SYSTEME AUTOMATISE DE MESURE DU DEGRE DE MOTIVATION CHEZ UN INDIVIDU ET PROCEDE ASSOCIE [1] L'invention concerne un système automatisé pour mesurer le degré de motivation chez un individu ainsi que le procédé associé. s L'invention trouve une application particulièrement avantageuse, mais non exclusive, dans le domaine des appareils médicaux pour la détection et la quantification du degré de motivation d'une personne. En particulier, l'invention trouve une application dans le domaine de l'industrie pharmaceutique pour mesurer l'efficacité d'un traitement physique et/ou io médicamenteux. [2] Dans le document FR1054708, on considère que la vitesse de marche rapide renseigne sur l'état des fonctions cognitives. Dans le cas où on se trouve dans une zone de normalité correspondant à une vitesse de marche supérieure à un seuil, l'exploration peut s'arrêter là. En revanche, is dans le cas où on se trouve dans une zone cognitive douteuse ou anormale, il est impossible de connaitre l'origine de cette chute de performance. [3] En effet, on sait que la chute des performances cognitives est liée à deux facteurs principaux : le premier est relatif à une cause physique et/ou neuro-biologique (Maladie d'Alzheimer ou autre processus neuro- 20 dégénératif), le second est relatif à un processus de chute de motivation. II est donc très difficile de distinguer la participation de ces deux facteurs lorsqu'une chute des performances cognitives a été détectée à l'aide d'un simple test de marche. [4] Dans le document FR1054708, on avait envisagé une double 25 tâche, c'est-à-dire une tâche motrice et une tâche intellectuelle simple (indication sur la manière de marcher au sujet). Toutefois, un seul type de marche, la marche rapide sur ordre, était analysé, ce qui ne permettait pas la comparaison avec les caractéristiques de la marche usuelle du sujet. [5] Dans le document FR1150044, on a donc fait appel à la 30 comparaison entre deux types de marche, la marche usuelle et la marche rapide sur ordre. On en déduit l'état de motivation du sujet à partir notamment du différentiel entre les vitesses des deux types de marche.
Toutefois, dans ce procédé, on apprécie essentiellement la motivation sans apprécier précisément l'état cognitif du sujet. [06] II existe donc le besoin d'un procédé permettant de discriminer la participation du degré de motivation dans les performances cognitives. s [07] L'invention a pour but de combler ce besoin. [08] A cet effet, l'invention fait appel à des moyens pour mesurer la vitesse de marche d'un utilisateur dans quatre types de marche différents. Le premier type de marche A consiste en une marche à vitesse usuelle sans aucune tâche cognitive associée au cours de cette marche. io [09] Le deuxième type de marche B consiste en une marche à vitesse usuelle au cours de laquelle le sujet exerce une tâche cognitive, telle que le calcul à rebours et à haute voix. [10] Le troisième type de marche C consiste en une marche à la vitesse la plus rapide possible sans courir, dite marche rapide, et sans ls aucune tâche cognitive associée au cours de cette marche. [11] Le quatrième type de marche D consiste en une marche rapide au cours de laquelle le sujet exerce une tâche cognitive, telle que le calcul à rebours et à haute voix. [12] Le système comporte également des moyens pour calculer les 20 différentiels entre les vitesses des différents types de marche mesurées. [13] Par ailleurs, pour chacune de ces vitesses, le système comporte une mémoire stockant des valeurs seuils préalablement recueillies dans des populations témoins à partir de valeurs moyennes de vitesses de marche et de leur déviation standard. Ainsi, chaque seuil correspond à une vitesse 25 moyenne diminuée ou augmentée d'une déviation standard. [14] Le système comporte également une mémoire stockant les différentiels de référence entre les différentes vitesses de marche de référence. Cette mémoire stocke au minimum le différentiel entre la vitesse de marche usuelle et la vitesse de marche rapide, y compris lorsqu'une tâche cognitive est demandée. [15] De comparaisons sont effectuées entre les valeurs de marche mesurées et les valeurs de marche de référence ainsi que entre les s différentiels entre les valeurs de marche mesurés