Brevet FR3062309A1 — publié le 20180803

DISPOSITIF ET PROCEDE DE STIMULATION MAGNETIQUE D'UNE ZONE CHOISIE DU CERVEAU D'UN PATIENT DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne un dispositif de traitement, de stimulation magnétique et cognitive d'au moins un patient atteint de certaines affections psychiatriques et/ou neurologiques. Elle vise notamment à fournir des dispositifs et des procédés de stimulation permettant de retarder la perte des facultés cognitives, voire même de stabiliser ou même améliorer ces facultés, pour des patients atteints de telles affections. Il peut s'agir de la maladie d'Alzheimer ou de la maladie de Parkinson. ARRIERE PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION On dispose de peu de traitement pour soigner certaines affections psychiatriques ou neurologiques. Les traitements à base de médicaments ne sont que temporairement et partiellement efficaces. Afin de limiter le déclin intellectuel des patients, on préconise parfois de faire pratiquer à ces patients des exercices de stimulation cognitive. Les exercices peuvent consister en des séries de questions-réponses, formant des tests neuropsychologiques, visant à solliciter les différentes fonctions cognitives du patient (perception, langage, mémoire, raisonnement, décision) de manière répétée. Ces sessions de questions-réponses peuvent être conduites en groupe ou individuellement par un personnel traitant, ou peuvent être également conduites sur ordinateur. Plus récemment, il a été proposé de combiner des sessions de stimulation cognitive avec une stimulation 3062309 2 magnétique transcrânienne. Selon une telle approche, un champ magnétique pulsé est dirigé vers des zones choisies du cerveau afin de les exciter électriquement. De telles expériences sont par exemple décrites dans le document 5 « Beneficial effect of repetitive transcranial magnetic stimulation combined with cognitive training for the treatment of Alzheimer's disease: a proof of concept study », J. Bentwich et al, J. Neural Transm (2011), 118463-471. 10 Bien que les expériences rapportées semblent indiquer une évolution favorable des facultés cognitives des patients, il n'existe pas à l'heure actuelle de dispositif de traitement permettant de tirer pleinement 15 profit de cette nouvelle approche. Les dispositifs connus forment plutôt des équipements de laboratoire qui ne prédisposent pas le patient à recevoir pleinement tous les bénéfices du traitement. La présente invention vise à remédier à cette situation. 20 BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION En vue de la réalisation de l'un de ces buts, l'objet 25 de l'invention propose un dispositif de stimulation magnétique d'une zone choisie du cerveau d'un patient comprenant : - une source de champ magnétique ; - des moyens de positionnement de la source ; 30 - un détecteur de la position du crâne du patient ; - un organe de commande en communication avec les moyens de positionnement et avec le détecteur, et configuré pour ajuster la position de la source afin d'exposer la zone choisie au champ magnétique. 35 3062309 3 Selon d'autres caractéristiques avantageuses et non limitatives de l'invention, prises seules ou selon toute combinaison techniquement réalisable : - le dispositif de stimulation magnétique comprend un siège pour recevoir le patient ; - la source est placée en surplomb du siège ; - les moyens de positionnement comprennent un bras articulé ; - le détecteur met en oeuvre une technologie d'imagerie 15 active ou réactive ; - le détecteur comprend au moins deux capteurs d'images dirigés sous des angles de vue différents vers le crâne du patient ; 20 - le détecteur comprend au moins un capteur d'image et une source lumineuse dirigés vers le crâne du patient. 25 Selon un autre aspect, l'objet de l'invention propose un procédé de stimulation magnétique d'une zone choisie du cerveau d'un patient, le procédé comprenant les étapes suivantes : - positionner une source de champ magnétique à 30 proximité du crâne du patient ; - détecter la position du crâne du patient ; - commander des moyens de positionnement de la source pour ajuster sa position et exposer la zone choisie au champ magnétique 5 10 35 3062309 4 Selon d'autres caractéristiques avantageuses et non limitatives de ce procédé, prises seules ou selon toute combinaison techniquement réalisable : 5 - les étapes de détection et d'ajustement sont répétées régulièrement de sorte à maintenir dans le temps l'exposition de la zone choisie au champ magnétique ; 10 - l'étape de détection comprend l'acquisition d'au moins une image du crâne du patient. