FR3047654A1 - Dispositif permettant d’elaborer un indicateur de la regularite d’un signal respiratoire d’un individu destine a etre utilise pour determiner un etat de l’individu - Google Patents

Abstract

Le dispositif comprend un capteur (1) apte à générer un signal respiratoire (S) d'un individu, et un module de traitement (2) du signal respiratoire. Par ailleurs, le module de traitement (2) comporte un élément de détermination (3) d'un indicateur de régularité (Id) d'au moins une partie (Sp) du signal respiratoire (S).

Description

Dispositif permettant d’élaborer un indicateur de la régularité d’un signal respiratoire d’un individu destiné à être utilisé pour déterminer un état de l’individu

Domaine de l’Invention [001] Le domaine de l’invention concerne les données relatives à un individu, notamment dans le domaine de la mesure de soi, et plus particulièrement d’un état de l’individu comme un état mental, notamment un état de stress.

Etat de la technique [002] De nombreux dispositifs proposent aujourd’hui de collecter des données relatives à un individu comme la fréquence - ou rythme - cardiaque d’individu, le rythme respiratoire de l’individu ou encore la fréquence respiratoire de l’individu. Ces données sont généralement ensuite utilisées dans des applications de santé connectées permettant ainsi, par exemple, de surveiller des personnes âgées à distance, ou encore d’améliorer la sécurité ou le bien être personnel.

[003] Pour déterminer un état de stress d’un individu, il est notamment utilisé des paramètres physiologiques comme le rythme cardiaque, la mesure de la conductance de la peau, ou encore la mesure d’électro-encéphalographie.

[004] Outre les mesures physiologiques, les indicateurs comportementaux comme les gestes, les clignements des yeux, la direction du regard, les expressions faciales sont très utilisés. Cependant, ces indicateurs nécessitent l’utilisation de caméras, ce qui réduit le champ des applications possibles à celles où l’utilisateur reste dans le champ de la caméra.

[005] Le document « Objective measures, sensors and computational techniques for stress récognition and classification: A survey » de Nandita Sharma et al. Publié dans « Computer Methods and programs in biomedecine 108 (2012) 1287-1301 » décrit notamment différentes manières de détecter un état de stress d’un individu.

[006] Ce document évoque notamment l’utilisation de la respiration à partir de mesure du rythme et du volume respiratoire en tant qu’indicateur. Le rythme respiratoire correspond classiquement au nombre de cycles respiratoires (inspirations et expirations) par minute, et le volume respiratoire correspond au volume d’air inspiré.

[007] Les indicateurs utilisant un signal respiratoire et décrits ci-dessus, bien que fonctionnant dans certains cas ne sont pas parfaits. Il existe un besoin de trouver un nouvel indicateur plus fiable que ces derniers, et basé sur un signal respiratoire.

Objet de l’invention [008] Un but de la présente invention est la détermination d’un nouvel indicateur, élaboré à partir d’un signal respiratoire, et plus indicatif et plus pertinent que les indicateurs de l’art antérieurs basés sur le signal respiratoire.

[009] On tend à satisfaire ce but grâce à un dispositif comprenant un capteur apte à générer un signal respiratoire d’un individu, et un module de traitement du signal respiratoire. Le module de traitement comporte un élément de détermination d’un indicateur de régularité d’au moins une partie du signal respiratoire.

[0010] Selon une réalisation, le module de traitement comporte un élément de découpe du signal respiratoire configuré de sorte à découper ledit signal respiratoire en tronçons de telle sorte que chaque tronçon corresponde à une partie du signal respiratoire, ledit élément de détermination de l’indicateur de régularité étant configuré de sorte à déterminer l’indicateur de régularité pour au moins deux tronçons, et notamment pour chaque tronçon.

[0011] L’ élément de découpe du signal respiratoire peut être configuré de telle sorte que deux tronçons successifs ne se recouvrent pas.

[0012] Avantageusement, l’élément de détermination de l’indicateur de régularité comporte une fonction d’élaboration dudit indicateur de régularité prenant en entrée ladite au moins une partie du signal respiratoire, et déterminant un signal d’autocorrélation de ladite au moins une partie du signal respiratoire, ladite fonction d’élaboration donnant en sortie l’indicateur de régularité qui correspond alors à la valeur maximale dudit signal d’autocorrélation.

[0013] Selon une mise en œuvre, le module de traitement comporte un élément de détermination d’un état de l’individu, notamment d’un état mental indiquant un état de stress de l’individu, ledit élément de détermination de l’état de l’individu étant configuré pour utiliser ledit indicateur de régularité en vue de déterminer ledit état de l’individu.

[0014] Selon un perfectionnement, le dispositif comporte une sonde apte à mesurer la conductance de la peau de l’individu, l’élément de détermination de l’état de l’individu étant configuré pour utiliser en outre une mesure de la conductance de la peau de l’individu issue de ladite sonde en vue de déterminer ledit état de l’individu.

