Brevet FR3039980A1 — publié le 20170217

Installation d'identification de l'activité électrique cérébrale d'une personne en réponse à des stimuli osmique L'invention concerne une installation d'identification de l'activité électrique cérébrale d'une personne en réponse à des stimuli osmiques, relativement à des causes types de troubles qualitatifs ou de pertes quantitatives de l'odorat humain. Les études scientifiques ont montré que l'olfaction humaine, généralement meilleure dans le genre féminin que dans le genre masculin, pouvait être sujette à des troubles qualitatifs ou à des pertes quantitatives dont les causes peuvent être, parmi d'autres, liées à une atteinte d'origine centrale. Ainsi, une diminution de la capacité à reconnaître les odeurs pourrait être le signe précurseur de troubles cognitifs et de maladies neurodégénératives, comme la maladie d'Alzheimer ou la maladie de Parkinson. En effet, ce sont souvent les cellules cérébrales qui jouent un rôle pour l'odorat qui sont atteintes parmi les premières. Cet enseignement est exposé dans nombre de publications scientifiques, ainsi que dans nombre d'articles de vulgarisation. Le « Test d'Identification d'Odeur de l'Université de Pennsylvanie » connu sous l'acronyme UPSIT, développé notamment par Richard Doty, est utilisé notamment pour l'identification d'une maladie neurodégénérative. Il se présente sous la forme d'un feuillet de feuilles de buvard emprisonnant des microcapsules de produits odoriférants que la personne qui réalise le test doit gratter et renifler pour ensuite répondre aux questions posées. Une telle identification a pour inconvénient de manquer d'objectivité et le test a été critiqué pour être dépendant de biais culturels. Le test initial a été perfectionné par la suite, comme l'enseigne notamment le document WO 2006/135368. On peut se référer également au document US 2003/0113701. La thèse de Samy Barkat « La qualité perçue des mélanges odorants : analyses psychophysiologiques » présentée devant l'Université Lumière Lyon 2, vise à « apporter de nouvelles informations sur la perception de la qualité odorante, soulignant l'importance des processus bottom-up (du perceptif au cognitif) et top-down (du cognitif au perceptif) dans le traitement de la perception olfactive». Comme exposé dans la thèse : « Quelques millisecondes (100 ms en moyenne) après une stimulation olfactive, on peut observer de légères fluctuations de l'activité électrique enregistrée par les électrodes [d'un électroencéphalographe], et ce jusqu'à deux secondes après la stimulation. Ces changements de « voltage » provoqués par un stimulus ont donc été appelés « potentiels évoqués olfactifs ». L'onde électrique enregistrée dépend exclusivement des paramètres du stimulus et apparaît indépendamment du contexte expérimental et de l'état « attentionnel» du sujet [...] ». Les réponses « s'articulent autour de trois composantes : une composante réflexe «d'éveil », non spécifique de la perception sensorielle ; une composante « intégrée » qui est associée au traitement du stimulus ainsi qu'au processus de mémoire à court terme et une composante « anticipatoire », liée à l'anticipation de nouveaux événements sensoriels ». Ainsi, « on distinguera les ondes « négatives » (N1, N2) dont le potentiel d'action est plus négatif que le potentiel de repos, et les ondes « positives » (P1, P2 et P3) dont le potentiel d'action est plus positif que le potentiel de repos. » Ces composantes, encore appelées pics ou vagues sont caractérisées par leur polarité, leur amplitude et leur latence (durée entre le stimulus et la réaction). L'indice1, 2, 3 indique l'emplacement dans l'onde. La publication « The Application of Electroencephalographic Techniques to the Study of Human Olfaction : A review and Tutorial » de Tyler S. Lorig de l'Université Washington & Lee de Lexington, passe en revue les techniques d'électroencéphalographie destinées à déterminer les effets d'une odeur sur le système nerveux, et expose les problèmes y relatifs. 