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée de l'invention qui va suivre en référence aux figures annexées sur lesquelles : - la figure la représente une vue en perspective d'un dispositif de traitement conforme à l'invention ; - la figure lb représente schématiquement une vue 25 d'ensemble d'un dispositif de traitement conforme à l'invention ; - la figure le représente schématiquement un espace confiné du dispositif de traitement. 30 DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION La présente invention repose sur la conviction 35 qu'un plus grand bénéfice des sessions de stimulation 15 20 3062309 5 cognitive et magnétique transcrânienne peut être obtenu si le patient est pleinement sollicité sensoriellement dans le même temps. L'invention propose donc un dispositif permettant de disposer le patient dans des conditions 5 favorables pour recevoir le traitement. Les figures la, lb et le représentent un dispositif de traitement 1 conforme à l'invention. Il comprend une pluralité d'espaces confinés 2, chaque espace confiné 2 10 (plus simplement appelé espace dans la suite de cette description) étant défini par une paroi. Chaque espace contient également un siège 3 pour accueillir un patient. Au cours du traitement, les patients sont donc en position assise ou allongée dans les sièges 3 placés dans les 15 espaces confinés 2. L'isolement du patient dans l'espace 2 contribue à le mettre dans un état psychologique favorable pour recevoir le traitement. À cet effet, la taille de l'espace 20 2 est choisie pour être suffisamment grande pour ne pas oppresser le patient en cours du traitement, et suffisamment petit pour créer cet état psychologique favorable. À titre d'exemple, l'espace peut être constitué d'un volume compris entre 3 et 10 mètres cubes. La paroi 25 peut définir un espace essentiellement sphérique comme cela est représenté sur la figure la, mais l'invention n'est nullement limitée à cette forme. Afin de contribuer à limiter le stress du patient, 30 il peut être souhaitable que la paroi définissant l'espace 2 présente au moins une portion transparente. De manière avantageuse, le degré de transparence de cette portion peut être contrôlé, par exemple en munissant la surface de la paroi ou en intégrant dans l'épaisseur de la paroi un film 35 électro chrome. Le film est dans ce cas relié à un 3062309 6 dispositif de commande 5 du dispositif de traitement 1, de manière à pouvoir contrôler le degré de transparence de la portion transparente de la paroi. On peut ainsi choisir de passer d'un état pleinement transparent, limitant 5 l'éventuelle oppression que pourrait ressentir un patient, à un état opaque ou presque opaque, favorisant l'immersion du patient dans l'environnement virtuel qui sera créé dans l'espace 2. Le passage d'un état à un autre peut se faire progressivement au cours du traitement et sous le contrôle 10 du dispositif de commande 5, afin de rendre ce changement imperceptible au patient. Chaque siège 3 peut être monté orientable et mobile sur un rail 4, de sorte à pouvoir asseoir chaque patient 15 dans son siège 3 en dehors de l'espace 2, et le placer sans effort particulier en position de traitement dans l'espace 2. De plus, chaque siège 3 peut être articulé et motorisé de sorte à pouvoir placer un patient dans une position confortable, assise ou allongée, au cours du traitement. Ce 20 mécanisme peut également être utilisé pour solliciter physiquement le patient au cours du traitement, par exemple en coordonnant le mouvement du siège à une scène audiovisuelle auquel il est exposé. Une fonction similaire peut être obtenue en disposant les espaces 2 sur un plateau 25 6 rendu mobile par des vérins commandés. Pour permettre cette coordination, le mécanisme de mise en mouvement du siège 3 et/ou du plateau 6 (vérin, moteur) est également en communication avec le dispositif de commande 5. 30 Poursuivant la description des figures la à lc, le dispositif de traitement comprend également un dispositif audiovisuel interactif permettant d'immerger le patient dans un environnement virtuel et interagir avec ce patient. 