Brevet FR3129583A1 — publié le 20230602

TITRE : Procédé d’analyse automatique de prise de repas Un aspect de l’invention concerne un procédé d’analyse automatique de prise de repas par un utilisateur comprenant les étapes de : Acquisition d’au moins un signal de mouvement de l’utilisateur par au moins un système de capture de mouvements de l’utilisateur, Acquisition d’au moins un signal de déglutition de l’utilisateur par au moins un dispositif de détection de la déglutition comprenant au moins un capteur de détection de déglutition, Détection automatique d’un cycle alimentaire compris dans le repas, le cycle alimentaire étant détecté lorsqu’au moins une prise en main, une prise en bouche et une déglutition sont détectées à partir du signal de mouvement de l’utilisateur et du signal de déglutition de l’utilisateur, Une analyse du cycle alimentaire pour chaque cycle alimentaire détecté, comprenant la classification du cycle alimentaire dans une classe représentative d’un cycle alimentaire « efficace » ou d’un cycle alimentaire « inefficace ». Figure à publier avec l’abrégé : Figure 1 Procédé d’analyse automatique de prise de repas DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION Le domaine technique de l’invention est celui de la surveillance de prise de repas. La présente invention concerne un procédé d’analyse automatique de prise de repas et en particulier un procédé réalisant une analyse d’une prise de repas par reconnaissance automatique de cycles alimentaires. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION Les patients atteints de troubles de la déglutition, aussi appelés « dysphagie », présentent des difficultés à avaler les aliments, à cause d’un défaut de coordination dans le cheminement des aliments entre la bouche et l’estomac passant par le pharynx et l’œsophage, et des risques de fausses routes. Concernant les fausses routes, on parle de pénétration si l’aliment entre dans le larynx mais reste au-dessus du plan des cordes vocales, et d’aspiration s’il passe le plan des cordes vocales. L’aspiration entraîne une réponse corporelle, normalement une toux, mais s’il existe un trouble de sensibilité, trouble neurologique, ou autre, l’aspiration peut être sans toux et donc silencieuse. La dysphagie peut par exemple apparaître chez des patients après un accident vasculaire cérébral (« AVC »), après un traumatisme crânio-cérébral (« TCC »), ou chez les patients atteints de la maladie d’Alzheimer ou de maladie neurodégénératives comme la Sclérose Latérale Amyotrophique. Afin de détecter le niveau de dysphagie d’un patient, par exemple pour évaluer le risque de fausse route, le type, la cause et/ou le niveau de gravité de la dysphagie, de nombreuses méthodes d’examen ont été développées. L’étude de l’accélérométrie de la déglutition a notamment été développée face à un besoin de méthodes non-invasives d’évaluation de la dysphagie, particulièrement grâce à la miniaturisation et à l’amélioration de la précision des accéléromètres électroniques. Des dispositifs colliers comprenant un accéléromètre ont été développés pour l’acquisition de signaux d’accélérométrie de déglutition au niveau du larynx. La captation de ces signaux permet leur traitement par ordinateur et leur caractérisation par rapport aux trois phases qui composent la déglutition, et des techniques de classification automatique ont ainsi été appliquées à ces signaux dans l’état de la technique pour la détection de dysphagies, d’aspirations, de fausses routes silencieuses et/ou pour l’évaluation du niveau de dysphagie. De tels dispositifs colliers peuvent en outre comprendre un capteur de son laryngé, par exemple un microphone, pour la mesure du son de déglutition, par exemple afin de filtrer et d’analyser les sons de respiration, de toux et les sons liés à la voix du patient. Le microphone peut aussi permettre la détection de la déglutition en détectant le son généré par les mouvements des structures anatomiques liées à l’ascension laryngée correspondant à l’ascension du larynx quand le bolus est localisé dans l’oropharynx et/ou l’hypopharynx, le son d’ouverture du sphincter supérieur de l’œsophage correspondant au transit du bolus à travers le sphincter supérieur de l’œsophage, et le son de relâchement laryngé correspondant à la descente et à