Brevet FR3063424A1 — publié le 20180907

DISPOSITIF DE DÉPISTAGE ET TRAITEMENT DU SYNDROME D'APNÉE DU SOMMEIL ET OREILLETTE INTRA-AURICULAIRE L'invention concerne un dispositif de dépistage et de traitement du syndrome 5 d'apnée du sommeil. L'invention concerne aussi une oreillette intra-auriculaire nécessaire au fonctionnement du dispositif de l'invention. Le syndrome d'apnée du sommeil se manifeste par des interruptions involontaires de la respiration et se produit pendant le sommeil de la personne. Par définition, ces interruptions de la respiration sont qualifiées d'apnées lorsqu'elles 10 durent plus de dix secondes. Les apnées peuvent se produire plusieurs fois par nuit, à une fréquence variable, et avoir une durée qui se prolonge au-delà d'une trentaine de secondes. Les médecins considèrent ces apnées comme constituant un problème de santé lorsque leur fréquence d'apparition dépasse cinq par heure. Dans les cas graves, les apnées peuvent survenir plus de trente fois par heure. A court terme, 15 l'apnée du sommeil entraîne notamment de la fatigue, des maux de tête, de l'irritabilité, un risque accru d'accident dû à un déficit de sommeil et des ronflements sonores incommodants pour les conjoints. A long terme, si elle n'est pas traitée, l'apnée du sommeil peut avoir des conséquences graves sur la santé, comme l'apparition d'une maladie cardiovasculaire ou d'une dépression nerveuse. 2 0 L'apnée du sommeil est donc un problème de santé non négligeable, qui reste de nos jours sous-diagnostiqué et sous-traité. La prévalence de l'apnée du sommeil dans les populations est très élevée et est comparable à celle d'autres maladies chroniques comme l'asthme ou le diabète. L'apnée du sommeil peut toucher les adultes comme les enfants, mais sa fréquence augmente fortement avec l'âge et le 2 5 surpoids. La polysomnographie (PSG) est l'examen de référence effectué pendant le sommeil du patient pour diagnostiquer une apnée du sommeil. Cependant, il fait appel à un appareillage coûteux, incommodant pour les patients, et qui est peu adapté pour un dépistage à grande échelle. 30 Pour le traitement de l'apnée du sommeil, il est connu un appareil dit de traitement par ventilation à pression positive continue. Cet appareil est préconisé pour les apnées sévères et permet d'insuffler de l'air en continu par le nez du patient, grâce à un masque que celui-ci porte la nuit. Un appareil buccal appelé « orthèse d'avancée mandibulaire » est préconisé 35 pour les apnées légères ou modérées. Cet appareil réalisé par le dentiste se présente 3063424 2 sous la forme d'une gouttière moulée qui maintient la mâchoire inférieure et la langue vers l'avant de manière à faciliter le passage de l'air. Ces appareils sont des dispositifs de traitement prescrits par les médecins qui ont un coût élevé et demandent un entretien régulier par des personnes qualifiées. Il est souhaitable de proposer un dispositif accessible au plus grand nombre qui permettrait aux personnes soucieuses de leur santé de pratiquer une auto-évaluation de la qualité de leur sommeil et d'effectuer un premier dépistage de l'apnée du sommeil. Il apparaît également souhaitable de mettre à disposition du plus grand nombre une solution de premier traitement qui permettrait d'interrompre une apnée lorsque celle-ci se prolonge au-delà d'une durée jugée critique. Selon un premier aspect, l'invention concerne un dispositif de dépistage et traitement de l'apnée du sommeil chez une personne, comprenant au moins une oreillette intra-auriculaire ayant un capteur de pression et un vibreur, apte à être placée dans le canal auriculaire de la personne, et une station à laquelle l'oreillette intra- auriculaire est reliée, le dispositif comprenant des moyens répartis entre l'oreillette intra-auriculaire et la station pour obtenir un signal de rythme respiratoire à partir d'un signal de pression sanguine délivré par le capteur de pression, détecter une apnée du sommeil à partir du signal de rythme respiratoire et activer le vibreur lorsqu'une apnée est détectée. Selon une caractéristique particulière de l'invention, le vibreur