3062309 7 Le dispositif audiovisuel interactif permet également de soumettre le patient à des tests neuropsychologiques. Pour rappel, les tests neuropsychologiques comprennent une batterie de questions, 5 de consignes ou de procédures à suivre, qui ont été spécifiquement conçues pour évaluer des fonctions psychologiques associées à des structures particulières du cerveau. Ces tests peuvent viser à stimuler ou évaluer une palette de fonctions cognitives d'un patient, telles que la 10 mémoire, l'intelligence, le langage, les fonctions visio- spatiale ou exécutives, gnosies ... ils peuvent être conçu spécifiquement pour évaluer, stimuler ou dépister des patients susceptibles d'être atteint de certaines maladies psychiatriques ou neurologiques, comme c'est le cas du test 15 de Lawton ou du test de Folstein. De nombreux moyens peuvent être déployés pour assurer les fonctionnalités d'immersion et d'interaction du dispositif audiovisuel interactif. 20 Dans un mode particulier de mise en oeuvre, le dispositif audiovisuel interactif comprend un dispositif d'affichage pour exposer le patient à un film ou à une image. Le dispositif peut comprendre un écran 7a, par 25 exemple placé contre la paroi de l'espace confiné 2, en regard du siège 3. Pour favoriser l'immersion du patient dans l'environnement visuel virtuel créé dans l'espace confiné 2, l'écran peut être apte à former une image en trois dimensions et/ou présenter une forme courbe et/ou 30 présenter une définition minimale de 4000 pixels dans sa largeur. L'écran 7a présente une dimension suffisante, par exemple une diagonale supérieure à 50 cm, pour plonger le patient dans un environnement virtuel visuel créé par les images ou le film affiché sur l'écran 7a. Cet effet 35 d'immersion peut être renforcé lorsque la paroi de l'espace 3062309 8 2 dans lequel se trouve le patient est opaque ou a été rendue opaque. Le dispositif d'affichage peut également 5 comprendre, en complément de l'écran 7a, d'autres moyens d'affichage tels qu'un dispositif de projection d'une image ou d'un film complémentaire sur la paroi de l'espace 2. Cette image ou ce film complémentaire peut correspondre à des questions ou des consignes constituant le test 10 neuropsychologique, par exemple sous la forme de message textuel, et visant à stimuler cognitivement le patient. Alternativement, le message textuel peut également être incrusté dans l'image 3D se formant sur l'écran et apparaître, pour le patient, localisé en un point 15 particulier à l'intérieur de l'espace 2. L'environnement virtuel visuel peut être complété par un environnement virtuel sonore provoqué par au moins un haut-parleur 7b disposé dans l'espace 2. De manière 20 avantageuse, l'environnement virtuel sonore met en oeuvre une pluralité de haut-parleurs judicieusement disposés dans l'espace 2 afin de spatialiser le son produit pour le patient. Dans certains cas également, le dispositif audiovisuel interactif peut mettre en oeuvre une technique 25 ambisonique pour la création de l'environnement virtuel sonore permettant d'assurer le réalisme de cet environnement. Le dispositif audiovisuel interactif peut être 30 complété par d'autres moyens permettant de solliciter les sens et les fonctions cognitives du patient, disposés dans ou en dehors de l'espace 2. Il peut s'agir par exemple d'un diffuseur de parfums, d'un brumisateur, d'un diffuseur de fumées placés dans l'espace 2. 35 3062309 9 L'ensemble des moyens de sollicitations qui vient d'être décrit, y compris ceux consistant à déployer ou à déplacer le siège 3 de l'espace 2, sont reliés à un dispositif de commande 5 qui sera décrit dans le détail 5 plus après. Ce dispositif de commande peut activer l'ensemble des moyens décrits de manière scénarisée et coordonnée, de sorte à rendre le plus réaliste possible l'environnement virtuel créé dans l'espace confiné 2. Il permet notamment d'archiver ou de synthétiser les images, 10 les films et les sons qui sont exploités au cours du traitement. Afin de détecter les réponses, action ou réactions du patient, et interagir avec celui-ci, le dispositif 15 audiovisuel interactif de l'invention comprend également au moins un dispositif de détection. Il peut par exemple s'agir d'un dispositif de reconnaissance du mouvement ou de la position d'une main du 20 patient. Ce type de dispositif connu peut mettre en oeuvre des technologies d'imagerie active ou réactive. D'une manière générale, ce dispositif comprend une pluralité de capteurs d'image 8 balayant sous des