Brevet FR2929427A1 — publié le 20091002

Procédé d'évaluation de la santé et/ou de la forme, dispositif et produit programme d'ordinateur correspondants. 1. Domaine de l'invention L'invention relève du domaine de la surveillance médicale d'une personne. Plus précisément, l'invention concerne l'aide au diagnostic sur l'évolution de l'état de santé et/ou de forme d'une personne par analyse globale de données issues de multi-capteurs. 2. Art antérieur Les méthodes et/ou dispositifs permettant le diagnostic d'une évolution de l'état de santé et/ou de forme des personnes font l'objet d'une demande sociétale très forte. Pour des variations rapides de l'état physiologique et/ou de l'intégrité physique des personnes (par exemple dans le cas d'une chute, malaise cardiaque, apnée respiratoire, mort subite du nourrisson, absence totale de mouvement,...), de nombreux dispositifs permettant un diagnostic rapide sont au point. On connaît par exemple la demande de brevet FR 2 857 140 qui divulgue un bracelet-montre utilisé pour la surveillance d'un paramètre physiologique du porteur avec le déclenchement d'une alarme lorsqu'une anomalie est détectée. Ce dispositif ne permet pas toutefois la surveillance d'une évolution lente de l'état de santé ou de forme du porteur. La demande de brevet WO 2007/036748 divulgue un pansement capable de transmettre des données relatives au rythme cardiaque (et éventuellement à d'autres paramètres physiologiques) d'un patient portant le pansement à un module de communication portable (de type PDA), et éventuellement à un ordinateur/serveur distant, pour une analyse de ces données et la génération d'une alarme par exemple. La demande de brevet WO 2005/006968 décrit l'utilisation d'un dispositif électronique portable (tel un rasoir, une brosse à dent ou un téléphone portable) capable de mesurer un paramètre physiologique d'un utilisateur et d'afficher les résultats de l'analyse des données ou de les transmettre à un dispositif distant. Il n'existe cependant pas de dispositif permettant le diagnostic de variations ou d'évolutions plus lente de l'état de santé et/ou de forme d'une personne, particulièrement pour les cas ou il n'y a pas de symptômes alarmants ou brusques faciles à détecter. 3. Objectifs de l'invention L'invention a notamment pour objectif de pallier ces inconvénients de l'art antérieur. Plus précisément, un objectif de l'invention est de surveiller et de permettre le diagnostic de variations ou d'évolutions plus lente de l'état de santé et/ou de forme d'une personne, particulièrement pour les cas ou il n'y a pas de symptômes alarmants ou brusques faciles à détecter. Un autre objectif de l'invention est de prévenir et d'anticiper une altération de l'état de santé d'une personne qui pourrait avoir des conséquences graves. 4. Résumé de l'invention La présente invention propose une solution nouvelle qui ne présente pas 20 l'ensemble de ces inconvénients de l'art antérieur, sous la forme d'un procédé d'évaluation de la santé et/ou de la forme d'une personne. La présente invention permet de diagnostiquer une évolution chez une personne, par la détection d'une ou plusieurs anomalies non brutales ou d'une dérive constante d'un ou plusieurs paramètres, pouvant à terme porter à 25 conséquence sur l'état de santé et/ou de forme de ladite personne. La présente invention se base sur la collection de nombreuses données issues d'une pluralité de capteurs (ou autres périphériques). Ces derniers peuvent être portés par la personne ou disposés dans son environnement proche (lieu de travail, habitation). L'ensemble de ces données sont analysées (soit en temps réel, soit ultérieurement) par des algorithmes (différents traitements, corrélations et inter corrélations) pour conduire à une évaluation globale de l'état de santé et/ou de forme de la personne (en prenant comme référentiel, par exemple, les données déjà acquises par cette même personne par le même dispositif multi capteurs/algorithme) et le diagnostic d'une anomalie et/ou d'une dérive de l'état de la personne. Cette technique de surveillance permet d'anticiper et de prévenir des problèmes graves. Préférentiellement