FR3070253A1 - Procede de traitement de donnees pour l'affichage d'un signal photoplethysmographique sur un ecran d'un dispositif d'affichage. - Google Patents

Abstract

La technique proposée se rapporte à un procédé de traitement de données pour l'affichage d'un signal photopléthysmographique sur un écran d'un dispositif d'affichage. Ce procédé comprend une étape de traitement (11) d'un signal oxymétrique (OXY) délivré par un capteur oxymétrique, délivrant un premier signal photopléthysmographique dit signal initial (PPGi) ; une étape de traitement (12) du signal initial (PPGi) en fonction d'au moins un paramètre (Pr) associé audit écran, délivrant un deuxième signal photopléthysmographique dit signal traité (PPGt) ; et une étape d'affichage (13) d'au moins une donnée représentative du signal traité (PPGt) sur ledit écran.

Description

Procédé de traitement de données pour l'affichage d'un signal photopléthysmographique sur un écran d'un dispositif d'affichage.

1. Domaine

L’invention se rapporte au domaine des mesures de données physiologiques. Plus particulièrement, l’invention se rapporte au traitement des données issues d'un capteur oxymétrique pour l'obtention d'un signal photopléthysmographique, et à l'affichage d'un tel signal sur l'écran d'un dispositif d'affichage de type montre par exemple.

2. Art antérieur

Les objets connectés portables (désignés en anglais sous le terme de « wearable devices »), et plus particulièrement les objets connectés portables orientés santé, sont en plein essor. La sophistication des divers appareils mis à la disposition du public, et le développement de capteurs de plus en plus précis et de moins en moins coûteux a en effet permis de concevoir de 15 nouvelles applications dites de santé connectée. Dans ce contexte, de nouveaux dispositifs, se présentant notamment sous la forme de bracelets ou de montres embarquant différents capteurs, ont ainsi émergé. Ces dispositifs offrent l'avantage de pouvoir être portés en permanence, typiquement au poignet, et de permettre d'effectuer très simplement et de manière non contraignante des mesures quasi-continues et non invasives de nombreux paramètres 20 physiologiques de l'utilisateur, par exemple pour évaluer la qualité de son sommeil, surveiller son rythme cardiaque ou encore estimer le nombre de calories brûlées dans la journée. A ce titre, ils présentent un attrait certain non seulement pour les sportifs, mais également pour de nombreuses personnes désireuses de suivre leur état de santé général.

Certains de ces dispositifs ne sont pas dotés d'un écran. L'utilisateur doit donc 25 périodiquement connecter un dispositif portable de ce type à un terminal de communication, par exemple un téléphone Intelligent ou un ordinateur, afin d'en extraire et de pouvoir visualiser les mesures effectuées. Une telle connexion peut être filaire (via un connecteur USB intégré au bracelet par exemple) ou non filaire (via une liaison Bluetooth par exemple). Alternativement, les données dernièrement mesurées par le dispositif portable peuvent être automatiquement téléversées sur un serveur préalablement 30 identifié, dès lors par exemple que le dispositif portable se trouve connecté à un réseau Wifi prédéterminé. Le terminal de communication de l'utilisateur lui permet alors d'accéder aux mesures, au moyen d'une connexion audit serveur, par le biais d'un navigateur ou d'une application dédiée. Ces dispositifs portables, qui n'intègrent pas d'écran, ne permettent donc pas d'effectuer une consultation en temps-réel des mesures réalisées. Ceci peut être un inconvénient, notamment lorsque ces dispositifs sont utilisés dans le cadre d'activités sportives : le suivi de certaines données physiologiques durant l'exercice, comme la fréquence cardiaque par exemple, peuvent en effet fournir de précieuses indications à l'utilisateur quant à la manière de gérer son effort.