angles de vues différents un espace de travail correspondant, dans le cas 25 de la présente invention, à l'espace confiné 2. Les capteurs d'image 8 peuvent être choisis pour être sensibles à une longueur d'onde déterminée, par exemple dans l'infrarouge, et le dispositif de reconnaissance du mouvement éventuellement comprendre au moins une source 30 lumineuse, par exemple à base de diode électroluminescente, dans les mêmes longueurs d'onde que celles des capteurs d'image 8. Les images capturées sont traitées par des moyens d'analyse d'image, qui peut correspondre à un module matériel ou logiciel du dispositif de commande 5 du 35 dispositif de traitement 1. 3062309 10 Le dispositif de reconnaissance de mouvement est apte à détecter des gestes simples ou plus sophistiqués du patient, tels que le pointage du doigt d'un point de 5 l'espace ou d'une zone de l'écran 7a. Le dispositif de détection du dispositif audiovisuel interactif peut également comprendre un dispositif de reconnaissance vocale. Celui-ci peut 10 comprendre un micro 7c pour recueillir un message vocal du patient, le micro étant relié à des moyens d'analyse du son permettant de traduire le message dans une forme qui peut être plus facilement exploité. Les moyens d'analyse du son peuvent être des moyens dédiés ou correspondre à un module 15 matériel et/ou logiciel intégré aux dispositifs de commande 5. Selon un mode de mise en oeuvre particulièrement avantageux de l'invention, le dispositif de détection 20 comprend un dispositif oculométrique permettant de déterminer une zone d'attention du patient, lorsque celui-ci est positionné sur son siège et regarde le film ou l'image du dispositif d'affichage. Cette zone d'attention correspond par exemple à une zone de l'écran 7a vers 25 laquelle sont orientés ses yeux. De manière conventionnelle, un dispositif oculométrique met en oeuvre une technologie d'imagerie active, selon laquelle une source infrarouge expose les 30 yeux du patient à un rayonnement infrarouge, et notamment ses pupilles. Un capteur d'image capture le rayonnement infrarouge réfléchi par la cornée pour former une image complète de l'oeil. L'intensité lumineuse émise en retour par l'oeil dépend de la position de celui-ci dans son 35 orbite. Le traitement de l'image acquise, éventuellement 3062309 11 complétée d'une étape de calibration, permet de déterminer la zone d'attention, c'est-à-dire la zone de l'écran 7a vers laquelle sont orientés les yeux du patient. 5 Dans ce mode particulier de mise en oeuvre de l'invention, le dispositif de commande 5, ou un élément particulier de celui-ci tel que le poste de calcul 5b, en communication avec le dispositif oculométrique, reçoit de ce dispositif les coordonnées de la zone d'attention. Le 10 dispositif de commande 5 est configuré pour contrôler le déroulement du test neuropsychologique auquel est soumis le patient en fonction de la zone d'attention déterminée par le dispositif oculométrique. 15 A titre d'exemple, le dispositif de commande 5 peut générer l'affichage d'une question ou d'une consigne au patient après qu'il ait été déterminé que ce patient ait porté son attention visuelle sur une zone particulière de l'écran. Le patient peut répondre à la question ou à la 20 consigne par une action qui peut consister en un mouvement de la main ou en un message parlé. Selon un autre exemple, la réponse à une question et le passage à une question ou une consigne suivante peut 25 être déclenché par le patient lorsqu'il porte son attention sur un objet déterminé affiché sur une zone déterminée de l'écran 7a. Dans ce cas, la question peut être affichée à l'aide du dispositif d'affichage ou énoncé de manière sonore par les haut-parleurs de l'espace confiné 2. 30 Dans tous les cas, le test neuropsychologique peut être conduit et se dérouler sans briser l'immersion du patient dans son environnement virtuel comme c'est le cas lorsque la réponse ou plus généralement la réaction du 35 patient nécessite de manipuler un objet tel qu'un clavier 3062309 12 ou une souris. Un dispositif de traitement 1 conforme à l'invention comprend également un dispositif de stimulation 5 magnétique transcrânienne 9. Celui-ci comprend une source de champ magnétique 9a, disposé sur ou à proximité du crâne du patient de manière à activer les structures neuronales de son cerveau. 