3039980 2 On peut se référer également à la publication «A computer-controlled olfactometer for fMRI and electrophysiological studies of olfaction » de Tyler S. Long et David G. Elmes, sous le copyright de la Psychonomic Society, Inc. qui décrit un olfactomètre efficace et peu coûteux. 5 Des olfactomètres sont également décrits dans les documents EP 0 883 049 et EP 0 003 088. Dans ce contexte, il est apparu qu'il existait le besoin de disposer d'une installation d'identification de l'activité électrique cérébrale d'une personne en réponse à des stimuli osmiques, relativement à des causes types de 10 troubles qualitatifs ou de pertes quantitatives de l'odorat humain, qui ne soit pas invasive, et qui soit aussi peu coûteuse que possible, facile et rapide à mettre en oeuvre, sensible, et enfin procure des résultats objectifs au sens où ils ne peuvent être affectés de biais en fonction de la personne concernée. L'invention vise à répondre à ce besoin. 15 Ci-après, un exposé de l'invention telle qu'elle est caractérisée. Une installation d'identification de l'activité électrique cérébrale d'une personne en réponse à des stimuli osmiques qu'elle reçoit conforme à l'invention comprend : 20 un olfactomètre comportant, associés entre eux : o une première entrée pour un vecteur osmique ne stimulant pas le nerf trijumeau de la personne, une seconde entrée pour un vecteur osmique d'une famille d'odeur prédéfinie, un gicleur nasal porté par un support nasal, o un circuit d'alimentation en vecteur osmique associé en amont aux deux entrées et en aval au gicleur et 25 des vannes permettant de fermer ou d'ouvrir l'amenée des vecteurs d'odeurs ; et des moyens de commande des vannes et de l'olfactomètre, des moyens d'alimentation en vecteur osmique ne stimulant pas le nerf trijumeau et en vecteur osmique correspondant à la famille d'odeur prédéfinie, un électroencéphalographe comportant, associés entre eux : 30 o un casque EEG et des moyens électroniques de traitement et d'enregistrement des signaux électriques reçus du casque EEG, o des moyens de visualisation et/ou d'impression de la courbe temporelle des signaux électriques ainsi reçus et traités et des moyens de commande de l'électroencéphalographe 35 Cette installation est telle que : - les moyens de commande de l'électroencéphalographe et les moyens de commande de l'olfactomètre sont associés de sorte que, avec l'olfactomètre, la personne soit soumise, dans une première phase, au vecteur osmique ne stimulant pas le nerf trijumeau, et dans une seconde phase consécutive, au vecteur osmique ne stimulant pas le nerf trijumeau et, moyennant une intensité croissante, au vecteur osmique correspondant à la 40 famille d'odeur prédéfinie, - les moyens de visualisation et/ou d'impression de la courbe temporelle des signaux électriques reçus et traités, sont également associés à l'olfactomètre pour être aussi des moyens de visualisation et/ou d'impression de la courbe temporelle de la nature et de l'intensité du ou des vecteurs osmiques auxquels est soumis réellement la personne, les moyens de visualisation et/ou d'impression procurant ainsi une courbe temporelle 45 effective signaux / vecteurs osmiques, pour la première phase et la seconde phase, 3039980 3 - les moyens de traitement comportent une mémoire d'une pluralité de courbes temporelles signaux / vecteurs osmiques théoriques types, correspondant à des causes types de troubles qualitatifs ou de pertes quantitatives de l'odorat humain, 5 - les moyens de traitement comportent également des moyens de comparaison de la courbe temporelle effective signaux / vecteurs osmiques et des courbes temporelles signaux / vecteurs osmiques théoriques types, de sorte à identifier de quelle courbe temporelle signaux / vecteurs osmiques théorique type se rapproche le plus la courbe temporelle effective signaux / vecteurs osmiques. 10 Ainsi, on identifie l'activité électrique cérébrale de la personne en réponse aux stimuli osmiques auxquels elle est soumise relativement à des causes types de troubles qualitatifs ou de pertes quantitatives de l'odorat humain. Selon une réalisation, l'olfactomètre comporte deux gicleurs naseaux. 