Brevet FR3013205A1 — publié le 20150522

DISPOSITIF DE DETECTION POUR LITERIE POUR SURVEILLANCE DU SOMMEIL. La présente invention est relative aux dispositifs 5 de détection destinés à permettre la surveillance du sommeil, de tels dispositifs de détection sont habituellement installés dans la literie. Plus précisément, ce genre de dispositif de détection peut être installé au-dessus d'un matelas et sous une alèse ou une housse de 10 matelas; il peut aussi être installé en dessous d'un surmatelas, ou en dessous du matelas principal ou en dessous de tout autre substrat; un individu à surveiller est destiné à être allongé au-dessus du dispositif de détection. 15 En particulier, les dispositifs les plus répandus sont formés par une chambre gonflable peu épaisse, un capteur de pression étant agencé à l'intérieur de la chambre pour mesurer les variations de pression et en déduire des informations sur le rythme cardiaque et la 20 respiration de l'individu reposant sur le lit. Il est connu par exemple du document US2011306844 d'avoir une chambre à air de forme générale rectangle ou carrée avec le capteur de pression agencé dans un coin de la chambre. L'accès au raccordement du capteur à 25 l'extérieur de la literie impose à la chambre gonflable d'occuper toute la largeur du lit de manière à avoir la connexion au capteur située en bordure du lit. Cependant, il s'avère que la performance des chambres de telles dimensions n'est pas optimale en termes 30 de précision et de sensibilité et de plus le coût et l'encombrement d'un tel équipement sont assez pénalisants. Il est donc apparu un besoin de proposer une solution plus optimisée et moins encombrante pour contribuer à la surveillance du sommeil d'un individu. 35 A cet effet, l'invention propose un dispositif de détection, destiné à être placé sous ou sur un matelas de lit, afin de détecter par ballistographie au moins les mouvements, les rythmes cardiaque et respiratoire (par détection des des mouvements voire micro-mouvements) d'un individu reposant sur le matelas, en vue de surveiller le sommeil de l'individu, comprenant : - une portion de captation comprenant au moins une chambre gonflable destinée à contenir un fluide formé par de l'air, destinée à être positionnée sous l'individu, en particulier sous un des points de pression de l'individu couché à savoir la tête, le buste, ou le tronc, - une unité électronique agencée à distance de la portion de captation, comprenant au moins un transducteur de pression, destinée à être positionnée au voisinage de la bordure du matelas ou de la literie, - une portion de transmission, interposée entre la portion de captation et l'unité électronique, comprenant au moins une conduite (autrement dit une canalisation ou encore une liaison fluide), mettant en relation fluide la chambre avec le transducteur, de sorte que l'unité électronique reçoit les changements de pression induits par les mouvements de l'individu, si petits soient-ils. Moyennant quoi l'épaisseur du dispositif reste très limitée sous le matelas ou sur le matelas, le seul élément ayant une épaisseur potentiellement gênante est agencé en dehors de la literie (au bord du matelas voire au-delà), et pour autant le dispositif permet de capter de façon satisfaisante les mouvements de l'individu si petits soient-ils, avec une surface de captation relativement limitée, de manière optimale sur la tête ou le tronc de l'utilisateur. La détection des mouvements permet en particulier de déterminer les mouvements, le rythme cardiaque et le rythme respiratoire de l'individu. Grâce à ces dispositions, la surface de captation est optimale et on évite d'avoir des surfaces trop 35 importantes pour la chambre gonflable qui sont autant de volumes morts pour la fonction détection. Grâce à l'invention, les volumes morts sont moins importants, donc les variations de pression sont plus importantes et la détection de ses variations est plus facile. Dans des modes de réalisation du dispositif selon 5 l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions qui suivent. La conduite de la portion de transmission peut avoir une dimension transversale très inférieure à la largeur de la chambre gonflable, de sorte que le volume de 10 fluide dans la portion de transmission est très petit et n'influence quasiment