Brevet FR2940038A1 — publié le 20100625

B7807 1 PROCÉDÉ ET SYSTÈME DE SURVEILLANCE DE LA DÉGLUTITION Domaine de l'invention La présente invention concerne le domaine médical et, plus particulièrement, un procédé et un système de surveillance de la déglutition d'une personne. Exposé de l'art antérieur La déglutition est définie comme étant la fonction automatique de propulsion du bol alimentaire de la bouche vers l'estomac. Cette fonction, qui permet de protéger les voies aériennes par exemple lors d'un repas ou d'une prise de boisson, est réalisée environ 600 fois par jour par un sujet sain. Cependant, il arrive, notamment chez les personnes âgées ou chez les personnes ayant subi un traumatisme (par exemple un accident vasculaire cérébral), que les fonctions de déglutition soient endommagées. Ces problèmes de déglutition, appelés dysphagie, sont souvent négligés. Cependant, ils peuvent avoir des conséquences graves, notamment les fausses routes, qui apparais-sent lorsque des aliments ou des liquides passent dans les voies respiratoires. Ces fausses routes peuvent notamment provoquer la suffocation de la personne. De nombreuses techniques de surveillance de la déglutition d'un patient ont été proposées. Ces techniques utilisent, par exemple, des électrodes placées sur le patient ou des B7807 2 caméras qui surveillent l'activité du patient. Cependant, ces techniques sont particulièrement contraignantes. La demande de brevet européen N° 1 296 594 décrit un dispositif de détermination de paramètres physiologiques cardio- respiratoires. Ce dispositif permet de connaître, de façon non invasive et en continu, l'amplitude respiratoire, le débit respiratoire et la période respiratoire d'une personne. Les relations entre la déglutition et l'activité respiratoire sont connues. En effet, lors de la déglutition, de nombreux muscles sont actionnés, notamment pour élever le pharynx et empêcher que le bol alimentaire ne fasse fausse route. Une première phase de la déglutition implique donc un arrêt du mécanisme respiratoire. Il serait souhaitable de pouvoir surveiller, de façon 15 non invasive, la déglutition d'un patient afin de détecter tout problème, notamment chez les personnes âgées. Résumé Un aspect de la présente invention vise un système non invasif de surveillance de la déglutition d'un patient. 20 Un mode de réalisation de cet aspect vise un système comprenant un moyen d'alerte lorsqu'un problème est détecté sur le mécanisme de déglutition d'un patient. Pour atteindre tout ou partie de ces objets ainsi que d'autres, il est prévu un système de surveillance de la déglu- 25 tition d'un patient, comprenant : un pléthysmographe à spires inductives thoracique et abdominale ; un moyen de traitement numérique adapté pour obtenir l'amplitude et le débit respiratoire du patient à partir des signaux fournis par ledit pléthysmographe ; une mémoire de stockage de données de 30 référence ; et un moyen de comparaison de l'amplitude respiratoire courante et du débit respiratoire courant aux données de référence. Selon un mode de réalisation de la présente invention, les données de référence sont des allures de l'amplitude et du 35 débit respiratoire du patient sur plusieurs périodes de repos, B7807 3 de prise de nourriture et de prise de boisson, enregistrées au moyen du pléthysmographe. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le système comprend en outre un moyen d'alerte lorsque l'ampli- tude ou le débit respiratoire du patient ne correspond à aucune des données de référence. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le moyen de comparaison comprend : un moyen de détection du passage à zéro du débit respiratoire courant ; un moyen de détection de la reprise de la respiration après le passage à zéro du débit respiratoire ; et un moyen de comparaison de la fréquence respiratoire et de l'amplitude respiratoire, respectivement, aux fréquences respiratoires et aux amplitudes respiratoires de référence. Selon un mode de réalisation de la présente invention, les communications entre le pléthysmographe et le moyen de traitement numérique sont des communications sans fil. Brève description des dessins Ces objets, caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : la figure 1 représente, de façon très schématique, un pléthysmographe à spires inductives et son système de traitement ; la figure 2 est un schéma-blocs illustrant une mise en oeuvre d'un procédé d'obtention de l'amplitude, du