Brevet FR2889435A1 — publié le 20070209

Article chaussant de surveillance médicale La présente invention concerne un article chaussant de surveillance médicale. La surveillance médicale de personnes dans leurs activités ou situations habituelles est utile dans de nombreuses situations, dans lesquelles le moyen de surveillance ne doit pas gêner ou perturber la vie du sujet surveillé. De plus la surveillance et l'assistance médicales doivent être quasipermanentes dans des cas où le patient court un danger pouvant survenir de manière aléatoire dans son activité ou sa situation et pouvant nécessiter une prompte assistance. De tels cas se présentent par exemple avec des nouveaux-nés risquant la mort subite inexpliquée du nourrisson, ou de jeunes enfants atteints de pathologies cardio-respiratoires. La surveillance médicale quasi continue nécessite de poser de façon durable sur le patient des capteurs biomédicaux en rapport avec la pathologie ou le risque surveillé. Par exemple les fonctions cardiorespiratoires sont très fréquemment surveillées au moyen d'un électrocardiogramme (ECG) et de la mesure de la saturation en oxygène du sang ( par oxymètre de pouls). Les solutions connues pour l'ECG consistent à utiliser en général des électrodes collées sur la peau pour la saisie des électrocardiogrammes. Les électrodes collées permettent d'obtenir une bonne qualité du signal électrocardiographique, mais un temps d'installation sur le patient est nécessaire; de plus les électrodes collées provoquent des réactions dermiques et doivent être changées périodiquement. Les électrodes collées ne sont donc pas adaptées pour les patients cités plus haut, tels que les nourrissons par exemple. Dans des dispositifs actuellement disponibles pour surveiller les nourrissons et prévenir la mort subite inexpliquée, des capteurs sont fixés à un vêtement ou collés sur la peau du bébé, et un câble électrique relie le vêtement et donc le bébé) à un boîtier extérieur proche qui fournit l'énergie et recueille les données des capteurs. Ce câble de liaison constitue une gène et un danger pour le bébé et son entourage, en particulier lors des actes réguliers d'entretien, d'hygiène et de nutrition. D'autre part les capteurs de mesure de saturation du sang en oxygène, comme les capteurs ECG, sont la source de nombreux bruits parasites qui créent des artefacts lorsque le capteur ou l'électrode se déplace par rapport à la peau sous l'effet des mouvements du corps du sujet. La localisation et la fixation de tels capteurs sur la peau sont donc des conditions difficiles à réaliser pour obtenir des signaux exploitables et interprétables. Elles sont habituellement résolues en ayant recours à des matériaux adhésifs tels que des bandes adhésives connues sous le nom commercial de sparadrap bien connues dans le milieu médical pour fixer les capteurs d'oxymétrie, de température cutanée ou d'activité, et en y ajoutant un gel conducteur lorsqu'il s'agit d'électrodes ECG par exemple. Tous ces modes de fixation présentent les inconvénients cités plus haut. Une solution au problème de la localisation et de la fixation d'un capteur d'oxymétrie de pouls sur un nourrisson a été décrite dans le brevet US 6,047,201 qui propose de fixer le capteur sur le gros orteil du pied du nourrisson, de le maintenir par une structure textile élastique qui enveloppe le pied, et de fixer un moyen de transmission des signaux par radio, sur le dessus du pied, à proximité des piles électriques d'alimentation du capteur et de l'émetteur radio. Cette solution comporte plusieurs inconvénients: i)tous les capteurs d'oxymétrie de pouls nécessitent pour leur fonctionnement une carte électronique reliée par un câble au capteur et qui, même miniaturisée avec les moyens modernes, reste de dimensions importantes par rapport aux dimensions du pied d'un nouveau-né ; en conséquence, à cette carte qui doit être sur le pied, s'ajoutent une carte d'émission radio et les piles; cet ensemble encombrant constitue sur le dessus du pied du bébé une protubérance source potentielle de blessure, car un bébé dans ses mouvements naturels frotte fréquemment et énergiquement ses pieds l'un contre