pas la mesure. Le dispositif de détection peut comprendre en outre une pompe pneumatique et une valve de décharge, de préférence associées à l'unité électronique, la pompe 15 pneumatique et la valve de décharge pouvant être utilisées par l'unité électronique pour gonfler et/ou dégonfler la portion de de captation. Il est ainsi possible d'ajuster la consigne de pression grâce à la pompe et à la valve de décharge, en fonction du poids individu ainsi que du poids 20 de la literie ou même de la localisation du dispositif de détection à l'intérieur de la literie, notamment en fonction de sa proximité avec l'individu. En outre, le système peut compenser les pertes pneumatiques éventuelles ; de plus, en associant la pompe et la valve de décharge 25 avec l'unité électronique, un seul boîtier est à installer en bordure de literie. Il est prévu, dans la chambre gonflable, une pluralité de pontets, rendant solidaires à leur endroit les parois supérieure et inférieure de la chambre gonflable de 30 sorte que la chambre, même lorsqu'elle est sous pression, présente une épaisseur très inférieure à sa longueur et sa largeur. Moyennant quoi on peut choisir des parois supérieure et inférieure de faible épaisseur voire de très faible épaisseur, la solidité dans le sens vertical étant 35 procurée par les pontets ; de sorte qu'on obtient une discrétion dimensionnelle très avantageuse en termes d'épaisseur tout en autorisant le gonflage de fluide. La distance D séparant la portion de captation de l'unité électronique est supérieure à 10 cm. Moyennant quoi 5 la portion de captation peut être agencée de façon idéale sous le thorax, la tête ou les hanches de l'utilisateur, et l'unité électronique peut être située en dehors de la literie elle-même, préférentiellement contre le bord du lit ; de plus, la sur-longueur peut être enroulée au voisinage 10 de l'unité électronique. L'unité électronique peut comporter un module de mise en forme des signaux captés et un module de communication sans fil ; moyennant quoi l'unité électronique peut mettre les informations captées à 15 disposition de toute entité distante comme une station de base, un téléphone intelligent, un serveur Web, afin de fournir à l'individu ou à un personnel de soins des informations exploitables. Le dispositif de détection peut comprendre en outre 20 un capteur de température et/ou un capteur d'humidité. De sorte que l'on peut complémenter les informations de mouvements par d'autres informations relatives à la qualité du sommeil de l'individu. Le dispositif se présente à l'état dégonflé sous 25 forme de nappe souple pliable, roulable et lessivable. On obtient ainsi un encombrement faible pour le rangement et/ou la livraison du dispositif de détection. On peut aussi lessiver à l'aide d'une éponge le dispositif de détection. 30 La conduite de la portion de transmission comprend une tige pleine élastique destinée à empêcher l'écrasement complet de la paroi supérieure contre la paroi inférieure. De sorte que la communication fluide reste assurée (et donc la mesure de pression fiable) quelques soient les 35 contraintes exercées sur la portion de transmission. L'élasticité de la tige autorise par ailleurs un enroulement facile et guidé de la bande formée par la portion de transmission. La largeur de la portion de transmission est sensiblement identique à la largeur de la portion de 5 captation. Ainsi on obtient un objet facile à enrouler ; on améliore aussi le maintien à l'intérieur de la literie. Le volume mort de gaz dans la conduite de la portion de transmission est minimal, de préférence inférieur à 5 cm3 ; de sorte que la portion de transmission 10 a une influence quasi négligeable sur la performance de la détection des variations de pression. L'invention vise également un kit comprenant un dispositif de détection tel que décrit précédemment et une housse démontable, le dispositif de détection étant destiné 15 à être inséré dans la housse. Moyennant quoi la housse fait office de protection et on peut la passer à la machine à laver ; de plus la housse de protection, de par sa surface rugueuse, peut remplir la fonction de moyen de maintien dans une position correspondant à une position optimale, 20 par exemple la tête de l'utilisateur, son thorax, ses hanches. L'invention vise