débit et de la période respiratoire d'une personne ; la figure 3 est un schéma-blocs simplifié d'un mode de réalisation d'un système de surveillance de la déglutition ; les figures 4A à 4D illustrent des exemples d'ampli- tudes respiratoires lors de la prise d'un aliment ; les figures 5A à 5D illustrent le débit respiratoire correspondant aux courbes des figures 4A à 4D ; B7807 4 les figures 6A à 6D illustrent des exemples d'amplitudes respiratoires lors de la prise d'une boisson ; les figures 7A à 7D illustrent le débit respiratoire correspondant aux courbes des figures 6A à 6D ; les figures 8A et 8B sont des agrandissements des figures 6B et 7B ; et la figure 9 illustre des étapes d'un mode de mise en oeuvre d'un procédé de surveillance de la déglutition. Description détaillée Par souci de clarté, seuls les éléments et étapes utiles à la compréhension de l'invention ont été représentés et seront décrits. La figure 1 illustre un système du type de celui décrit dans le document EP 1 296 594. Il est composé d'un gilet 1 intégrant une spire thoracique 10 et une spire abdominale 20. Ce système de spires est couramment appelé pléthysmographe à spires inductives thoracique et abdominale. Chaque spire est à section variable et détermine la fréquence d'un oscillateur associé, respectivement 11 ou 21. Le gilet 1 est muni d'un entrejambe 2 pour conserver un bon positionnement des spires du gilet sur le patient. Les oscillateurs 11 et 21 sont reliés à un circuit de traitement 30 comprenant des convertisseurs fréquence-tension. Un convertisseur 31 fournit une tension C représentative de la section du thorax, et un convertisseur 32 fournit une tension A représentative de la section de l'abdomen. Les tensions C, A et leur somme pondérée S, fournie par un sommateur 33, peuvent être visualisées par tout dispositif 40 de mesure de tension. La somme S peut être rendue représentative du volume pulmonaire du patient (ou amplitude respiratoire) en réglant convenablement des coefficients de pondération K1 et K2 des signaux A et C. Les coefficients K1 et K2 sont réglés lors d'une étape d'étalonnage. Le gilet est également associé à un capteur de position 15 du patient fournissant des informations à destination d'un bloc 35 du circuit de traitement 30 qui reçoit B7807 également la sortie du sommateur 33. Ceci permet d'adapter les résultats mesurés en fonction de la posture du patient. La figure 2 illustre, à l'aide de blocs fonctionnels, le fonctionnement du circuit de traitement numérique 30 de la 5 figure 1. Le circuit 30 numérise, avec les gains respectifs K1 et K2, les tensions A et C des oscillateurs 11 et 21 (figure 1). Ces signaux sont ensuite sommés (bloc 51). La sortie S du sommateur 51 est filtrée par un filtre passe-bas (bloc 53) pour éliminer les perturbations à haute fréquence. La sortie 54 du bloc 53 est alors représentative de l'amplitude respiratoire du patient. Pour obtenir un signal indicateur du débit respiratoire du patient, le signal 54 est dérivé. Cette dérivation (bloc 55, DERIV) est suivie d'un filtrage coupe-bande (bloc 57) qui élimine les perturbations introduites par la dérivation. On obtient alors, sur la sortie 58 du filtre 57, un signal représentatif du débit respiratoire du patient. La période respiratoire du patient peut également être obtenue à partir de ce signal. Ce système permet donc d'obtenir, de façon non invasive, l'amplitude, le débit et la période respiratoire du patient. La figure 3 est un schéma-blocs simplifié d'un mode de réalisation d'un système de surveillance de la déglutition. Ce système est composé d'un sous-ensemble I intégrée à un gilet tel que le gilet 1 de la figure 1, et d'un sous-ensemble II à distance dans lequel sont effectués des traitements numériques. Le sous-ensemble I comprend un pléthysmographe à spires inductives thoracique et abdominale 100 et un module de transmission sans fil 102. Le module de transmission 102 permet d'envoyer des informations fournies par le pléthysmographe au sous-ensemble II. La transmission entre les sous-ensembles I et II peut être réalisée par tout moyen de communication sans fil, par exemple par radiofréquence. B7807 6 Le sous-ensemble II comprend un module de réception 104 qui fournit des informations provenant du module 102 à une unité de traitement numérique du signal 106. L'unité de traitement 106 calcule, notamment, l'amplitude et le débit respiratoire courant du patient. Le sous-ensemble II comprend également une