Brevet FR2998180A1 — publié le 20140523

PROCEDE ET SYSTEME DE GESTION DU SOMMEIL D'UN SUJET, NOTAMMENT LE CONDUCTEUR D'UN VEHICULE La présente invention se rapporte à un procédé et un système pour gérer le sommeil et plus précisément pour gérer les phases d'endormissement et de réveil d'un sujet et plus particulièrement d'un occupant d'un véhicule et notamment le conducteur d'un véhicule automobile. Le « monitoring santé » est en plein développement. La quête de bien-être et la recherche du maintien du corps en bonne santé est au coeur des préoccupations actuelles. Ce bien-être est d'autant plus important quand il touche le conducteur d'un véhicule car il est directement lié au confort de conduite et la sécurité routière. Un conducteur détendu, avec un quota de sommeil correct réduira les risques d'accident par manque d'attention et/ou d'endormissement au volant. Il est donc important que le monde automobile puisse apporter des solutions en lien avec ces nouvelles tendances sociétales. Durant la conduite, la fatigue peut se faire sentir avec pour conséquence une diminution de la vigilance au volant. Il est d'ailleurs fortement recommandé de faire des pauses régulières notamment pour des longs trajets. Ces pauses peuvent être mises à profit par le conducteur pour dormir pendant une durée courte mais suffisante pour récupérer. La phase d'endormissement peut être perturbée par différents types de stress : le stress de la conduite précédent la pause, le stress de ne pas réussir à s'endormir rapidement, ou le stress de ne pas réussir à gérer correctement la durée du sommeil. La phase du réveil peut s'avérer brutale. On peut également redouter la panne de réveil. La présente invention propose un procédé et un système de gestion du sommeil qui aide à l'endormissement et permet un réveil progressif en douceur. Pour la phase d'endormissement, la présente invention met en oeuvre une surveillance (« monitoring ») d'un paramètre physiologique tel que l'activité cardiaque, et une stimulation sensorielle pour la phase de réveil. L'institut HeartMath a été pionnier dans l'étude d'un indicateur physiologique basé sur la cohérence cardiaque (évolution de la variabilité cardiaque). Il propose des outils permettant, d'une part, de mesurer cet indicateur physiologique, de le visualiser et, d'autre part, de travailler à l'amélioration de celui-ci de manière interactive via des exercices simples. Ces outils sont destinés à ceux qui veulent apprendre à mieux gérer leur stress et leurs émotions. Pour plus amples informations concernant les outils développés par HeartMath, on pourra se référer utilement à l'article publié par HeartMath, intitulé « emWave Personal Stress Relieve TM Owner's Manual » Juin 2006, diffusé via internet à l'adresse URL suivante : www.mindmodulations.com/resources/emWaveManual.pdf ». Ces outils, destinés à gérer le stress, sont inadaptés à l'endormissement et le réveil progressif d'un sujet en tenant compte en permanence de son état physiologique. La présente invention a pour but de pallier les inconvénients précités. A cet effet, la présente invention a pour premier objet, un procédé de gestion du sommeil d'un sujet, caractérisé en ce qu'il consiste dans une phase d'endormissement, à mesurer au moins un indicateur d'un état physiologique du sujet et à générer un ou plusieurs stimuli déterminés pour amener progressivement le sujet à un état de relaxation propice à l'endormissement en fonction de l'indicateur physiologique mesuré, et dans une phase de réveil, à mesurer continument l'état de vigilance du sujet et à générer le ou les stimuli pour le réveiller progressivement en fonction de l'état de vigilance mesuré ; l'évolution des stimuli durant les phases d'endormissement et de réveil, étant adaptée automatiquement en fonction de l'état physiologique du sujet. Selon une caractéristique, l'état de vigilance du sujet est mesuré à partir d'une information choisie parmi l'une ou l'autre des informations suivantes, ou d'une ou plusieurs combinaisons des informations suivantes : détection de mouvements, reconnaissance de gestes, « tracking » de la tête, détection des ondes cérébrales, désactivation manuelle de la mesure de l'état de vigilance ou reprise de l'activité de conduite. Selon une autre caractéristique, l'état physiologique du sujet est déterminé par son activité cardiaque, mesuré à partir d'un changement de couleur de la peau du visage du sujet. La présente invention a pour deuxième objet, un système de gestion du sommeil d'un sujet pour la mise en oeuvre du procédé introduit ci-dessus. Il et caractérisé en ce qu'il comporte : un module de mesure d'un indicateur physiologique d'un sujet et de calcul de sa variabilité ; un module de génération de stimuli ; un module de mesure de l'état de vigilance