aussi un système de détection comprenant au moins un dispositif de détection que décrit précédemment et une entité distante. Moyennant quoi, un 25 certain nombre d'informations relatives à la qualité du sommeil sont traitées et mises à disposition de de l'individu lui-même ou d'un personnel de soins par une entité distante. Enfin, l'invention vise aussi un procédé mis en 30 oeuvre dans un dispositif tel que décrit précédemment, dans lequel l'unité électronique est configurée pour ajuster, en commandant la pompe pneumatique et la valve de décharge, la pression prévalant dans la chambre gonflable ; de sorte que l'on peut choisir la pression optimale en fonction de la 35 configuration liée au poids de l'individu et à la position du dispositif dans la literie, et eu type de matelas. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante d'une de ses formes de réalisation, donnée à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins joints. Sur les dessins : - la figure 1 est une vue générale du dispositif de détection selon l'invention, intégré dans une literie, - la figure 2 est une vue en coupe axiale, représentée en perspective du dispositif de détection de la 10 figure 1, - la figure 3 est une vue en coupe transversale représentée en perspective du dispositif de détection de la figure 1, - la figure 4 illustre un schéma fonctionnel de 15 principe, - la figure 5 est une vue de dessus d'une variante du dispositif de détection, avec une portion de transmission plus large, la figure 6 montre un exemple de dispositif 20 selon l'invention dans sa configuration de livraison ou de rangement, les figures 7A et 7B représentent des configurations respectives pour un lit monoplace et pour un lit biplace, 25 Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires. La figure 1 représente un exemple de literie 10 de 30 lit selon la présente invention, laquelle comprend un matelas principal 11 au-dessus duquel est disposé un dispositif de détection 1 comportant une partie active de détection qui sera détaillée plus loin et dont la position correspond de façon avantageuse approximativement à un des 35 points de pressions du corps de l'individu couché sur le matelas. Cette position optimale peut être choisie comme la zone de la tête, la zone du buste, la zone du bas du tronc (zone du bassin et des hanches). Toutefois, il s'avère que n'importe quelle position sous le tronc ou sous la tête peut quand même convenir pour une captation suffisante des 5 mouvements de l'individu et convient pour déterminer par ballistographie, à partir changements de pression induits par les mouvements de l'individu, le rythme cardiaque et le rythme respiratoire de l'individu. Au-dessus du dispositif de détection 1 est 10 installé une alèse, un sur-matelas, un drap housse ou tout autre substrat 12 sur lequel peut s'installer l'individu utilisateur de la literie. Dans une autre configuration non représentée, le dispositif de détection 1 peut aussi être installé sous le 15 matelas principal. Le dispositif de détection 1 est adapté pour pouvoir détecter des mouvements de l'utilisateur, y compris des mouvements de très faible amplitude, de sorte que l'analyse de ces petits mouvements permet de déterminer le 20 niveau d'activité, le rythme cardiaque et le rythme respiratoire de l'individu, même lorsque ce dernier est immobile. L'analyse couplée des mouvements perçus, des rythmes cardiaque et respiratoire permet de distinguer les phases de sommeil et d'enregistrer les différentes phases 25 de sommeil de l'individu. Dans l'exemple particulier illustré aux figures 1 à 4, le dispositif de détection comprend : - une portion de captation 3 comprenant au moins une chambre gonflable 8 destinée à contenir un fluide, 30 notamment gazeux, particulièrement de l'air, - une unité électronique 2, agencée à distance de la portion de captation, comprenant au moins un transducteur de pression 26, et une carte électronique 20, - une portion de transmission 4, interposée entre la 35 portion de captation et l'unité électronique, comprenant au moins une conduite 6 mettant en relation fluide la chambre gonflable avec le transducteur. De manière avantageuse, on choisit comme fluide un fluide compressible de très bonne disponibilité, en 5 l'occurrence l'air ambiant. Moyennant quoi, on