mémoire 108 qui permet de stocker des données provenant de l'unité de traitement 106. La mémoire 108 peut être tout moyen de stockage connu. Le sous-ensemble II comprend également un comparateur 110, logiciel ou matériel, qui reçoit des informations provenant du module de réception sans fil 104 et de la mémoire 108 et qui fournit un signal à un système d'alerte 112 lorsqu'un problème de déglutition est détecté chez le patient. Les figures 4A à 4D, 5A à 5D, 6A à 6D et 7A à 7D sont des relevés de l'amplitude et du débit respiratoire de plusieurs personnes lors de périodes de repos, de prise d'une boisson et de prise d'un aliment. Plus précisément, les figures 4A et 5A illustrent, respectivement, l'amplitude et le débit respiratoire d'une première personne lors d'une période de repos puis lors d'une période de prise d'un aliment, et les figures 6A et 7A illustrent, respectivement, l'amplitude et le débit respiratoire de cette même personne lors d'une période de repos puis lors d'une période de prise d'une boisson. Ces mesures sont réalisées en vérifiant que la personne ne présente pas de troubles de la déglutition. Les autres courbes correspondent aux courbes des figures 4A, 5A, 6A et 7A dans des conditions identiques de repos, de prise d'un aliment et de prise d'une boisson, pour trois autres personnes. Dans les différentes courbes, les périodes de prise d'un aliment et de prise d'une boisson sont délimitées par des lignes verticales en traits épais. De plus, les changements de signe du débit respiratoire sont illustrés par des lignes verticales plus fines, le passage d'un débit positif à négatif étant représenté en pointillés. B7807 7 Il ressort des différentes courbes que les allures de l'amplitude et du débit respiratoire sont propres à chaque personne. De plus, la durée d'une déglutition est également propre à chaque personne. Il est donc nécessaire, pour surveiller la déglutition d'un patient, de connaître des allures respiratoires de référence de celui-ci. De plus, dans les périodes de repos, les allures des courbes respiratoires sont périodiques et elles se répètent entre les différentes périodes de repos. Un arrêt de la pério- dicité apparaît lors d'une période de déglutition, que ce soit lors de la prise d'un aliment ou d'une boisson. Cet arrêt de la périodicité permet de repérer facilement une période de déglutition ou une période pendant laquelle le patient présente des troubles respiratoires. En outre, au début de chaque déglutition, le débit respiratoire est nul (lorsque la respiration du patient est stoppée pour le passage du bol alimentaire de la bouche vers le système digestif). Ensuite, la respiration reprend et le débit varie, pendant un certain temps, de façon non périodique, avant un retour au cycle respiratoire de repos. Les inventeurs tirent profit de ces analyses pour surveiller automatiquement la déglutition d'un patient. Dans une première étape, des données représentatives de l'activité respiratoire du patient lors de périodes de repos, de prise d'une boisson et de prise d'un aliment sont acquises et stockées. Dans une seconde étape, on compare les allures des mesures respiratoires courantes du patient aux allures stockées. L'étape d'acquisition est facilement réalisable, par exemple lors de l'hospitalisation d'un patient. Toutes les déglutitions sont référencées, et les courbes associées sont classées en fonction du type de déglutition (repos, prise d'un aliment, prise d'une boisson). A titre d'exemple, les acqui- sitions peuvent être effectuées sur quelques jours, pendant plusieurs repas, prises de boisson, et pendant plusieurs B7807 8 périodes de repos pour pouvoir classer ces mesures et éliminer des artéfacts dans les mesures. Les figures 8A et 8B sont des agrandissements, respectivement, des figures 6B et 7B d'amplitude et de débit respira- toire lors d'une étape d'acquisition. Sur ces figures sont représentées les différentes informations mémorisées lors de l'étape d'acquisition et de stockage de données. Tout d'abord, pendant les périodes de repos, on mémorise une amplitude respiratoire moyenne AR (figure 8A) et une période respiratoire moyenne TR (figure 8B) du patient. Pendant la période de déglutition (délimitée par des traits verticaux épais), on détermine tout d'abord la durée OT pendant laquelle le débit respiratoire est quasiment nul. On comprendra que la mesure de cette durée dépend de la définition de seuils proches de zéro sur les courbes du débit ou