FR2935086A1

FR2935086A1 - Cagoule instrumentee communicante

Info

Publication number: FR2935086A1
Application number: FR0804627A
Authority: FR
Inventors: Denis Coulon
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-08-19
Filing date: 2008-08-19
Publication date: 2010-02-26
Anticipated expiration: 2028-08-19
Also published as: EP2326238A1; WO2010026303A1; US20110144457A1; CA2734938A1; FR2935086B1

Abstract

La cagoule comporte : - au moins un capteur (104, 106) de mesure d'au moins une grandeur physiologique du porteur et - une liaison (120) de transmission à distance, sans fil, de données représentatives de mesures fournies par chaque dit capteur. Dans des modes de réalisation, un dit capteur est adapté à mesurer la fréquence cardiaque, le taux de saturation en oxygène du sang et la température corporelle du porteur, préférentiellement en pinçant le lobe d'une oreille du porteur. Par exemple ce capteur est un capteur optique qui met en en oeuvre deux longueurs d'ondes séparées. Dans des modes de réalisation, la cagoule comporte un moyen (110) de détermination de stress composite, en fonction de la variabilité de la fréquence cardiaque, de la température corporelle et de la fréquence cardiaque de l'utilisateur.

Description

CAGOULE INSTRUMENTEE COMMUNICANTE La présente invention concerne une cagoule instrumentée communicante. Elle s'applique, en particulier, aux cagoules instrumentées à capteurs de grandeurs physiologiques communicantes pour le suivi, à distance, de paramètres physiologiques et, éventuellement, de paramètres d'environnements hostiles. La présente invention trouve, notamment, des applications à la protection des pompiers opérationnels.

On connaît, notamment du document US 7,298,535, un casque doté de capteurs d'environnement du corps du porteur, par exemple de température à l'intérieur d'une combinaison ou de température d'objets externes, doté de moyens de communication avec un poste central. Cependant, ce casque ne permet pas de mesurer les grandeurs physiologiques du porteur et donc de déterminer sa condition physique, son épuisement ou son stress. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients. A cet effet, selon un premier aspect, la présente invention vise une cagoule, caractérisée en ce qu'elle comporte : au moins un capteur de mesure d'au moins une grandeur physiologique du 20 porteur et une liaison de transmission à distance, sans fil, de données représentatives de mesures fournies par chaque dit capteur. Grâce à ces dispositions, on peut, à distance, déterminer si le porteur est dans une bonne condition physique pour poursuivre sa mission opérationnelle. 25 Selon des caractéristiques particulières, au moins un dit capteur est adapté à mesurer la fréquence cardiaque du porteur. Selon des caractéristiques particulières, au moins un dit capteur est adapté à mesurer la saturation en oxygène du sang du porteur. Selon des caractéristiques particulières, au moins un dit capteur est adapté à 30 mesurer la température corporelle du porteur. Selon des caractéristiques particulières, au moins un dit capteur adapté à mesurer la température corporelle du porteur est un thermomètre optique sans contact. Selon des caractéristiques particulières, au moins un dit capteur est adapté à mesurer la fréquence cardiaque, le taux de saturation en oxygène du sang et la température 35 corporelle du porteur. L'ensemble des mesures peut ainsi être effectué en un seul lieu du corps, ce qui réduit la gêne occasionnée au porteur par le capteur Selon des caractéristiques particulières, au moins un dit capteur pince le lobe d'une oreille du porteur. Grâce à ces dispositions, la mise en place du ce capteur est aisée et rapide. Selon des caractéristiques particulières, au moins un dit capteur est un capteur 5 optique. Selon des caractéristiques particulières, au moins un dit capteur optique met en en oeuvre au moins deux longueurs d'ondes séparées. Grâce à ces dispositions, la cagoule objet de la présente invention permet de mesurer, localement ou à distance, la fréquence cardiaque, sa variabilité et/ou la saturation 10 d'oxygène du sang, par exemple en utilisant la photo-pléthysmographie. Selon des caractéristiques particulières, au moins un dit capteur est adapté à mesurer la fréquence de respiration du porteur. Selon des caractéristiques particulières, au moins un dit capteur adapté à mesurer la fréquence de respiration du porteur détermine la fréquence de respiration à partir 15 des données d'oxymètrie. Selon des caractéristiques particulières, au moins un dit capteur est adapté à mesurer la variabilité du rythme cardiaque. Selon des caractéristiques particulières, la cagoule objet de la présente invention comporte un moyen de détermination de stress en fonction de ladite variabilité. 20 Selon des caractéristiques particulières, la cagoule objet de la présente invention comporte un moyen de détermination de stress composite, en fonction de ladite variabilité et d'une donnée représentative de la température corporelle et de la fréquence cardiaque de l'utilisateur. Selon des caractéristiques particulières, la cagoule objet de la présente invention, 25 telle que succinctement exposée ci-dessus, comporte, en outre, au moins un capteur de mesure d'une valeur de paramètre d'environnement. Selon des caractéristiques particulières, au moins un capteur de mesure d'une valeur de paramètre d'environnement comporte un accéléromètre. Grâce à ces dispositions, on augmente la fiabilité des mesures cardiaques. 30 sanguines et/ou de stress pendant des mouvements intenses. Selon des caractéristiques particulières, au moins un dit capteur de mesure de valeur de paramètre d'environnement est adapté à mesurer des mouvements du porteur. Selon des caractéristiques particulières, au moins un dit capteur de mesure de valeur de paramètre d'environnement est adapté à mesurer des chocs subits par la tête ou le 35 corps du porteur.