et entre les différentiels de référence afin d'émettre un signal représentatif de l'état des fonctions cognitives et notamment de la motivation de l'utilisateur. Les niveaux d'intensité des troubles pourront correspondre à un niveau de couleur variant graduellement entre la couleur la plus claire (absence de trouble) à la couleur io la plus foncée trouble élevé (troubles les plus sévères). [16] En outre, on intègre de préférence un appareil de mesure de l'équilibre lors de la station debout et lors de la marche (tel qu'un gyromètre) permettant d'évaluer le centre de gravité, une éventuelle déviation par rapport à l'axe de marche, et une déviation des pas de la marche de is l'utilisateur. On peut alors, à partir de l'état des performances mentales et de ces caractéristiques de la marche mesurée, déduire la probabilité d'une origine cardio-circulatoire des troubles (telle qu'un bas débit cérébral chronique) en utilisant de préférence un système de régression logistique. Les expériences réalisées donnent une sensibilité importante avec un 20 paramètre de ROC supérieur à 0,81. [17] L'invention concerne donc un système pour émettre un signal relatif à l'état de motivation d'un utilisateur, caractérisé en ce qu'il comporte : - un capteur permettant de mesurer la vitesse de marche d'un individu, - une mémoire de données stockant 25 - une première vitesse de marche mesurée à l'aide du capteur lorsque l'utilisateur marche à vitesse usuelle, - une deuxième vitesse de marche mesurée à l'aide du capteur lorsque l'utilisateur marche à vitesse usuelle en réalisant une tâche cognitive, - une troisième vitesse de marche mesurée à l'aide du capteur lorsque 30 l'utilisateur marche à vitesse rapide, - une quatrième vitesse de marche mesurée à l'aide du capteur lorsque l'utilisateur marche à vitesse rapide en réalisant une tâche cognitive, - des différentiels calculées à partir des valeurs de vitesse de marche mesurées, et - des valeurs de vitesse de référence et des différentiels de référence, - des moyens pour émettre un signal visuel et/ou sonore, s - une mémoire programmes comportant : - un programme comparant les quatre vitesses de marche mesurées et les différentiels calculés respectivement avec les valeurs de vitesses de référence et les différentiels de référence, - un programme commandant les moyens d'émission pour émettre un signal lo visuel et/ou sonore relatif à l'état de motivation en fonction du résultat de la comparaison réalisée de manière à discriminer la participation du degré de motivation dans les performances cognitives. [18] Selon une réalisation, le système comporte en outre un appareil de mesure pour mesurer le polygone de sustentation et le polygone de marche, 15 et - un programme pour comparer les valeurs moyennes du polygone de sustentation et les valeurs moyennes de la déviation à chacun des pas de l'individu avec des valeurs de référence stockées en mémoire, - en fonction de cette comparaison et de l'état des performances cognitives 20 et de la motivation, un programme commande les moyens d'émission pour émettre un signal correspondant à une mesure des capacités cardiocirculatoires et la répercussion éventuelle de cette mesure dans la chute des performances. [19] Selon une réalisation, le système comporte un capteur de 25 température corporelle pour mesurer la température corporelle de l'individu, - un programme pour comparer la température mesurée avec des températures de référence, - en fonction de cette comparaison et de l'état des performances cognitives et de la motivation, un programme commande les moyens d'émission pour 30 émettre un signal correspondant à une mesure des capacités cardiocirculatoires et la répercussion éventuelle de cette mesure dans la chute des performances. [020] Selon une réalisation, le système comporte un capteur de mesure de pulsation artérielle pour mesurer la pulsation artérielle de l'utilisateur, - un programme pour comparer la pulsation artérielle mesurée avec des pulsations artérielles de référence, s - en fonction de cette comparaison et de l'état des performances cognitives et de la motivation, un programme commande les moyens d'émission pour émettre un signal correspondant à une mesure des capacités cardiocirculatoires et la répercussion