peut gonfler la portion de captation pour l'utilisation, et aussi purger la portion de captation afin de pouvoir ranger le dispositif de détection sous une forme compacte enroulée qui sera détaillée plus loin. De plus, l'utilisation d'un 10 fluide liquide présente des risques de fuite et de mouillage de la literie. La chambre gonflable 8 occupe la majeure partie de la portion de captation 3 ; elle a pour dimensions une largeur Li (selon l'axe Y dans les dessins), une longueur 15 L2 (selon l'axe X dans les dessins) et une épaisseur notée E dans la direction perpendiculaire aux axes X et Y. Lorsque le dispositif de détection est installé dans la literie, les axes X et Y se retrouvent dans le plan T,U du lit et la direction de l'épaisseur E de la chambre 20 gonflable coïncide avec la direction verticale V. Concernant les dimensions principales de la portion de captation, la largeur Li pourra être typiquement comprise entre 20 cm et 50 cm, et de façon préférentielle entre 30 cm et 40 cm. De même, la longueur L2 pourra être 25 typiquement comprise entre 20 cm et 50 cm, et de façon préférentielle entre 30 cm et 40 cm. Par conséquent, la portion de captation n'occupe pas toute la largeur du lit ni bien entendu non plus toute la longueur du lit. La chambre gonflable (dans l'exemple illustré et 30 une chambre pneumatique) pneumatique est délimitée par une paroi supérieure 8a et une paroi inférieure 8b qui sont soudés sur toute la périphérie de la chambre. La chambre gonflable comprend avantageusement une pluralité de pontets 7 rendant solidaires à leur endroit les parois supérieure 35 8a et inférieure 8b de la chambre gonflable. Ainsi, la chambre gonflable, même lorsqu'elle est sous pression, présente une épaisseur E très inférieure à sa longueur L2 et sa largeur Li. Ainsi, lorsque la chambre gonflable est dégonflée, l'épaisseur E sera inférieure à 8 mm, préférentiellement inférieure à 5 mm, de manière encore plus préférée inférieure à 3 mm. Il faut noter qu'une valve de purge 90 est prévue afin de pouvoir purger la chambre gonflable. Sur un des côtés de la chambre gonflable, il est prévu une communication fluide avec la conduite 6 agencée à 10 l'intérieur de la portion de transmission 4. La conduite 6 présente une dimension transversale W2 très inférieure à largeur Li de la chambre, par exemple comprise entre 5 mm et 15 mm. La largeur W1 de la portion de transmission est 15 aussi dans l'exemple illustré significativement inférieure à la largeur Li de la chambre gonflable 8, W1 est par exemple comprise entre 5 cm et 15 cm. La distance D, correspondant à la longueur de la portion de transmission selon X, séparant la portion de 20 captation 3 de l'unité électronique 2 sera typiquement supérieure à 10 cm. De plus, cette distance D pourra être choisie de telle manière que l'unité électronique sera suspendue contre le bord du lit, de préférence sans traîner par terre, cette distance D pourra être par exemple 25 inférieure à 60 cm. Il faut remarquer que entre la chambre gonflable et l'unité électronique, il peut y avoir une seule conduite 6 ou deux conduites séparées EA, 63 dont l'utilité sera vue plus loin. 30 Selon un aspect avantageux, visible en particulier sur la figure 3, la portion de transmission 4 comprend une tige pleine 5 élastique agencée dans la conduite 6, destinée à empêcher l'écrasement complet de la paroi supérieure contre la paroi inférieure de la portion de 35 transmission. Cette disposition permet d'obtenir un volume mort de fluide très faible dans la conduite, et en même temps de garantir que la communication fluide reste assurée quelques soient les contraintes exercées sur la portion de transmission. Grâce à la présence de cette portion de transmission 4, on peut positionner la portion de captation 3 à distance de l'unité électronique 2, sous l'individu, en particulier sous un des points de pression de l'individu couché à savoir la tête, le buste, ou le bas du tronc. On prend soin de minimiser l'influence de la portion de transmission, en particulier le volume mort de gaz dans la conduite de la portion de transmission 4 sera minimal, inférieur à 10 cm3, de préférence inférieur à 5 cm3, voire inférieur à 2 cm3. Comme illustré à la figure 4, l'unité électronique 2 comprend un transducteur de pression 26, configuré