l'évaluation globale peut se visualiser sur une échelle arbitraire (différente en fonction du domaine d'application) permettant de diagnostiquer une anomalie et/ou une dérive de l'état de la personne. L'analyse plus fine de cette évaluation globale et la compréhension des résultats correspondants pouvant se faire en se référant aux signaux des capteurs sources et/ou à la combinaison de plusieurs d'entre eux. Un autre aspect de l'invention concerne un système d'évaluation de la santé et/ou de la forme d'une personne. Enfin, l'invention concerne un produit programme d'ordinateur téléchargeable depuis un réseau de communication et/ou stocké sur un support lisible par ordinateur et/ou exécutable par un microprocesseur, permettant la mise en oeuvre du procédé d'évaluation de la santé et/ou de la forme d'une personne correspondant. 5. Liste des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation particulier, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés, parmi lesquels : La figure lA est un schéma de principe de l'invention ; La figure 2 décrit un exemple d'algorithme (algorithme A) pour transformer les données issues de plusieurs capteurs en un histogramme visuel ; La figure 3 présente un exemple d'une base de données ; La figure 4 illustre un exemple d'indicateur visuel sous la forme d'un histogramme (issu de la base de données présentée en relation avec la figure 3) ; La figure 5 illustre un exemple d'algorithme pouvant conduire à une évaluation simultanée de plusieurs indicateurs pour en tirer une information globale ; La figure 6 représente un exemple d'histogramme en couleur pour des indicateurs de physiologie ; La figure 7 montre un exemple d'indicateur global résultant de la somme de tous les capteurs ; Les figures 8A à 8D montrent des exemples d'information visuelle sur l'état de santé global (figure 8D) issu de la somme de trois indicateurs globaux de physiologie (figure 8A), cardio-respiratoire (figure 8B), locomotion (figure 8C) ; La figure 9 montre un exemple d'une variation anormale du pouls au repos d'une personne ; Les figures 10A et 10C représentent d'autres exemple de variation de capteurs de type � cardio � (pour un protocole donné) et de locomotion avec leurs indicateurs globaux correspondants sur les figures 10B et 10D ; Les figures 11 à 13 montrent un exemple de variation en fonction du temps de données relevées par des capteurs pour la mesurer la qualité de l'air intérieur, tels que la température (figure 11), le taux d'humidité (figure 12) et le taux de CO2 (figure 13) ; La figure 14 décrit un exemple d'algorithme pour suivre l'état de forme en temps réel d'une personne ; La figure 15 est un exemple de bases de données personnelles sur le rythme cardiaque d'une personne ; La figure 16 montre un exemple de parcours pour lequel l'altitude est 10 représentée en fonction de la distance; La figure 17 décrit un autre exemple d'algorithme C. 6. Description d'un mode de réalisation de l'invention A titre d'exemples non limitatifs, la présente invention peut être appliquée aux applications suivantes. 15 6.1 Diagnostic sur l'évolution de l'état de santé général d'une personne à son domicile Différents capteurs peuvent être disposés au domicile d'une personne (salon, cuisine, chambres,...) pour collecter des données comme par exemple, et de manière non limitative, des données relatives à l'air ambiant telles que le degré 20 d'humidité, la température et son amplitude journalière, la teneur en CO2 ou en molécules volatiles, des données relatives au bruit, à la luminosité, ... . D'autres capteurs peuvent être portés, préférentiellement de manière non invasive (montre, bracelet, petit patch) et sans fil, par la personne. A titre d'exemples non limitatifs, les capteurs peuvent mesurer des données 25 physiologiques telles que la température corporelle, le rythme cardiaque et respiratoire, l'électrocardiogramme (ECG), la cadence et l'amplitude (en X,Y,Z) des pas, la tension artérielle, le taux d'oxygénation, la force d'appui des pieds, la dissymétrie gauche ù droite, ... Les mesures peuvent être faites de manière continue, non continue ou lors d'un protocole de