l'autre; ii) les piles ou batteries peuvent avoir des pertes de liquide ou de gaz toxiques pour la peau: leur position sur le dessus du pied expose le bébé à ces émanations et écoulements de produits corrosifs. Pour résoudre ces problèmes et éviter les inconvénients précités, l'invention propose un article chaussant de surveillance médicale d'un patient applicable en particulier aux nouveaux-nés et jeunes enfants, aux essais cliniques et aux personnes souffrant de douleurs ou malformations des pieds, comprenant des capteurs non invasifs, des cartes électroniques de traitement des signaux issus des capteurs, des moyens de transmission sans fil des données élaborées par les cartes électroniques à partir des signaux des capteurs, vers des moyens d'enregistrement et de suivi des mesures, et une source d'alimentation électrique ( piles ou batteries), caractérisé en ce que les cartes électroniques, les moyens de transmission sans fil et la source d'énergie sont contenus dans la semelle de l'article chaussant ( chausson, chaussette, sandale, sandalette ou chaussure par exemple), les capteurs étant appliqués contre la peau du pied et/ou de la cheville par l'article chaussant, sans utilisation d'une substance adhésive. La localisation dans la semelle de tous les composants électroniques et de la source d'énergie libère complètement la surface du pied et de la cheville pour y installer les capteurs aux endroits les plus adaptés sur le plan physiologique et pour intégrer dans l'article chaussant des moyens de réglages de la pression qui doit être exercée sur les capteurs pour limiter les artefacts dus aux mouvements du pied. Ces moyens de réglage procurent un positionnement et un appui corrects des capteurs sur la peau et rendent superflue une fixation par substances adhésives, ou l'application de gel conducteur pour les électrodes ECC. Les cartes électroniques localisées dans la semelle n'introduisent pas de raideur particulière dans l'article chaussant, car elles peuvent être souples en elles-mêmes, en utilisant par exemple des supports souples tels que le Mylar ou le Kapton connus des électroniciens. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, faite à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue de côté d'un article chaussant 5 selon l'invention; - la figure 2 est une vue en coupe de l'avant-pied de l'article chaussant. La figure 1 est un vue de côté d'une chaussure pour bébé ou jeune enfant ou pour adulte comprenant un avant-pied 1, une semelle 2, une talonnière 3, une patte de serrage 4 de la largeur et de la hauteur de l'avant-pied 1, et des lacets de serrage 5 qui agissent sur la talonnière 3. Les réglages sont réalisés ainsi sur cet exemple: à l'avant la patte 4 est rabattue sur l'avant-pied pour obtenir le serrage convenable et tient sur sa position par accrochage de sa face inférieure sur l'avant-pied 1 au moyen de velours et crochets textiles connus sous la marque Velcro par exemple; à l'arrière le coup de pied et la cheville du sujet sont maintenus par la talonnière 3 et un coussinet de confort 6, le serrage convenable étant obtenu en tirant ou en relâchant les lacets 5, qui sont retenus dans la position choisie par un anneau de verrouillage 7 et son verrou à ressort 8 qu'on peut se procurer aisément dans le commerce des articles de sport. Le coussinet 6 est fixé sur la talonnière et contient une garniture intérieure en matière élastique et souple telle que de la mousse synthétique; l'effet de cette matière est de pousser de manière confortable le pied vers l'avant de l'article chaussant, où l'avant-pied 1 le maintient en position en limitant ses possibilités de mouvement grâce au serrage de la patte 4. La semelle 2 peut être elle-même garnie d'une matière semblable à celle du coussinet 6 pour augmenter la sensation de confort souple et élastique sans nuire au maintien du pied. On règle ainsi l'article chaussant avec seulement deux moyens de réglage indépendants, de façon très ajustée et confortable autour du pied et de la cheville du sujet, ce qui permet de maintenir les capteurs au contact du pied et de la cheville sans compression excessive tout en limitant les possibilités