer des ordres ou des conseils et de recueillir les commentaires verbaux de celui-ci. La présente invention est également intéressante pour 20 suivre à distance l'évolution des paramètres physiologiques de travailleurs isolés en milieu difficile, et notamment leur rythme cardiaque et plus précisément leur électrocardiogramme. La présente invention trouvera également des 25 applications dans le domaine militaire o elle permettra de suivre l'évolution des paramètres physiologiques de militaires en cours d'intervention. Le contrôleur, ou les moyens de contrôle situés à distance, auront ainsi la possibilité d'intervenir directement sur le mode de mesure 30 effectué sur tel ou tel soldat particulier. Il sera ainsi possible au contrôleur de suivre un ensemble de soldats en cours d'opération, de déceler par une variation brutale de leur rythme cardiaque, une blessure éventuelle de l'un d'entre eux et, en agissant sur le sélecteur 15, de basculer de la position de mesure du rythme cardiaque vers 5 la mesure d'un électrocardiogramme, de façon à suivre alors de façon plus précise le soldat en difficulté et faire éventuellement appel aux secours d'urgence si nécessaire. La présente invention a ainsi pour objet un 10 dispositif de surveillance des paramètres physiologiques d'un individu du type comportant des moyens capteurs de ces paramètres physiologiques, des moyens d'acquisition de ceux-ci, des moyens de contrôle à distance, les moyens d'acquisition et les moyens de contrôle à distance étant 15 reliés entre eux par des moyens de mise en communication de ces derniers, caractérisé en ce que les moyens d'acquisition comportent différents modes de mesure des paramètres physiologiques, ainsi que des moyens de sélection aptes à être commandés par les moyens de 20 contrôle à distance, de façon à effectuer un choix du mode de mesure souhaité pour un individu particulier dans telle situation particulière. Ce dispositif pourra avantageusement comporter des moyens permettant de mettre en communication phonique, les 25 moyens d'acquisition et les moyens de contrôle à distance. Les moyens d'acquisition pourront être disposés sur une ceinture/baudrier constituée de deux bandes souples qui comportent sur leur face verso des capteurs aptes à être appliqués contre le corps de celui-ci. Dans un mode de mise en oeuvre intéressant de l'invention le dispositif comporte des moyens aptes à établir une communication phonique entre les moyens d'acquisition et les moyens de contrôle à distance. On décrira ci-après, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de la présente invention en référence au dessin annexé sur lequel: - La figure 1 est une vue schématique montrant le fonctionnement d'un dispositif de surveillance suivant l'invention. -La figure 2 est une vue en plan d'un exemple de 10 réalisation sur le plan pratique d'un tel dispositif de surveillance. - La figure 2a est une vue partielle d'une variante de mise en oeuvre de la figure 2. - La figure 3 est une vue en plan d'une ceinture 15 support d'un élément du dispositif suivant l'invention. - La figure 4 est une vue schématique d'un mode de mise en oeuvre d'un circuit électronique utilisé dans le dispositif suivant l'invention. On a représenté de façon schématique sur la figure 1 20 un patient 1 dont le torse est équipé de capteurs 3 qui sont reliés à un module d'acquisition 5 qui est pourvu d'un circuit de communication avec l'extérieur de type dit " Bluetooth". Le dispositif suivant l'invention comporte également des moyens de contrôle 7, ici constitués d'un 25 microordinateur, qui sont également équipés de moyens de communication de type " Bluetooth " de sorte que le module d'acquisition 5 et les moyens de contrôle 7 peuvent communiquer entre eux aussi bien en émission qu'en réception. Les capteurs 3 ainsi que le module d'acquisition 5 peuvent être supportés par une ceinture 11 qui sera décrite en détails ci-après. On a représenté sur la figure 2 un module 5 d'acquisition 5. Ce module est relié aux capteurs 3 qui adressent leur données à un circuit d'enregistrement 13 qui est apte à déterminer les paramètres physiologiques du patient, par exemple son rythme cardiaque, ou à restituer les voies d'électrocardiogrammes avec les capteurs 3 du 10 différentes mesures disposées sur le torse de celui-ci et qui sont nécessaires à la réalisation de la mesure d'un électrocardiogramme. Le module 5 comprend également un sélecteur 15 qui est destiné à permettre, à partir d'une commande envoyée à partir des moyens de contrôle 7, de 15 commander la sélection d'un type de mesures spécifiques. Dans le mode de mise en oeuvre représenté sur la figure 2 le sélecteur 15 est en mesure d'activer soit un circuit de mesure du rythme