10 Le dispositif de stimulation magnétique transcrânienne 9 peut par exemple présenter la forme ou être placé dans un casque, solidaire du siège, et placé en surplomb du patient. 15 La source de champ magnétique 9a, par exemple une bobine électromagnétique, est traversée par un courant de forte intensité, conduisant à générer un champ magnétique pulsé. Le générateur, notamment la géométrie de la bobine, peut être configuré pour stimuler une zone superficielle du 20 cerveau ou des zones plus profondes. D'une manière générale, il est important que le champ magnétique soit suffisamment localisé pour bien traiter la zone choisie du cerveau du patient. La zone choisie peut correspondre ou être comprise dans le lobe frontal, le lobe occipital, le 25 lobe pariétal, ou dans le lobe temporal qui sont chacun associés à des fonctions cognitives particulières. La source de champ magnétique 9a est contrôlée par un organe de commande 5c qui peut être une carte 30 électronique ou à microprocesseur dont la fonction est de superviser l'émission des pulses magnétiques. Dans les dispositifs de stimulation magnétique connus, la source de champ magnétique est positionnée 35 fixement sur le crâne du patient de manière à exposer une 3062309 13 zone choisie du cerveau au champ magnétique. Cette mise en oeuvre du traitement est particulièrement peu confortable pour le patient, ce qui peut le gêner au cours des exercices de stimulation cognitive généralement menée 5 simultanément à la stimulation magnétique. Pour donner plus de confort au patient, et dans un mode particulier de mise en oeuvre de l'invention, le dispositif de stimulation magnétique 9 prévoit des moyens 10 commandables de positionnement de la source 9a. Par exemple, la source 9a et les moyens de positionnement de cette source peuvent être placés en surplomb du siège 3 de manière à être à proximité de la tête du patient lorsque celui-ci est positionné sur ce siège 3. Les moyens de 15 positionnement peuvent correspondre à un bras articulé permettant de déplacer la source à une position choisie vis-à-vis du crâne du patient. Les moyens de positionnement sont commandés par l'organe de commande 5c pour exposer la zone choisie au champ magnétique pulsé. Le patient étant 20 susceptible de bouger au cours du traitement, il n'est pas suffisant de placer la source de champ magnétique à un emplacement adapté en début de traitement pour exposer la zone choisie du cerveau du patient au champ magnétique pendant toute la durée du traitement. Dans ce mode de mise 25 en oeuvre de l'invention, le dispositif de stimulation magnétique 9 comprend donc un détecteur de la position du crâne du patient. Ce détecteur peut mettre en oeuvre une technologie d'imagerie active ou réactive. Dans le premier cas, il peut s'agir de deux capteurs d'images dirigés sous 30 des angles de vue différents vers le crâne du patient de manière à pouvoir, par stéréo vision, déterminer l'emplacement précis du crâne dans l'espace. Dans le second cas, le détecteur peut comprendre un capteur d'image et une source lumineuse par exemple tous les deux actifs dans le 35 domaine de l'infrarouge proche, permettant comme cela est 3062309 14 connu d'atteindre les mêmes résultats de localisation précise du crâne du patient. Le détecteur de position du crâne peut utiliser les mêmes moyens (capteur d'image 8 et source lumineuse) que ceux employés pour former le 5 détecteur de mouvement ou de la position des mains du patient. L'organe de commande 5c est relié aux moyens de positionnement et au détecteur de la position du crâne. Il 10 est configuré pour commander l'ajustement de la position de la source afin d'exposer la zone choisie au champ magnétique, en commandant les moyens de positionnement. On compense de la sorte le mouvement du patient, en répétant régulièrement les étapes de détection et de positionnement 15 au cours du traitement. L'organe de commande 5 du dispositif de stimulation magnétique est relié au dispositif de commande du dispositif de traitement, dans le but de coordonner 20 l'application du champ à la stimulation cognitive et sensorielle du patient. Et de préférence, il s'agit d'un dispositif distinct du dispositif de commande. Le dispositif de commande 5 du dispositif de 25 traitement 1 a pour fonction principale de contrôler et de coordonner le fonctionnement de l'ensemble des éléments qui viennent d'être décrits. Il a également pour fonction de contrôler ou séquencer le déroulement des phases de stimulations