[0015] Selon un autre perfectionnement, notamment combinable avec celui au dessus, le dispositif comporte un organe de mesure des battements du cœur, l’élément de détermination de l’état de l’individu étant configuré pour utiliser en outre une mesure du rythme cardiaque, ou d’une variabilité du rythme cardiaque, de l’individu issue de l’organe de mesure en vue de déterminer ledit état de l’individu.

[0016] L’ invention est aussi relative à un procédé d’élaboration d’un indicateur destiné à être utilisé pour déterminer un état d’un individu, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : une étape de fourniture d’un signal respiratoire de l’individu ; une étape de détermination de l’indicateur à partir dudit signal respiratoire, ledit indicateur déterminé étant un indicateur de régularité d’au moins une partie dudit signal respiratoire de l’individu.

[0017] Notamment, l’étape de détermination de l’indicateur peut comporter une détermination d’un signal d’autocorrélation de ladite au moins une partie du signal respiratoire et la détermination d’un maximum dudit signal d’autocorrélation déterminé.

[0018] Selon une mise en œuvre, le procédé peut comporter une étape de découpe du signal respiratoire en une pluralité de tronçons correspondant chacun à une fenêtre temporelle appliquée audit signal respiratoire, et l’étape de détermination de l’indicateur à partir du signal respiratoire est mise en œuvre pour différents tronçons.

[0019] Notamment, ladite fenêtre temporelle est telle que chaque tronçon comporte des données relatives à plusieurs cycles respiratoires de l’individu.

[0020] Par exemple, la durée de la fenêtre temporelle est comprise entre 20 secondes et 1 heure, et notamment égale à 1 minute.

[0021] L’ invention est aussi relative à un procédé de détermination d’un état d’un individu, notamment un état de stress, un tel procédé comporte au moins une étape de mise en œuvre du procédé d’élaboration de l’indicateur tel que décrit pour déterminer un indicateur de régularité, et une étape d’utilisation dudit indicateur de régularité pour déterminer ledit état de l’individu.

[0022] L’étape d’utilisation dudit indicateur de régularité peut comporter une étape de comparaison dudit indicateur de régularité avec un seuil de référence.

[0023] Par exemple, l’étape d’utilisation dudit indicateur de régularité comporte l’injection dudit indicateur de régularité dans une fonction de transfert donnant en sortie ledit état de l’individu.

[0024] Notamment, la fonction de transfert prend en compte au moins l’un des paramètres issus des signaux suivants pour élaborer ledit état de l’individu : • une mesure de conductance de la peau de l’individu, • une mesure d’un rythme cardiaque de l’individu, • une mesure d’une variabilité du rythme cardiaque de l’individu.

Description sommaire des figures [0025] L’ invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif, et faite en se référant aux dessins sur lesquels : - la figure 1 illustre une représentation d’un signal respiratoire donné en mV en fonction du temps en secondes, - la figure 2 illustre des valeurs de volume respiratoire données en mV (défini comme l’amplitude c’est-à-dire la différence entre le minimum et le maximum du signal sur le tronçon du signal respiratoire) en fonction d’un numéro de tronçon d’une durée d’une minute du signal respiratoire, les tronçons étant successifs et sans recouvrement, - la figure 3 illustre des valeurs de rythme respiratoire données en nombre de cycles respiratoires par seconde en fonction d’un numéro de tronçon d’une durée d’une minute du signal respiratoire, les tronçons étant successifs et sans recouvrement, - la figure 4 illustre une représentation d’un signal respiratoire donné en mV en fonction du temps en secondes centré sur un moment de passage d’un état non stressé à un état stressé, - la figure 5 illustre schématiquement un dispositif selon un mode d’exécution de l’invention, - la figure 6 illustre des valeurs de l’indicateur de régularité déterminé selon un mode d’exécution de l’invention en fonction d’un numéro de tronçon du signal respiratoire, - la figure 7 illustre un procédé d’élaboration de l’indicateur selon un mode d’exécution de l’invention, - la figure 8 illustre un procédé de détermination d’un état d’un individu utilisant le procédé d’élaboration de la figure 7.

[0026] Dans ces figures, les mêmes références sont utilisées pour désigner les mêmes éléments.

Description de modes de réalisation [0027] Le dispositif et les procédés décrits ci-après diffèrent de l’art antérieur notamment en ce que l’indicateur élaboré permet une meilleure discrimination d’un état d’un individu. En particulier, cet état de l’individu est un état mental comme un état de stress. Un état de stress peut être choisi par exemple parmi un état stressé et un état non-stressé. En cas d’état stressé, ce dernier peut être établi sur une échelle quantifiant l’importance du stress.

[0028] Dans la présente description, un signal respiratoire correspond à un ensemble de valeurs mesurées par un capteur apte à mesurer ledit signal respiratoire, chaque valeur étant associée à un instant temporel auquel elle a été mesurée. Par exemple, le signal respiratoire peut correspondre à l’évolution d’une tension en mV comme le représente la figure 1 pour laquelle les pics haut correspondent à un maximum du volume thoracique durant l’inspiration et les pics bas correspondent à un minimum du volume thoracique durant l’expiration.

