Brevet FR3059556A1 — publié le 20180608

PROCEDES D'OPTIMISATION DU SOMMEIL D'UN INDIVIDU. La présente invention est relative aux procédés d'aide à l'optimisation du sommeil pour un individu. Pour choisir une heure de réveil après une période de sommeil comme une nuit ou une sieste, un individu dispose usuellement de quelques informations qu'il combine pour choisir le moment adéquat. Parmi ces informations, certaines correspondent à des éléments extérieurs connus, par exemple une heure à laquelle l'individu a prévu une activité le lendemain matin ou encore une durée de temps de transport ou de préparation, d'autre sont plus subjectives comme une durée de sommeil adaptée à son rythme circadien. La personne combine ainsi ces informations pour 15 fixer une heure de réveil qui lui garantira, sauf évènement imprévu, de pouvoir participer à l'activité choisie. Elle peut alors, par exemple, entrer cette heure dans un sélecteur d'un réveil comportant une horloge. Lorsque l'horloge atteint la valeur temporelle indiquée par le 20 sélecteur, un stimulus de réveil sera déclenché, par exemple un stimulus sonore ou tactile, pour réveiller l'utilisateur. Le même type de combinaison d'informations peut être opéré pour choisir une heure de coucher. Cette 25 dernière peut notamment être fonction de l'heure de réveil, par exemple de sorte à conserver une durée minimale de sommeil. De cette manière, l'utilisateur défini son temps de sommeil sur la base de ses habitude et de quelques 30 informations extérieures. Toutefois, par de telles méthodes, l'heure du réveil peut survenir au milieu d'une plage de sommeil profond de l'utilisateur. Dans ce cas, l'utilisateur peut mettre un temps prolongé à sortir complètement du sommeil 35 et en particulier se réveiller avec une impression de 3059556 2 fatigue importante. Par ailleurs, la durée de sommeil que l'utilisateur choisi résulte majoritairement de critères subjectifs liés à son impression de fatigue au moment du choix de l'heure de coucher et de réveil. L'utilisateur 5 risque alors choisir une durée trop longue ou trop courte de sommeil qui entraîneront potentiellement un réveil difficile ou risquerons de décaler des plages ultérieures de sommeil, par exemple en se réveillant trop tard pour pouvoir se coucher tôt la nuit suivante. 10 La présente invention vient améliorer cette situation. Plus précisément, les procédés, dispositifs et systèmes selon l'invention permettent d'optimiser la sélection de l'heure de réveil ou de coucher par 15 l'utilisateur. Le procédé selon l'invention, mis en oeuvre par un dispositif et/ou système d'aide à l'optimisation du sommeil, réalise une prédiction d'une ou de plusieurs heures optimales pour se coucher ou pour se lever. 20 Le procédé permet ainsi d'avertir, par exemple le soir, du moment idéal pour se coucher ou pour se réveiller, à l'aide d'un prédicteur de cycle ou de structure de sommeil qui détermine une fenêtre optimale de coucher ou de réveil. Le prédicteur utilise par exemple l'historique des 25 données encéphalographiques de sommeil, des données sur le mode de vie de l'utilisateur et la durée estimée du sommeil. Le réveil prédictif peut alors extrapoler le rythme de sommeil de la personne. Le procédé peut également proposer plusieurs 30 options de réveil. Le week-end, par exemple, il peut indiquer deux heures possibles de réveil en fonction de l'histoire récente. Il peut également suggérer une heure de réveil plus adaptée au mode de vie de l'utilisateur & à son bien-être : par exemple, proposer à l'utilisateur de se 35 réveiller à 11h un dimanche matin, plutôt que 14h pour 3059556 3 éviter qu'il ait du mal à s'endormir le soir. L'étape de réveil proprement dit de l'utilisateur peut employer un procédé, dispositif ou système de réveil contrôlé garantissant une heure maximale de réveil tout en 5 permettant encore davantage de faciliter le réveil de l'utilisateur et de réduire la sensation de fatigue résiduelle. Un tel réveil contrôlé comporte, sur une période précédant une