Brevet FR2905587A1 — publié le 20080314

DISPOSITIF ET PROCEDE D'ANALYSE TEMPORELLE DE L'AGITATION D'UN PATIENT ALITE. La présente invention concerne un dispositif et un procédé d'analyse temporelle de l'agitation d'un patient alité. Les services hospitaliers de psychiatrie et de gérontologie ont souvent la charge de patients crieurs . Ce sont des patients qui, pour des raisons souvent difficiles à déterminer, se mettent brusquement à s'agiter dans leur lit et à crier pendant un temps indéterminé. La population de ces patients crieurs augmente régulièrement 10 avec l'augmentation de l'espérance de vie et de la prévalence des maladies liées à rage telles que la maladie d'Alzheimer. Ces patients représentent une charge très lourde pour le personnel soignant en perturbant par leurs cris la vie des services dans lesquels ils se trouvent. 15 Or l'étude de ces cris est actuellement très difficile dans la mesure où, pour essayer de trouver une cause à ces cris, il est nécessaire de pouvoir d'abord les quantifier en durée, en intensité et en temps. Jusqu'à récemment, cette quantification se basait uniquement sur des relevés manuels effectués par le personnel soignant avec le manque de fiabilité des 20 mesures associées à une telle méthode. Le document Aide technique à l'évaluation des patients crieurs alités , M. Schaff et al, ITMB. RBM 26(2005) 357-362 décrit un système de mesure basé sur un capteur infrarouge pour détecter l'agitation des patients et un microphone pour détecter les cris dont le volume dépasse un seuil 25 sonore préréglé. Ces données ainsi captées sont traitées de façon à pouvoir afficher les résultats sous forme d'un diagramme représentatif de la journée. Le personnel médical peut ainsi rechercher le traitement le mieux adapté pour minimiser les cris et l'agitation du patient. 2905587 2 Or le système décrit a l'inconvénient d'être très sensible à l'environnement du patient tel que les voix et bruits générés par les personnes se trouvant dans la pièce. Cet inconvénient rend le système impropre à une utilisation en milieu hospitalier ou de maison de santé dans 5 lequel il est impossible de garantir le silence. La détection des mouvements du patient par la caméra infrarouge a l'inconvénient de nécessiter une puissance de calcul relativement importante pour effectuer le traitement d'image permettant de discriminer un simple mouvement naturel, par exemple le patient se retourne dans son lit, de l'agitation manifestée par des mouvements brusques. Il est donc souhaitable de disposer d'un dispositif de mesure de l'agitation d'un patient qui soit suffisamment sélectif pour isoler les cris et l'agitation du patient alité des artefacts générés par l'environnement. II est également souhaitable que le dispositif ait un coût relativement faible afin de pouvoir équiper de nombreux lits. En effet, le document précité montre qu'il est souvent nécessaire d'enregistrer l'agitation du patient pendant de longues périodes avant de déterminer le traitement le plus adapté. Il est également souhaitable de disposer d'un dispositif qui soit 20 capable de différencier un simple mouvement d'une agitation brusque de façon simple et peu coûteuse. Afin d'aborder au mieux une ou plusieurs de ces préoccupations, dans un premier aspect de l'invention, un dispositif d'analyse temporelle de l'agitation d'un patient alité est présenté. Ce dispositif comporte des moyens 25 d'acquisition des cris du patient et des moyens d'acquisition des mouvements du patient. Ces moyens d'acquisition sont connectés à des moyens de stockage adaptés pour stocker les données acquises accompagnées d'un horodatage de celles-ci. Les moyens de stockage sont connectés à des moyens d'analyse et de présentation adaptés pour fournir 30 au personnel soignant une représentation de la fréquence et de la durée des cris et des mouvements du patient représentatif de l'agitation de celui-ci sur une plage de temps déterminée. Les moyens d'acquisition des cris 2905587 3 comportent un filtre passe bande adapté pour