15 Selon une réalisation, la seconde entrée est pour l'un des vecteurs osmiques d'une pluralité de vecteurs osmiques d'une pluralité de familles d'odeurs prédéfinies et l'installation comporte des moyens d'alimentation en la pluralité de vecteurs osmiques de la pluralité de familles d'odeurs prédéfinies. Selon une réalisation, l'olfactomètre est disposé dans une pièce ventilée pourvue de moyens d'assise de la 20 personne. On décrit maintenant brièvement les figures des dessins. La figure 1 est une vue purement schématique illustrant une installation selon l'invention. 25 La figure 2 est une vue également purement schématique illustrant la courbe temporelle effective signaux / vecteurs osmiques et la courbe temporelle signaux / vecteurs osmiques théorique type dont elle se rapproche le plus. 30 Ci-après un exposé détaillé de plusieurs modes de réalisation de l'invention assorti d'exemples et de référence aux dessins. L'installation 1, d'identification de l'activité électrique cérébrale d'une personne en réponse à des stimuli osmiques qu'elle reçoit selon l'invention comprend un olfactomètre 2 et un électroencéphalographe 3, associés 35 fonctionnellement l'un à l'autre. Au moins l'olfactomètre 2 est disposé dans une pièce 4 ventilée, grâce à des moyens de ventilation 5. Le cas échéant, l'électroencéphalographe 3 est également disposé dans la pièce 4, ou bien dans une autre réalisation, il est distant, situé dans une autre pièce. 40 La pièce 4 est également pourvue de moyens d'assise 6 de la personne P concernée par l'identification de l'activité électrique cérébrale en réponse à des stimuli osmiques qu'elle reçoit, et ce grâce à l'installation 1. L'invention vise l'installation 1 comprenant en substance l'olfactomètre 2 et l'électroencéphalographe 3, que ceux- 45 ci soient démontés ou montés, associés entre eux ou dissociés. Elle vise aussi l'installation 1 en situation de fonctionnement dans son environnement comprenant aussi les moyens d'assise 6 et la pièce 4. 3039980 4 L'olfactomètre 2 comporte en substance les moyens énumérés ci-après, lesquels sont associés structurellement et/ou fonctionnellement entre eux. 5 L'olfactomètre 2 comporte une première entrée 7 pour un vecteur osmique ne stimulant pas le nerf trijumeau de la personne P. L'olfactomètre 2 comporte également une seconde entrée 8 pour un vecteur osmique d'une famille d'odeur prédéfinie. 10 L'olfactomètre 2 comporte également un gicleur nasal 9 porté par un support nasal 10, agencé de sorte à pouvoir être associé à la narine de la personne P assise sur les moyens d'assise 6. Selon une réalisation, l'olfactomètre 2 comporte deux gicleurs naseaux 9, un pour chaque narine de la personne 15 P. Selon une réalisation, la seconde entrée 8 est prévue pour l'un des vecteurs osmiques d'une pluralité de vecteurs osmiques correspondant à une pluralité de familles d'odeurs prédéfinies. 20 L'olfactomètre 2 comporte également un circuit d'alimentation 11 en vecteur osmique. Ce circuit d'alimentation 11 est associé en amont aux deux entrées 7 et 8 et en aval au gicleur 9. Des vannes 11a permettant de fermer ou d'ouvrir l'amenée des vecteurs osmiques. 25 L'olfactomètre 2 comporte également des moyens de commande 12 des vannes 11a et de l'olfactomètre 2. L'installation 1 comprend, complémentairement à l'olfactomètre 2 des moyens d'alimentation 13 en vecteur osmique ne stimulant pas le nerf trijumeau et des moyens d'alimentation 14 en vecteur osmique correspondant à la famille d'odeur prédéfinie précédemment mentionnée. 30 Dans le cas où la seconde entrée 8 est prévue pour l'un des vecteurs osmiques d'une pluralité de vecteurs osmiques correspondant à une pluralité de familles d'odeurs prédéfinies, il est prévu des moyens d'alimentation 14 en la même pluralité de vecteurs osmiques de la même pluralité de familles d'odeurs prédéfinies. 