test standard prédéfini à l'avance (un exercice de marche sur tapis roulant par exemple). Les données peuvent ensuite être transmises, préférentiellement sans fil, en temps réel ou à différents moments vers une base. Cette base peut contenir les algorithmes nécessaires au traitement, corrélations, inter corrélations de l'ensemble des données issues de la pluralité de capteurs (disposés dans l'habitation et sur la personne) pour en extraire une évaluation globale de l'état de santé général de la personne. Avantageusement, l'évaluation globale et les données sources issues des capteurs peuvent être transmises à un professionnel de la santé (médecin, hôpitaux,..) de manière sécurisée comme une aide au diagnostic sur l'évolution de l'état de santé général d'une personne à son domicile. Ceci permet de détecter une ou des anomalies et/ou dérives non brusques pouvant à terme conduire à une altération de l'état de santé général de ladite personne. A titre d'exemple, une dissymétrie gauche ù droite peut indiquer un début d'arthrose. En outre, l'évaluation globale peut aussi être affichée de manière visuelle (sur une échelle de 0 à 100 par exemple) pour une lecture simplifiée sur un dispositif afin de donner une indication à ladite personne. Cette indication peut aussi être sonore ou autre. 6.2 Diagnostic sur l'évolution de l'état de forme d'une personne durant une activité physique Dans de nombreuses activités physiques (exemples non limitatifs : cyclisme, course à pied, trail, marche à pied, natation, ..), il est important de maintenir un � rythme optimum � et propre à chaque personne permettant d'effectuer la dite activité physique dans les meilleures conditions : - un � rythme � trop lent augmente exagérément la durée de l'activité et peut conduire à des délais qui sont sources de soucis (inquiétude d'autres personnes, tombées de la nuit, ..). - un � rythme � trop rapide conduit inexorablement à un épuisement rapide pouvant conduire à l'abandon ou, si la personne est obligée (de manière consciente ou inconsciente) de continuer son activité physique, à une altération de son intégrité physique (déshydratation avancée, perte de vigilance entraînant des chutes, ..) pouvant être très critique. - la notion de � rythme Optimum� est difficile à mesurer objectivement par la personne en cours d'activité physique car le jugement peut être influencé par d'autres paramètres comme vent contraire, risque de suivre un groupe de niveau supérieur, départ trop rapide, rythme différent selon la topologie du lieu (pentes de longueur et dénivelé différents). La présente invention permet à la personne de savoir en temps réel si le rythme qu'elle soutient est compatible avec : - sa condition physique du moment (mesurée au préalable par le dispositif) ; - ses données physiologiques mesurées au temps t au cours de ladite activité physique ; - la durée et l'intensité déjà engagées jusqu'au temps t au cours de ladite activité physique ; - la distance et/ou le temps restant calculé pour terminer ladite activité physique ; - les difficultés restantes pour terminer ladite activité physique (exemples non limitatifs : nombre, longueur et dénivelé des pentes à venir, sens du vent, descentes techniques, courant contraire en natation, ...). Pour cela différents capteurs peuvent être portés par la personne, préférentiellement de façon non invasive et sans fil. A titre d'exemples non limitatifs, les paramètres mesurés peuvent être : température corporelle, rythme cardiaque et respiratoire, ECG, cadence et amplitude en X,Y,Z de la foulée, tension artérielle, taux d'oxygénation, force d'appui des pieds, dissymétrie gauche û droite, cadence de pédalage en cyclisme ou de battements des membres en natation, température et degré d'humidité sur le lieu de l'activité, résistance de l'air, vitesse actuelle et moyenne (sur le plat, ascensionnelle et en descente), altitude,... Avantageusement le tracé du parcours peut être pré-chargé dans le dispositif de l'invention pour connaître le dénivelé à chaque distance. De ce fait la personne peut connaître en temps réel sa position sur le tracé de son activité physique si elle utilise des moyens de positionnement GPS ou mesure de vitesse couplée à un altimètre. Préférentiellement, l'ensemble ou une partie des capteurs et accessoires sont reliés sans fil à un dispositif central portable (montre, mini boîtier). Ces derniers peuvent contenir les algorithmes nécessaires au traitement, corrélations, inter corrélations de l'ensemble des données issues de la pluralité de capteurs et accessoires pour en extraire une évaluation globale de l'état de forme en temps réel de la personne et lui indiquer un � rythme optimum � conseillé. 