cardiaque 16, soit une ou plusieurs voies de mesure d'électrocardiogramme 17. Les données recueillies dans le circuit d'enregistrement 13 sont traité par celui des deux circuits 16 ou 17 qui a été sélectionné par le sélecteur 15 puis sont envoyées à un système de communication 19 dit "Bluetooth" qui, les communiquent par une transmission sans 25 fil au micro-ordinateur 7. Une fois les informations 20 stockées dans celui-ci, un logiciel approprié permet de les traiter au gré du "contrôleur". Comme mentionné précédemment, ce dernier, dont la qualification dépend du type du sujet sous surveillance, et qui peut être suivant 30 les cas un cardiologue, un médecin, un entraîneur, etc... a la possibilité d'intervenir en agissant à distance sur le sélecteur 15 pour déterminer le type de mesures à réaliser. Ce " contrôleur " peut être également un logiciel d'expertise interprétant les signaux transmis et pouvant commander à distance la configuration du module 5 selon les besoins et éventuellement alertant un " contrôleur " spécialisé humain. Dans l'exemple représenté sur les figures 1 et 2, la communication entre le module d'acquisition 5 et les moyens de contrôle 7 est une communication courte distance qui peut donc s'effectuer directement entre le module 10 d'acquisition 5 et le micro-ordinateur 7 en utilisant la liaison dite "Bluetooth". Lorsqu'il s'agit d'un communication longue distance celle-ci peut être relayée par un téléphone de type portable 18, ainsi que représenté sur la figure partielle 2a. La visualisation des signaux par les moyens de contrôle 7 peut bien entendu se faire au moyen d'un microordinateur ainsi que représenté sur les figures 1 et 2, mais elle peut également s'effectuer sur PDA, ardoise électronique etc... On décrira ci-après un exemple d'utilisation appliqué à un sportif amateur désirant avoir ses performances contrôlées à distance, par exemple par un cardiologue. Pour ce faire le sportif 1 met en place la ceinture 11 et met sous tension le module d'acquisition 5 et son 25 téléphone portable 18 (GSM/GPRS). Au cours des exercices qu'il effectue ensuite, son rythme cardiaque est recueilli par les capteurs 3, et le circuit de saisie 13 et de rythme cardiaque 16 puis sont transmis par la liaison "Bluetooth" au téléphone GSM/GPRS 18 qui les retransmet au 30 modem du micro-ordinateur 7 dans lequel elles sont à la fois enregistrées et retransmises sur l'écran o elles sont soumises à l'observation du cardiologue. On notera que celui-ci peut, dans le même temps, réaliser le contrôle du rythme cardiaque de plusieurs 5 sportifs pouvant se trouver en des endroits très divers. S'il advient qu'au cours de la séance d'entraînement le rythme cardiaque de l'un de ces sportifs se trouve très gravement perturbé, le cardiologue peut alors émettre au moyen de son micro-ordinateur 7 un signal envoyé par son 10 modem GPRS, reçu par le téléphone portable 18 et transmis par celui-ci par la liaison "Bluetooth" 19 qui agit sur le sélecteur 15, de façon que celui-ci sélectionne un nouveau circuit opérationnel 17 à la place du circuit opérationnel 16, si bien que désormais on enregistre non plus le rythme 15 cardiaque du sportif mais son électrocardiogramme avec un nombre de voies configurable. Comme précédemment, celui-ci est alors retransmis ainsi que décrit précédemment, au cardiologue. Dans une variante de mise en oeuvre de l'invention, on 20 adjoint au module d'acquisition 5, un module de communication phonique permettant, par l'intermédiaire du téléphone portable 18 et de la liaison "Bluetooth" d'assurer une communication phonique entre l'individu mis sous surveillance et le contrôleur. Dans le cas du sportif 25 pris en exemple précédemment, le cardiologue sera ainsi en mesure de délivrer à celui-ci des conseils lors de l'évolution de son rythme cardiaque, de même que le sportif sera également à même de donner ses propres commentaires sur les sensations qu'il ressent. On a représenté sur la figure 3 un exemple de mise en oeuvre d'une ceinture 11 qui est constituée de deux bandes souples transversales lla qui sont situées de part et d'autre du module d'acquisition 5. Les deux bandes lla sont pourvues, sur leur face verso, d'électrodes 3 qui sont destinées à être maintenues en contact avec la peau du patient. Les bandes lla comportent à leurs extrémités 5 des trous lia qui permettent de doter la ceinture il d'un lien de fixation 23. La ceinture Il est munie également d'un connecteur de branchement de l'électrode de référence permettant de travailler en mode différentiel à réjection de mode commun. La ceinture peut comporter également un 10 autre connecteur 5' pour y connecter un module complémentaire d'électrodes sous forme de patch ou de ceinture