d'artefacts des capteurs dus aux mouvements relatifs avec lapeau du sujet et en limitant également les effets éventuels de contention sur la circulation sanguine dans le pied. Les moyens de réglage sont répartis dans l'article chaussant et s'appliquent sur des larges surfaces du pied et/ou de la cheville. Ces réglages permettent d'adapter aisément l'article chaussant aux formes très variées des pieds dans une même pointure et d'utiliser le même article pour plusieurs pointures. La figure 2 est une vue en coupe de la chaussure au niveau de l'avantpied 1, montrant les dispositions, selon l'invention, d'un capteur 17, des cartes électroniques et de la semelle. Un capteur 17 d' oxymétrie de pouls est installé avec sa diode photo-émettrice 10 fixée sur le dessus de l'avant-pied et son photo-récepteur 11 fixé sur la semelle 2. Le capteur 17 est fixé de manière amovible sur le textile de l'avant-pied et de la semelle par une pièce de textile élastique 18 réalisée avec des fils élastiques par exemple du type Lycra ou Elasthanne , et rapportée par couture sur le dessus de la semelle et sur l'intérieur de l'avant-pied, la couture comprenant une ouverture permettant d'introduire ou retirer le capteur du côté de la semelle. La pièce textile 18 comprend aussi sur sa face des ouvertures pour laisser passer les parties du capteur qui doivent être en contact avec la peau. Le capteur est appliqué sur la peau sans matière adhésive, simplement en utilisant la pression exercée par le textile de l'avant-pied 1, par sa patte de réglage 4 et par l'élasticité de la pièce de maintien 18. Les cartes électroniques 13 du capteur et de l'émetteur radio sont dans le logement réalisé dans l'épaisseur de la semelle, dans laquelle un fente d'accès 9 a été pratiquée. Le capteur est relié à la carte 13 par un câble 12 qui traverse la semelle dans une ouverture 15. Une coque étanche 16 protège l'électronique 13 des souillures pouvant venir du sujet qui porte la sandalette, et en sens inverse protège le sujet d'éventuelles émanations toxiques de la pile 14. Les cartes électroniques, les moyens de transmission et la source d'énergie sont contenus dans un ou plusieurs boîtiers amovibles insérés dans le logement ou l'évidement de la semelle de l'article chaussant. Les dits boîtiers présentent une face étanche (16) vers la plante du pied. Le capteur, les cartes électroniques et les piles ainsi que les boîtiers contenant l'électronique et les piles, peuvent être aisément retirés manuellement de l'article chaussant et remis en place par la fente 9 dans la semelle, le capteur et son câble passant par l'ouverture 15. La fente 9 est refermée de manière réversible pendant l'usage de la chaussure par un moyen habituel, par exemple une fermeture à glissière ou analogue. Cette disposition permet de séparer puis de réunir la partie textile et les parties électroniques et facilite grandement les opérations de nettoyage ou lavage ou décontamination rendues nécessaires par l'usage de la chaussure: les parties textiles sont lavées selon les procédés habituels du textile sans contrainte particulière due à l'électronique, tandis que les parties électroniques sont décontaminées par ailleurs selon les procédés qui lui sont spécifiques. Dans des variantes de l'invention le capteur 17 peut être un électrode ECG, un capteur de pression, un capteur de température cutanée ou un capteur d'activité comprenant par exemple des accéléromètres, sans que cette liste puisse être considérée comme exhaustive. La fixation du capteur est réalisée amovible de la même façon que pour le capteur d'oxymétrie, à l'aide d'une pièce textile élastique ajourée et rapportée. La position des capteurs peut varier avec le type de capteur: par exemple une électrode sèche d'ECG, sans gel ni adhésif, peut être fixée sur la talonnière 3 ou de préférence sur le coussinet 6 pour obtenir un bon appui sur le tendon d'Achille. Un capteur de pression plat, tel qu'une petite vessie étanche remplie d'un gaz et raccordée à un manomètre piézo-électrique miniature fixé sur la carte 13 peut être installé sur la semelle ou à tout endroit où le podologue estime qu'il a besoin de connaître la pression