Brevet FR3158874A1 — publié le 20250808

L’invention est un masque de plongée subaquatique intégrant des capteurs d’enregistrement de l’activité ElectroEncéphaloGraphique (EEG) cérébrale, protégés du milieu aqueux par une double jupe assurant à la fois l’étanchéité par la jupe externe (1) et l’intégration et l’immobilisation d’électrodes cutanées (4) dans la jupe interne (2) sur et sous les orbites, un système de transmission via des câbles étanches cheminant dans les sangles latérales et supérieure du masque et de recueil du signal géré par un boitier étanche (11) à l’arrière du masque, un possible couplage avec une caméra vidéo, et un retour sonore par conduction osseuse (7) des données EEG analysées. Cette invention assure le recueil et le traitement des activités électriques cérébrales, de mouvements oculaires, possiblement synchronisées avec une captation vidéo de l’environnement, via une intégration des capteurs au sein du masque subaquatique, permettant une optimisation du contact des électrodes et leur isolement du milieu aqueux. Figure pour l’abrégé : Figure 4 Masque sous-marin à double jupe d'étanchéité d'enregistrement de l’activité électrique cérébral La présente invention concerne un dispositif de recueil et d’analyse de l’activité ElectroEncéphaloGraphique (EEG) cérébrale intégré à un masque de plongée subaquatique, par isolation du milieu aqueux des capteurs d’activité cérébrale au moyen d’une double jupe de protection d’étanchéité, couplé, dans certaines configurations à un système de dispensation audio par conduction osseuse. Ce système de collecte de données, destiné à être utilisés dans diverses condition de surveillance, de soin et de bien-être, est utilisable et adaptable en de multiples milieux aqueux : douche, bain, spa, piscine, mer (plongée apnée et bouteille). Les données EEG acquises permettent de surveiller l’activité électrique cérébrale à visée de connaissance du cerveau en milieu aquatique, de détection d’activités pathologiques, de production d’alarme, d’interaction avec les processus cérébraux sous la forme de Neurofeedback, ainsi que de captation des mouvements oculaires dans les orientations verticales ou horizontales. La problématique de réalisation d’un enregistrement EEG en milieu aquatique est la nécessité de maintenir les électrodes d’enregistrement en contact avec la peau sans interférence avec le milieu aqueux, qui résulterait alors de modifications d’impédances et de ponts salins incompatibles avec l’enregistrement. Cette invention consiste en une double protection contre l’environnement aqueux comprenant une première jupe externe isolant une portion du visage (du dessus des yeux à la lèvre supérieure) et une seconde jupe interne comportant les capteurs EEG appliqués contre la peau. S’y associent dans certaines configurations un système de recueil / numérisation / amplification / traitement du signal électrique d’origine cérébrale et un système de transmission sonore par conduction osseuse. Le dispositif de « double jupe » concave assure l’étanchéité, par isolement contre une exposition aqueuse des capteurs de détection du signal EEG, et assure également l’intégration de capteurs de l’activité électrique d’origine cérébrale, nommés électrodes, de taille entre 3 à 10 millimètres. Il existe une approche de double jupe simple dans sa forme plate dans un brevet récent (brevet CN217673139 (U) 2022) mais sans possibilité d’intégration de capteurs physiologiques et caractérisé par une forme d’application simplifiée et plate sur la peau. Le masque de la présente invention comporte deux jupes de maintien de 5 à 10 mm de large, distantes et indépendantes dans leur positionnement frontal, latéral devant les oreilles et au-dessus de la lèvre supérieure, permettant l’adaptation à la morphologie du porteur, l’application d’une pression et un renforcement du contact entre peau et surface d’application des jupes par aspiration via un design de microsillons, et d’isolation des électrodes d’EEG. Les deux jupes assurant protection et enregistrement sont : Une jupe externe (1) concave, circulaire, assurant l’étanchéité principale du masque. Une jupe interne (2) concave au-dessus des sourcils, circulaire permettant une deuxième protection d’étanchéité ainsi que l’insertion des capteurs et l’installation des électrodes EEG. Quatre capteurs EEG (électrodes) sont disposés dans la jupe intérieure, à des points spécifiques mentionnés en FIG. 6 , entourant le visage autour des yeux et du nez. Ces capteurs sont reliés par un câble circulant dans une cavité de la jupe intérieure, eux-mêmes reliés au-dessus du masque le long des lanières de maintien jusqu’au boitier central à l’arrière de la tête. Additionnellement, la présente invention permet d’optimiser les enregistrements