35 L'électroencéphalographe 3 comporte en substance les moyens énumérés ci-après, lesquels sont associés structurellement et/ou fonctionnellement entre eux. L'électroencéphalographe 3 comporte un casque EEG 15, avec ses électrodes, celles-ci étant tout spécialement disposées de sorte à récupérer les signaux électriques dans la zone corticale de la personne P. 40 L'électroencéphalographe 3 comporte également des moyens électroniques 16 de traitement et d'enregistrement des signaux électriques reçus du casque EEG, moyennant une liaison 17, comme un ordinateur programmé. L'électroencéphalographe 3 comporte également des moyens 18 de visualisation et/ou d'impression de la courbe 45 temporelle des signaux électriques ainsi reçus et traités. On entend par là la courbe donnant sur l'axe des ordonnées les valeurs des signaux électriques reçus et traités et sur l'axe des abscisses le temps. 3039980 5 L'électroencéphalographe 3 comporte également des moyens de commande 19 de l'électroencéphalographe 3. Les caractéristiques générales de l'olfactomètre 2, des moyens d'alimentation 13 et 14 en vecteur osmique et de 5 l'électroencéphalographe 3 sont connus ou à la portée de l'homme du métier et pour cette raison ne nécessite pas d'être davantage explicitées. Les moyens de commande 19 de l'électroencéphalographe 3 et les moyens de commande 12 de l'olfactomètre 2 sont associés fonctionnellement par la liaison représentée symboliquement en 20, de sorte que, avec 10 l'olfactomètre 2, le patient P soit soumis, dans une première phase, au vecteur osmique ne stimulant pas le nerf trijumeau, et dans une seconde phase consécutive, au vecteur osmique ne stimulant pas le nerf trijumeau et, en plus, moyennant une intensité croissante, au vecteur osmique correspondant à la famille d'odeur prédéfinie précédemment mentionnée. C'est ainsi que l'installation 1 combine l'olfactomètre 2 et l'électroencéphalographe 3. Cela peut être répété pour chacun des vecteurs osmiques de la pluralité de vecteurs osmiques correspondant à 15 la pluralité de familles d'odeurs prédéfinies, lorsque cela est prévu. A chaque phase correspond un stimulus osmique. Avec les deux phases qui viennent d'être exposées, on réalise une sorte de contraste bi-osmique : il s'agit en effet de déceler et mesurer l'impact électrique d'une seconde odeur qui, à compter de la seconde phase vient se superposer à la première odeur, comme le gaz carbonique, 20 équivalente à une sorte de « bruit blanc », dispensée dans la première phase. Par ailleurs, les moyens 18 de visualisation et/ou d'impression de la courbe temporelle des signaux électriques reçus et traités réelle sont également associés à l'olfactomètre 2, notamment aux moyens de commande 12 ou aux vannes 11a pour être aussi des moyens de visualisation et/ou d'impression de la courbe temporelle de la 25 nature et de l'intensité du ou des vecteurs osmiques auxquels est soumis réellement la personne P, qui peut être l'indication sur l'axe des abscisses du commencement et de la fin de la première phase et du commencement et de la fin de la seconde phase pour le vecteur osmique correspondant à la famille d'odeur prédéfinie précédemment mentionnée ou chacun des vecteurs osmiques lorsqu'il en est prévu plusieurs. 30 On peut ainsi rapprocher le commencement et la fin de chaque phase de stimulation et l'activité cérébrale qui en résulte, celle-ci étant exprimée de façon objective par la valeur des signaux électriques reçus et traités, les moyens 18 de visualisation et/ou d'impression procurant une courbe temporelle effective signaux / vecteurs osmiques CRsvo correspondant à la réalité objective résultant de la mise en oeuvre sur la personne P de l'installation 1. 35 Par ailleurs, les moyens 16 de traitement comportent une mémoire 21 dans laquelle est chargée une pluralité de courbes temporelles signaux / vecteurs osmiques théoriques types CTIsvo, CTmsvo CTnsvo correspondant à des causes types de troubles qualitatifs ou de pertes quantitatives de l'odorat humain. 