du sujet ; et un module de commande des différents modules ; lesdits modules étant couplés les uns avec les autres via le module de commande. Selon une caractéristique, il comporte en outre un module interactif de relaxation permettant d'atteindre un niveau déterminé de cohérence de l'indicateur physiologique. Selon une autre caractéristique, le module de commande comporte des moyens d'activation ou de désactivation du système ; ces moyens étant aptes à être désactivés automatiquement à l'issue d'une durée préprogrammée par le sujet. Selon une autre caractéristique, le système coopère avec des ressources et des équipements, embarqués dans l'habitacle d'un véhicule, initialement prévus pour d'autres fonctions que celles de la gestion du sommeil d'au moins un occupant du véhicule. Selon une autre caractéristique, l'état physiologique de l'occupant du véhicule est son activité cardiaque et le module de mesure de l'activité cardiaque coopère avec un ou plusieurs capteurs par contact de pression et/ou une caméra vidéo couplée à des moyens d'analyse d'images aptes à identifier des changements de couleur du visage de l'occupant du véhicule. Selon une autre caractéristique, le module générateur de stimuli comporte au moins un haut-parleur du véhicule apte à générer un stimulus sonore, et comporte au moins un moyen d'éclairage de l'habitacle pour générer un stimulus ; lesdits stimuli étant perceptibles par l'occupant du véhicule, et en ce que le module de commande comporte des moyens pour commander l'activation ou la désactivation du module générateur de stimuli et des moyens pour faire varier l'amplitude, la fréquence ou la forme des stimuli. Enfin, la présente invention a pour troisième objet, un véhicule comportant un système tel que décrit ci-dessus. Grâce à l'invention, dans un contexte automobile, lorsque le conducteur se sent fatigué et envisage une sieste pour récupérer, il peut enclencher le système selon l'invention pour favoriser l'endormissement, et programmer son réveil. Il aborde ainsi cette phase de sommeil imprévue avec sérénité puisqu'il sait 5 qu'il sera accompagné tout au long des étapes d'endormissement et de réveil. Le système s'adapte automatiquement en fonction de son état physiologique pour favoriser, dans la phase d'endormissement, la relaxation progressive jusqu'à l'endormissement, et la phase de réveil, la stimulation progressive jusqu'au réveil. 10 D'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après du mode de réalisation, non limitatif de l'invention, faite en référence aux figures dans lesquelles : - la figure 1 illustre un synoptique général du système selon l'invention ; et - les figures 2 et 3 représentent respectivement des scénarios du procédé 15 selon l'invention. Le système selon l'invention intervient dans les deux phases du sommeil : la phase d'endormissement et la phase de réveil. Dans la première phase (endormissement), le système met en oeuvre deux modules permettant au sujet d'atteindre un état de relaxation propice à 20 l'endormissement : un module 1 de mesure d'un indicateur physiologique et de calcul de la variabilité de cet indicateur (monitoring) et un module 2 générateur de stimuli tels que des stimuli sonore ou lumineux par exemple. Dans l'exemple décrit, l'indicateur physiologique considéré est le rythme cardiaque. La cohérence cardiaque est déterminée à partir du calcul de la 25 variabilité du rythme cardiaque. Plus la variabilité est forte (régulière) et plus on approche de la cohérence cardiaque synonyme de bien-être et révélatrice d'un état de relaxation donc de résistance au stress. Le système selon l'invention peut mettre en oeuvre en outre un troisième module 3 interactif, ou guide de relaxation, couplé aux précédents modules, 30 destiné à atteindre plus rapidement la cohérence cardiaque. Le guide de relaxation 3 est basé sur des exercices, par exemple basés sur des stimuli acoustiques pour travailler la respiration (respiration régulière et profonde) permettant de parvenir un état de cohérence cardiaque. Le système met en oeuvre également un module 4 de commande qui en fonction de la variabilité du rythme cardiaque, commande le module générateur de stimuli 2 et le guide de relaxation 3 de manière à atteindre le niveau souhaité de cohérence cardiaque. Le module de commande 4 peut ainsi commander le module générateur de stimuli 2 de manière à diminuer progressivement l'intensité lumineuse et le guide de relaxation 3, de manière à diminuer le volume sonore lorsque la variabilité du rythme cardiaque augmente. Il peut, en cas de faible variabilité, conserver une intensité lumineuse stable et un volume sonore constant pour la poursuite des exercices de relaxation. Le module de commande 4 commande également le module générateur de stimuli 2 quand la phase de réveil est initiée. Dans cette phase de réveil, le module générateur de stimuli 2 est commandé pour augmenter progressivement et de manière linéaire l'intensité 15 lumineuse. Lorsque l'heure de réveil programmée approche, l'intensité lumineuse augmente progressivement pour permettre un réveil en douceur. Si malgré tout, le réveil ne survient pas (état de sommeil persistant détecté), un stimulus sonore peut compléter le stimulus lumineux. 