additionnelle permettant ainsi d'augmenter le nombre de voies de l'électrocardiogramme. On décrira ci-après un module d'acquisition 5 en 15 regard de la figure schématique 4. On sait qu'un spectre utile d'un signal d'électrocardiogramme s'étale de 0,05 Hz jusqu'à un minimum de 80 Hz environ. On sait également qu'un signal d'électrocardiogramme est un signal qui est fragile dans la mesure o il subit un certain nombre de 20 perturbations. Il subit ainsi les perturbations relatives au rayonnement à 50 Hz dues à l'environnement ambiant qui est capté par le corps humain et en conséquence par les électrodes 3 et les câbles de liaison de celles- ci au circuit électronique 13. On notera que l'amplitude de cet 25 élément perturbateur peut aller jusqu'à environ 100 fois celle du signal utile d'électrocardiogramme. Un autre élément perturbateur résulte de l'activité musculaire du corps dans la mesure o le coeur n'étant pas un muscle unique, son signal se trouve de ce fait perturbé par tous 30 les autres courants induits par les muscles annexes. Enfin, le phénomène de la respiration entraîne une déformation régulière du thorax qui a pour effet de déplacer les électrodes 3 par rapport au coeur et donc de modifier en permanence les points de mesure. Suivant l'invention, la bande choisie ici de 0,05 Hz à 100 Hz et le signal analogique sera échantillonné à 250 Hz avec une 5 résolution de 12 bits minimum. Comme on l'a indiqué précédemment, le rapport entre le signal utile d'électrocardiogramme qui est de quelques millivolts en entrée et le bruit apporté par le 50 Hz est d'environ 100. On réalisera donc une réjection du 50 Hz avant l'étape de 10 conversion numérique de façon à limiter la capacité du convertisseur. Dans ce mode de mise en òuvre, la ceinture 11 comporte trois électrodes, à savoir deux électrodes 3 et une électrode neutre 3'. Les signaux électriques captés 15 par ces électrodes sont amenés aux entrées différentielles a et b d'un ampli opérationnel différentiel 25 et les signaux en sortie c de celui-ci traversent un filtre 27 à 125 Hz permettant d'éviter le repliement de spectre lors d'une conversion analogique-numérique. Les signaux 20 traversent ensuite un filtre 29 réjecteur du 50 Hz et de ses harmoniques, puis les signaux sont admis dans un convertisseur analogique/numérique 31 duquel ils sont acheminés dans un microprocesseur 33 en communication avec la liaison "Bluetooth" 19. Le dispositif comporte un détecteur d'impulsions 35 qui court-circuite le convertisseur analogique numérique 33 lorsque le système effectue une mesure, simple, du rythme cardiaque de l'individu, ce qui permet de ménager sa consommation en énergie. Suivant l'invention, le dispositif comporte également un sélecteur 15 qui permet, à réception d'un signal - 10 provenant du contrôleur, de passer d'une mesure du rythme cardiaque à une mesure d'électrocardiogramme. On pourrait bien entendu suivant l'invention remplacer pour des situations particulières le contrôleur 5 personne physique par des moyens logiciels aptes, par exemple, à détecter une variation suspecte du rythme cardiaque et à faire basculer le sélecteur 15 sur une position plus appropriée telle que par exemple une mesure d'électrocardiogramme. REVENDICATIONS 1.- Dispositif de surveillance des paramètres physiologiques d'un individu, du type comportant des 5 moyens capteurs (3,3') de ces paramètres physiologiques, des moyens d'acquisition (5) de ceux-ci, des moyens de contrôle à distance (7,9), les moyens d'acquisition (5) et les moyens de contrôle à distance (7,9) étant reliés entre eux par des moyens de mise en communication (19,18), 10 caractérisé en ce que les moyens d'acquisition (5) comportent différents modes de mesure (16,17) des paramètres physiologiques, ainsi que des moyens de sélection (15) aptes à être commandés par les moyens de contrôle à distance (7,9), de façon à effectuer un choix 15 du mode de mesure souhaité pour un individu particulier dans une situation particulière. 2.- Dispositif de surveillance selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (5') aptes à établir une communication phonique entre les moyens 20 d'acquisition (5) et les moyens de contrôle à distance (7,9). 3.- Dispositif de surveillance suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens d'acquisition (5) sont disposés sur une ceinture/baudrier 25 (11) constituée de deux bandes souples (lia) qui comportent sur leur face verso des capteurs (3,3') aptes à être appliqués contre le corps de l'individu. 4.- Dispositif de surveillance suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la 30 ceinture/baudrier (11) comporte des moyens de connexion - 12 aptes à relier le module d'acquisition (5) à des capteurs complémentaires.