l’ouverture du larynx quand le bolus a atteint l’œsophage, comme décrit par Sylvain Morinière et al. dans « Origin of the Sound Components During Pharyngeal Swallowing in Normal Subjects », Dysphagia, 2008. Ces dispositifs colliers peuvent être utilisés pour la détection et l’analyse de déglutitions chez un patient atteint de dysphagie, ou pour l’évaluation des exercices de rééducation à la déglutition. Dans la détection et l’analyse de déglutitions, un utilisateur porte un dispositif collier pour lequel les données sont captées généralement par un accéléromètre et/ou un microphone. L’évaluation de la déglutition est principalement réalisée en dehors des repas, en conditions d’examen contrôlé, ou sur des « échantillons » d’un repas. Or, le temps du repas est la principale situation dans laquelle s’exprime les troubles de la déglutition dont un patient souffre ou peut souffrir. L’observation des repas est peu courante due à un manque de disponibilité des praticiens et à une lourdeur de l’observation d’un temps long en contexte. Les personnes âgées dysphagiques, souvent les plus dépendantes en établissements de soin, ont un accès limité aux évaluations de la déglutition (« Instrumental Swallowing Assessment in Adults in Residential Aged Care Homes: A Scoping Review », O. Birchall 2020). Les bilans de déglutition sont alors limités à un dépistage majorant le risque de dénutrition et/ou déshydratation en favorisant des textures trop simplifiées par rapport aux capacités réelles de déglutition (« Dysphagia and Dietary Levels in Skilled Nursing Facilities » M. Groher, 1995). Les individus les plus en difficultés face à leur alimentation ont par ailleurs des repas mixés nutritionnellement moins riches et moins appétissants, majorant le risque de dénutrition (« Pleasure of eating despite dysphagia in nursing homes: a multi-disciplinary plan » X. Cormary, 2017). L’observation des repas est alors nécessaire mais sous-exploitée (« Evaluating the Feasibility and Validity of Using Trained Allied Health Assistants to Assist in Mealtime Monitoring of Dysphagic Patients », M. Schwarz, 2019). Une approche propose d’analyser le repas en suite de cycles alimentaires, c’est-à-dire en segments incluant l’extraction de l’aliment de son récipient jusqu’à sa déglutition (« Eating performance in relation to intake of solid and liquid food in nursing home residents with dementia: A secondary behavioral analysis of mealtime videos » Wen Liu, 2019). Selon cet article, leur fréquence et leur durée seraient corrélées à des comportements alimentaires particuliers. L’analyse de ces segments est réalisée par un praticien. Or, à ce jour, il n’est possible de coter qu’une partie de ces cycles : de la prise en main du bolus jusqu’à sa prise en bouche, la déglutition n’étant pas visible sur les vidéos. De plus, cela est réalisé manuellement. L’approche est incomplète et l’analyse fastidieuse. Il existe donc un besoin de pouvoir analyser un repas d’un patient de manière complète et précise, sans présence d’un praticien. L’invention offre une solution aux problèmes évoqués précédemment, en permettant une analyse automatique précise et exhaustive d’une prise de repas par un utilisateur, ne nécessitant pas la présence d’un praticien. Un aspect de l’invention concerne un procédé d’analyse automatique de prise de repas par un utilisateur, le procédé comprenant au moins les étapes de : Acquisition d’au moins un signal de mouvement de l’utilisateur par au moins un système de capture de mouvements de l’utilisateur, Acquisition d’au moins un signal de déglutition de l’utilisateur par au moins un dispositif de détection de la déglutition comprenant au moins un capteur de détection de déglutition, Détection automatique d’au moins un cycle alimentaire complet compris dans le repas, le cycle alimentaire complet étant détecté lorsqu’au moins une prise en main, une prise en bouche et une déglutition sont détectées à partir du signal de mouvement de l’utilisateur et du signal de déglutition de l’utilisateur, Analyse du cycle alimentaire pour chaque cycle alimentaire complet détecté, l’analyse comprenant la classification du cycle alimentaire complet, au moins dans une classe représentative d’un cycle alimentaire « efficace » ou dans une classe représentative d’un cycle alimentaire « inefficace ». Grâce à l’invention, il est possible d’analyser l’ensemble d’un repas et d’en restituer les principales caractéristiques en termes notamment de déglutition. Pour cela, l’invention se base avantageusement sur la détection de cycles alimentaires. Ces cycles alimentaires sont détectés automatiquement. Il est ainsi possible, grâce à la présence d’un système de capture de mouvements de l’utilisateur, d’associer un ou des mouvements de l’utilisateur à des évènements qui permettent de définir le début d’un cycle alimentaire, qu’un capteur de déglutition ne serait pas capable de reconnaitre seul. C’est le cas d’une prise en main d’un bolus ou d’un aliment par exemple. L’utilisation d’un capteur de détection de la déglutition permet de détecter des déglutitions, aspirations, phonations et fausses routes qui font partie d’un cycle alimentaire et permettent par la suite de caractériser le cycle alimentaire. La combinaison du système de capture de mouvement et du capteur de déglutition permet donc d’analyser la prise de repas de manière complète et précise et pour le praticien de pouvoir par la suite remonter à une potentielle cause d’une mauvaise déglutition, qui peut être une mauvaise posture ou un mauvais mouvement. Le découpage des repas en cycles alimentaires détectés automatiquement permet une analyse de repas fiable et objective, permet de démocratiser l’observation de repas par sa simplicité de mise en place et d’utilisation, et permet par la suite par exemple de créer un rapport d’analyse simple et compréhensible pour un praticien. Outre les caractéristiques qui viennent d’être évoquées dans le paragraphe précédent, le procédé d’analyse de prise de repas selon un aspect de l’invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : l’analyse de chaque cycle alimentaire complet est répertoriée dans un rapport d’analyse de prise de repas de l’utilisateur, la détection automatique du cycle alimentaire complet est réalisée en utilisant un procédé d’apprentissage automatique supervisé, des évènements détectés entre deux cycles alimentaires complets détectés n’appartenant pas à un des deux cycles alimentaires complet détectés sont assignés à un cycle alimentaire avorté, un cycle alimentaire complet est détecté lorsque sont détectées dans cet ordre au moins une prise en main, une prise en bouche puis une déglutition, la prise en main et la prise en bouche sont détectées en se basant seulement sur le signal de mouvement et la déglutition est détectée en se basant sur le signal de mouvement et sur le signal de déglutition, la caractérisation est basée sur une comparaison du cycle alimentaire avec un ensemble de règles, chaque règle étant basée sur une combinaison d’au moins deux évènements parmi : une prise en main est détectée, une prise en bouche est détectée, une déglutition est détectée, une toux est détectée, une phonation est détectée, un bavage/crachat est détecté, un signe de fausse route est détecté, le capteur de déglutition est un microphone pour détecter un son de déglutition et/ou un accéléromètre pour détecter une vibration de déglutition, le système de capture de mouvement comprend au moins deux caméras, une caméra parmi les deux caméras étant configurée pour acquérir des images de face de l’utilisateur et une autre caméra parmi les deux caméras étant configurée pour obtenir des images de profil de l’utilisateur. Un autre aspect de l’invention concerne un produit programme d'ordinateur comprenant des instructions qui, lorsque le programme est exécuté par un ordinateur, conduisent celui-ci à mettre en œuvre le procédé selon l’invention. Encore un autre aspect de l’invention concerne un support d'enregistrement lisible par ordinateur comprenant des instructions qui, lorsqu'elles sont exécutées par un ordinateur, conduisent celui-ci à mettre en œuvre le procédé selon l’invention. Le procédé d’analyse selon l’invention trouve un intérêt particulier pour les utilisateurs pouvant difficilement se déplacer, dans les cas de prise de repas en centres de soin ou en établissements médicalisés, et de manière générale pour limiter les déplacements du praticien et des utilisateurs. L’invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES Les figures sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l’invention. La