émet une vibration à une fréquence infrasonore. Selon une autre caractéristique particulière, l'oreillette intra-auriculaire et la station sont reliées par une liaison de communication sans fil bidirectionnelle. Selon encore une autre caractéristique particulière, la liaison de 25 communication sans fil bidirectionnelle est une liaison de communication hertzienne, telle qu'une liaison Bluetooth (marque déposée). Selon un autre aspect, l'invention concerne aussi une l'oreillette intraauriculaire apte à être incluse dans le dispositif décrit brièvement ci-dessus et comprenant un embout logeant au moins un capteur sous la forme d'un capteur de 30 pression et un boîtier contenant un vibreur, un circuit électronique, une source d'alimentation électrique et un émetteur-récepteur hertzien de communication avec la station. Selon une caractéristique particulière, l'oreillette intra-auriculaire comprend également un émetteur acoustique. 35 Selon une autre caractéristique particulière, la source d'alimentation électrique comprend des moyens de charge à induction. 3063424 3 Selon un autre aspect, l'invention concerne aussi une station apte à être incluse dans le dispositif décrit brièvement ci-dessus et comprenant une unité électronique de commande, un émetteur-récepteur hertzien de communication avec l'oreillette intra-auriculaire, des moyens de communication homme-machine, une 5 interface de communication avec un ordinateur et une unité d'alimentation électrique, dans laquelle l'unité de commande électronique comprend un module logiciel pour traiter en temps réel un signal de pression sanguine délivré par le capteur de pression de l'oreillette intra-auriculaire et obtenir un signal de rythme respiratoire à partir du signal de pression sanguine, détecter une apnée du sommeil à partir du signal de 10 rythme respiratoire et activer le vibreur de l'oreillette intra-auriculaire lorsqu'une apnée est détectée. Selon une caractéristique particulière, l'unité de commande électronique comprend des moyens de stockage de données pour enregistrer des signaux relevés pendant le sommeil de la personne et des moyens d'analyse de ces signaux, et les 15 moyens d'interface homme-machine comprennent un écran d'affichage destiné à afficher les signaux relevés. Selon une autre caractéristique particulière, l'unité d'alimentation électrique comprend des moyens de charge à induction. D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention apparaîtront 20 plus clairement à la lecture de la description ci-dessous de plusieurs formes de réalisation particulières en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la Fig.1 est bloc-diagramme montrant l'architecture d'un dispositif de dépistage et traitement de l'apnée du sommeil selon l'invention ; - la Fig.2 est une vue simplifiée montrant une oreillette intra-auriculaire selon l'invention placée dans le canal auriculaire ; - la Fig.3 est une vue simplifiée, en perspective et en éclaté, d'une oreillette intraauriculaire selon l'invention ; - la Fig.4 est une forme d'onde d'un signal de pression sanguine mesuré par un capteur de pression inclus dans une oreillette intra-auriculaire selon l'invention ; et - la Fig.5 est une forme d'onde d'un signal de rythme respiratoire obtenu à partir du signal de pression sanguine. L'architecture matérielle et le fonctionnement d'un mode de réalisation particulier 1 du dispositif de dépistage et traitement de l'apnée du sommeil selon l'invention sont maintenant décrits de manière détaillée en référence aux Figs.1 à 5. En référence plus particulièrement à la Fig.1, le dispositif 1 comprend au moins un dispositif intra-auriculaire 2, dit ici « oreillette intra-auriculaire », et une unité fixe 3 dite 3063424 4 « station » par la suite. Conformément à l'invention, le dispositif 1 pourra comprendre plusieurs oreillettes intra-auriculaires, par exemple, comme montré à la Fig.1, deux oreillettes 21 et 22 pour équiper deux personnes vivant sous un même toit. Comme montré à la Fig.2, l'oreillette intra-auriculaire 21, 22 est prévue pour être 5 logée dans le canal auriculaire 40 de l'oreille externe 4, entre le pavillon 41 et le tympan 42. Un embout 20 de l'oreillette 21, 22 est introduit dans le canal auriculaire 40. L'oreillette intra-auriculaire 21, 22 et la station 3 sont reliées entre elles par une liaison sans fil L231, L232, typiquement une liaison de type hertzien de proximité, par exemple de type Bluetooth. 