éventuelle de cette mesure dans la chute des performances. io [021] Selon une réalisation, le système comporte un programme commande les moyens d'émission pour émettre un signal correspondant à une mesure des capacités cardio-circulatoires et la répercussion éventuelle de cette mesure dans la chute des performances, ce signal étant proportionnel au nombre de variables perturbées. ls [022] Selon une réalisation, le système est de type portatif. [23] Selon une réalisation, le capteur de mesure de vitesse est réalisé à partir d'un capteur de type GPS. [24] L'invention concerne en outre un procédé pour émettre un signal relatif à l'état de motivation d'un utilisateur, caractérisé en ce qu'il comporte 20 les étapes suivantes : - mesurer une première vitesse de marche à l'aide du capteur lorsque l'utilisateur marche à vitesse usuelle, - mesurer une deuxième vitesse de marche à l'aide du capteur lorsque l'utilisateur marche à vitesse usuelle en réalisant une tâche cognitive, 25 - mesurer une troisième vitesse de marche à l'aide du capteur lorsque l'utilisateur marche à vitesse rapide, - mesurer une quatrième vitesse de marche à l'aide du capteur lorsque l'utilisateur marche à vitesse rapide en réalisant une tâche cognitive, - comparer les vitesses de marche mesurées et les différentiels calculés 30 respectivement avec les valeurs de vitesses de référence et les différentiels de référence, et - émettre un signal visuel et/ou sonore en fonction du résultat de la comparaison réalisée. [25] Selon une mise en oeuvre, dans le cas où les quatre vitesses de marche mesurées sont supérieures aux valeurs de vitesses de référence, et que les différentiels mesurés sont supérieurs aux différentiels de référence, il comporte l'étape de générer un signal sonore et/ou lumineux correspondant à une normalité absolue des performances cognitives. [26] Selon une mise en oeuvre, dans le cas où les quatre vitesses de marche mesurées sont toutes inférieures aux valeurs de vitesses de référence), et que les différentiels mesurés sont tous inférieurs aux différentiels de référence, il comporte l'étape de générer un signal sonore et/ou lumineux correspondant à une anormalité absolue des performances cognitives. [27] Selon une mise en oeuvre, dans le cas où la première, la deuxième et la troisième vitesses de marche mesurées sont supérieures respectivement à leur valeur de vitesse de référence correspondantes et que la quatrième vitesse de marche est inférieure à la valeur de vitesse de référence correspondante, et que le différentiel entre la troisième vitesse de marche et la première vitesse de marche est supérieur au différentiel de référence correspondant, alors il comporte l'étape de générer un signal sonore et/ou lumineux correspondant une chute de performances cognitives non liée à une chute de motivation. [28] Selon une mise en ceuvre, dans le cas où la première et la deuxième vitesses de marche sont supérieures respectivement à leur valeur de vitesse de référence correspondantes, et que la troisième et la quatrième vitesses de marche sont inférieures respectivement à leur valeur de vitesse de référence correspondantes, et que le différentiel entre la troisième vitesse de marche et la première vitesse de marche est inférieur au différentiel de référence correspondant alors il comporte l'étape de générer un signal sonore et/ou lumineux correspondant à une chute de performances cognitives liée à une chute de motivation. [029] Selon une mise en oeuvre, dans le cas où les deuxième, troisième et quatrième vitesses de marche sont supérieures respectivement à leur valeur de vitesse de référence correspondantes, et que la première vitesse de marche est inférieure à la valeur de la vitesse de référence correspondante, et que le différentiel entre la troisième vitesse de marche avec la première vitesse de marche est supérieur à la valeur du différentiel de référence correspondant, alors il comporte l'étape de générer un signal sonore et/ou lumineux correspondant à une capacité de motivation s importante du sujet. [30] L'invention concerne en outre l'utilisation du système selon l'invention pour effectuer des tests d'efficacité de traitement physique et/ou médicamenteux. [31] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui lo suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Ces figures ne sont données qu'à titre illustratif mais nullement limitatif de l'invention. Elles montrent : [32] Figure 1 : une représentation schématique d'un système selon l'invention permettant de déterminer l'état de motivation d'un individu à partir is de mesure de vitesses dans quatre types de marche différents ; [33] Figure 2 : une représentation schématique des étapes du procédé selon l'invention. [34] La Figure 1 montre un système 1 comportant un microprocesseur 10 en relation avec une mémoire 11 de programmes, une mémoire 12 de 20 données ainsi qu'avec un capteur 13 de mesure de vitesse ainsi que des moyens 14 pour émettre un signal visuel et/ou sonore. Ces éléments sont reliés entre eux par l'intermédiaire d'un bus de données 20. [35] Le capteur 13 peut être un capteur de vitesse de préférence muni d'un accéléromètre, ou un capteur de position du type GPS. En variante, le 25 capteur 13 peut prendre toute autre forme adaptée comme celle d'un podomètre, d'un tapis muni de capteurs, ou d'une chaussure intelligente. Par ailleurs, les moyens 14 peuvent notamment prendre par exemple la forme de diodes lumineuses, d'un écran ou d'un buzzer. [36] Plus précisément, le capteur 13 est utilisé pour mesurer la vitesse 30 de marche d'un utilisateur dans quatre types de marche différents. La première vitesse de marche VA est calculée dans un premier type de marche A consistant en une marche à vitesse usuelle sans aucune tâche cognitive associée au cours de cette marche. Dans un exemple, pour calculer VA, on fait marcher un utilisateur sur une surface plane, avec ses chaussures, sur une distance de 25 mètres aller-retour. s [037] La deuxième vitesse de marche VB est calculée dans un deuxième type de marche B consistant en une marche à vitesse usuelle au cours de laquelle le sujet exerce une tâche cognitive, telle que le calcul à rebours et à haute voix. Dans un exemple, pour calculer VB, on fait marcher l'utilisateur dans les mêmes conditions que pour le premier type de marche A (surface lo plane, chaussures habituelles et distance de 25 mètres aller-retour) en lui demandant par exemple de calculer à haute voix, par exemple à rebours de 50 à 0 soit d'unité à unité, soit cinq par cinq ou deux par deux, ce qui complique la tâche. [38] La troisième vitesse de marche VC est calculée dans un troisième ls type de marche C consistant en une marche à la vitesse la plus rapide possible de l'utilisateur sans courir, dite marche rapide, et sans aucune tâche cognitive associée au cours de cette marche. Dans un exemple, pour calculer VC, on fait marcher l'utilisateur dans les mêmes conditions que dans le premier type de marche A (surface plane, chaussures habituelles et 20 distance de 25 mètres aller-retour). [39] La quatrième vitesse de marche VD est calculée dans un quatrième type de marche D consistant en une marche rapide au cours de laquelle le sujet exerce une tâche cognitive, telle que le calcul à rebours et à haute voix. Dans un exemple, pour calculer VD, on fait marcher l'utilisateur 25 dans les mêmes conditions que pour le premier type de marche de type A (surface plane, chaussures habituelles et distance de 25 mètres aller-retour), en lui demandant d'effectuer la même tâche cognitive que dans la marche de type B. [40] On note ici qu'en augmentant la difficulté de la tâche cognitive à 30 réaliser, on pourra détecter des anomalies de performance plus fines, ce qui permet d'augmenter la sensibilité du test. [41] La mémoire 11 comporte également un programme 11.1 pour calculer les différentiels D1-D4 entre les vitesses des différents types de marche mesurées pour l'utilisateur. De préférence, le programme 11.1 calcule un différentiel D1 entre VA et VC pour mesurer la capacité à s accélérer donc mesurant le degré de motivation, un différentiel D2 entre VA et VB pour détecter une chute des performances cognitive, un différentiel D3 entre VC et VD pour détecter une chute des performances cognitives qui n'auraient pas été détectées par le différentiel D2 entre VA et VB. Ces valeurs constituent des indications par rapport aux performances du sujet lo dans différentes conditions mais pourront également être comparées en outre avec