Selon des caractéristiques particulières, au moins un capteur de mesure d'une valeur de paramètre d'environnement comporte un thermomètre sans contact adapté à mesurer la température ambiante. Selon des caractéristiques particulières, au moins un dit capteur de mesure de 5 valeur de paramètre d'environnement est adapté à déterminer la position géographique de l'utilisateur. Selon des caractéristiques particulières, la cagoule objet de la présente invention comporte un moyen de communication sans fil point à point avec des cagoules similaires. Grâce à ces dispositions, le porteur peut communiquer avec les autres 10 intervenants. Selon des caractéristiques particulières, la cagoule objet de la présente invention comporte un moyen de détection de conditions de danger pour le porteur, la liaison de communication à distance étant adaptée à véhiculer un signal représentatif de ladite détection. 15 Selon un deuxième aspect, la présente invention vise un procédé de sécurisation d'un porteur d'une cagoule, caractérisé en ce qu'il comporte : - une étape de capture de mesure d'au moins une grandeur physiologique du porteur de la cagoule, par l'intermédiaire de capteurs intégrés à ladite cagoule et 20 - une étape de transmission à distance, sans fil, de données représentatives de mesures fournies par chaque dit capteur. Selon un troisième aspect, la présente invention vise un programme d'ordinateur, caractérisé en ce qu'il comporte des instructions exécutables par un ordinateur pour implémenter le procédé objet de la présente invention, tel que succinctement exposé ci- 25 dessus. Selon un quatrième aspect, la présente invention vise un support d'information lisible par un ordinateur et comportant des instructions exécutables par un ordinateur pour implémenter le procédé objet de la présente invention, tel que succinctement exposé ci-dessus. 30 Les avantages, buts et caractéristiques particulières de ce procédé, de ce programme d'ordinateur et de ce support d'information étant similaires à ceux de la cagoule objet de la présente invention, tels que succinctement exposés ci-dessus, ils ne sont pas rappelés ici. D'autres avantages, buts et caractéristiques de la présente invention ressortiront 35 de la description qui va suivre faite, dans un but explicatif et nullement limitatif, en regard des dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 représente, schématiquement, un mode de réalisation particulier de la cagoule objet de la présente invention, - la figure 2 représente, schématiquement, des courbes d'absorption optiques captées à des longueurs d'ondes différentes pour le sang chargé en oxygène ou désoxygéné, - la figure 3 représente, schématiquement, un circuit électronique intégré au cagoule illustrée en figure 1, - la figure 4 représente, des fréquences représentatives de la variabilité des fréquences cardiaques pour des porteurs détendus et stressés, - la figure 5 représente, sous forme d'un logigramme, des étapes mises en oeuvre dans un mode de réalisation particulier du procédé objet de la présente invention et - la figure 6 représente, schématiquement, un affichage de données géo- localisées mis en oeuvre par la cagoule objet de la présente invention.