isoler les cris des paroles et des bruits ambiants. Dans un second aspect de l'invention, un procédé d'analyse temporelle de l'agitation d'un patient alité comporte les étapes de : 5 a. acquisition des cris du patient, et b. acquisition des mouvements du patient, c. stockage des données acquises accompagnées d'un horodatage de celles-ci, d. anallyse et présentation des données horodatées adaptées 10 pour fournir à un personnel soignant une représentation de la fréquence et de la durée des cris et des mouvements du patient représentatifs de l'agitation de celui-ci sur une plage de temps déterminé, caractérisé en ce que l'acquisition des cris comporte une 15 sous-étape de filtrage passe bande adapté pour isoler les cris des paroles et des bruits ambiants. D'autres caractéristiques de modes de réalisation particuliers sont décrits dans les revendications dépendantes. Ainsi, le filtrage en fréquence des sons permet avantageusement de discriminer aisément les cris du patient des bruits environnants. De même, l'utilisation d'un capteur de vibration simplifie avantageusement la détection des mouvements brusques et permet de n'utiliser que des moyens de calcul peu puissants, tels qu'un microcontrôleur 8 bits. On comprend qu'il est ainsi possible d'implémenter l'invention en utilisant des matériels communs et de bas prix permettant ainsi de fabriquer des dispositifs à bas coût. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en référence aux figures 30 en annexe dans lesquelles : - la figure 1 est une vue schématique d'un dispositif selon un mode de réalisation de l'invention ; et, 2905587 4 - la figure 2 est un ordinogramme du fonctionnement du dispositif de la figure 1 ; et - la figure 3 est une vue schématique de la chaîne de mesure dans un mode particulier de réalisation. 5 En référence à la figure 1, un patient 1 est alité dans un lit 2 appareillé d'un dispositif 3 d'acquisition des mouvements du malade. Ce dispositif 3 d'acquisition des mouvements est de préférence un capteur relié au bati du lit pour pouvoir capter les vibrations du lit générées par les mouvements du patient 1. 10 Un microphone 4 est installé de préférence au dessus du lit de façon à capter les bruits, et en particulier les cris, en provenance du patient 1. Le dispositif 3 d'acquisition de mouvements est relié à un filtre 5 en intensité. Ce filtre 5 est ajustable pour que seules les informations 15 correspondant à des vibrations supérieures à une intensité minimale prédéterminée soient transmises. Le microphone 4 est relié à un filtre 6 passe bande adapté pour isoler les cris de patient des bruits environnants tels que les voix du personnel soignant. 20 Les filtres 5, 6 sont reliées à une unité de traitement 7 comportant une horloge 8 permettant l'horodatage des informations acquises. Une unité de stockage 9 permet de mémoriser les informations. Pour la consultation, un terminal 10 comportant une interface homme-machine 11 est connecté à l'unité 9 de stockage par une liaison de 25 données 12 filaire ou sans fil. Le fonctionnement du dispositif d'analyse de l'agitation est le suivant, figure 2. Les vibrations du lit provoquées par les mouvements brusques du patient sont enregistrées en 20 par le capteur de vibration 3. Le signal généré par le capteur 3 est filtré en 22 par le filtre en intensité 5 afin de ne garder que les signaux correspondant à des gestes brusques d'une certaine amplitude et non les simples mouvements. 