[0029] Dans la présente description, un tronçon du signal respiratoire correspond à une partie du signal respiratoire. En particulier, cette partie du signal respiratoire est associée à une fenêtre temporelle où l’on souhaite étudier ledit signal respiratoire pour déterminer l’indicateur.

[0030] Le capteur apte à mesurer le signal respiratoire peut être configuré pour générer la valeur de tension évoquée ci-dessus en fonction des mouvements du thorax ou de l’abdomen de l’individu au cours du temps. Un tel capteur peut être intégré à un vêtement comme un tee-Shirt qui porté au plus près du corps pourra être représentatif des mouvements de la cage thoracique de l’individu. Par exemple, une piézorésistance intégrée au tee-shirt pourra mesurer l’étirement des tissus dus aux mouvements respiratoires.

[0031] Dans la présente description, un individu peut être un humain.

[0032] Pour valider l’indicateur élaboré selon l’invention qui sera décrit ci-après, il a été mis en place le protocole suivant : un individu dont l’état de stress (notamment choisi parmi un état non-stressé et un état stressé) au cours du temps est connu a été surveillé. L’état non-stressé de l’individu correspond à une phase au repos de l’individu alors que l’état stressé a pu être mis en place en installant l’individu au volant d’un véhicule dans des situations provoquant chez lui l’état stressé.

[0033] Selon ce protocole, des indicateurs selon l’art antérieur ont pu être déterminés et sont représentés aux figures 2 et 3.

[0034] Sur la figure 2 sont représentées les valeurs du volume respiratoire de l’individu en fonction d’un numéro de tronçon testé du signal respiratoire de la figure 1 mesuré sur l’individu. La ligne verticale h représente le changement d’état de l’individu (pour des raisons de cohérence, cette ligne h est aussi représentée en figure 1). Les points situés à gauche de la ligne verticale h correspondent aux indicateurs représentatifs du volume respiratoire déterminés alors que l’individu n’est pas stressé et les points situés à droite de la ligne verticale h correspondent aux indicateurs représentatifs du volume respiratoire déterminés alors que l’individu est stressé. On déduit de cette figure 2 qu’il est difficile d’obtenir une bonne discrimination en se basant uniquement sur le volume respiratoire comme indicateur.

[0035] Sur la figure 3, sont représentées les valeurs du rythme respiratoire en fonction d’un numéro de tronçon testé du signal respiratoire de la figure 1, la ligne verticale h représente le changement d’état de l’individu. Les points situés à gauche de la ligne verticale h correspondent aux indicateurs déterminés alors que l’individu n’est pas stressé et les points situés à droite de la ligne verticale h correspondent aux indicateurs déterminés alors que l’individu est stressé. On déduit de cette figure 3 que plus le rythme respiratoire s’accélère plus on a de chance de déterminer correctement un état de stress à partir d’un simple seuil. Néanmoins, on note aussi que beaucoup de points établis alors que l’individu était stressé se situent dans une gamme de rythme respiratoire concordante avec le rythme respiratoire en cas de non stress de l’individu.

[0036] L’ indicateur utilisé dans la présente invention diffère des indicateurs ci-dessus en ce qu’il représente plus particulièrement une régularité d’au moins une partie du signal respiratoire. Par « régularité d’au moins une partie d’un signal », on entend que l’on peut remarquer un signal qui se répète, en terme d’amplitude, de fréquence et de forme. Ainsi, l’indicateur de régularité d’au moins une partie d’un signal respiratoire permet de savoir si cette dernière est régulière ou si elle varie dans le temps. Les évolutions de la régularité du signal respiratoire en fonction de l’état de stress peuvent par exemple être mieux comprises de la figure 4 représentant un signal respiratoire en mV en fonction du temps en secondes centré sur un changement d’état de l’individu où la ligne verticale h représente le passage de l’état non stressé (à gauche de la ligne h) à l’état stressé (à droite de la ligne h). Sur cette figure 4, les pics hauts sont représentés par P1 et les pics bas par P2. Comme nous le verrons par la suite, un tel indicateur permet une meilleure discrimination de l’état de l’individu car plus la respiration est irrégulière plus l’individu a des chances de se trouver dans un état stressé et inversement plus la respiration est régulière plus l’individu a des chances de se trouver dans un étant non-stressé.

[0037] Comme illustré en figure 5, un dispositif selon un mode d’exécution de l’invention peut comprendre un capteur 1 apte à générer un signal respiratoire S d’un individu. Ce capteur 1 peut être de type accéléromètre, piézorésistance, capteur de signaux radio représentant les mouvements du corps liés à la respiration, etc. et apte à générer un signal respiratoire du type de la figure 1. Par ailleurs, le dispositif peut comporter un module de traitement 2 du signal respiratoire. Ce module de traitement 2 peut être relié au capteur 1, par relié on entend que tout ou partie des données du capteur 1 peuvent être transmises au module de traitement 2. Le module de traitement 2 comporte alors les moyens matériels, et le cas échéant logiciels, pour traiter au moins une partie du signal respiratoire issu du capteur 1 en vue d’élaborer l’indicateur de régularité de ladite au moins une partie correspondante du signal respiratoire.