Dans toute la description, on a représenté les composants électroniques dans une cagoule. Cependant, la présente invention ne se limite pas à ce type de vêtement mais s'étend, bien au contraire, à tout autre type de vêtement ou d'accessoire portable, par exemple une veste, un brassard ou un casque. Le but du premier mode de réalisation de la cagoule objet de la présente invention illustré en figure 1 est d'intégrer des moyens de détecter la fréquence cardiaque, la saturation d'oxygène, le mouvement ou les chocs, la température ambiante et la température corporelle d'un individu, ou porteur, en disposant ces moyens sur le corps de cet individu. Ce premier mode de réalisation est pourvu de capacités de communications sans fil, à partir de mesures effectuées en un seul lieu du corps. Un système de géo-localisation, par exemple de type GPS (acronyme de Global Positioning System pour système de positionnement global), est intégré à la cagoule. Ainsi, on observe, en figure 1, une cagoule 100 associée à un circuit électronique 102 comportant des composants électroniques réalisant les fonctions suivantes : un capteur 104 de grandeurs physiologiques cardiaques et sanguines du porteur, un capteur 106 de température corporelle du porteur, - une carte 108 à microprocesseur 110, mémoire non volatile 112, une horloge 114 et une pile 116, un module 118 de communication Bluetooth (marque déposée), - un module 120 de communication sur un réseau de téléphonie mobile, un accéléromètre 122, - un module de géo-localisation 124, 35 un module audio 126, - un haut-parleur 128, - un microphone 130 et un module enfichable de batteries rechargeables 132.

On note que certains composants ou certaines fonctions peuvent être déportés à distance des capteurs et, pour les fonctions réalisées par un programme, à distance du porteur, une liaison de communication à distance permettant la transmission des données nécessaires à ces programmes. La cagoule 100 est un vêtement technique présentant de fortes tenue au feu. tenue mécanique, tenue thermique, etc, adapté au domaine d'application de la présente invention (pompiers, motards, etc.) et qui présente une possibilité de retirer le circuit électronique 102 pour l'entretien séparé de la cagoule 100 et de ce circuit 102. La cagoule 100 incorpore un filtre à particules, réalisé en matériau synthétique à membrane éventuellement détachable et permettant une respiration aisée tout en prévenant les poussières d'être respirés par l'utilisateur. La cagoule 100 est ainsi utilisable dans des milieux hostiles (fumées, poussières, etc.) et notamment en environnement professionnel contraignant (pompiers, etc..). Le capteur 104 de grandeurs physiologiques cardiaques et sanguines du porteur est, par exemple, un capteur optique de type clip oreille qui pince le lobe de l'oreille, bi- fréquence, c'est-à-dire mettant en oeuvre deux plages de longueurs d'ondes, par exemple les longueurs d'ondes vertes et bleues. On note qu'un clip d'oreille permettant d'acquérir les informations physiologiques n'obture pas le canal auditif et permet d'utiliser les dispositifs usuels de communication audio (oreillette de téléphone, etc.).