6.3 Description des figures lA à 17 La figure lA est un schéma de principe de l'invention dans laquelle: • n capteurs donnent n courbes en fonction du temps ; • L'analyse simultanée de toutes les courbes pour en tirer une conclusion globale est difficile ; • D'où l'utilisation d'un algorithme A qui rend l'information, issue de différents capteurs, sous la forme d'au moins un indicateur visuel (ex : 5 histogramme) ; • D'autres algorithmes B, C, D peuvent traiter l'ensemble des indicateurs pour donner une information globale, comme par exemple l'état de santé d'une personne, l'état de forme,... (liste non exhaustive). Comme illustré figure lB, n capteurs génèrent n courbes. Un ou plusieurs 10 capteurs servent à renseigner un indicateur précis. Un même capteur peut servir à plusieurs indicateurs. Des exemples non exhaustifs d'indicateurs et de leurs contenus sont donnés ci-dessous : - locomotion : cadence pas (allure libre) , longueur de la foulée, amplitude (hauteur) de la foulée, force du pied au sol, symétrie gauche-droite, 15 etc ; - cardio-respiratoire : fréquence cardiaque Fc, ECG, éjection systolique, rythme respiratoire, taux d'oxygénation, Test 1 Repos û Test û Repos, etc ; - autres paramètres physiologiques : tension, taux matière grasse, 20 muscle, masse osseuse, pourcentage eau, poids, température corporelle,etc ; - qualité air ambiant : température des pièces (salon, chambre, etc), amplitude des températures, pourcentage d'humidité, bruit, luminosité, taux CO2, taux COV (formaldehyde), force et sens du vent, résistance de l'air, température extérieure, etc ; 25 - positionnement : données GPS (X, Y, Z), altimétrie (baromètre), accéléromètre, etc ; - déplacement : vitesse instantanée, moyenne (plat, montée et descente), fréquence de pédalage (cyclisme), cadence, xyz foulée (marche-course), battement des membres, résistance de l'air, courant de l'eau (natation). Selon l'application visée au final, la nature, le nombre et le contenu des indicateurs peuvent être modulés ainsi que les capteurs qui les caractérisent. La figure 2 décrit un exemple d'algorithme (algorithme A) pour transformer les données issues de plusieurs capteurs en un histogramme visuel. • le choix de l'indicateur permet de charger les capteurs prédéfinis ; • possibilité d'ajout ou de suppression de capteurs ; • choix du type de comparaison : - temps réel : au temps t : mesure des valeurs i issues des capteurs, choix du temps de comparaison (ex : x min, H ou jour avant le temps t ( 10 min avant, 1H avant, 1 jour avant,...), extraction de la base de données de la valeur i t_x correspondant à t-x, calcul (i t_x i)/i t_x pour obtenir un écart en %. - Sélection dans une base de données préalablement acquise par les n capteurs (ex : comparaison entre 2 dates t initial et t final), calcul de la valeur Ai correspondant à initial û ifinal, calcul Ai/ i tinitial, possibilité de calcul de la variation maximum de chaque capteur sur toute la période entre t initial et t final, calcul pour obtenir un écart en %. • Expression de tous les écarts (positifs ou négatifs) sous la forme d'un histogramme par exemples (toute autre forme visuelle est applicable). Cet algorithme est un exemple non exhaustif. Tout autre proposition d'algorithme plus ou moins complexes conduisant à une information visuelle à partir de données issues de plusieurs capteurs est éligible. La figure 3 présente un exemple d'une base de données obtenue sur la période 8 Mars 2008 û 16 Mars 2008 sur la base de neuf capteurs. Dans cette base de données figurent le calcul de la différence D entre les valeurs des 9 capteurs du 16 