20 Les stimuli doivent être perceptibles par le sujet. Le module de commande comporte des moyens pour commander l'activation ou la désactivation du module générateur de stimuli et des moyens pour faire varier l'amplitude, la fréquence ou la forme des stimuli. Le système peut comporter également un module 5 de mesure de l'état de 25 vigilance du sujet qui est utilisé aussi bien dans la phase d'endormissement que de réveil. Les différents modules du système selon l'invention sont agencés de manière à interagir entre eux via le dispositif de commande et à fonctionner en boucle dite boucle de « biofeedback ». 30 Ainsi, les phases d'endormissement et de réveil tiennent compte en permanence de l'état physiologique du sujet (son rythme cardiaque dans l'exemple considéré) et sont régulées en fonction de cet état et de l'état de vigilance du sujet. Le module de commande 4 comporte des moyens d'activation ou de désactivation du système. Ces moyens sont aptes à désactiver le module de mesure de vigilance et le système à l'issue d'une durée préprogrammée par le sujet. La désactivation peut être manuelle ou automatique. Elle peut être déclenchée automatiquement quand le niveau de vigilance a dépassé un seuil déterminé ou lors de la reprise de l'activité de conduite. Lorsque le sujet se sent fatigué et envisage de se reposer pour récupérer, il peut enclencher le module de commande du système pour favoriser l'endormissement, et programmer le réveil. Le sujet programme l'heure de réveil (la durée de sa sieste) et il peut choisir son stimulus sonore favori (son, musique, ...). Le sujet est ainsi accompagné tout au long de la phase d'endormissement et son réveil est programmé. Il aborde ainsi cette phase de sommeil imprévue avec sérénité. La mesure de l'état physiologique qui dans un exemple est l'activité cardiaque (rythme cardiaque) peut se faire : - soit en utilisant des capteurs par contact de pression (pouls...) - soit par analyse d'informations visuelles fournies par une caméra vidéo et un traitement d'images apte à détecter des changements infimes dans la couleur de la peau du visage qui se produisent lorsque le coeur pompe le sang dans le corps. Dans ce dernier cas, la mesure de l'activité cardiaque peut être faite sans contact : elle est donc non invasive. La mesure de l'état de vigilance peut se faire grâce à l'une ou l'autre des techniques suivantes, ou une ou plusieurs combinaisons des techniques suivantes : - détection de mouvements (les mouvements doivent être suffisamment amples pour différencier les mouvements qu'on peut observer pendant le sommeil 30 des mouvements d'une personne éveillée) ; - reconnaissance d'un geste, une gestuelle, par exemple un « tracking » de la tête (suivi du déplacement de la tête du sujet quand ce dernier se remet en position d'assise normale, notamment en position de conduite dans le cas d'un conducteur de véhicule) ; - désactivation manuelle du module de mesure de l'état de vigilance ou reprise de l'activité de conduite ; - détection des ondes cérébrales (ces dernières permettent de détecter facilement l'état de vigilance) néanmoins le procédé de mesure sera de préférence choisi pour être le moins invasif possible. Des capteurs de pression peuvent également être placés dans les sièges couplés aux moyens de détection sans contact, comme par exemple des moyens vidéo. L'évolution de l'intensité lumineuse est liée à l'état physiologique de l'utilisateur (biofeedback) et favorise donc l'endormissement puisque le sujet est déjà relaxé, tout comme la gestion sonore des exercices destinés à atteindre la cohérence cardiaque. Les modules impliqués dans la phase de réveil permettent à la fois de garantir le réveil programmé par le conducteur tout en essayant que ce dernier survienne en douceur pour limiter le stress induit. Avantageusement, le système selon l'invention est apte à coopérer avec des équipements et ressources habituellement disponibles dans l'habitacle d'un véhicule. Ainsi, le microphone du kit main libre, les haut-parleurs et l'écran de navigation peuvent être utilisés pour la mise en oeuvre du module guide de relaxation et le module générateur de stimuli sonores. De même, les capteurs déjà présents dans les sièges peuvent fournir des informations de position du conducteur et la position du siège. Les dispositifs d'éclairage intérieur de