locale exercée sur ou par une partie du pied. Une variante de capteur de pression est une semelle baropodométriqe constituée de résistances électriques variables sensibles à la pression, qui permet de relever la répartition des pressions d'appuis plantaires au sol et d'analyser la stabilité posturale. Un capteur d'activité utile pour connaître les mouvements et la position du pied et composé par exemple d'accéléromètres miniatures peut être installé à un endroit quelconque de la chaussure, car un tel capteur ne doit pas nécessairement être au contact de la peau. Un capteur de température cutanée constitué par exemple d'une résistance variable sensible à la température, peut être installé dans un endroit quelconque du pied ou de la cheville, mais en contact direct avec la peau. Revendications 1. Article chaussant de surveillance médicale d'un patient comprenant des capteurs non invasifs (17), des cartes électroniques (13) de traitement des signaux issus des capteurs, des moyens de transmission sans fil des données élaborées par les cartes électroniques à partir des signaux des capteurs, vers des moyens externes d'enregistrement et de suivi des mesures, et une source d'alimentation électrique (14) à piles ou batteries, caractérisé en ce que les cartes électroniques, les moyens de transmission sans fil et la source d'énergie sont contenus dans la semelle (2) de 1' article chaussant, les capteurs étant appliqués contre la peau du pied et/ou de la cheville par l'article chaussant, sans utilisation d'une substance adhésive. 2. Article chaussant selon la revendication 1, caractérisé en ce que des moyens de réglage (4, 5, 7) de la pression ou de la force d'application nécessaire des capteurs sur le pied et/ou la cheville sont incorporés à différents endroits de l'article chaussant. 3. Article chaussant selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de réglage sont répartis dans l'article chaussant et s'appliquent sur des larges surfaces du pied et/ou de la cheville, en limitant à la fois les mouvements relatifs des capteurs par rapport à la peau et les effets éventuels de contention sur la circulation sanguine dans le pied. 4. Article chaussant selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la semelle de l'article chaussant contient un logement ou évidement recevant les cartes électroniques, les moyens de transmission et la source d'énergie, et une ouverture (9) donnant accès à ce logement. 5. Article chaussant selon la revendication 4, caractérisé en ce que les cartes électroniques, les moyens de transmission et la source d'énergie sont contenus dans un ou plusieurs boîtiers amovibles insérés dans le logement ou l'évidement de la semelle de l'article chaussant. 6. Article chaussant selon la revendication 5, caractérisé en ce que les dits boîtiers présentent une face étanche (16) vers la plante du pied empêchant des éventuelles souillures venues du patient ou des piles de traverser cette face. 7. Article chaussant selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les capteurs sont amovibles dans l'article chaussant, et peuvent être retirés ainsi que les boîtiers contenant l'électronique et les piles, pour laver, nettoyer ou décontaminer séparément l'article chaussant et l'électronique et pour changer les piles. 8. Article chaussant selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'au moins un des capteurs (17) est un oxymètre de pouls servant à mesurer la saturation en oxygène. 9. Article chaussant selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'au moins un des capteurs est une électrode d'électro-cardiogramme. 10. Article chaussant selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'au moins un des capteurs est un moyen pour mesurer la pression exercée par des parties du pied sur le sol, ou mesurer la pression exercée par un article chaussant, sur des parties du pied du patient. 11. Article chaussant selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'au moins un des capteurs contient un ou plusieurs accéléromètres. 12. Article chaussant selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'au moins un des capteurs est une sonde de température cutanée.