10 Dans ce mode de réalisation, les liaisons radio L231, L232 sont établies en mode point-à-point entre les oreillettes intra-auriculaires 21, 22 et la station 3. La topologie du réseau radio est de type étoile et autorise une communication bidirectionnelle entre une oreillette 21, 22 et la station 3. De préférence, il sera utilisé un protocole standard de type OSI à sept couches pour implémenter un réseaux radio autorisant des communications 15 simultanées entre la station 3 et les oreillettes intra-auriculaires 21, 22 et une cohabitation entre les oreillettes intra-auriculaires. Cependant, un protocole de communication propriétaire n'est pas exclu et pourrait être implémenté dans certaines applications de l'invention. Les différentes oreillettes intra-auriculaires, ici 21, et 22, ont une architecture 2 0 identique. L'oreillette intra-auriculaire 21, 22 est maintenant décrite ci-dessous en référence plus particulièrement à la Fig.3. L'oreillette 21, 22 comprend essentiellement un embout intra-auriculaire 20, un vibreur miniature 21, un émetteur acoustique 22, un circuit électronique 23, un émetteur-récepteur RF 24, une source d'alimentation électrique 25, et un capuchon formant boîtier 25 26. L'embout intra-auriculaire 20 est typiquement un embout essentiellement en silicone. Comme montré à la Fig.3, dans l'embout 20 est logé un capteur de pression 200. Selon les applications, différents capteurs miniatures pourront aussi être intégrés dans l'embout 20, tels qu'un capteur de température, un accéléromètre, un gyroscope, un 30 oxymètre, un tensiomètre et des micro-capteurs d'électroencéphalogramme. On notera que l'embout 20 comporte un conduit intérieur 201 le traversant qui autorise la propagation des ondes mécaniques. Le vibreur miniature 21 est un dispositif vibratoire à un degré de liberté tel que les vibreurs équipant les téléphones portables. Lorsque le vibreur 21 est activé, il émet une 35 onde de vibration mécanique en direction de l'embout intra-auriculaire 20. La fréquence de l'onde vibratoire émise est typiquement ici de 20 Hz, c'est-à-dire, la fréquence de seuil 3063424 5 inaudible des infrasons. Le vibreur 21, lorsqu'il est activé, émet donc dans l'oreille une stimulation tactile qui reste inaudible. L'émetteur acoustique 22 est un émetteur audio miniature fonctionnant dans la bande audible par l'être humain, à savoir, les fréquences entre 20 Hz et 20 KHz. 5 Typiquement, il s'agit d'un émetteur acoustique du type de ceux compris dans les miniécouteurs sans fil, par exemple, à liaison Bluetooth. Le circuit électronique 23 comporte typiquement un microcontrôleur qui assure essentiellement des fonctions de mesure, de traitement de signal et de commande des différents composants électroniques de l'oreillette 21, 22. Ainsi, le signal de mesure fourni 10 par le capteur 200 est filtré, amplifié, numérisé et codé par le circuit 23 avant d'être transmis à la station 3 à travers l'émetteur-récepteur RF 24 et la liaison RF L231, L232. Dans l'autre sens de transmission, l'oreillette 21, 22 reçoit, à travers l'émetteur-récepteur RF 24 et la liaison RF L231, L232, des signaux audio destinés à l'émetteur acoustique 22 et des commandes qui sont traitées par le circuit électronique 23. 