2905587 5 En parallèle, le microphone 4 enregistre en 24 les sons en provenance du lit 2. Le signal électrique correspondant généré par le microphone 4 est filtré en 26 par le filtre passe bande 6 afin de séparer les cris des bruits ambiants tels que les voix du personnel soignant. Le filtre 5 passe bande est paramétrable pour s'ajuster aux gammes de fréquence des cris du patient. On conçoit en effet que les cris d'une femme sont dans une gamme de fréquence plus aiguë que les cris provenant d'un homme. De même, le filtre passe bande 6 est avantageusement complété par un filtrage en intensité ne laissant passer que les sons supérieurs à une 10 puissance minimale. Les signaux générés par les cris, comme ceux générés par les mouvements brusques du patient sont stockés en 28 dans une base de données accompagnés de la date et de l'heure de leur enregistrement. Lorsqu'un médecin souhaite étudier le comportement du patient, il 15 utilise un terminal 10 qui peut être un simple ordinateur personnel ou un ordinateur de poche. Sur interrogation du médecin, le terminal récupère en 30, les données stockées et les présente au médecin par exemple sous la forme d'un graphique des épisodes de cris /agitations en fonction du temps. 20 Dans un mode de réalisation particulier, figure 3, le dispositif 3 d'acquisition de mouvement comporte un capteur piézo-électrique 40 de vibrations. Les signaux provenant du microphone et du capteur piezoélectrique sont filtrés par un filtre rejecteur 42, 44 à 50Hz puis amplifiés en 25 46, 48. Après arnplification, les signaux du capteur de vibration sont comparés à une tension ajustable dans un comparateur 50 dont la sortie est un signal numérique envoyé sur un monostable 52 retriggerable de façon à obtenir une impulsion de largeur calibrée minimale de 0,5s. Cette impulsion 30 déclenche une porte logique 54 recevant sur son autre entrée un signal d'horloge Clk de 4 096 Hz provenant d'un microcontrôleur 56. II en résulte 2905587 6 une suite plus ou moins longue d'impulsions, le nombre d'impulsions étant fonction de la durée de l'agitation. Cette suite d'impulsions arrive à l'entrée d'un compteur du micro contrôleur. A intervalle régulier, par exemple toutes les heures, le 5 microcontrôleur stocke dans un emplacement mémoire différent le contenu de ce compteur. Les signaux amplifiés du microphone sont dirigés sur l'entrée 58 d'un convertisseur analogique-numérique du microcontrôleur 56. La suite des valeurs numériques obtenues est alors traitée dans un filtre passe 10 bande numérique afin d'isoler les fréquences contenues dans les cris et de rejeter les fréquences contenues dans les paroles. Un paramétrage logiciel permet de sélectionner les cris de femme ou les cris d'homme. Le filtre passe bande fait avantageusement appel à la technique de la transformée en z qui permet d'obtenir une fonction de récurrence dont 15 tous les coefficients sont des entiers. Ainsi, il est possible d'utiliser un microcontrôleur 8 bits, donc faible coût, pour effectuer les calculs en peu de temps, typiquement de l'ordre de 100 us. Le signal audio est ainsi échantillonné à la fréquence maximale de 10kHz ce qui permet une bonne analyse spectrale du signal sonore. 20 Un commutateur permet de choisir entre les deux fréquences d'échantillonnage de 6kHz ou de 10kHz. Dans le premier cas, la bande passante du filtre, liée à la fonction de transfert mise en oeuvre, a une largeur de 1500Hz environ et est centrée sur environ 2500Hz. Dans le deuxième cas, la bande passante a une largeur 25 d'environ 900Hz et: est centrée sur environ 1500Hz. La première bande passante est plus particulièrement adaptée pour les voix de femmes alors que la seconde est plus adaptée aux voix d'homme. En sortie du filtre passe bande numérique, et si un cri est détecté, le 30 microcontrôleur envoie une impulsion à l'entrée d'un monostable retriggerable 60 qui commande une porte logique 62. Cette impulsion est générée en envoyant un signal numérique correspondant au cri filtré à un 2905587 7 convertisseur numérique analogique 64 dont la sortie est reliée à un comparateur 66. Comme pour les vibrations, cela permet de ne retenir que les cris ayant une certaine intensité. Selon la commande, cette porte logique 62 laisse passer une suite 5 plus ou moins longue d'impulsions d'horloge, la longueur de la suite étant proportionnelle à la durée des cris. La suite d'impulsions est dirigée sur l'entrée d'un second compteur du microcontrôleur. De la même façon que pour les agitations, le microcontrôleur c:ompte les impulsions qui parviennent sur ce compteur, à 10 intervalle