des valeurs de référence à un deuxième niveau pour obtenir des résultats plus fiables, comme expliqué ci-après. [42] Par ailleurs, la mémoire de données 12 stocke au moins quatre valeurs de référence VAref-VDref correspondant respectivement chacune à ls une vitesse d'un type de marche. Ainsi, la première valeur VAref est associée à la vitesse de marche de VA. La deuxième valeur VBref est associée à la vitesse de marche de VB. La troisième valeur VCref est associée à la vitesse de marche de VC. La quatrième valeur VDref est associée à la vitesse de marche de VD. De préférence, ces valeurs de 20 référence VAref-VDref sont recueillies dans des populations témoins à partir de valeur moyenne de vitesses de marche et de leur déviation standard. Ainsi, une valeur de référence VAref-VDref correspond à une vitesse moyenne calculée pour un type de marche donné diminuée ou augmentée d'une déviation standard. 25 [043] La mémoire de données 12 stocke en outre des différentiels de référence D1-DN entre les différentes vitesses de marche de référence. Cette mémoire stocke au minimum le différentiel entre la vitesse de marche usuelle et la vitesse de marche rapide, y compris lorsqu'une tâche cognitive est demandée. De préférence, la mémoire 6 contient un différentiel de 30 référence D1 ref entre VAref et VCref, un différentiel D2ref entre VAref et VBref, un différentiel D3ref entre VCref et VDref. [44] Le programme 11.2 permet de stocker également dans la mémoire 12 stocke les valeurs de vitesse VA-VO mesurées ainsi que les différentiels de vitesses D1-D3 calculés à partir de ces valeurs. [45] On indique ci-après les résultats du procédé selon l'invention en fonction de l'analyse des vitesses des quatre types de marche mesurées dans une étape 201 et des différentiels correspondants mesurés dans une étape 202 (cf. Figure 2). Cette analyse est effectuée dans une étape 203 à l'aide d'un programme 11.3 comparant les vitesses de marche VA-VD mesurées ainsi que les différentiels D1-D3 calculés respectivement avec les io vitesses de marche de référence VAref-VDref et les différentiels de référence Dl ref-D3ref. [46] On considère qu'une vitesse de marche VA-VD est normale lorsqu'elle est égale ou supérieure à la valeur de référence VAref-VDref correspondante obtenue dans la population saine et qu'elle est anormale 15 lorsque cette vitesse de marche VAref-VDref est inférieure à cette valeur de référence VAref-VDref. Par ailleurs, on considère qu'un différentiel D1-D3 entre deux vitesses de marche est normal lorsqu'il est égal ou supérieur à un différentiel de référence D1ref-D3ref obtenu dans la population saine ; et qu'il est anormal lorsque ce différentiel D1-D3 est inférieur à ce différentiel de 20 référence D1 ref-D3ref. [47] Dans le cas où le programme 11.3 détecte que les quatre vitesses de marche VA, VB, VC et VD mesurées sont normales, et que les différentiels mesurés D1-D3 sont normaux, alors un programme 11.4 commande les moyens 14 pour générer, dans une étape 204, un signal S1 25 sonore et/ou lumineux correspondant à une normalité absolue de toutes les variables mesurées. Dans un exemple, ce signal est de couleur verte. [48] Dans le cas où le programme 11.3 détecte que les vitesses des quatre types de marche A, B, C, et D mesurées sont toutes anormales, et que les différentiels mesurés sont tous anormaux, alors le programme 11.4 30 commande les moyens 14 pour générer, dans une étape 205, un signal S2 sonore et/ou lumineux correspondant à une anormalité absolue de toutes les variables mesurées. Dans un exemple, ce signal est de couleur rouge. [049] Dans le cas où le programme 11.3 détecte que les vitesses de marche de type A, B et C sont normales et que la vitesse de marche de type D est anormale, et que le différentiel D1 entre la vitesse de marche VA avec la vitesse de marche VC est normal, alors le programme 11.4 commande les s moyens 14 pour générer, dans une étape 206, un signal S3 sonore et/ou lumineux correspondant une chute de performances cognitives non liée à une chute de motivation. Cela signifie que cette chute des performances cognitives est probablement liée à un processus neuro-biologique et/ou neuro-dégénératif. lo [050] Dans le cas où le programme 11.3 détecte que les vitesses de