15 L'émetteur-récepteur RF 24 est ici un émetteur-récepteur Bluetooth classique tel que ceux inclus dans les micro-écouteurs sans fil bien connus en téléphonie mobile. Il permet l'établissement d'une liaison RF bidirectionnelle L231, L232 entre l'oreillette 21, 22 et la station 3. La source d'alimentation électrique 25 fournit l'énergie électrique à l'ensemble 20 des composants électroniques de l'oreillette 21, 22. Elle comprend typiquement une pile rechargeable de type Li-Ion. De préférence, un circuit de charge à induction est prévu pour une charge sans fil de la pile. La charge de la pile se fait alors automatiquement en posant l'oreillette 21, 22 à un emplacement de charge dédié de la station 3. Le capuchon 26 est en matière plastique. Le capuchon 26 comprend une partie 25 formant logement 260 qui s'emboite avec une partie 202 correspondante de l'embout 20, de manière à former un boitier adapté pour contenir l'ensemble des composants électroniques. La station 3 comprend ici essentiellement une unité électronique de commande tel qu'un microcontrôleur 30, des moyens d'interface homme-machine 31, un émetteur-30 récepteur RF 32, une interface de port USB 33, un émetteur-récepteur Wi-Fi 34 et une unité d'alimentation électrique 35. Le microcontrôleur 30 comprend notamment une unité de traitement sous la forme d'un microprocesseur, une mémoire morte et une mémoire vive et des moyens d'interface d'entrée/sortie, ces différents composants connus d'un microcontrôleur n'étant 35 pas représentés à la Fig.1. 3063424 6 Un module logiciel 300 est implanté dans le microcontrôleur 30 est commande le fonctionnement de la station 3. Dans ce mode de réalisation de l'invention, les moyens d'interface homme-machine 31 comprennent un écran d'affichage 310 par exemple de type LCD ou LED et 5 des touches 311. Les fonctions des touches 311 pourront éventuellement être assurées par l'écran 310 lorsqu'un écran tactile est choisi pour celui-ci. L'émetteur-récepteur RF 32 est commandé par le microcontrôleur 30 à travers ses moyens d'interface d'entrée/sortie et autorise l'établissement des liaisons de communication radio L231, L232 avec les oreillettes intra-auriculaires 21, 22. Comme 10 montré à la Fig.1, l'émetteur-récepteur 32 est équipé d'une antenne 320. L'émetteur-récepteur 32 est, bien entendu, du même type Bluetooth que l'émetteur-récepteur 24 des oreillettes intra-auriculaires 21, 22. L'antenne 320 est typiquement de type « microstrip » et est réalisée directement sur le circuit imprimé de la station 3. L'émetteur-récepteur 24 des oreillettes intra-auriculaires 21, 22, comporte également une antenne similaire de type « 15 microstrip ». L'interface de port USB 33 est classique. Elle autorise une connexion filaire de la station 3 avec un ordinateur 5 ou d'autres moyens tels qu'une tablette ou un téléphone intelligent dit « smartphone », pour l'établissement d'une liaison de communication de données L34 entre eux. 20 Dans cette forme de réalisation, l'émetteur-récepteur Wi-Fi 34, commandé par le microcontrôleur 30 à travers ses moyens d'interface d'entrée/sortie, autorise une intégration de la station 3 dans un réseau Wi-Fi domestique. Lorsque la station 3 est connectée au réseau WI-FI domestique, la liaison de communication de données L34 de la station 3 avec l'ordinateur 5 pourra être établie à travers le réseau WI-FI, sans nécessité 25 de l'interface USB. Une application logicielle dédiée est installée dans l'ordinateur 5 et autorise notamment la configuration de la station 3 et l'analyse de données de mesures transmises par l'oreillette intra-auriculaire 21, 22. Dans certaines applications de l'invention, cette application logicielle pourra aussi être utilisée pour télécharger des fichiers audio, comme 30 de la musique, dans la station 3. Les fichiers audio seront transmis vers l'oreillette intra- auriculaire 21, 22 pour une écoute via l'émetteur acoustique 22. Ces fichiers audio pourront par exemple être des musiques de relaxation pour favoriser l'endormissement. L'unité d'alimentation électrique 35 comprend un chargeur courant alternatif- courant continu (AC-DC) 350, un convertisseur continu-continu 351 (DC-DC) et une unité 35 de charge à induction électrique 352. 