montre une représentation schématique d’un procédé d’analyse automatique de prise de repas selon l’invention. La montre une représentation schématique d’un système pour mettre en œuvre le procédé automatique de prise de repas selon l’invention. La montre une représentation schématique d’un procédé d’analyse automatique de prise de repas selon une variante de l’invention. Procédé d’analyse automatique de prise de repas par un utilisateur, le procédé comprenant au moins les étapes de : Acquisition d’au moins un signal de mouvement de l’utilisateur par au moins un système de capture de mouvements de l’utilisateur, Acquisition d’au moins un signal de déglutition de l’utilisateur par au moins un dispositif de détection de la déglutition comprenant au moins un capteur de détection de déglutition, Détection automatique d’au moins un cycle alimentaire complet compris dans le repas, le cycle alimentaire complet étant détecté lorsqu’au moins une prise en main, une prise en bouche et une déglutition sont détectées à partir du signal de mouvement de l’utilisateur et du signal de déglutition de l’utilisateur, Analyse du cycle alimentaire pour chaque cycle alimentaire complet détecté, l’analyse comprenant la classification du cycle alimentaire complet, au moins dans une classe représentative d’un cycle alimentaire « efficace » ou dans une classe représentative d’un cycle alimentaire « inefficace ». Procédé d’analyse automatique de prise de repas selon la revendication précédente selon lequel l’analyse de chaque cycle alimentaire complet est stockée dans un fichier formant un rapport d’analyse de prise de repas de l’utilisateur. Procédé d’analyse automatique de prise de repas selon l’une des revendications précédentes selon lequel la détection automatique du cycle alimentaire complet est réalisée en utilisant un procédé d’apprentissage automatique supervisé. Procédé d’analyse automatique de prise de repas selon l’une des revendications précédentes selon lequel un cycle alimentaire complet est détecté lorsque sont détectés dans cet ordre la prise en main, la prise en bouche puis la déglutition. Procédé d’analyse automatique de prise de repas selon l’une des revendications précédentes selon lequel des évènements détectés entre deux cycles alimentaires complets détectés n’appartenant pas à un des deux cycles alimentaires complet détectés sont assignés à un cycle alimentaire avorté. Procédé d’analyse automatique de prise de repas selon l’une des revendications précédentes selon lequel la prise en main et la prise en bouche sont détectées en se basant seulement sur le signal de mouvement et la déglutition est détectée en se basant sur le signal de mouvement et sur le signal de déglutition. Procédé d’analyse automatique de prise de repas selon l’une des revendications précédentes selon lequel la caractérisation est basée sur une comparaison du cycle alimentaire complet avec un ensemble de règles, chaque règle étant basée sur une combinaison d’au moins deux évènements parmi : une prise en main est détectée, une prise en bouche est détectée, une déglutition est détectée, une toux est détectée, une phonation est détectée, un bavage/crachat est détecté, un signe de fausse route est détecté. Procédé d’analyse automatique de prise de repas selon l’une des revendications précédentes selon lequel le capteur de déglutition est un microphone pour détecter un son de déglutition et/ou un accéléromètre pour détecter une vibration de déglutition. Procédé d’analyse automatique de prise de repas selon l’une des revendications précédentes selon lequel le système de capture de mouvement comprend au moins deux caméras, une caméra parmi les deux caméras étant configurée pour acquérir des images de face de l’utilisateur et une autre caméra parmi les deux caméras étant configurée pour obtenir des images de profil de l’utilisateur. Produit programme d'ordinateur comprenant des instructions qui, lorsque le programme est exécuté par un ordinateur, conduisent celui-ci à mettre en œuvre le procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes. Support d'enregistrement lisible par un ordinateur sur lequel est enregistré un programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour la mise en œuvre du procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 9.