pour convertir des signaux de pression (ou de variations de pression) en signaux électriques qui peuvent être mis en forme et être filtrés et analysés par des moyens connus en soi pour en déduire le rythme cardiaque et le rythme respiratoire de l'individu. En outre, on peut disposer dans l'unité électronique 2 (ou à proximité immédiate) une pompe pneumatique 9 configurée pour pouvoir envoyer de l'air sous pression dans la conduite 6 (63 dans la configuration à deux conduites). Ainsi le système peut compenser les pertes pneumatiques éventuelles. De plus, on peut disposer dans l'unité électronique 2 (ou à proximité immédiate) une valve de décharge 90, sous forme d'une électrovanne. Cette électrovanne est commandée à l'ouverture pendant un laps de temps contrôlé, ce qui permet de faire baisser la pression dans la portion de captation. L'activation de la pompe et/ou de valve de décharge permet ainsi d'ajuster la consigne de pression moyenne en fonction du poids de l'individu, de la localisation du dispositif de détection à l'intérieur de la literie, notamment sa proximité avec l'individu. Plus le dispositif de détection est éloigné de l'individu dans l'épaisseur de la literie, plus la consigne moyenne de pression pourra être élevée. De plus, lorsque la pompe est intégrée à l'unité 5 électronique 2, il n'y a qu'un seul boîtier à installer en bordure de literie ce qui est avantageux en terme de packaging. L'unité électronique peut être reliée à une source d'alimentation 28, elle peut aussi comporter une interface 10 de communication type USB. Par ailleurs, elle peut aussi comporter un moyen de communication sans fil pour échanger des données 23 avec une entité distante 50, que ce soit un téléphone intelligent, ou un ordinateur, ou une tablette, ou encore tout autre appareil adéquat. 15 Selon une variante de réalisation représentée à la figure 5, la portion de transmission peut présenter une largeur W1 sensiblement identique à la largeur Li selon Y de la portion de captation, ce qui facilite l'enroulement du dispositif de détection lorsqu'on veut le ranger ou dans 20 sa configuration de livraison, comme ceci est représenté à la figure 6. Il faut noter ici que la tige pleine 5 est suffisamment flexible pour permettre l'enrôlement sur lui-même du dispositif de détection. Selon la présente invention, il est aussi possible 25 d'adjoindre optionnellement au dispositif de détection un capteur de température et/ou un capteur d'humidité (non représentés) ce qui permet de compléter l'analyse de la qualité du sommeil avec les informations de température et des informations de sudation. 30 Il est prévu par ailleurs d'insérer le dispositif de détection, tout au moins la portion de transmission et la portion de captation dans une housse démontable (non représentée), de manière à pouvoir laver la housse indépendamment du dispositif de détection. De plus, la 35 surface extérieure de la housse peut présenter une certaine rugosité ce qui évite un glissement de la housse par rapport à la literie. Avantageusement, cette housse peut être munie de bande rugueuse pour fournir une accroche sur la literie et 5 contribuer au maintien en position du dispositif de détection lorsque celui-ci est installé dans la literie. Il faut remarquer que, dans la configuration représentée aux figures 3 et 4, la portion de transmission 4 peut comprendre deux conduites distinctes, une première 10 conduite EA formant un canal de mesure de pression et une deuxième conduite 63 formant un canal de mise en pression relié à la sortie de la pompe. Comme illustré aux figures 7A et 7B, l'unité électronique 2 peut être positionnée contre un coté latéral 15 du lit, ou bien sur le côté de la tête de lit. La figure 7A illustre la position 3' de la portion de captation sous la tête l'individu pour une variante de placement du dispositif 1'. La figure 7B représente un lit biplace, dans lequel 20 deux personnes prennent place. Dans cette configuration, un premier dispositif de détection 1 est placé sous le premier individu et un second dispositif de détection 100 est placé sous le second individu. Ce second dispositif de détection est identique ou similaire au premier et comprend notamment 25 une portion de captation 103 et une unité électronique 102, cette dernière étant