40 Ces courbes temporelles signaux / vecteurs osmiques théoriques types CTisvo sont obtenues par compilation et traitement statistique de courbes significatives correspondant à des cas réels constatés dans des cohortes de personnes. Les troubles qualitatifs types et les pertes quantitatives types de l'odorat humain sont ceux connus ou qui sont 45 révélés par les études, recherches et expérimentations médicales. Par exemple, pour les troubles qualitatifs : la cacosmie, la parosmie ou encore la phantosmie. Pour les pertes quantitatives, par exemple, l'anosmie, l'hyposmie ou l'hyperosmie. 3039980 6 Les causes de ces troubles et pertes sont diverses, notamment d'origine congénitale, infectieuse, traumatique, naso sinusienne, tumorale, médicamenteuse ou bien d'origine centrale au niveau du bulbe olfactif ou au niveau 5 cortical, comme la maladie d'Alzheimer ou la maladie de Parkinson ou la sclérose en plaques. Précisément, l'on sait qu'à la suite de stimuli osmiques, l'activité cérébrale d'une personne exprimée par son activité électrique montre de légères fluctuations (potentiels évoqués olfactifs), avec des ondes, pics ou vagues communément désignées N1, N2 et P1, P2 et P3 dont les caractéristiques de polarité, amplitude et latence sont 10 représentatives de la cause d'éventuels troubles ou pertes osmiques, outre le genre (masculin, féminin) de la personne concernée et son âge, notamment. Ainsi, avec l'âge, l'amplitude des ondes, pics, vagues est plus faible comparativement à la normale. Dans le cas d'un patient touché par la maladie d'Alzheimer, la latence en P2 est plus importante 15 comparativement à la normale. Pour la maladie de Parkinson, comparativement à la normale, l'amplitude en P1 est plus faible, P3 est atténué, voire disparaît. Ainsi, il est possible d'associer aux causes types des troubles qualitatifs et des pertes quantitatives de l'odorat 20 humain des profils types de courbes temporelles signaux / vecteurs osmiques théoriques types CTisvo, se différenciant les unes des autres par la polarité, l'amplitude et la latence des ondes, pics, vagues N1, N2 et P1, P2 et P3. Une personne peut procurer une courbe temporelle signaux / vecteurs osmiques réelle CRsvo dont le profil est 25 proche de celui d'une courbe théorique type CTisvo correspondant à une cause type, alors même que la personne peut ne percevoir avoir la cause de troubles qualitatifs ou de pertes quantitatives de l'odorat, ou ne pas souffrir de tels troubles ou pertes. Par suite, la mise en oeuvre de l'installation 1 peut relever d'une démarche prédictive avancée. 30 Enfin, les moyens 16 de traitement comportent également des moyens 22 de comparaison de la courbe temporelle effective signaux / vecteurs osmiques CRsvo et des différentes courbes temporelles signaux / vecteurs osmiques théoriques types CTisvo, de sorte à identifier de quelle courbe temporelle signaux / vecteurs osmiques théorique type CTisvo se rapproche le plus la courbe temporelle effective signaux / vecteurs osmiques CRsvo. 35 La figure 2 illustre de façon purement schématique ce rapprochement de la courbe temporelle effective signaux / vecteurs osmiques CRsvo et de la courbe temporelle signaux / vecteurs osmiques théoriques type CTisvo la plus proche, le début de la première phase et le début de la seconde phase étant repérés en S1 et S2. 40 Avec cette comparaison, on identifie l'activité électrique cérébrale de la personne en réponse aux stimuli osmiques auxquels elle est soumise relativement à des causes types de troubles qualitatifs ou de pertes quantitatives de l'odorat humain comme, notamment, la maladie d'Alzheimer ou la maladie de Parkinson, et ceci de façon prédictive avancée. 45 II est entendu que sont connus ou à la portée de l'homme du métier et pour cette raison ne nécessitent pas d'être davantage explicités, des moyens d'association fonctionnelle de moyens de commande 19 et de moyens de commande 12, des moyens 18 de visualisation et/ou d'impression de la courbe temporelle effective signaux / 3039980 7 vecteurs osmiques CRsvo, une mémoire 21 dans laquelle peut être chargée une pluralité de courbes temporelles signaux / vecteurs osmiques théoriques types CTIsvo, CTmsvo CTnsvo, et des moyens 22 de comparaison de la courbe temporelle effective signaux / vecteurs osmiques CRsvo et des différentes courbes temporelles signaux / 5 vecteurs osmiques théoriques types CTisvo, de sorte à identifier de quelle courbe temporelle signaux / vecteurs osmiques théorique type CTisvo se rapproche le plus la courbe temporelle effective signaux / vecteurs osmiques CRsvo. 