de données par adjonction d’une caméra vidéo détachable positionnée au-dessus de la tête, grâce à un bloc de connexion par vis ou support coulissant inséré dans la lanière supérieure du masque passant au-dessus du visage. Une connexion par câble vers le boitier est possible pour la synchronisation de ce signal vidéo avec les autres signaux enregistrés par le masque. Selon des modes particuliers de réalisation : Deux capteurs sont positionnés au-dessus de chaque sourcil : capteurs de signal EEG des régions frontales de l’encéphale. Deux autres capteurs sont positionnés à la partie inférieure du masque, en regard des pommettes : capteurs de référence et terre, pouvant devenir des capteurs de captation autre dans certaines configurations (enregistrement des mouvements oculaires). Une bande comprenant un dispositif de conduction osseuse d’ondes sonores insérée bilatéralement dans chaque sangle latérale du masque. Une sangle supérieure plus large sur la partie supérieure du crane, pour assurer un maintien de la partie supérieure de la jupe du masque ainsi qu’une fixation additionnelle de matériel. Un boitier regroupant le câblage pour la captation et gestion des signaux. Les électrodes, selon les configurations peuvent être de type : électrodes sèches, textile conducteur ou encre conductrice. Les dessins annexés illustrent l’invention : La FIG. 1 représente une visualisation simplifiée du masque de plongée à « double jupe » de maintien. La FIG. 2 représente en coupe, la partie spécifique de la double jupe assurant l’étanchéité et l’intégration des capteurs EEG, et leur positionnement indépendant sur le visage humain, avec une forme et courbure conçue pour maintenir en bonne pression chacune des deux jupes sur la peau. La FIG. 3 représente le détail segmenté des microsillons de type « pattes de gecko ». Dans certaines configurations, les électrodes seront simplement pressées sur la peau grâce à la sangle de serrage du masque et la pression négative à l’intérieur du masque. La FIG. 4 représente une vue latérale du masque subaquatique, du bandeau bilatéral de conduction osseuse au niveau de la mastoïde, de son boitier intégré et situé ergonomiquement et protégé dans une extension arrondie prolongeant ergonomiquement la tête à l’arrière du visage, ainsi que les connexions de câbles et éléments techniques du même boitier. La FIG. 5 montre en perspective le masque subaquatique dans son ergonomie intégrative inspiré de la tête des belugas, permettant une fluidité de mouvement en milieu aquatique. La FIG. 6 décrit le nombre et positionnement des capteurs EEG (13), ainsi que le placement du bandeau de conduction osseuse (14). La FIG. 7 représente les trois configurations d’intégration des capteurs EEG : électrodes sèches (7c), textile conducteur (7b) ou encre conductrice (7a). En référence à ces dessins, l’invention – masque de plongée subaquatique à double jupe de protection intégrant des capteurs électroencéphalographiques, un système d’enregistrement électroencéphalographique et de restitution sonore par conduction osseuse - comporte une double jupe en matériau bio-inspiré siliconé, comportant un dimensionnel évolutif au fil des essais, d’environ 5 mm de largeur pour la jupe externe (1), et d’environ 10 mm de largeur pour la jupe interne (2) intégrant le capteur (4) d’1 ± 1 mm d’épaisseur. L’espace entre la jupe interne (2) et la jupe externe (1) est une cavité de protection intermédiaire détachée du visage pour permettre une zone intermédiaire tampon pouvant emprisonner un passage éventuel d’eau qui passerai la jupe externe (1), permettant une sécurité supplémentaire d’isolation par rapport à un design de jupe appliquée uniformément sur le visage. La distance interne de cette cavité entre les jupes internes (2) et externes (1) de la structure de maintien du masque est variable pour être de 5 mm à 25 mm selon les tests d’optimisation de maintien frontal et d’étanchéité. Le câble (3) des capteurs EEG pourra circuler dans l’interstice du design alvéolée de la jupe interne (2) de maintien ou contre toute paroi interne du masque. Dans la forme de réalisation de la FIG. 4 , une approche bio-inspirée de matériau (15), de design et de maintien (3) des jupes du masque, d’une ergonomie de mouvement des fluides dans la courbure frontale du masque (15) et l’intégration du boitier technique (11) arrière, permettra une utilisation fluidifiée optimale dans l’eau, limitant les perturbations de mouvement et de signaux. Le bandeau de conduction osseuse (7) de chaque côté, sera inséré, moulé ou thermocollé à la sangle de masque au niveau de la mastoïde (14), avec chaque câble (9) inséré et indépendant à la lanière élastique, vers le boitier (11) de la FIG. 4 . Selon les configurations, le signal sonore sera