sensorielles et de stimulations cognitives. Il 30 collecte également les actions/réactions ou réponses du patient notamment lors de l'exécution et du déroulement des tests neuropsychologiques, en vue de les qualifier et établir une mesure fiable de l'état ou des progrès du patient. Cette qualification peut comprendre 35 l'établissement de la justesse des réponses fournies, 3062309 15 c'est-à-dire la comparaison entre l'action détectée du patient et l'action attendue. Elle peut également comprendre la mesure de son temps de réponse, c'est-à-dire le temps séparant l'énoncé ou l'affichage d'une question ou 5 d'une consigne, et l'action détectée du patient. Pour réaliser toutes ces fonctions, le dispositif de commande 5 peut comprendre une pluralité de postes de calcul 5b, chaque poste de calcul 5b étant associé à un 10 espace confiné 2 pour mettre en oeuvre et séquencer les tâches devant s'opérer dans cet espace. Il peut s'agir de stocker et/ou de synthétiser les images ou les films qui seront affichés sur le dispositif d'affichage de chaque espace 2. D'une manière plus générale, il peut s'agir 15 également de commander et coordonner le dispositif multimédia interactif et l'organe de commande 5c du dispositif de stimulation magnétique 9. Le dispositif de commande 5 peut également 20 comprendre un poste central 5a, réservé à l'opérateur ou l'infirmier en charge des patients, permettant de superviser le bon déroulement du traitement, de collecter les données issues de chaque poste de calcul 5a pour qualifier et fournir un diagnostic ou un état de 25 progression de chaque patient comme cela a été exposé précédemment. Les postes de calcul 5c, le poste central 5a et les organes de commande 5b sont préférablement reliés entre eux 30 par l'intermédiaire d'un bus de communication telle qu'un réseau Ethernet ou une liaison sans fil. L'invention fournit donc un dispositif permettant de traiter simultanément plusieurs patients, tout en 35 déroulant des tests neuropsychologiques individualisés. 3062309 16 Elle permet d'immerger chaque patient dans un environnement virtuel qui l'isole du monde extérieur tout en le plaçant dans un état psychologique favorable pour mener les tests cognitifs. Il peut participer à ces tests en répondant par 5 la parole ou le mouvement, et il n'a pas à manipuler d'objets (clavier, souris) étrangers à son environnement virtuel. Dans certains modes de mise en oeuvre, il peut recevoir le traitement de stimulation magnétique sans pour autant être gêné par un équipement inconfortable fixé à son 10 crâne. Le patient ou les patients sont ainsi disposés dans des conditions favorables permettant de tirer tous les bénéfices du traitement ou de fournir un diagnostic fidèle de son état. 15 Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux modes de mise en oeuvre décrits et on peut y apporter des variantes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention tel que défini par les revendications. REVENDICATIONS1. Dispositif de stimulation magnétique d'une zone choisie du cerveau d'un patient comprenant : - une source de champ magnétique (9a); - des moyens de positionnement de la source ; - un détecteur de la position du crâne du patient ; - un organe de commande (5c) en communication avec les moyens de positionnement et avec le détecteur, et configuré pour ajuster la position de la source (9a) afin d'exposer la zone choisie au champ magnétique. 2. Dispositif de stimulation magnétique selon la revendication précédente, comprenant un siège (3) pour recevoir le patient. 3. Dispositif de stimulation magnétique selon la revendication précédente dans lequel la source (9a) est placée en surplomb du siège (3). 4. Dispositif de stimulation magnétique selon l'une des revendications précédentes dans lequel les moyens de positionnement comprennent un bras articulé. 5. Dispositif de stimulation magnétique selon l'une des revendications précédentes dans lequel le détecteur met en oeuvre une technologie d'imagerie active ou réactive. 6. Dispositif de stimulation magnétique selon la revendication précédente dans lequel le détecteur comprend au moins deux capteurs d'images dirigés sous des angles de vue différents vers le crâne du patient. 3062309 18 7. Dispositif de stimulation magnétique selon la revendication 5 dans lequel le détecteur comprend au moins un capteur d'image et une source lumineuse dirigés vers le crâne du patient. 5