marche usuelles de type A et B sont normales, les vitesses de marche rapides de type C et D sont anormales, et que le différentiel D1 entre la vitesse de marche de type C avec la vitesse de marche de type A est anormal, alors le programme 11.4 commande les moyens 14 pour générer, ls dans une étape 207, un signal S4 sonore et/ou lumineux correspondant à une chute de performances cognitives liée à une chute de motivation. [51] Dans le cas où le programme 11.3 détecte que les vitesses de marche usuelles de type B, C et D sont normales, et la vitesse de marche de type A est anormale, et que le différentiel entre la vitesse de marche VC avec 20 la vitesse de marche VA est normal voire très supérieur à la moyenne, alors le programme 11.4 commande les moyens 14 pour générer dans une étape 208, un signal S5 sonore et/ou lumineux correspondant à une capacité de motivation importante de l'utilisateur. [52] Les niveaux d'intensité des troubles pourront correspondre à un 25 niveau de couleur variant graduellement entre la couleur la plus claire (absence de trouble) à la couleur la plus foncée trouble élevé (troubles les plus sévères). [53] Bien entendu, d'autres états des variables de vitesses et de différentiels entre ces vitesses correspondant à un état de motivation ou à 30 d'autres états mentaux du sujet pourront être élaborés sans sortir du cadre de l'invention. [54] En outre, on intègre de préférence un appareil de mesure référencé 17 sur la Figure 1 permettant de mesurer l'équilibre d'un utilisateur lors de la station debout et lors de la marche (tel qu'un gyromètre) permettant d'évaluer le centre de gravité, une éventuelle déviation par rapport à l'axe de s marche, et une déviation des pas. Cet appareil de mesure 17 prend par exemple la forme d'un gyromètre et/ou un accéléromètre tridimensionnel. [55] On peut alors, à partir de l'état des performances mentales (cognition et motivation) et de ces caractéristiques de la marche mesurée, déduire la probabilité d'une origine cardio-circulatoire des troubles (exemple ro bas débit cérébral chronique) en utilisant de préférence un système de régression logistique. Les expériences réalisées donnent une sensibilité important avec un paramètre de ROC supérieur à 0,81. [56] Par ailleurs, le système comporte un capteur 19 de température corporelle pour mesurer la température corporelle de l'individu. Le ls programme 11.3 compare la température mesurée avec des températures de référence. En fonction de cette comparaison et de l'état des performances cognitives et de la motivation, le programme 11.4 commande les moyens d'émission 14 pour émettre un signal correspondant à une mesure des capacités cardio-circulatoires et la répercussion éventuelle de cette mesure 20 dans la chute des performances. [57] Un capteur 22 de mesure de pulsation artérielle mesure la pulsation artérielle de l'utilisateur. Le programme 11.3 compare la pulsation artérielle mesurée avec des pulsations artérielles de référence. En fonction de cette comparaison et de l'état des performances cognitives et de la 25 motivation, le programme 11.4 commande les moyens d'émission 14 pour émettre un signal correspondant à une mesure des capacités cardiocirculatoires et la répercussion éventuelle de cette mesure dans la chute des performances cognitives. [58] Le programme 11.4 commande les moyens d'émission 14 pour 30 émettre un signal correspondant à une mesure des capacités cardiocirculatoires et la répercussion éventuelle de cette mesure dans la chute des performances, ce signal étant proportionnel au nombre de variables perturbées. [059] L'invention pourra ainsi faire appel à un gyromètre et/ou accéléromètre tridimensionnel et/ou un capteur de température corporelle et/ou un capteur de pulsation artérielle. En fonction du nombre des anomalies détectées, on pourra évaluer l'état cardio-circulatoire de l'individu. s [060] Le système pourra être utilisé comme test dans le domaine de l'industrie pharmaceutique pour mesurer l'efficacité d'un traitement physique et/ou médicamenteux. [061] On note que le système selon l'invention pourra également être utilisé comme un système d'entrainement ou un système ludique permettant to à l'utilisateur d'améliorer ses performances cognitives et physiques.