L'utilisation d'un tel capteur optique permet la détermination de la fréquence cardiaque, de sa variabilité et de la saturation d'oxygène du sang, en utilisant la photopléthysmographie. L'avantage d'utiliser la lumière verte pour la photo-pléthysmographie a été décrit dans le brevet US 5,830,137 (Scharf), et dans l'évaluation de la variabilité de la fréquence cardiaque par une méthode de démodulation de la fréquence cardiaque, (voir http://www.biomedical-engineering-online.com/content /4/1/62). Elle est aussi décrite dans the time-variable photoplethysmographic signal dependence of the heart synchronous signal on wavelength and sample volume , Med. Eng. Phys. Décembre 1995; 17 (8): 571-8 8564151. Dans ce document, les auteurs concluent l'amplitude et le rapport signal sur bruit (SNR) à 560 nm est plus grand qu'à 940 nm pour la même intensité (0.029 mWmm). A 940 nm avec 1,37 et 2,77 mWmm la composante alternative du signal augmente avec le volume de fibres alors que le rapport S/B est peu affecté . La figure 2 décrit les niveaux d'absorption du sang oxygéné, courbe 202, et désoxygéné, courbe 204, à différentes longueurs d'onde, notamment les longueurs d'ondes 206 et 208. Par rapport aux systèmes existants, la fiabilité des mesures est augmentée par l'utilisation de diodes vertes ou bleues pour un meilleur rapport signal sur bruit par rapport aux techniques utilisées avec des diodes rouges et infrarouges. Le capteur 104 permet ainsi d'obtenir, par calcul, deux constantes primaires HR (acronyme de Heart Rate pour fréquence cardiaque) et SPO2 (taux de 10 saturation d'Oxygène). De plus, il est prévu d'utiliser un traitement du signal particulier conjuguant les données des détecteurs optiques et celles d'accéléromètres placés sur la cagoule, comme indiqué dans le document IMTC 2004 û Instrumentation and measurement technology conference, Como, Italy, May 18-20, 2004 (voir notamment la figure 6 de la communication 15 de R. Giannetti, J.P. Silveira, M.L. Dotor, D. Golmayo, P. Martin, F. Miguel-Tobal, A. Bilbao et S.M. Lopez-Silva). La figure 3 représente un circuit de traitement du signal intégré à la cagoule illustrée en figure 1, mettant en oeuvre la connaissance des accélérations, pour améliorer le rapport signal/bruit du signal optique et en améliorer la lecture pour un traitement permettant 20 d'extraire les fréquences recherchées pour les études du rythme cardiaque, du taux d'oxymétrie veineux et de la variabilité du rythme cardiaque. Par cette dernière information. une étude du stress est possible, comme exposé plus bas. Ce circuit présente deux étages 160 et 170. On rappelle que, dans le processus physiologique, le signal source est distordu en fonction des mouvements du corps, le signal distordu étant additionné au signal source. 25 Dans le premier étage, 160, un accéléromètre 162 à MEMS (acronyme de Microelectromechanical sensor pour capteur miniature électromécanique) détermine les accélérations du mouvement du corps, tandis qu'un capteur portable 164 détermine le signal sanguin (par exemple l'absorption d'une longueur d'onde particulière). Dans le deuxième étage, 170, un filtre adaptatif 172 reçoit les signaux issus de l'accéléromètre 162 et du 30 capteur portable 164 et, en mettant en oeuvre un modèle dynamique, réalise l'élimination active de la perturbation (bruit) par injection d'un signal de même intensité en opposition de phase. Le capteur 106 de température corporelle du porteur est de type thermomètre optique sans contact, par exemple le MELEXIS MLX90614 (marque déposée) à deux zones 35 de mesure (infra rouge sans contact et thermo-résistance), qui capte aussi la température ambiante. 