3063424 7 Le chargeur AC-DC 350 est apte à se brancher sur un réseau d'alimentation électrique alternatif, tel que le réseau 220 Volt, et à fournir une tension continue redressée, par exemple de 5 Volt. Le convertisseur DC-DC 351 autorise une adaptation de tension en fournissant, 5 à partir de la tension continue redressée délivrée par le chargeur 350, les valeurs de tension requises par les différents composants de la station 3. L'unité de charge à induction électrique 352 est un dispositif connu de l'homme du métier. Il comprend ici des moyens pour détecter la présence d'au moins une oreillette 21, 22 posée à l'emplacement de charge de la station 3. Lorsqu'une présence d'oreillette 10 est détectée, l'unité 352 est activée et un transfert d'énergie intervient vers la source d'alimentation électrique 25 de l'oreillette. L'unité 352 est interfacée avec le microcontrôleur 30, pour la transmission d'un signal de détection de présence d'oreillette au microcontrôleur 30 et la réception d'une commande d'activation transmise par le microcontrôleur 30. Le dialogue avec les oreillettes pour les commandes de charge est 15 assuré à travers les liaisons RF, L231, L232. En référence plus particulièrement aux Figs.4 à 5, il est maintenant décrit le fonctionnement du dispositif de dépistage et traitement de l'apnée du sommeil selon l'invention 1. En référence à la Fig.4, lorsque l'oreillette intra-auriculaire 21, 22 est en place dans 20 le canal auriculaire 40, le capteur de pression 200 mesure la pression sanguine dans l'artère carotide qui est située à proximité de l'oreille interne. Une forme d'onde d'un signal de pression sanguine PA fourni par le capteur 200 est montrée à titre d'exemple à la Fig.4. Le signal PA est un signal oscillatoire dont la fréquence est donnée par les battements cardiaques. Le signal PA est modulé en 25 amplitude et en fréquence par la respiration. Le signal de pression sanguine PA est traité par le circuit électronique 23 avant d'être transmis par l'émetteur-récepteur Bluetooth 25 à la station 3, à travers la liaison RF L231, L232. Dans la station 3, le signal de pression sanguine PA est analysé en temps réel 30 dans le microcontrôleur 300. Des algorithmes sont implémentés dans le module logiciel 300 et traite en temps réel le signal PA pour en extraire, par une démodulation AMFM, un signal de rythme cardiaque et un signal de rythme respiratoire. La démodulation AMFM d'un signal de pression sanguine est traitée dans l'article « Extraction des rythmes cardiaque et respiratoire par démodulation AMFM », Stéphane BRUNO et Pascal 35 SCALART, 19ième Colloque sur le traitement du signal et des images, 2003, pages 11011104, auquel on se reportera pour plus de détails. 3063424 8 En référence à la Fig.5, lorsqu'une apnée du sommeil AP survient, celle-ci est détectable dans le signal de rythme respiratoire RR qui est obtenu par démodulation du signal de pression sanguine PA. L'apnée AP est qualifiée lorsqu'intervient une baisse BA de l'amplitude respiratoire supérieure ou égale à 90% pendant une durée TA supérieure 5 ou égale à 10 secondes. Conformément à l'invention, lorsqu'une baisse BA de l'amplitude respiratoire supérieure ou égale à 90% est détectée, le microcontrôleur 30 mesure la durée TA de cette baisse BA. Si la durée TA atteint TAios = 10 s, le microcontrôleur 30 délivre une commande CD qui est transmise à l'oreillette 21, 22 à travers la liaison RF L231, L232. La 10 commande CD est une commande d'activation du vibreur 21. Le vibreur 21 émet alors une onde vibratoire de fréquence 20 Hz. Cette onde vibratoire produit une stimulation tactile dans l'oreille de l'utilisateur qui, sans réveiller celui-ci, lui fait faire un mouvement qui interrompt l'apnée AP. Il est ainsi possible grâce à l'invention de minimiser la durée d'une apnée du sommeil. 15 On notera que la station 3 peut être programmée de manière à enregistrer différents signaux obtenus pendant le sommeil de l'utilisateur. La programmation de la station 3 pourra être effectuée à travers les moyens d'interface homme-machine 31 de la station ou à travers l'ordinateur 5. Les signaux enregistrés comprendront le signal de rythme cardiaque et le signal de rythme respiratoire RR obtenus à partir de la mesure 20 effectuée par le capteur de pression 200, ainsi que différents autres signaux physiologiques, et autres, qui pourront être mesurés par d'autres capteurs, indiqués plus haut, présents dans l'embout 20 de l'oreillette 21, 22. Les enregistrements effectués par la station 3 permettront une analyse des signaux