les données correspondantes. La durée OT peut être obtenue en mesurant la durée pendant laquelle le débit est compris entre ces seuils. On mesure ensuite, une fois la durée OT écoulée, les amplitudes respiratoires successives AB1, AB2 et AB3 du patient à chaque cycle respiratoire. On mesure également les périodes respiratoires correspondantes TB1, TB2 et TB3, après la phase de débit nul. Toutes ces données sont stockées dans la mémoire 108 (figure 3). La figure 9 est un organigramme illustrant un mode de 25 mise en oeuvre de l'étape de surveillance, une fois les données acquises et stockées. On commence par détecter une phase de débit respiratoire nul (bloc 200). L'occurrence d'une phase de débit nul déclenche un compteur temporel (bloc 202) pour attendre la 30 reprise de la respiration du patient. Cette attente, d'une durée OT égale à la plus grande des durées OT mesurées pendant l'étape d'acquisition, permet de laisser le temps au patient de réaliser la première phase de la déglutition, c'est-à-dire la phase pendant laquelle le bol alimentaire part vers le système B7807 9 digestif. Une fois la durée OT écoulée, on vérifie la reprise de la respiration du patient (bloc 204). De préférence, s'il n'est pas détecté une reprise de la respiration, un signal d'alerte est envoyé (bloc 206) au système d'alerte 112 (figure 3) puisque le patient est susceptible de présenter un trouble de la déglutition ou de la respiration. Si on détecte une reprise de la respiration (débit respiratoire non nul une fois la durée OT écoulée), alors on compare (bloc 208) les allures de l'amplitude et du débit respiratoire courantes aux allures de référence stockées dans la mémoire 108 (figure 3). Par exemple, on utilise des procédés de reconnaissance d'allure usuels. Selon un autre exemple, on compare la succession des amplitudes respiratoires courantes aux amplitudes AB1, AB2••• et la succession des périodes respiratoires courantes aux périodes TB1, TB2••• stockées dans la mémoire 108. Si les amplitudes courantes ou les périodes courantes ne correspondent à aucune des données stockées dans la mémoire, un signal d'alerte est envoyé (bloc 210) au système d'alerte 112 (figure 3). Dans le cas contraire, l'étape de surveillance recommence à la détection d'une phase de débit respiratoire nul (bloc 200). Ce système permet donc de surveiller, en continu et de façon non invasive, la déglutition d'un patient. Il permet en outre un suivi à domicile grâce à la transmission sans fil des informations du sous-système I vers le sous-système II (figure 3). Des modes de réalisation particuliers de la présente invention ont été décrits. Diverses variantes et modifications apparaîtront à l'homme de l'art. En particulier, dans le cas d'une surveillance effectuée lors de l'hospitalisation d'un patient, les communications entre les sous-ensembles I et II (figure 3) pourront être filaires. REVENDICATIONS1. Système de surveillance de la déglutition d'un patient, comprenant : un pléthysmographe à spires inductives thoracique et abdominale (100) ; un moyen de traitement numérique (106) adapté pour obtenir l'amplitude et le débit respiratoire du patient à partir des signaux fournis par ledit pléthysmographe ; une mémoire de stockage (108) de données de référence ; et un moyen de comparaison (110) de l'amplitude respiratoire courante et du débit respiratoire courant aux données de référence. 2. Système selon la revendication 1, dans lequel les données de référence sont des allures de l'amplitude et du débit respiratoire du patient sur plusieurs périodes de repos, de prise de nourriture et de prise de boisson, enregistrées au moyen du pléthysmographe. 3. Système selon la revendication 1 ou 2, comprenant en outre un moyen d'alerte (112) lorsque l'amplitude ou le débit respiratoire du patient ne correspond à aucune des données de référence. 4. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le moyen de comparaison comprend : un moyen de détection du passage à zéro du débit 25 respiratoire courant ; un moyen de détection de la reprise de la respiration après le passage à zéro du débit respiratoire ; et un moyen de comparaison de la fréquence respiratoire et de l'amplitude respiratoire, respectivement, aux fréquences 30 respiratoires et aux amplitudes respiratoires de référence. 5. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel les communications entre le pléthysmographe et le moyen de traitement numérique sont des communications sans fil.