7 On observe que les mesures de grandeurs physiologiques, par les capteurs 104 et 106, sont effectuées en utilisant un système simple positionné en un seul lieu du corps, ici le lobe de l'oreille mais qui peut être, en variante, le poignet, la tempe ou le front. La température corporelle est ainsi captée sur le même lieu du corps que les mesures de PPG (acronyme de PhotoPléthysmoGraphie ) ou bien peut être déporté sur la tempe ou le front pour une meilleure précision. Le thermomètre est alors maintenu dans la cagoule par un passage prévu dans le tissus (doublure) et maintenu en regard de la peau. Le microprocesseur 110 est, par exemple, de type MSP430 (marque déposée). Il présente les entrées et sorties suivantes : - en entrées : - analogiques des capteurs optiques 104, voie 1 correspondant à une première plage de longueurs d'ondes, - analogiques des capteurs optiques 104, voie 2, correspondant à une deuxième plage de longueurs d'ondes, - analogique capteur de température 106, - analogique capteur accéléromètrique 122, - commande d'allumage ou extinction provenant d'un interrupteur (reliée à des capteurs capacitifs non représentés, par exemple de type QPROX QT11 (marque déposée), - entrée d'antenne et circuit de géo-localisation GPS 124 et - entrée analogique d'enregistreur vocal (non représenté) - des sorties vers : - un module Bluetooth 120 pour transmission de données ou module de communication de téléphonie mobile GPRS (acronyme de General Packet Radio Services pour services radio à paquet général), - un module 118 de communication Bluetooth ou radio-fréquence, - des diodes électroluminescentes (non représentées) de contrôle d'allumage ou extinction et de communication et - des capteurs optiques, pour alimentation et synchronisation (non représentés). La mémoire non volatile 112 est, par exemple, de type mémoire flash EPROM (acronyme de Erasable Programmable Read Only Memory pour mémoire morte programmable effaçable) de capacité de un Gigabit. La pile 116 est, par exemple, de type Pile Li-Ion, par exemple Korea Power Cell PD3535 (marques déposées). Le module 118 de communication Bluetooth est, par exemple de type module BT BLUEGIGA (marque déposée). En variante, il est remplacé par un module radio-fréquence à ultra-faible émission. La cagoule inclut ainsi une communication radio point à point pour contact phonique avec les autres porteurs de cagoules similaires. La cagoule 100 est équipée du module 118 de communication audio permettant aux différents porteurs de cagoules objets de la présente invention de communiquer par liaison radio point à point sans intervention manuelle au moyen du microphone 130, classiques ou utilisant la conduction osseuse par exemple (derrière l'oreille, trachée ou autre disposition compatible) et du haut-parleur 128. Le module de communication 118 peut être intégré à l'électronique de traitement-communication ou se présenter sous la forme d'un équipement OEM (acronyme de Original Equipment Manufacturer pour fabricant d'équipement original) comme développé par la société Savox (marque déposée). Cette communication point à point permet d'augmenter la sécurité entre les proches coéquipiers lors d'une intervention. La liaison radio faible puissance permet, en outre, de commander l'activation, par le biais d'un interrupteur radio, d'un ou plusieurs modules lumineux (non représentés) d'au moins une alarme extérieure (diodes électroluminescentes, éventuellement clignotantes) autonome à fixer sur un vêtement du porteur (veste, blouson, pantalon, etc.) à l'aide de bandes auto adhésives, par exemple de type Velcro (marque déposée), pour signaler l'état alarmant du porteur. Le module 120 de communication sur un réseau de téléphonie mobile est, par exemple, combiné au module de géo-localisation 124 dans un module de type LOCOSYS muni d'une antenne FRACTUS (marques déposées) par exemple. Une communication bidirectionnelle permet de reconfigurer les capteurs à distance pour divers modes de fonctionnement ou applications. L'accéléromètre 122 est de type accéléromètre trois axes, par exemple l'accéléromètre SCA 3000 (marque déposée). L'incorporation d'un accéléromètre multiaxes permet d'augmenter la fiabilité des mesures optiques dans le mouvement intense (par exemple pendant l'activité sportive) par un traitement du signal approprié, détection de l'activité physique et des dépenses caloriques. Pour le calcul de dépense calorique, ou énergétique, le lecteur pourra se reporter à un algorithme de type OwnCal de la société Polar (marques déposées), basé sur les données physiologiques du porteur (taille, sexe, poids, âge) et la fréquence cardiaque pendant l'exposition ou l'exercice). L'accéléromètre 130 est disposé sur le boîtier (non représenté) du capteur optique 104 ou sur un boîtier électronique déporté, solidaire de la cagoule 100 et de la tête du porteur.