configurée pour transmettre des signaux représentatifs de la qualité du sommeil du second individu vers l'entité distante 50. Ainsi on peut surveiller deux personnes dans un lit 30 biplace du fait du bon ciblage de chaque dispositif de détection. Afin de capter le plus précisément les différents mouvements de l'individu, les données électriques issues du transducteur de pression 26 sont analysées par trois voies 35 en parallèle dans la carte électronique 20, chaque fois présentant un filtrage spécifique, ce qui permet d'obtenir de façon la plus fiable possible le rythme cardiaque de l'individu, le rythme respiratoire de l'individu, et les mouvements effectués par l'individu pendant son sommeil. REVENDICATIONS1. Dispositif de détection (1), destiné à être placé sous ou sur un matelas de lit (10), afin de détecter par 5 ballistographie au moins les mouvements, les rythmes d'un cardiaque et respiratoire matelas, notamment pour l'individu, comprenant : - une portion de captation individu reposant sur le surveiller le sommeil de (3) comprenant au moins une 10 chambre gonflable (8) destinée à contenir un fluide formé par de l'air, destinée à être positionnée sous l'individu, en particulier sous un des points de pression de l'individu couché à savoir la tête, le buste, ou le bas du tronc, 15 - une unité électronique (2) agencée à distance de la portion de captation, comprenant au moins un transducteur de pression, destinée à être positionnée à l'extérieur de la literie elle-même, notamment au voisinage de la bordure du matelas ou de la literie, 20 - une portion de transmission (4), interposée entre la portion de captation et l'unité électronique, comprenant au moins une conduite (6), mettant en relation fluide la chambre gonflable avec le transducteur, de sorte que l'unité électronique reçoit les changements de pression 25 induits par les mouvements de l'individu. 2. Dispositif selon la revendication 1 comprenant en outre une pompe pneumatique (9) et une valve de décharge (90), de préférence associées à l'unité électronique, la pompe 30 pneumatique et la valve de décharge pouvant être utilisées par l'unité électronique pour gonfler et/ou dégonfler la portion de de captation (3). 3. Dispositif selon la revendication 1 dans lequel il est 35 prévu, dans la chambre gonflable, une pluralité de pontets (7), rendant solidaires à leur endroit les paroissupérieure (8a) et inférieure (8b) de la chambre gonflable, de sorte que la chambre, même lorsqu'elle est sous pression, présente une épaisseur E très inférieure à sa longueur (L2) et sa largeur (L1). 4. Dispositif selon la revendication 1 dans lequel la distance (D) séparant la portion de captation de l'unité électronique est supérieure à 10 cm. 5. Dispositif selon la revendication 1 dans lequel l'unité électronique (2) comporte un module de mise en forme des signaux captés et un module de communication sans fil. 6. Dispositif selon la revendication 1, comprenant en outre 15 un capteur de température et/ou un capteur d'humidité. 7. Dispositif selon la revendication 1 dans lequel le dispositif se présente à l'état dégonflé sous forme de nappe souple pliable, roulable et lessivable. 8. Dispositif selon la revendication 1 dans lequel la conduite de la portion de transmission (4) comprend une 20 tige pleine (5) élastique destinée à empêcher l'écrasement complet de la paroi supérieure contre la paroi inférieure. 9. Dispositif selon la revendication 1 dans lequel la largeur (W1) de la portion de transmission est sensiblement 25 identique à la largeur (L1) selon Y de la portion de captation. 10. Dispositif selon la revendication 1 dans lequel le volume mort de gaz dans la portion de transmission (4) est 30 minimal, de préférence inférieur à 5 cm'. 11. Kit comprenant un dispositif de détection selon l'une des revendications 1 à 10 et une housse, le dispositif de détection étant destiné à être inséré dans la housse. 12. Système de détection comprenant au moins un dispositif de détection (1) selon l'une des revendications 1 à 10, et une entité distante (50). 13. Procédé mis en oeuvre dans un dispositif selon la revendication 2, dans lequel l'unité électronique (2) est configurée pour ajuster, en commandant la pompe pneumatique et la valve de décharge, la pression prévalant dans la chambre gonflable.