heure déterminée par l'utilisateur, une 10 opération de génération de stimulations dont l'intensité est fonction d'une profondeur de sommeil de l'utilisateur de sorte à engendrer un réveil progressif de l'utilisateur. De cette manière, l'utilisateur n'est plus en sommeil profond à l'instant du réveil. Par ailleurs, ceci permet également d'assurer la sécurité de l'heure de réveil. Pour cela, un réveil classique, c'est-à-dire générant un stimulus uniquement à l'heure définie par l'utilisateur, peut être mis en place sur l'appareil mobile à l'heure déterminée par utilisateur. Si le réveil intelligent permet, à lui-seul, un éveil de l'utilisateur, un signal est transmis du dispositif à l'appareil mobile via une liaison coutre distance, par exemple Bluetooth, pour annuler le réveil classique. Ce signal est par exemple transmis suite à au retrait du dispositif de la tête de l'utilisateur lorsque l'utilisateur se réveil. Une liaison courte distance peut alors être activé, par exemple Bluetooth, et peut envoyer un signal, par exemple de type iBeacon pour iOS. Si ce signal n'est pas envoyé, le réveil classique s'active à l'heure dite. A cet effet, l'invention a pour premier objet un procédé d'aide à l'optimisation du sommeil pour un individu dans lequel : pendant au moins une période de sommeil d'un individu, on acquière continument un signal de mesure 35 représentatif d'un signal physiologique d'un individu, 3059556 4 à partir dudit signal de mesure, on détermine au moins un cycle ou une structure personnel caractéristique du sommeil de l'individu, à partir dudit cycle ou de la structure 5 caractéristique, on détermine au moins une heure optimale parmi une heure optimale de réveil de l'individu en fonction d'une heure de coucher prédéfinie, et une heure optimale de coucher de l'individu en 10 fonction d'une heure de réveil prédéfinie, on fournit ladite heure optimale à l'individu. Dans des modes de réalisation préférés de l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes : 15 - on détermine le cycle ou la structure caractéristique du sommeil de l'individu en calculant au moins l'un parmi une durée moyenne du cycle ou de la structure de sommeil de l'individu, un nombre moyen de cycles ou de structures de sommeil, un temps moyen 20 d'endormissement, une heure moyenne de coucher, une heure moyenne de réveil; on détermine une heure l'individu en fonction d'une heure ou une heure optimale de coucher de 25 d'une heure de réveil prédéfinie, optimale de réveil de de coucher prédéfinie, l'individu en fonction de telle sorte qu'une différence entre ladite heure de coucher et ladite heure de réveil en fonction d'un nombre de cycle de sommeil soit telle que hréveil - hcoucher - 'endormissement + k - T cycle où 'cycle est une durée moyenne d'un cycle de 30 sommeil pour l'utilisateur, k est un nombre de cycle de sommeil de l'utilisateur, 'endormissement est un temps moyen d'endormissement de l'utilisateur, hcoucher est une heure de coucher et hréveii est une heure de réveil; on détermine le cycle ou la structure 35 caractéristique du sommeil de l'individu en fonction d'un 3059556 5 historique de données encéphalographique de sommeil de l'individu; on détermine le cycle ou une structure personnels de sommeil de l'individu en déterminant un 5 diagramme de phases de sommeil de l'individu au cours d'une nuit moyenne de l'individu, ledit diagramme de phases de sommeil comprenant des phases dans lesquelles l'individu est considéré comme apte à être réveillé avec un inconfort minimal; 10 on détermine une pluralité de diagrammes de phases de sommeil de l'individu pour une pluralité de rythmes de vie de l'individu, lesdits rythmes étant notamment fonctions d'un jour dans une semaine, d'une semaine dans un mois, d'un mois dans l'année et/ou d'un 15 calendrier répertoriant des activités prévues ou réalisées par l'individu; on détermine une dette de sommeil en fonction d'un historique personnel de sommeil de l'individu déterminé à partir d'un signal de mesure mesuré au