Le microprocesseur 110 effectue, notamment, une détermination du Stress Composite , combinaison d'une composante de stress physiologique (dont une partie thermique) et d'une composante de stress mental . Grâce à la précision des mesures de fréquence cardiaque et au taux d'échantillonnage élevé (>1 KHz), on extrait la variabilité de la fréquence cardiaque. Cela permet d'évaluer l'évolution de l'état de santé d'une personne, son niveau de stress physiologique ou une maladie en évolution par l'étude de cette variabilité (décomposition temps-fréquences).

La mesure du système parasympathique par la VRC (acronyme de Variabilité du Rythme Cardiaque ) permet d'accéder de manière simple aux conditions physiques et mentales instantanées de la personne. Ce moyen est aussi un facteur de prédictibilité des conditions physiologiques optimales. L'indice de stress physiologique (en anglais Physiological Strain Index dont l'acronyme est PSI ) a été étudié dans le cas particulier des personnes exposées aux grandes températures pour dégager une notion plus globale incluant les effets de la chaleur : PSI = 5(Tret û Treo) . (39,5 û Tfeo)-1 + 5 (HRt û HRo) . (180 û HRo)-t où Tret et HRt sont des mesures simultanées prises à un instant t. Tfe et HR, qui décrivent la charge combinée du système cardiovasculaire et le système thermorégulateur, ont été associés aux même pondérations par le biais de la constante 5 . Ainsi, l'indice de stress physiologique a été échelonné dans une gamme allant de 0 à 10, dans les limites des valeurs suivantes : 36,5°C < Tfe < 39,5°C et 60 ppm < HR < 180 ppm, ppm étant, ici, l'acronyme de pulsations par minute. L'analyse du signal de variabilité du pouls conduit à une possibilité de prise de décision d'alerte basée sur un état réel de la personne. Pour l'étude du stress ou de la fatigue on réalise donc une analyse mathématique, par transformation de Fourier ou par ondelettes, de la variabilité du rythme cardiaque pour séparer les composantes fréquentielles en basses fréquences ( BF ) et hautes fréquences ( HF ) et l'on s'intéresse à leur ratio. Ces composantes représentent respectivement le système nerveux sympathique (BF: 0,04 à 0,15 Hz) et parasympathique (HF: 0,15 à 0,4 Hz). Pour des personnes en bonne santé, la baisse de l'activité parasympathique est liée à la dépression ou la fatigue, selon l'article de MM. Hughes et Stoney Psychosomatic Medecine , 62(6) : 796 (2000). La figure 4 illustre les amplitudes pour des basses fréquences BF 406 et pour des hautes fréquences HF 408, dans le cas du même porteur détendu, courbe 402, ou stressé, courbe 404. Comme on le comprend aisément, la ratio des amplitudes moyennes passe d'environ 1 pour le porteur détendu, à plus de 3 pour un porteur stressé. La décomposition de la VRC en ondelettes a été utilisé conjointement à de la logique floue par l'Université de Vanderbilt pour étudier le stress (Voir Online Stress Detection using Psychophysiological Signal for Implicit Human-Robot Cooperation , Robotica (2002) Volume 20 (6), pp. 673-686, 2002 Cambridge University Press, U.K.).

La composante physiologique du stress étant déterminée par le calcul du PSI et la somme (stress global) étant identifiée par l'étude de la variabilité du rythme cardiaque, après quantification, on fournit une indication de la partie mentale du stress, seconde composante du stress global.