[0038] On comprend alors que le module de traitement 2 comporte un élément de détermination 3 de l’indicateur de régularité Id de ladite au moins une partie Sp du signal respiratoire S.

[0039] Plus particulièrement, l’élément de détermination 3 de l’indicateur de régularité comporte une fonction d’élaboration dudit indicateur de régularité prenant en entrée ladite au moins une partie Sp du signal respiratoire, et déterminant un signal d’autocorrélation de ladite au moins une partie Sp du signal respiratoire. Pour finir, la fonction d’élaboration de l’indicateur de régularité donne en sortie l’indicateur de régularité Id qui correspond alors à la valeur maximale dudit signal d’autocorrélation.

[0040] La détermination d’un signal d’autocorrélation à partir d’un signal de base (ici le signal respiratoire et plus particulièrement la partie du signal respiratoire) ne sera pas décrite en détails car bien connue de l’homme du métier. Par exemple, le signal d’autocorrélation C(m) peut être donné par l’équation suivante : C(m) = E[(R(n+m)-E(R))*(R(n)-E(R)]/std2(R) Où E représente l’espérance mathématique, std l’écart-type, R correspondant au signal respiratoire, et avec n et m les valeurs d’échantillons du signal variant sur la partie du signal respiratoire concernée. Le calcul de la valeur maximale de C(m) est à la portée de l’homme du métier et ne sera pas détaillé ici.

[0041] Les fonctions de l’élément de détermination 3 de l’indicateur de régularité peuvent être mises en œuvre par l’utilisation d’un processeur du dispositif capable de faire les calculs associés et d’exécuter un code informatique correspondant.

[0042] Le module de traitement 2 peut en outre comporter un élément de détermination 4 d’un état de l’individu, notamment d’un état mental indiquant un état de stress de l’individu. Ledit élément de détermination 4 de l’état de l’individu est configuré pour utiliser ledit indicateur Id de régularité en vue de déterminer ledit état de l’individu. Autrement dit, l’élément de détermination 4 de l’état de l’individu peut être relié à l’élément de détermination 3 de l’indicateur de régularité Id. Par « élément de détermination 4 relié à l’élément de détermination 3 », on entend que ces deux derniers sont configurés de telle sorte que l’indicateur Id puisse être récupéré par l’élément de détermination 4 de l’état de l’individu. En particulier, cet élément de détermination 4 de l’état de l’individu comporte une fonction de transfert prenant en entrée ledit indicateur de régularité Id, et donnant en sortie l’état de l’individu. Cette fonction de transfert peut, par exemple, comparer l’indicateur de régularité Id à un seuil de référence permettant de classer l’état, notamment entre un état mental stressé et un état mental non-stressé.

[0043] Les fonctions de l’élément de détermination 4 de l’état de l’individu peuvent être mises en œuvre par l’utilisation d’un processeur du dispositif capable de faire les calculs associés et d’exécuter un code informatique correspondant.

[0044] Dans le cadre des applications de santé, notamment de suivi des constantes, il peut être avantageux de suivre l’évolution de l’indicateur de régularité Id au cours du temps pour différentes parties du signal respiratoire S.

[0045] C’ est dans cette optique de suivi que le module de traitement 2 peut comporter un élément de découpe 5 du signal respiratoire configuré de sorte à découper ledit signal respiratoire en tronçons de telle sorte que chaque tronçon corresponde à une partie du signal respiratoire. L’élément de détermination 3 de l’indicateur de régularité est alors configuré de sorte à déterminer l’indicateur de régularité pour au moins deux tronçons, et notamment pour chaque tronçon. Il en résulte qu’il est alors possible de réaliser un suivi de l’indicateur de régularité dans le temps et donc un suivi de l’état de l’individu dans le temps. On comprend alors que l’élément de découpe 5 du signal respiratoire peut être relié, d’une part, au capteur 1 pour récupérer le signal respiratoire S, et relié, d’autre part, à l’élément de détermination 3 de l’indicateur de régularité pour fournir à ce dernier différents tronçons correspondant chacun à une partie Sp du signal respiratoire pour laquelle on cherche à déterminer un indicateur de régularité.

[0046] L’ élément de découpe 5 du signal respiratoire peut être configuré de telle sorte que deux tronçons successifs ne se recouvrent pas, ou encore qu’il y ait un recouvrement partiel entre tronçons successifs. En cas de non recouvrement des tronçons entre eux, cela permet de segmenter temporellement les moments où l’on souhaite établir l’état de l’individu. En cas de recouvrement des tronçons, cela permet de déterminer plus finement l’état de l’individu au cours du temps. Les fonctions de l’élément de découpe 5 de l’indicateur peuvent être mises en œuvre par l’utilisation d’un processeur du dispositif capable de faire les calculs associés et d’exécuter un code informatique correspondant.