mars et du 8 mars, ainsi que le calcul D*100 / Valeur capteur au 8 mars. Tout autre calcul est envisageable : variation maximum, tendance à la baisse ou à la hausse régulière ou désordonnée,... La figure 4 illustre un exemple d'indicateur visuel sous la forme d'un histogramme (issu de la base de donnée présentée en relation avec la figure 3). La nature des capteurs est représentée en abscisse et la variation (ou écart) en pourcentage est représentée en Y. Ceci permet une évaluation rapide sur les variations en pourcentage à la baisse, à la hausse ou bien aucune variation des capteurs sélectionnés pour cet indicateur précis. Tout écart important peut correspondre à une anomalie. L'examinateur peut revenir à la donnée source pour comprendre la raison d'une évolution (ex : ici une variation du pouls au repos de 20% à la hausse). La figure 5 illustre un exemple d'algorithme pouvant conduire à une évaluation simultanée de plusieurs indicateurs pour en tirer une information globale. - choix de l'objectif : ex : état de santé d'une personne. - chargement des indicateurs prédéfinis. - possibilité d'ajout ou de suppression d'indicateurs. - base de données personnelles sur l'évolution des capteurs. Selon la personne, une évolution à la hausse d'un capteur donné peut être normale (affichage en vert) ou anormale (affichage en rouge). Une évolution à la baisse peut aussi être normale (affichage en vert) ou anormale (affichage en rouge). A noter que pour deux personnes différentes, la couleur pour une même variation peut être différente. Exemple: personne obèse (poids en hausse (rouge), en baisse (vert)) ou rachitique (poids en hausse (vert) en baisse (rouge)). Dans le cas de non variation ou sans incidence sur la santé de la personne (affichage en bleu). - possibilité de moduler la base de données selon la personne et l'évolution de son état de santé. - Affichage des histogrammes en couleur (un seul histogramme à la fois ou tous). - Pour chaque indicateur, faire la somme de tous les capteurs affichés en vert, rouge et bleu. - Affichage sous forme visuelle (par exemple sous forme de camembert) 10 du Global Vert-Rouge-Bleu de chaque indicateur. - Faire la somme (Vert, Rouge, Bleu) de tous les indicateurs globaux pour afficher sous forme visuelle une information visuelle sur l'état de santé de la personne. La figure 6 représente un exemple d'histogramme en couleur pour des 15 indicateurs de physiologie avec : - une évolution normale (vert) pour le poids, le pourcentage de graisse et le pourcentage d'eau ; - une évolution anormale (rouge) pour le systolique, diastolique et le pouls ; 20 - une évolution constante ou sans effet (bleue) pour le pourcentage de muscle, le pourcentage de masse osseuse et le pourcentage de graisse viscérale. La figure 7 montre un exemple d'indicateur global résultant de la somme de tous les capteurs en évolution normale (vert), anormale (rouge) ou inchangée (bleu), résultant de l'histogramme de la figure 6. 25 Les figures 8A à 8D montrent des exemples d'information visuelle sur l'état de santé global (figure 8D) issu de la somme de trois indicateurs globaux de physiologie (figure 8A), cardio-respiratoire (figure 8B), locomotion (figure 8C). Cet exemple est non exhaustif, et d'autres indicateurs peuvent ajoutés ou modifiés selon la personne. Dans une utilisation finale une personne habilitée et recevant un état de santé global peut remonter aux différents indicateurs globaux correspondants, puis à chaque histogramme couleur et finalement à l'analyse de la courbe du capteur présentant une évolution anormale. La figure 9 montre un exemple d'une variation anormale du pouls au repos d'une personne : i) 16 mars plus élevée que 8 mars, ii) variation forte Pouls 10 minimum 54 / Pouls maximum 76. Les figures 10A et 10C représentent d'autres exemple de variation de capteurs de type � cardio � (pour un protocole donné) et de locomotion avec leurs indicateurs globaux correspondants sur les figures l0B et 10D. Les figures 11 à 13 montrent un exemple de variation en fonction du temps 15 de données relevées par des capteurs pour la mesurer la qualité de l'air intérieur, tels que la température (figure 11), le taux d'humidité (figure 12) et le taux de CO2 (figure 13). La figure 14 décrit un exemple d'algorithme pour suivre l'état de forme en temps réel d'une personne. 