10 REVENDICATIONS1. Installation (1) d'identification de l'activité électrique cérébrale d'une personne (P) en réponse à des stimuli osmiques qu'elle reçoit comprenant : - un olfactomètre (2) comportant, associés entre eux : o une première entrée (7) pour un vecteur osmique ne stimulant pas le nerf trijumeau de la personne, une seconde entrée (8) pour un vecteur osmique d'une famille d'odeur prédéfinie, un gicleur nasal (9) porté par un support nasal (10), o un circuit d'alimentation (11) en vecteur osmique associé en amont aux deux entrées (7, 8) et en aval au gicleur (9) et des vannes (11a) permettant de fermer ou d'ouvrir l'amenée des vecteurs d'odeurs, et des moyens (12) de commande des vannes (11a) et de l'olfactomètre (2), - des moyens (13) d'alimentation en vecteur osmique ne stimulant pas le nerf trijumeau et en vecteur osmique correspondant à la famille d'odeur prédéfinie, un électroencéphalographe (3) comportant, associés entre eux : o un casque EEG (15) et des moyens électroniques (16) de traitement et d'enregistrement des signaux électriques reçus du casque EEG (15), o des moyens (18) de visualisation et/ou d'impression de la courbe temporelle des signaux électriques ainsi reçus et traités et des moyens (19) de commande de l'électroencéphalographe (3), dans laquelle : - les moyens (19) de commande de l'électroencéphalographe (3) et les moyens (12) de commande de l'olfactomètre (2) sont associés de sorte que, avec l'olfactomètre (2), la personne (P) soit soumise, dans une première phase, au vecteur osmique ne stimulant pas le nerf trijumeau, et dans une seconde phase consécutive, au vecteur osmique ne stimulant pas le nerf trijumeau et, moyennant une intensité croissante, au vecteur osmique correspondant à la famille d'odeur prédéfinie, - les moyens (18) de visualisation et/ou d'impression de la courbe temporelle des signaux électriques reçus et traités, sont également associés à l'olfactomètre (2) pour être aussi des moyens de visualisation et/ou d'impression de la courbe temporelle de la nature et de l'intensité du ou des vecteurs osmiques auxquels est soumis réellement la personne, les moyens de visualisation et/ou d'impression (18) procurant ainsi une courbe temporelle effective signaux / vecteurs osmiques CRsvo, pour la première phase et la seconde phase, - les moyens (16) de traitement comportent une mémoire (21) d'une pluralité de courbes temporelles signaux / vecteurs osmiques théoriques types CTisvo, correspondant à des causes types de troubles qualitatifs ou de pertes quantitatives de l'odorat humain, - les moyens (16) de traitement comportent également des moyens (22) de comparaison de la courbe temporelle effective signaux / vecteurs osmiques CRsvo et des courbes temporelles signaux / vecteurs osmiques théoriques types CTisvo, de sorte à identifier de quelle courbe temporelle signaux / vecteurs osmiques théorique type CTisvo se rapproche le plus la courbe temporelle effective signaux / vecteurs osmiques CRsvo, de sorte à identifier l'activité électrique cérébrale de la personne en réponse aux stimuli osmiques auxquels elle est soumise relativement à des causes types de troubles qualitatifs ou de pertes quantitatives de l'odorat humain. 2. Installation selon la revendication 1, dans laquelle l'olfactomètre (2) comporte deux gicleurs naseaux (9). 3. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, dans laquelle la seconde entrée (8) est pour l'un des vecteurs osmiques d'une pluralité de vecteurs osmiques d'une pluralité de familles d'odeurs prédéfinies et qui comporte des moyens d'alimentation (14) en la pluralité de vecteurs osmiques de la pluralité de familles d'odeurs prédéfinies. 3039980 9 4. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle l'olfactomètre (2) est disposé dans une pièce (4) ventilée pourvue de moyens d'assise (6) de la personne (P).