[0047] La figure 6 illustre l’évolution de l’indicateur de régularité déterminé selon la présente invention en fonction du numéro de tronçon selon le même protocole et les mêmes données de signal respiratoire issues de la figure 1 que pour les figures 2 et 3. Le signal respiratoire est ici divisé en tronçons successifs sans recouvrement d’une durée d’une minute chacun, et établis à partir du signal respiratoire illustré en figure 1. La ligne verticale h représentée à la figure 6 illustre le moment où l’état de l’individu est passé d’un état normal (non-stressé) à un état stressé. Les points à gauche de cette ligne verticale h sont des points associés à un état non-stressé de l’individu et les points à droite de cette ligne verticale h sont des points associés à un état stressé de l’individu. On s’aperçoit ici qu’il est possible à partir de toutes ces valeurs d’indicateur de régularité d’identifier un seuil de référence permettant de séparer de manière fiable l’état stressé de l’état non stressé avec plus de réussite que dans le cadre des figures 2 et 3. Ce seuil de référence de la figure 6 est illustré par exemple par la ligne horizontale I2.

[0048] Par exemple, la discrimination de l’état de l’individu peut se faire par simple comparaison de l’indicateur de régularité déterminé avec un seuil de référence, par exemple établi à la lumière des résultats de la figure 6. Cette discrimination peut alors utiliser la fonction de transfert évoquée précédemment, c’est-à-dire une fonction capable de traduire l’indicateur déterminé Id en un état de l’individu et mise en œuvre par l’élément de détermination 4 de l’état de l’individu. Un exemple d’une telle fonction de transfert peut être que l’individu est considéré comme stressé si l’indicateur déterminé est inférieur au seuil de référence ou considéré comme non stressé si l’indicateur déterminé est supérieur au seuil de référence.

[0049] La valeur du seuil de référence peut dépendre de l’amplitude du signal respiratoire, de l’individu, et de l’intensité de stress considérée comme impliquant que la personne est détectée comme stressée. Ainsi, la valeur du seuil de référence peut être réglée par apprentissage, par exemple à partir d’une base de données représentative des états mentaux visés établie sur un ou plusieurs individus étalons. Alternativement, ou en combinaison, le dispositif peut être utilisé par l’individu qui le porte au cours d’une phase d’étalonnage de telle sorte à enrichir une base de données du dispositif qui pourra être utilisée par la suite pour déterminer ledit seuil de référence. Cette phase d’étalonnage peut inclure une période de repos correspondant à un état non-stressé. Elle pourra également comprendre une période de stress correspondant à un état stressé. Les valeurs de l’indicateur de régularité pourront être calculées sur chacun des tronçons temporels de la période de repos et de la période de stress. Les valeurs ainsi collectées permettront de déterminer le seuil en choisissant par exemple celui qui minimise le nombre de tronçons mal classés par la règle de comparaison au seuil. Pour une phase d’étalonnage ne contenant qu’une période de repos, on pourra prendre un seuil légèrement inférieur à la valeur de l’indicateur de régularité la plus faible calculée sur la période de repos, de telle manière à ce que tous les tronçons de la période de repos soient classés « non stress » par la comparaison au seuil.

[0050] La fonction de transfert décrite ci-dessus est dite à valeurs discrètes, c’est-à-dire que l’on différentie uniquement un état stressé d’un état non-stressé. Néanmoins, ceci n’est nullement limitatif dans le sens où la fonction de transfert peut être plus élaborée pour, par exemple, permettre d’évaluer de manière continue l’état de l’individu sur une échelle, notamment allant de 0 à 10, où à 0 l’individu n’est pas stressé et à 10 l’individu est dans un état stressé important. Dans le cas où la fonction de transfert est plus élaborée, elle peut être déterminée par apprentissage sur une base de données. Par exemple, la fonction de transfert peut être une fonction linéaire ou polynomiale des caractéristiques de l’individu, un réseau de neurone, un classifieur de Bayes, une machine à vecteur de support aussi connue sous la dénomination SVM pour l’anglais « Support Vector Machine », etc.

[0051] Pour un individu donné, en cas d’étalonnage permettant de déterminer un seuil de référence de manière personnalisée, le taux de succès de la classification de l’état mental de l’individu peut dépasser les 93%. Par ailleurs, à partir d’un étalonnage du seuil de référence selon une population donnée n’incluant pas l’individu porteur du dispositif, des tests ont démontrés que le taux de succès de la classification de l’état de l’individu pouvait dépasser les 88%.