plus 20 quelques jours avant ladite détermination de dette de sommeil, notamment au plus sept jours avant ladite détermination, et on détermine ladite heure optimale en fonction de ladite dette de sommeil; 25 - on détermine un ajustement d'au moins l'un parmi une durée moyenne de cycle ou de structure de sommeils de l'individu, un nombre moyen de cycle ou de structure de sommeil, un temps moyen d'endormissement, une heure moyenne de coucher, une heure moyenne de réveil temps 30 d'endormissement personnalisé, ledit ajustement étant déterminé en fonction d'un historique personnel de sommeil de l'individu déterminé à partir d'un signal de mesure mesuré au plus quelques jours avant ladite détermination, notamment au plus sept jours avant ladite détermination, 3059556 6 et on détermine ladite heure optimale en fonction dudit ajustement; on détermine un ajustement d'au moins l'un parmi une durée moyenne de cycle ou de structure de sommeil de 5 l'individu, un nombre moyen de cycle ou de structure de sommeil, un temps moyen d'endormissement, une heure moyenne de coucher, une heure moyenne de réveil temps d'endormissement personnalisé, ledit ajustement étant déterminé en fonction de 10 l'heure de coucher prédéfinie, et on détermine ladite heure optimale en fonction dudit ajustement; on détermine un rythme circadien de l'individu, et on détermine ladite heure optimale en fonction 15 dudit rythme circadien; on met en oeuvre un algorithme d'apprentissage automatique à partir du signal de mesure; on acquière continument un signal de mesure représentatif d'un signal physiologique d'un individu 20 pendant une pluralité de périodes de sommeil de l'individu.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. 25 Sur les dessins : - la figure 1 est une vue schématique d'un dispositif selon un mode de réalisation de l'invention, - la figure 2 est une vue schématique d'un système selon un mode de réalisation de l'invention comportant un 30 dispositif tel qu'illustré sur la figure 1 et un module déporté, - la figure 3 est un organigramme illustrant un mode de réalisation d'un procédé selon l'invention, Sur les différentes figures, les mêmes références 35 désignent des éléments identiques ou similaires. 3059556 7 La figure 1 illustre un système 1 de réveil adapté pour mettre en oeuvre un procédé selon un mode de réalisation l'invention. Le système 1 comporte un dispositif 2 d'acquisition ainsi que, le cas échéant un 5 module déporté 3, par exemple un téléphone intelligent ou un serveur. Le dispositif 2 comporte des électrodes 4, par exemple des électrodes sèches, qui mesurent en temps réel l'activité cérébrale, une unité de traitement 5 embarqué 10 pour traiter le signal. Le dispositif 2 peut comporter le cas échéant un ou plusieurs haut-parleur(s) 6 qui peut être un haut-parleur classique ou à conduction osseuse afin de diffuser des sons, par exemple pour servir de réveil. L'unité de traitement 5 peut comporter un ou 15 plusieurs processeurs ainsi que des mémoires et des modules de traitement analogique des signaux. Le dispositif 2 peut comporter un châssis 7 unique sur lequel sont monté les électrodes 4, l'unité de traitement 5 et, le cas échéant, le ou les haut-parleur(s) 20 6. Le dispositif 2 peut encore comporter une batterie. La batterie 8 peut être montée sur le châssis 6. Le système 1 et/ou le dispositif 2 sont aptes à mettre en oeuvre un procédé d'aide à l'optimisation du sommeil d'un individu tel qu'illustré sur la figure 3. 25 Un tel procédé comporte tout d'abord une étape a) consistant à acquérir continument un signal de mesure représentatif d'un signal physiologique d'un individu pendant au moins une période de sommeil de l'individu. Le signal de mesure peut être un signal électrique 30 physiologique comme par exemple une mesure d'encéphalogramme ou encore une autre mesure d'activité de l'individu, par exemple une mesure de rythme cardiaque ou encore une mesure de la respiration. Un signal électrique physiologique peut notamment 35 comporter un électroencéphalogramme (EEG), un 3059556 8 électromyogramme (EMG), un électrooculogramme (EOG), un électrocardiogramme (ECG) ou tout autre biosignal mesurable sur l'individu. En particulier, le signal de mesure comporte notamment 5 avantageusement un électroencéphalogramme (EEG) de l'individu. Le signal de mesure est ensuite analysé pour déterminer au moins un cycle ou une structure personnel caractéristique du sommeil de l'individu. 