l'habitacle peuvent être utilisés par le module générateur de stimuli lumineux : plafonnier, liseuse, éclairage du pavillon, éclairage du tableau de bord, ... Une ou plusieurs caméras peuvent être disposées au niveau du rétroviseur intérieur ou dans la planche de bord à différents emplacement de la planche de bord pour permettre l'acquisition d'images du conducteur sous plusieurs angles et détecter soit l'activité cardiaque du conducteur soit son état de vigilance. Ainsi, le système selon l'invention trouve une place naturelle à l'intérieur d'un habitacle de véhicule automobile déjà pré-équipé et qui définit d'autre part un espace confiné et de confort propice à la mise en oeuvre du procédé de gestion du sommeil du conducteur du véhicule. REVENDICATIONS1. Procédé .de gestion du sommeil d'un sujet, caractérisé en ce qu'il consiste dans une phase d'endormissement, à mesurer au moins un indicateur d'un état physiologique du sujet et à générer un ou plusieurs stimuli déterminés pour amener progressivement le sujet à un état de relaxation propice à l'endormissement en fonction de l'indicateur physiologique mesuré, et dans une phase de réveil, à mesurer continument l'état de vigilance du sujet et à générer le ou les stimuli pour le réveiller progressivement en fonction de l'état de vigilance mesuré ; l'évolution des stimuli durant les phases d'endormissement et de réveil, étant adaptée automatiquement en fonction de l'état physiologique du sujet. 2. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'état de vigilance du sujet est mesuré à partir d'une information choisie parmi l'une ou l'autre des informations suivantes, ou d'une ou plusieurs combinaisons des informations suivantes : détection de mouvements, reconnaissance de gestes, « tracking » de la tête, détection des ondes cérébrales, désactivation manuelle de la mesure de l'état de vigilance ou reprise de l'activité de conduite. 3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'état physiologique du sujet est déterminé par son activité cardiaque, mesuré à 20 partir d'un changement de couleur de la peau du visage du sujet. 4. Système de gestion du sommeil d'un sujet pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte : un module (1) de mesure d'un indicateur physiologique d'un sujet et de calcul de sa variabilité ; un module (2) de génération de stimuli ; un module (5) de 25 mesure de l'état de vigilance du sujet ; et un module (4) de commande des différents modules ; lesdits modules étant couplés les uns avec les autres via le module de commande (4). 5. Système selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un module (3) interactif de relaxation permettant d'atteindre un 30 niveau déterminé de cohérence de l'indicateur physiologique.. Système selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que le module de commande (4) comporte des moyens d'activation ou de désactivation du système ; ces moyens étant aptes à être désactivés automatiquement à l'issue d'une durée préprogrammée par le sujet. 7. Véhicule comportant des ressources et des équipements embarqués dans l'habitacle du véhicule et un système selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que le système est apte à coopérer avec lesdites ressources et des équipements embarqués dans l'habitacle du véhicule, initialement prévus pour d'autres fonctions que celles de la gestion du sommeil d'au moins un occupant du véhicule. 8. Véhicule selon la revendication précédente, comportant un ou plusieurs capteurs par contact de pression et/ou une caméra vidéo couplée à des moyens d'analyse d'images aptes à identifier des changements de couleur du visage de l'occupant du véhicule, caractérisé en ce que l'état physiologique de l'occupant du véhicule est son activité cardiaque et en ce que le module de mesure de l'activité cardiaque coopère avec le ou les capteurs par contact de pression et/ou la caméra vidéo couplée aux moyens d'analyse d'images aptes à identifier des changements de couleur du visage de l'occupant du véhicule. 9. Véhicule selon l'une des revendications 7 ou 8, comportant au moins un haut-parleur apte à générer un stimulus sonore, et au moins un moyen d'éclairage de l'habitacle pour générer un stimulus ; lesdits stimuli étant perceptibles par l'occupant du véhicule, caractérisé en ce que le module générateur de stimuli comporte au moins ledit haut-parleur du véhicule apte à générer un stimulus sonore, et comporte au moins ledit moyen d'éclairage de l'habitacle pour générer un stimulus ; lesdits stimuli étant perceptibles par l'occupant du véhicule, et en ce que le module de commande comporte des moyens pour commander l'activation ou la désactivation du module générateur de stimuli et des moyens pour faire varier l'amplitude, la fréquence ou la forme des stimuli.30