[0052] Les taux de succès visés ci-dessus sont supérieurs à ceux utilisant les indicateurs des figures 2 et 3. Pour vérifier cela, il est possible de mettre en œuvre une méthodologie utilisant des résultats de classification en utilisant un classifieur de Bayes et un algorithme de sélection, notamment de type « forward sélection» en anglais, d’indicateurs (choisis ici notamment entre le volume respiratoire comme sur la figure 2, le rythme respiratoire comme sur la figure 3, et l’indicateur selon l’invention c’est à dire représentatif de la régularité comme sur la figure 6) les indicateurs sont alors ajoutés un par un dans la fonction de transfert en fonction des résultats de la classification qu’ils permettent d’obtenir. Les classes utilisées par le classifieur peuvent être simplement « stress » et « non stress » et la base de données utilisée pour mettre en œuvre la classification peut correspondre à un ensemble de mesures prises sur plusieurs conducteurs de véhicule. En utilisant cette méthodologie, l’indicateur selon l’invention apparaît en premier car plus pertinent que ceux de l’art antérieur.

[0053] Pour augmenter la fiabilité de détermination de l’état de l’individu, l’indicateur de régularité de la partie du signal respiratoire peut être combiné à d’autres mesures, notamment physiologiques, qui injectées dans la fonction de transfert décrite ci-avant peuvent encore améliorer le taux de succès de la discrimination de l’état de l’individu. Préférentiellement, ces autres mesures peuvent être une mesure de conductance de la peau de l’individu réalisée au cours d’une plage temporelle coïncidant avec la partie du signal respiratoire correspondante, ou encore une mesure des battements cardiaques, par exemple un rythme cardiaque, réalisée au cours d’une plage temporelle coïncidant avec la partie du signal respiratoire correspondante.

[0054] Autrement dit, le dispositif peut comporter (figure 5) une sonde 6 apte à mesurer la conductance de la peau Cpeau de l’individu. L’élément de détermination 4 de l’état de l’individu est alors configuré pour utiliser en outre la mesure de la conductance de la peau de l’individu issue de ladite sonde 6 en vue de déterminer ledit état de l’individu. Pour cela, la sonde 6 peut être reliée à l’élément de détermination 4 de l’état de l’individu. Dans ce cas, pour la cohérence de la détermination de l’état de l’individu, l’élément de détermination 4 de l’état de l’individu est préférentiellement configuré pour donner un état de l’individu prenant en compte la mesure de conductance et l’indicateur de régularité associé à une partie du signal respiratoire présentant une fenêtre temporelle incluant une plage temporelle (préférentiellement, la plage temporelle est de durée identique à la fenêtre temporelle) où est réalisée ladite mesure de conductance. Comme pour la respiration, on extrait des caractéristiques comme le signal moyen, le nombre de pics, leur amplitude, etc.

[0055] Alternativement, ou en combinaison avec la mesure de conductance de la peau de l’individu, le dispositif peut comporter un organe de mesure 7 des battements du cœur. L’élément de détermination 4 de l’état de l’individu étant configuré pour utiliser en outre une mesure du rythme cardiaque HR, ou d’une variabilité du rythme cardiaque (HRV), de l’individu issue de l’organe de mesure 7 en vue de déterminer ledit état de l’individu. Pour cela, l’organe de mesure 7 peut être relié à l’élément de détermination 4 de l’état de l’individu. Dans ce cas, pour la cohérence de la détermination de l’état de l’individu, l’élément de détermination 4 de l’état de l’individu est configuré pour donner un état de l’individu prenant en compte la mesure du rythme cardiaque, ou de la variabilité du rythme cardiaque, et l’indicateur de régularité associé à une partie du signal respiratoire présentant une fenêtre temporelle incluant une plage temporelle où est réalisée ladite mesure du rythme cardiaque, ou la mesure de variabilité du rythme cardiaque. Cette plage temporelle peut être de durée identique à celle de la fenêtre temporelle.

[0056] On comprend de tout ce qui a été dit précédemment que le dispositif décrit permet d’élaborer, pour un individu, un indicateur de régularité d’au moins une partie du signal respiratoire de l’individu, et notamment d’utiliser un tel indicateur de régularité pour déterminer l’état de l’individu. Le dispositif peut comporter des moyens permettant d’être porté par un individu, de tels moyens peuvent être un tee-Shirt.

[0057] L’ invention est aussi relative à un procédé d’élaboration d’un indicateur destiné à être utilisé pour déterminer l’état de l’individu. En particulier, un tel procédé comporte comme illustré en figure 7 les étapes suivantes : une étape de fourniture E1 d’un signal respiratoire de l’individu ; et une étape de détermination E2 de l’indicateur à partir dudit signal respiratoire, ledit indicateur déterminé étant un indicateur de régularité d’au moins une partie dudit signal respiratoire de l’individu.

[0058] L’étape E1 de fourniture du signal respiratoire peut être mise en œuvre en équipant l’individu d’un capteur adapté, et en particulier du dispositif décrit ci-avant.

[0059] L’étape de détermination E2 de l’indicateur peut comporter une détermination E2-1 d’un signal d’autocorrélation de ladite au moins une partie du signal respiratoire et la détermination E2-2 d’un maximum du signal d’autocorrélation déterminé. Ce maximum correspond alors à l’indicateur de régularité recherché (c’est-à-dire celui à déterminer). Dans le cadre de l’utilisation du dispositif tel que décrit précédemment, la détermination du signal d’autocorrélation et du maximum de ce signal peuvent être mis en œuvre par l’élément de détermination 3.