10 Ainsi par exemple une analyse des mesures de l'activité cérébrale, oculaire et musculaire permet d'évaluer la profondeur du sommeil de l'individu au cours d'une période de sommeil. Pour cela, l'unité de traitement 5 du dispositif et/ou 15 du module déporté 3 peuvent par exemple mettre en oeuvre un ou plusieurs algorithmes de reconnaissances de formes prédéfinies sur le signal de mesure S de sorte à identifier des oscillations lentes, des complexes K, des ondes sigma, un rythme alpha, ou encore des réveils dans le signal de 20 mesure S. Des cycles et/ou une structure personnelle caractéristique du sommeil de l'individu peuvent alors être identifiés. Le cycle ou la structure peut être un instant de début 25 ou de fin d'une phase de sommeil ou encore une durée de phase de sommeil, un ordre de répétition des phases de sommeil ou encore tout autre particularité d'un diagramme de phases de sommeil de l'individu. Le cycle ou la structure caractéristique du sommeil de 30 l'individu peut également être un diagramme de phases de sommeil comprenant des phases dans lesquelles l'individu est considéré comme apte à être réveillé avec un inconfort minimal Le cycle ou la structure caractéristique du sommeil de 35 l'individu peut ainsi être par exemple déterminé en 3059556 9 calculant au moins l'un parmi une durée moyenne du cycle ou de la structure de sommeil de l'individu, un nombre moyen de cycles ou de structures de sommeil, un temps moyen d'endormissement, une heure moyenne de coucher, une heure 5 moyenne de réveil. Dans un premier exemple de réalisation de l'invention, on considère par exemple la durée d'un cycle de sommeil comme étant à peu près stable au cours d'une période de 10 sommeil. On peut alors déterminer des heures de réveil et/ou de coucher optimales sur la base d'un multiple de la durée d'un cycle moyen d'un utilisateur. Ainsi par exemple on peut avoir 15 hréveil hcoucher endormissement k. 'cycle soit hcoucher = hréveil - ( k . Tcycie - - T endormissement Avec : 20 'cycle : durée moyenne d'un cycle de sommeil pour l'utilisateur k : nombre de cycle de sommeil de l'utilisateur 'endormissement temps moyen d'endormissement de l'utilisateur 25 hcoucher (k) : heure de coucher, en fonction du nombre de cycle hréveil : heure de réveil Les heures de coucher optimales proposées sont ainsi les hcoucher P our différents nombre de cycles possibles k. 30 Ce modèle donne une vision simple du principe de fonctionnement du réveil prédictif. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, le prédicteur utilise un historique des données de mesures de 35 sommeil, des données sur le mode de vie de l'utilisateur et 3059556 10 l'heure estimée/définie de réveil afin de prédire un hypnogramme de la nuit à venir. Les données utilisées sont par exemple - une heure estimée ou définie de réveil, 5 - des données EEG pour prendre en compte des cycles et de la structure des nuits précédentes, et/ou - des données sur le mode de vie de l'individu, par exemple des heures de travail, un jour dans une semaine, une semaine dans un mois, un mois dans l'année, un 10 calendrier répertoriant des activités prévues ou réalisées par l'individu, des habitudes de l'utilisateur, - des facteurs influençant le sommeil. Les facteurs influençant le sommeil peuvent par exemple être choisis dans la liste suivante : Facteurs influençant le Effets sur le sommeil sommeil Prise d'alcool Diminue la latence d'endormissement - Augmente la durée et la fréquence des éveils en seconde partie de nuit - Augmente la durée et le taux de sommeil lent léger - Réduit le sommeil