La visualisation des paramètres de stress peut se présenter sous une forme permettant de mettre en évidence les caractéristiques recherchées. On définit alors une combinaison optimale de ces deux composantes de stress physiologique et du stress mental (au repos, sans conditions stressantes d'environnement physique) et on y adjoint des effets cumulatifs (intégration du paramètre temporel) pour dégager un seuil d'alerte, selon les individus ou leur activité. Préférentiellement, le microprocesseur 110 effectue un traitement numérique pour déterminer la fréquence de respiration du porteur à partir des données d'oxymètrie. Un tel procédé est décrit dans le document A comparison of signal processing techniques for the extraction of breathing rate from the photoplethysmogram de Susannah G. Flemming et Lionel Tarassenko (Proceedings of world academy of sciences, engineering and technology. col. 24, Oct. 2007 ISSN 1307-6884) qui indique une possibilité de mesure du taux de respiration avec un taux d'erreur de 0,04 inspiration par minute. Les applications de la cagoule objet de la présente invention, intégrant l'ensemble capteurs, électronique de traitement et de communication, comportent le suivi de santé des personnes en milieu hostile (pompiers, etc.) et des pilotes d'engins (voitures, motos, etc.). Les renseignements recueillis par les capteurs corporels sont transmis par radio (Bluetooth ou autre technologie sans fil autonome) à un relais local qui peut se composer d'un module GPRS/3G autonome, comme un téléphone mobile. Une version complètement autonome est équipée d'une radio de type GPRS ou toute autre technologie sans fil pour communication de données vers un serveur distant. Les renseignements sont envoyés de manière sécurisée à un serveur utilisant par exemple le protocole XMPP (acronyme eXtensible Messaging and Presence Protocol pour protocole extensible de messages et de présence). Les informations transmises au poste central, par le module de communication 120 sont accessibles pour visualisation sur un ordinateur et accessibles sur la toile ( web ) dans un format permettant un géo-localisation et l'accès aux paramètres physiques et physiologiques de chaque porteur d'une cagoule objet de la présente invention, comme illustré en figure 6. On observe, en figure 6, que, pour chaque porteur d'une cagoule objet de la présente invention (ici deux porteurs sont représentés par des carrés sombres), des marqueurs (ici des carrés clairs) 602 et 604 représentent, sur un fond de carte 600, les positions successives occupées et une fenêtre, 606 et 608, liée à la dernière position occupée, fournit des données (non représentées) d'alerte, de stress, d'activité, de fréquence cardiaque, de températures, ou toute autre donnée captée ou calculée comme indiqué ci-dessus. La cagoule objet de la présente invention peut être déclinée dans une version professionnelle (pour les pompiers, par exemple). La partie électronique (voir figures 1 et 3), notamment, peut être certifiée aux normes ATEX (acronyme de ATmosphères Explosibles ) ou autres normes particulières. On observe, en figure 5, des étapes mises en oeuvre dans un mode de réalisation particulier du procédé objet de la présente invention, adapté au mode de réalisation particulier de la cagoule objet de la présente invention décrite ci-dessus, en regard des figures 1 à 4. Bien que les étapes illustrées en figure 5 soient représentées comme une succession, elles sont préférentiellement mises en oeuvre simultanément, par une fonction multitâche du microprocesseur. On observe, en figure 5, que le fonctionnement de la cagoule commence par une étape 502 de configuration de la cagoule ou du poste central pour associer, à un identifiant de la cagoule, des données physiologiques du porteur (taille, sexe, poids, âge, paramètres de composantes de stress au repos). Puis, au cours d'une étape 504 on capture des données d'au moins une grandeur physiologique du porteur et d'au moins une valeur de paramètre d'environnement du porteur, parmi les suivantes : absorption pour une première plage de longueurs d'ondes optiques, absorption pour une deuxième plage de longueurs d'ondes optiques, taux de saturation d'oxygène du sang, - température corporelle du porteur, - accélération de la tête et/ou du corps du porteur température ambiante et - la localisation géographique du porteur. Puis, au cours d'une étape 506, on effectue une détermination de la fréquence cardiaque en fonction des signaux d'absorption.

Au cours d'une étape 508, on effectue une détermination de la variabilité de la fréquence cardiaque. Au cours d'une étape 510, on effectue une détermination de la saturation d'oxygène du sang, en utilisant la photo-pléthysmographie, en fonction des signaux d'absorption.

Au cours d'une étape 512, on effectue une détermination de la fréquence de respiration du porteur. Au cours d'une étape 514, on effectue une détection de l'activité physique.

Au cours d'une étape 516, on effectue une détermination des dépenses caloriques ou énergétiques, par exemple basée sur les données physiologiques du porteur (taille, sexe, poids, âge) et la fréquence cardiaque pendant l'exposition ou l'exercice. Au cours d'une étape 518, on effectue une de détermination du Stress Composite , combinaison du Stress Physiologique (dont une partie thermique) et du Stress Mental par analyse de la variabilité de la fréquence cardiaque (décomposition temps-fréquences) en fonction de la charge combinée du système cardiovasculaire et le système thermorégulateur. Au cours d'une étape 520, on effectue une détermination de la composante physiologique du stress par le calcul du PSI. Au cours d'une étape 522, on effectue une détermination de la composante mentale du stress à partir du stress global et de la composante physiologique du stress. Au cours d'une étape 524, on effectue une intégration de la composante mentale du stress sur une durée prédéterminée précédent l'instant présent.