dont les formes d'onde pourront être affichées en superposition sur l'écran 310 de la station ou sur celui de l'ordinateur 5. Il est 25 ainsi possible grâce à l'invention de procéder à une auto-évaluation de la qualité de son sommeil et de détecter une possible apnée. Bien entendu, l'invention ne se limite pas aux formes de réalisation qui ont été décrites plus particulièrement ici à titre d'exemple. L'homme du métier, selon les applications de l'invention, pourra apporter différentes modifications et variantes qui 30 entrent dans la portée des revendications ci-annexées. REVENDICATIONS1. Dispositif de dépistage et traitement de l'apnée du sommeil chez une personne, comprenant au moins une oreillette intra-auriculaire (21, 22) ayant un capteur de pression (200) et un vibreur (21), apte à être placée dans le canal auriculaire (40) de ladite personne, et une station (3) à laquelle ladite oreillette intra-auriculaire (21, 22) est reliée, ledit dispositif (1) comprenant des moyens répartis entre ladite oreillette intra-auriculaire (21, 22) et ladite station (3) pour obtenir un signal de rythme respiratoire (RR) à partir d'un signal de pression sanguine (PA) délivré par ledit capteur de pression (200), détecter une apnée du sommeil (AP) à partir dudit signal de rythme respiratoire (RR) et activer ledit vibreur (21) lorsqu'une dite apnée (AP) est détectée. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit vibreur (21) émet une vibration à une fréquence infrasonore. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite oreillette intraauriculaire (21, 22) et ladite station (3) sont reliées par une liaison de communication sans fil bidirectionnelle (L231, L232). Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite liaison de communication sans fil bidirectionnelle (L231, L232) est une liaison de 2 0 communication hertzienne. 5. Oreillette intra-auriculaire apte à être incluse dans un dispositif (1) selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comprend un embout (20) logeant au moins un capteur sous la forme d'un capteur de pression (200) et un boîtier (26) contenant un vibreur (21), un circuit électronique (23), un émetteur-récepteur 2 5 hertzien (24) de communication avec la station et une source d'alimentation électrique (25). 6. Oreillette intra-auriculaire selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle comprend également un émetteur acoustique (22). 7. Oreillette intra-auriculaire selon la revendication 5 ou 6, caractérisée en ce que 3 0 ladite source d'alimentation électrique (25) comprend des moyens de charge à induction. 8. Station apte à être incluse dans un dispositif selon la revendication 3 ou 4, caractérisée en ce qu'elle comprend une unité électronique de commande (30), un émetteur-récepteur hertzien (32) de communication avec l'oreillette intra- 3 5 auriculaire (21, 22), des moyens de communication homme-machine (31), une interface de communication (33, 34) avec un ordinateur (5) et une unité 1. 10 2. 153. 4. 3063424 d'alimentation électrique (35), ladite unité de commande électronique (30) comprenant un module logiciel (300) pour traiter en temps réel un signal de pression sanguine (PA) délivré par le capteur de pression (300) de l'oreillette intraauriculaire (21, 22) et obtenir un signal de rythme respiratoire (RR) à partir du signal 5 de pression sanguine (PA), détecter une apnée du sommeil (AP) à partir dudit signal de rythme respiratoire (RR) et activer le vibreur (21) de l'oreillette intraauriculaire (21, 22) lorsqu'une apnée (AP) est détectée. 9. Station selon la revendication 8, caractérisée en ce que ladite unité de commande électronique (30) comprend des moyens de stockage de données pour enregistrer 10 des signaux relevés pendant le sommeil de la personne et des moyens d'analyse (300) desdits signaux, et lesdits moyens d'interface homme-machine (31) comprennent un écran d'affichage (310) destiné à afficher lesdits signaux relevés. 10. Station selon la revendication 8 ou 9, caractérisée en ce que ladite unité d'alimentation électrique (35) comprend des moyens de charge à induction (352). 15