lent profond Prise de caféine dans le - Retarde l'endormissement café, le thé ou certaines boissons Prise de tabac - Retarde l'endormissement repas du soir riche en viandes grasses, en calories, en vitamine C prise de médicaments amphétamines, corticoïdes, anti-tuberculeux, certains anti-dépresseurs. Pratique d'une activité - augmente la durée du physique dans la journée sommeil profond 3059556 11 Activité intellectuelle - augmente la durée du avant de se coucher sommeil profond Durée des nuits de sommeil Une nuit de sommeil précédentes précédente plus courte augmente le sommeil profond et augmente le besoin en sommeil Structure des nuits de Un déficit de sommeil sommeil précédentes profond aura tendance à se récupérer d'une nuit à l'autre Toute autre donnée susceptible de modifier le besoin de sommeil ou la structure du sommeil Dans un mode de réalisation de l'invention, on détermine une dette de sommeil en fonction de l'historique personnel de sommeil de l'individu déterminé à partir du 5 signal de mesure et on détermine ladite heure optimale en fonction de ladite dette de sommeil. La dette de sommeil peut en particulier être déterminée à partir du signal mesuré au plus quelques jours avant ladite détermination de dette de sommeil, par exemple 10 au plus sept jours avant ladite détermination. Il s'agit alors d'une dette de sommeil récente qui a un effet sur la qualité de sommeil de l'individu. On peut alors déterminer un ajustement, en fonction de ladite dette de sommeil, d'au moins l'un parmi une durée 15 moyenne de cycle ou de structure de sommeils de l'individu, un nombre moyen de cycle ou de structure de sommeil, un temps moyen d'endormissement, une heure moyenne de coucher, une heure moyenne de réveil temps d'endormissement personnalisé. 20 Dans un autre mode de réalisation on déterminera également le rythme circadien de l'individu à partir de l'historique de sa structure de sommeil et son activité cérébrale et cardiaque, de sa durée d'endormissement, de son activité ou de son ressenti en journée, de la météo ou 3059556 12 de l'ensoleillement, de la période de l'année, du fuseau horaire, de l'historique de voyage de l'individu et éventuellement d'autre mesures physiologiques comme les prélèvements salivaires. 5 Un arbitrage est ensuite réalisé en fonction de la mesure du cycle circadien, de l'historique de sommeil, de la mesure de la dette de sommeil et de l'heure de réveil souhaitée pour déterminer une heure optimale de coucher et éventuellement une activité idéale précédant le coucher. 10 Dans certains modes de réalisation de l'invention, on peut mettre en oeuvre un algorithme d'apprentissage automatique à partir du signal de mesure, pour déterminer une heure de réveil ou de coucher optimale en prenant en compte l'ensemble des données d'entrée indiquées ci-dessus. 15 Les différents procédés et dispositifs décrits ci- dessus peuvent être combinés entre eux le cas échéant. REVENDICATIONS1. Procédé d'aide à l'optimisation du sommeil pour un individu dans lequel : - pendant au moins une période de sommeil d'un individu, on acquière continument un signal de mesure représentatif d'un signal physiologique d'un individu, - à partir dudit signal de mesure, on détermine au moins un cycle ou une structure personnel caractéristique 10 du sommeil de l'individu, à partir dudit cycle ou de la structure caractéristique, on détermine au moins une heure optimale parmi une heure optimale de réveil de l'individu en fonction 15 d'une heure de coucher prédéfinie, et une heure optimale de coucher de l'individu en fonction d'une heure de réveil prédéfinie, - on fournit ladite heure optimale à l'individu. 20 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on détermine le cycle ou la structure caractéristique du sommeil de l'individu en calculant au moins l'un parmi une durée moyenne du cycle ou de la structure de sommeil de l'individu, un nombre moyen de cycles ou de structures de 25 sommeil, un temps moyen d'endormissement, une heure moyenne de coucher, une heure moyenne de réveil. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, dans lequel on détermine 30 une heure optimale de réveil de l'individu en fonction d'une heure de coucher prédéfinie, ou une heure optimale de coucher de l'individu en fonction d'une heure de réveil prédéfinie, de telle sorte qu'une différence entre ladite heure de 35 coucher et ladite heure de réveil en fonction d'un nombre 3059556 14 de cycle de sommeil soit telle que hréveil hcoucher - 'endormissement + P:. 'cycle où 'cycle est une durée moyenne d'un cycle de sommeil pour l'utilisateur, k est un nombre de cycle de 5 sommeil de l'utilisateur, 'endormissement est un temps moyen d'endormissement de l'utilisateur, hcoucher est une heure de coucher et hréveil est une heure de réveil. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel on détermine le cycle ou la structure caractéristique du sommeil de l'individu en fonction d'un historique de données encéphalographique de sommeil de l'individu. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel on détermine le cycle ou une structure personnels de sommeil de l'individu en déterminant un diagramme de phases de sommeil de l'individu au cours d'une nuit moyenne de l'individu, ledit diagramme de phases de sommeil comprenant des phases dans lesquelles l'individu est considéré comme apte à être réveillé avec un inconfort minimal. 6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel on détermine une pluralité de diagrammes de phases de sommeil de l'individu pour une pluralité de rythmes de vie de l'individu, lesdits rythmes étant notamment fonctions d'un jour dans une semaine, d'une semaine dans un mois, d'un mois dans l'année et/ou d'un calendrier répertoriant des activités prévues ou réalisées par l'individu. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel on détermine une dette de sommeil en fonction d'un historique personnel de sommeil de 35 l'individu déterminé à partir d'un signal de mesure mesuré 3059556 15 au plus quelques jours avant ladite détermination de dette de sommeil, notamment au plus sept jours avant ladite détermination, et dans lequel on détermine ladite heure optimale 5 en fonction de ladite dette de sommeil. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel on détermine un ajustement d'au moins l'un parmi une durée moyenne de cycle 10 ou de structure de sommeils de l'individu, un nombre moyen de cycle ou de structure de sommeil, un temps moyen d'endormissement, une heure moyenne de coucher, une heure moyenne de réveil temps d'endormissement personnalisé, ledit ajustement étant déterminé en fonction d'un 15 historique personnel de sommeil de l'individu déterminé à partir d'un signal de mesure mesuré au plus quelques jours avant ladite détermination, notamment au plus sept jours avant ladite détermination, et dans lequel on détermine ladite heure optimale 20 en fonction dudit ajustement. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel on détermine un ajustement d'au moins l'un parmi une durée moyenne de cycle 25 ou de structure de sommeil de l'individu, un nombre moyen de cycle ou de structure de sommeil, un temps moyen d'endormissement, une heure moyenne de coucher, une heure moyenne de réveil temps d'endormissement personnalisé, ledit ajustement étant déterminé en fonction de 30 l'heure de coucher prédéfinie, et dans lequel on détermine ladite heure optimale en fonction dudit ajustement. 10.Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel on détermine un rythme 3059556 16 circadien de l'individu, et dans lequel on détermine ladite heure optimale en fonction dudit rythme circadien. 5 11.Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel on met en oeuvre un algorithme d'apprentissage automatique à partir du signal de mesure. 10 12.Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, dans lequel on acquière continument un signal de mesure représentatif d'un signal physiologique d'un individu pendant une pluralité de périodes de sommeil de l'individu. 15