Au cours d'une étape 526, on effectue une détermination de conditions d'alerte en fonction de l'intégration du stress mental. Au cours d'une étape 528, en cas de détection de conditions d'alerte, on effectue une commande d'allumage ou extinction d'un voyant d'alarme ou d'une alarme sonore locale.

Au cours d'une étape 530, on effectue une communication vocale locale avec d'autres porteurs de cagoules similaires (par l'intermédiaire du module de communication Bluetooth ou d'un module radio-fréquence à ultra-faible émission). Au cours d'une étape 532, on effectue une communication sur un réseau de téléphonie mobile, pour transmettre, au poste central, des données recueillies et/ou déterminées par la cagoule et les signaux vocaux échangés par le porteur. Au cours d'une étape 534, on effectue une communication depuis le poste central avec le porteur par l'intermédiaire du module audio, Au cours de cette étape, optionnellement, on effectue une reconfiguration des capteurs et/ou du mode de fonctionnement, à distance, par l'intermédiaire d'une communication bidirectionnelle avec un poste central. On note que certaines étapes de détermination décrites ci-dessus peuvent être déportées à distance du porteur, une liaison de communication à distance permettant la transmission des données nécessaires à ces programmes. Au cours d'une étape 536, on met à disposition, au niveau du poste central, les données reçues (données captées, déterminées et échanges vocaux), notamment par visualisation sur un écran d'ordinateur et mise en accès sur la toile ( web ) dans un format permettant un géo-localisation et l'accès aux paramètres physiques et physiologiques de chaque porteur.

Claims

REVENDICATIONS1. Cagoule (100), caractérisée en ce qu'elle comporte : - au moins un capteur (104, 106) de mesure d'au moins une grandeur physiologique du porteur et - une liaison (120) de transmission à distance, sans fil, de données représentatives de mesures fournies par chaque dit capteur.
2. Cagoule selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'au moins un dit capteur (104) est adapté à mesurer la fréquence cardiaque du porteur.
3. Cagoule selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce qu'au moins un dit capteur (104) est adapté à mesurer la saturation en oxygène du sang du porteur.
4. Cagoule selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'au moins un dit capteur (106) est adapté à mesurer la température corporelle du porteur.
5. Cagoule selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'au moins un dit capteur (104) pince le lobe d'une oreille du porteur.
6. Cagoule selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'au moins un dit capteur (104) est un capteur optique.
7. Cagoule selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'au moins un dit capteur optique (104) met en en oeuvre au moins deux longueurs d'ondes séparées.
8. Cagoule selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'au moins un dit capteur (104, 110) est adapté à mesurer la fréquence de respiration du porteur à partir de données d'oxymètrie.
9. Cagoule selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu'au moins un dit capteur (104, 110) est adapté à mesurer la variabilité du rythme cardiaque.
10. Cagoule selon la revendication 9, caractérisée en ce qu'elle comporte un moyen (110) de détermination de stress en fonction de ladite variabilité.
11. Cagoule selon l'une quelconque des revendications 9 ou 10, caractérisée en ce qu'elle comporte un moyen (110) de détermination de stress composite, en fonction de ladite variabilité et d'une donnée représentative de la température corporelle et de la fréquence cardiaque de l'utilisateur.
12. Cagoule selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisée en ce qu'elle comporte, en outre, au moins un capteur (106, 122, 124) de mesure d'une valeur de paramètre d'environnement.
13. Cagoule selon la revendication 12, caractérisée en ce qu'au moins un dit capteur (122) de mesure de valeur de paramètre d'environnement est adapté à mesurer des mouvements du porteur.
14. Cagoule selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisée en ce qu'elle comporte un moyen (110) de détection de conditions de danger pour le porteur, la liaison de communication à distance étant adaptée à véhiculer un signal représentatif de ladite détection.
15. Procédé de sécurisation d'un porteur d'une cagoule, caractérisée en ce qu'il comporte : une étape (504) de capture de mesure d'au moins une grandeur physiologique du porteur de la cagoule, par l'intermédiaire de capteurs intégrés à ladite cagoule et une étape (534) de transmission à distance, sans fil, de données représentatives de mesures fournies par chaque dit capteur.15