[0060] En relation avec le mode où l’on cherche à mettre en œuvre un suivi, le procédé d’élaboration peut comporter une étape de découpe E3 (représentée en pointillés car facultative) du signal respiratoire en une pluralité de tronçons correspondant chacun à une fenêtre temporelle appliquée audit signal respiratoire. Dans ce cas, l’étape de détermination de l’indicateur E2 à partir du signal respiratoire peut être mise en œuvre pour différents tronçons, et notamment pour chaque tronçon.

[0061] La fenêtre temporelle que cela soit dans le cadre du procédé d’élaboration, ou encore la durée de chaque tronçon du signal respiratoire dans le cadre du dispositif, est telle que chaque tronçon comporte des données relatives à plusieurs cycles respiratoires de l’individu. L’utilisation de plusieurs cycles respiratoires permet en particulier de déterminer la régularité du signal respiratoire. Un cycle respiratoire peut comporter une inspiration et une expiration. Par ailleurs, cette fenêtre ou durée est telle qu’elle est assez petite pour permettre une discrimination de l’état de l’individu avec une résolution temporelle suffisante pour ne pas mélanger deux états très différents. Pour cela, il est préférentiellement retenu une durée de fenêtre temporelle ou de tronçon comprise entre 20 secondes et 1 heure, et notamment égale à 1 minute. Chez l’adulte la fréquence respiratoire correspond au nombre de cycles respiratoires par minute, et est généralement compris entre 12 et 20 cycles . Sur la figure 3, il est représenté un nombre de cycles par seconde. Un tel nombre de cycles est particulièrement adapté pour vérifier une régularité de la respiration tout en n’étant pas trop long pour ne pas inclure plusieurs états mentaux très différents sur un même tronçon respiratoire.

[0062] On aura compris de ce qui a été dit précédemment que l’invention est aussi relative à un procédé de détermination d’un état - en particulier mental - d’un individu, notamment un état de stress. Comme illustré en figures 7 et 8, un tel procédé comporte au moins une étape de mise en œuvre E100 du procédé d’élaboration de l’indicateur tel que décrit pour déterminer un indicateur de régularité. Bien entendu, ce procédé de détermination de l’état comporte une étape d’utilisation E101 dudit indicateur de régularité pour déterminer ledit état de l’individu.

[0063] En particulier, l’étape d’utilisation E101 comporte une étape de comparaison E101-1 dudit indicateur de régularité avec un seuil de référence, ou plus généralement l’injection de l’indicateur déterminé dans la fonction de transfert donnant en sortie l’état de l’individu.

[0064] En outre, comme évoqué précédemment, le procédé de détermination de l’état de l’individu peut aussi prendre en compte d’autres données relatives à l’individu comme une mesure de conductance de la peau de l’individu, et/ou une mesure de rythme cardiaque de l’individu, et/ou une mesure de la variabilité du rythme cardiaque, pour déterminer ledit état. Cette ou ces données viennent alors en complément pour améliorer la détermination de l’état de l’individu, et ont notamment été mesurées au cours de la fenêtre temporelle correspondant à la partie du signal respiratoire associée audit indicateur de régularité. Autrement dit, la fonction de transfert peut prendre en compte au moins l’un des (et notamment plusieurs ou tous les) paramètres issus des signaux suivants pour élaborer ledit état de l’individu : une mesure de conductance de la peau de l’individu ; une mesure d’un rythme cardiaque de l’individu ; une mesure de variabilité du rythme cardiaque de l’individu. Ici, la fonction de transfert peut notamment être du type tel que décrit précédemment.

[0065] On note que l’état de l’individu déterminé est un simple paramètre permettant de constater l’état de l’individu. Autrement dit, le procédé de détermination de l’état de l’individu n’est pas un diagnostic à finalité curative stricto sensu représentant une phase de décision déductive en médecine humaine. En effet, l’état de l’individu déterminé peut être utilisé pour déclencher de simples alertes, par exemple pour une personne âgée isolée, en cas de détection d’état stressé prolongé il pourrait être déclenché une alerte à direction de secours pour que ces derniers interviennent pour voir ce qu’il se passe. Un autre exemple est un dispositif qui permettra à l’utilisateur de mieux se connaître, et en particulier de mieux connaître ses réactions de stress à différentes situations. Le dispositif pourra présenter un graphique de l’évolution de son état de stress durant la journée, ou l’alerter lorsqu’un état stressé élevé durera trop longtemps.

[0066] En particulier le procédé d’élaboration de l’indicateur peut bien entendu utiliser le dispositif tel que décrit ci-dessus d’où il résulte notamment que : - le signal respiratoire fourni est issu du capteur 1, - l’indicateur de régularité est issu de l’élément de détermination 3 du module de traitement, - l’état de l’individu est fourni par l’élément de détermination 4 de l’état de l’individu.