20 La figure 15 est un exemple de bases de données personnelles sur le rythme cardiaque d'une personne (exprimé par exemple en niveaux de battements par minute BPM) selon sa vitesse sur le plat ou selon sa vitesse ascensionnelle. Ces données sont propres à chacun et modulables. La figure 15 détaille en outre un exemple d'extraction d'un état normal ou 25 anormal (personne en surrégime : rythme cardiaque plus élevé que la normale pour une vitesse donnée). D'autres possibilités telles que le rythme respiratoire, la longueur et l'impact de la foulée (fatigue provoque des pas plus heurtés) sont envisagées. La figure 16 montre un exemple de parcours distance et altimétrie qui peut être obtenu par différents moyens (logiciels de cartographie-randonnée) ou obtenu 5 par la personne qui reconnaît le parcours (GPS). La figure 17 décrit un autre exemple d'algorithme C. Selon le parcours (figure 16), il est possible de calculer la puissance théorique (ou énergie) par différentes méthodes de calcul (déplacement d'un poids donné à une vitesse donne, sur une pente donnée en tenant compte ou pas de la résistance de l'air et 10 des frottements) : • Mesure des capteurs ; • Calcul de la puissance (ou énergie) à partir de la mesure des capteurs (équation différente ou identique à ci-dessus) ; • Ecart P théorique par rapport P réelle ; 15 • Evaluation de la distance restante ; • Tolérance à l'écart selon la distance restante ; • Possibilité de corrélation avec le rythme cardiaque, longueur foulée, rythme respiratoire ; • Affichage de la consigne � Ralentir � ou si l'écart est toléré 20 continuer le procédé. 25 REVENDICATIONS1. Procédé d'évaluation de l'état de santé et/ou de forme d'une personne comprenant une étape de mesure de données par l'intermédiaire d'une part d'au moins un capteur d'au moins une mesure physiologique et d'autre part d'au moins capteur d'au moins un paramètre ambiant, caractérisé en ce que le procédé comprend en outre une étape de détermination d'une information globale, à partir desdites données mesurées, et une étape d'analyse de ladite information globale, permettant de détecter une anomalie et/ou des dérives non brusques pouvant à terme conduire à une altération de l'état de santé de la personne. 2. Procédé d'évaluation selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite étape de mesure est effectuée de manière continue, aléatoire ou lors d'un protocole de test prédéfini. 3. Procédé d'évaluation selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'information globale peut être représentée par un indicateur visuel, sonore et/ou tactile. 4. Procédé d'évaluation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de transmission à distance de ladite information globale, et éventuellement d'au moins une partie desdites données mesurées, vers un professionnel de santé. 5. Procédé d'évaluation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape de détermination d'un rythme optimum lors d'une activité physique à partir desdites données mesurées. 6. Dispositif d'évaluation de l'état de santé et/ou de forme d'une personne comprenant des moyens de mesure et/ou de réception de données délivrées parl'intermédiaire d'une part d'au moins un capteur d'au moins une mesure physiologique et d'autre part d'au moins capteur d'au moins un paramètre ambiant, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de détermination d'une information globale, à partir desdites données mesurées, et des moyens d'analyse de ladite information globale, permettant de détecter une anomalie et/ou des dérives non brusques pouvant à terme conduire à une altération de l'état de santé de la personne. 7. Produit programme d'ordinateur téléchargeable depuis un réseau de communication et/ou stocké sur un support lisible par ordinateur et/ou exécutable par un microprocesseur, caractérisé en ce qu'il comprend des instructions de code de programme pour la mise en oeuvre du procédé de l'une au moins des revendications 1 à 5.