régulier, par exemple heure par heure, et range le total dans des emplacements mémorisés particuliers. Lorsque le personnel médical souhaite obtenir les décomptes de cris et d'agitations du patient, il interroge le dispositif à l'aide de son unité de calcul et d'affichage graphique mobile (ordinateur de poche, ordinateur portable, 15 tablet pc ou smart phone équipés de la technologie Bluetooth). Une application installée sur l'unité mobile permet la liaison avec le dispositif via une connexion radio type Bluetooth. Les données étant téléchargées vers l'appareil mobile, les résultats sont affichés à l'écran sous la forme d'un double histogramme. 20 REVENDICATIONS 1. Dispositif d'analyse temporelle de l'agitation d'un patient alité comportant des moyens (4) d'acquisition des cris du patient et des moyens (3) d'acquisition des mouvements du patient, les moyens d'acquisition étant connectés à des moyens (9) de stockage adaptés pour stocker les données acquises accornpagnées d'un horodatage (8) de celles-ci, connectés à des moyens (10,11) d'analyse et de présentation adaptés pour fournir à un personnel soignant une représentation de la fréquence et de la durée des cris et des mouvements du patient représentatifs de l'agitation de celui-ci sur une plage de temps déterminée, caractérisé en ce que les moyens (4) d'acquisition des cris comportent un filtre (6) passe bande adaptés pour isoler les cris des paroles et des bruits ambiants. 2. Dispositif d'analyse selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'acquisition des mouvements comportent un capteur des vibrations du lit du patient. 3. Dispositif d'analyse selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens d'acquisition des mouvements comportent un filtre en intensité adapté pour que seules les vibrations ayant une intensité supérieure à un seuil prédéterminé soient stockées dans les moyens de stockage. 4. Dispositif d'analyse selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le filtre passe-bande comporte des moyens de sélection de bande passante entre deux bandes passantes prédéterminées. 5. Dispositif d'analyse selon la revendication 4, caractérisé en ce que les bandes passantes prédéterminées ont une largeur de bande d'environ 1500 2905587 9 Hz centrée sur 2500 Hz pour l'une et une largeur de bande d'environ 900 Hz centrée sur 1500 Hz pour la seconde. 6. Dispositif d'analyse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le filtre passe-bande est un filtre numérique basé sur la technique de la transformée en Z. 7. Procédé d'analyse temporelle de l'agitation d'un patient alité comportant les étapes de : a. acquisition (24, 26) des cris du patient, et b. acquisition (20, 22) des mouvements du patient, c. stockage (28) des données acquises accompagnées d'un horodatage de celles-ci, d. analyse et présentation (30) des données horodatées adaptées pour fournir à un personnel soignant une représentation de la fréquence et de la durée des cris et des mouvements du patient représentatifs de l'agitation de celui-ci sur une plage de temps déterminé, caractérisé en ce que l'acquisition des cris comporte une sous-étape de filtrage passe bande adapté pour isoler les cris des paroles et des bruits ambiants. 8. Procédé d'analyse selon la revendication 7, caractérisé en ce que le filtrage passe-bande comporte une étape préliminaire de sélection de bande passante entre deux bandes passantes prédéterminées. 9. Procédé d'analyse selon la revendication 8, caractérisé en ce que les bandes passantes prédéterminées ont une largeur de bande d'environ 1500 Hz centrée sur 2500 Hz pour l'une et une largeur de bande d'environ 900 Hz centrée sur 1500 Hz pour la seconde. 2905587 10 10.Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que l'étape d'acquisition des mouvements comporte une sous-étape d'acquisition des vibrations du lit du patient, suivie d'une sous-étape de filtrage en intensité adaptée pour que seules les vibrations ayant une intensité supérieure à un seuil prédéterminé soient stockées.