Claims (16)

1. Revendications

   1. Dispositif comprenant un capteur (1) apte à générer un signal respiratoire (S) d’un individu, et un module de traitement (2) du signal respiratoire, caractérisé en ce que le module de traitement (2) comporte un élément de détermination (3) d’un indicateur de régularité (Id) d’au moins une partie (Sp) du signal respiratoire (S).
2. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le module de traitement (2) comporte un élément de découpe (5) du signal respiratoire configuré de sorte à découper ledit signal respiratoire en tronçons de telle sorte que chaque tronçon corresponde à une partie du signal respiratoire, ledit élément de détermination (3) de l’indicateur de régularité étant configuré de sorte à déterminer l’indicateur de régularité pour au moins deux tronçons, et notamment pour chaque tronçon.
3. 3. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’élément de découpe (5) du signal respiratoire est configuré de telle sorte que deux tronçons successifs ne se recouvrent pas.
4. 4. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’élément de détermination (3) de l’indicateur de régularité (Id) comporte une fonction d’élaboration dudit indicateur de régularité prenant en entrée ladite au moins une partie du signal respiratoire, et déterminant un signal d’autocorrélation de ladite au moins une partie du signal respiratoire, ladite fonction d’élaboration donnant en sortie l’indicateur de régularité (Id) qui correspond alors à la valeur maximale dudit signal d’autocorrélation.
5. 5. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le module de traitement (2) comporte un élément de détermination (4) d’un état de l’individu, notamment d’un état mental indiquant un état de stress de l’individu, ledit élément de détermination (4) de l’état de l’individu étant configuré pour utiliser ledit indicateur de régularité (Id) en vue de déterminer ledit état de l’individu.
6. 6. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’il comporte une sonde (6) apte à mesurer la conductance de la peau de l’individu, l’élément de détermination (4) de l’état de l’individu étant configuré pour utiliser en outre une mesure de la conductance de la peau de l’individu issue de ladite sonde (6) en vue de déterminer ledit état de l’individu.
7. 7. Dispositif selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce qu’il comporte un organe de mesure (7) des battements du cœur, l’élément de détermination (4) de l’état de l’individu étant configuré pour utiliser en outre une mesure du rythme cardiaque (HR), ou d’une variabilité du rythme cardiaque, de l’individu issue de l’organe de mesure (7) en vue de déterminer ledit état de l’individu.
8. 8. Procédé d’élaboration d’un indicateur destiné à être utilisé pour déterminer un état d’un individu, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : • une étape de fourniture (E1) d’un signal respiratoire de l’individu, • une étape de détermination (E2) de l’indicateur à partir dudit signal respiratoire, ledit indicateur déterminé étant un indicateur de régularité d’au moins une partie dudit signal respiratoire de l’individu.
9. 9. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’étape de détermination (E2) de l’indicateur comporte une détermination (E2-1) d’un signal d’autocorrélation de ladite au moins une partie du signal respiratoire et la détermination (E2-2) d’un maximum dudit signal d’autocorrélation déterminé.
10. 10. Procédé selon l’une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce qu’il comporte une étape de découpe (E3) du signal respiratoire en une pluralité de tronçons correspondant chacun à une fenêtre temporelle appliquée audit signal respiratoire, et en ce que l’étape de détermination (E2) de l’indicateur à partir du signal respiratoire est mise en œuvre pour différents tronçons.
11. 11. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite fenêtre temporelle est telle que chaque tronçon comporte des données relatives à plusieurs cycles respiratoires de l’individu.
12. 12. Procédé selon l’une des revendications 10 ou 11, caractérisé en ce que la durée de la fenêtre temporelle est comprise entre 20 secondes et 1 heure, et notamment égale à 1 minute.
13. 13. Procédé de détermination d’un état d’un individu, notamment un état de stress, caractérisé en ce qu’il comporte au moins une étape (E100) de mise en œuvre du procédé d’élaboration de l’indicateur selon l’une des revendications 8 à 12 pour déterminer un indicateur de régularité, et en ce qu’il comporte une étape d’utilisation (E101) dudit indicateur de régularité pour déterminer ledit état de l’individu.
14. 14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que l’étape d’utilisation (E101) dudit indicateur de régularité comporte une étape de comparaison (E101-1) dudit indicateur de régularité avec un seuil de référence.
15. 15. Procédé selon la revendication 13 ou 14, caractérisé en ce que l’étape d’utilisation (E101) dudit indicateur de régularité comporte l’injection dudit indicateur de régularité dans une fonction de transfert donnant en sortie ledit état de l’individu.
16. 16. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la fonction de transfert prend en compte au moins l’un des paramètres issus des signaux suivants pour élaborer ledit état de l’individu : • une mesure de conductance de la peau de l’individu, • une mesure d’un rythme cardiaque de l’individu, • une mesure d’une variabilité du rythme cardiaque de l’individu.