dispensé pour les deux modules de conduction osseuse, sur deux mastoïdes pour l’effet binaural /stéréo et l’orientation spatiale, ou d’un seul côté du masque. Les capteurs EEG (13) seront reliés par les câbles (8) vers le boitier technique (1). Le design de la sangle latérale devra être développé avec une flexibilité dans l’extensibilité de la longueur du câblage des capteurs EEG et de la conduction osseuse, pour se caler avec l’extensibilité de mise en place de la sangle du masque. Le boitier technique (1) pourra comporter un interrupteur étanche (12) Marche/Arrêt, d’un accès étanche éventuel d’un composant amovible (10). Dans un mode de réalisation préféré, le bornier de connexion du dispositif électronique arrière est pourvu d’une pluralité de bornes de connexion, notamment d’une borne de connexion s’étendant jusqu’à l’intérieur du corps de masque, et connectée au dispositif électronique interne. Un revêtement d’étanchéité entoure le côté de la borne de connexion et empêche l’eau de s’écouler dans les bornes lorsque la borne du dispositif électronique externe est connectée, le diamètre du revêtement d’étanchéité étant supérieur au diamètre de la borne de connexion. Selon le masque complet de la présente invention, le bloc terminal (11) intégré à l’arrière du masque, ainsi que les dispositifs électroniques externes peuvent être facilement fixés et détachés via le bornier de connexion étanche du dispositif électronique externe. Lors de l’installation, ils sont connectés électriquement pour recevoir les données entrée/sortie du dispositif électronique. A titre d’information les dimensions du masque et du boitier à l’arrière de la tête, le design et dimensions des jupes ainsi que les matériaux utilisés, pourront varier vers une optimisation de leur potentiel de design de base. L’intégration possible d’autres éléments de mesures physiologiques dans la cavité concave de la jupe intérieure, et/ou d’une autre jupe supplémentaire du masque du même design de positionnement des deux premières jupes précitées. La structure de double jupe étanche en silicone est une structure intégralement formée, avec les courbures de pression sur le visage, les cavités de câblages des capteurs ainsi que les canaux d’insertions des capteurs. Dispositif de masque subaquatique de recueil de l’activité ElectroEncéphaloGraphique (EEG) cérébrale par intégration et protection des capteurs d’enregistrement du milieu aqueux, caractérisé en ce qu’il intègre des capteurs EEG (4) positionnés dans une jupe interne (2), protégé du milieu aquatique par une cavité intermédiaire limitée par une jupe externe d’étanchéité (1), ainsi qu’un boitier étanche de traitement du signal, intégré à l’arrière de la tête, relié aux électrodes faciales par des câbles étanches, et permettant un retour sous la forme d’un signal sonore bilatéral par conduction osseuse (7) le long des deux sangles latérales du masque. Dispositif selon la revendication 1 en ce que le dispositif de la double jupe interne (2) et externe (1) indépendantes et séparés d’une cavité d’isolation, avec une forme et courbure conçue pour maintenir en bonne pression de maintien par déformation, des capteurs (4) et contourne le visage pour intégrer les capteurs (4) et câbles (3). Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les deux jupes (1, 2) s’appliquant sur la peau, contiennent des microstructures sous formes de microsillons (5). Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le circuit de la jupe interne (2) est composé de deux capteurs d’électrodes EEG (13) qui est agencé de manière à contourner les orbites, avec un canal spécifique sur le visage captant les mouvements oculaires et l’activité ElectroEncéphaloGraphique. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu’il intègre dans la sangle arrière du masque un boitier étanche (11), recueille bilatéralement par le biais de câbles étanchés (8) les données ElectroEncéphaloGraphiques, vidéos, les traite par amplification, numérisation, analyse les signaux et assure un retour de signal sonore bilatéral (9) dans les dispositifs de conduction osseuse (7) situés en regard des mastoïdes le long des deux sangles latérales du masque. Dispositif selon la revendication 5 caractérisé en ce qu’il intègre un appareil miniature d’enregistrement vidéo positionné au-dessus du masque (16), relié au boitier étanche (11), et synchronisé avec les données ElectroEncéphaloGraphiques. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu’un circuit de câbles composé des quatre capteurs EEG (13) s’intègre dans le masque, sur un chemin spécifique de détection ElectroEncéphaloGraphique de la jupe interne (2), de la sangle supérieure et des sangles latérales vers le boitier (11) de gestion des données, situé à l’arrière du masque.