D'autres dispositifs portables orientés santé de type bracelet ou montre sont dotés d'un écran. La taille d'un tel écran est néanmoins limitée, pour des raisons évidentes de compacité. Aussi, les données physiologiques mesurées par ces dispositifs sont le plus souvent restituées à l'écran sous la forme d'un affichage de simples valeurs numériques régulièrement actualisées. Beaucoup de ces données physiologiques sont cependant obtenues non pas à partir d'une mesure instantanée unique réalisée par un capteur, mais via l'analyse et le traitement, au niveau d'une unité de traitement du dispositif portable, d'une évolution d'un ensemble de mesures dans le temps, autrement dit via l'analyse d'un ou plusieurs signaux. Certains de ces signaux sont des signaux physiologiques particulièrement notables, aux formes tout à fait caractéristiques. C'est le cas par exemple de l'électrocardiogramme (ECG), représentatif de l'activité électrique du cœur, ou encore d'un signal photopléthysmographique (PPG), représentatif de l'évolution temporelle du volume sanguin au niveau d'une partie du corps considérée. De tels signaux (ECG ou PPG) peuvent notamment être exploités pour déterminer la fréquence cardiaque d'un individu, mais ils sont également porteurs de nombreuses autres informations. Aussi, bien qu'elle autorise la visualisation d'une donnée physiologique quasiment en temps-réel, la forme de restitution consistant à présenter cette donnée sous la seule forme d'une valeur numérique affichée à l'écran prive néanmoins l'utilisateur de nombreuses informations complémentaires portées par le signal initial (sa forme, son amplitude, etc.). Par ailleurs, cette forme de restitution chiffrée n'a pas la percussion ou le caractère ludique d'une représentation graphique, en particulier lorsque cette représentation graphique se rapporte à des signaux aux formes caractéristiques bien connues du grand public, comme c'est le cas pour l'électrocardiogramme, ou dans une moindre mesure, pour le signal photopléthysmographique. A ce titre, l'affichage d'un signal photopléthysmographique sur un écran d'un dispositif d'affichage peut notamment s'avérer particulièrement intéressant pour les raisons suivantes : d'une part, sa forme générale, bien que différente de celle d'un électrocardiogramme, s'en rapproche néanmoins; d'autre part, un capteur oxymétrique (qui permet, après traitements, d'obtenir un tel signal photopléthysmographique) est généralement moins onéreux qu'un capteur délivrant un électrocardiogramme. L'affichage d'un tel signal s'avère néanmoins délicat : en effet, les mesures délivrées par un capteur oxymétrique sont par nature très dynamiques et difficilement prévisibles. Il existe donc un besoin d'un procédé qui permette un affichage adapté d'un signal photopléthysmographique sur un écran d'un dispositif d'affichage.

3. Résumé

L'invention ne présente pas au moins certains de ces problèmes de l'art antérieur. En effet, il est proposé un procédé original de traitement de données pour l'affichage d'un signal photopléthysmographique sur un écran d'un dispositif d'affichage. Selon l'invention, ce procédé comprend :

une étape de traitement d'un signal oxymétrique délivré par un capteur oxymétrique, délivrant un premier signal photopléthysmographique dit signal initial ;

une étape de traitement dudit signal initial en fonction d'au moins un paramètre associé audit écran, délivrant un deuxième signal photopléthysmographique dit signal traité ;

une étape d'affichage d'au moins une donnée représentative dudit signal traité sur ledit écran.

Ainsi la technique proposée permet une mise à l'échelle dynamique du signal à afficher, qui tient compte à la fois de caractéristiques propres au signal et de paramètres associés à l'écran sur lequel il doit être affiché. Les paramètres associés à l'écran peuvent être des paramètres caractéristiques de l'écran en lui-même, ou encore des paramètres relatifs à une zone d'affichage particulière de cet écran.

Selon un mode de réalisation particulier de la technique proposée, ladite étape de traitement du signal oxymétrique comprend :

une étape de détermination d'une composante variable dudit signal oxymétrique, dite composante variable oxymétrique ;

une étape d'inversion de ladite composante variable oxymétrique, délivrant ledit signal initial.

Ainsi le premier signal photopléthysmographique est obtenu de manière simple, à partir d'un signal oxymétrique.

Selon un mode de réalisation particulier, ladite étape de détermination de ladite composante variable oxymétrique comprend :

une étape d'obtention d'une composante continue dudit signal oxymétrique, dite composante continue initiale ;

une étape de soustraction de ladite composante continue initiale audit signal oxymétrique, délivrant une composante variable initiale;

une étape de traitement de ladite composante variable initiale par un filtre à réponse impulsionnelle finie, délivrant une composante variable traitée ;

une d'obtention d'une composante continue de ladite composante variable traitée, dite composante continue résiduelle ;

une étape de soustraction de ladite composante continue résiduelle à ladite composante variable traitée, délivrant ladite composante variable oxymétrique.

Ainsi l'obtention de la composante variable du signal oxymétrique fait intervenir plusieurs étapes de traitement successives, comprenant notamment un filtrage par filtre à réponse impulsionnelle finie destiné à éliminer des fréquences considérées comme parasites, suivi d'une suppression d'une composante continue résiduelle de la composante variable traitée ainsi obtenue. Ces traitements successifs permettent ainsi l'obtention d'un signal photopléthysmographique de précision améliorée.

Selon un mode de réalisation particulier, l'étape d'obtention de ladite composante continue initiale comprend la détermination d'une moyenne d'un nombre prédéterminé de données consécutives mesurées par ledit capteur oxymétrique.

Ainsi l'obtention de la composante continue initiale est mise en œuvre très simplement.

Selon un mode de réalisation particulier, l'étape d'obtention de ladite composante continue résiduelle comprend la détermination d'une moyenne d'un nombre prédéterminé de données consécutives de ladite composante variable traitée.

Ainsi l'obtention de la composante continue résiduelle est mise en œuvre très simplement.

Selon encore une caractéristique particulière, le nombre prédéterminé de données consécutives de la composante variable traitée utilisé pour la détermination de la moyenne est positionné à une valeur supérieure au nombre prédéterminé de données consécutives mesurées par le capteur oxymétrique utilisé pour la détermination de la moyenne du signal oxymétrique. Ainsi, la fréquence de coupure utilisée pour déterminer la composante continue résiduelle est inférieure à la fréquence de coupure utilisée pour déterminer la composante continue initiale, ce qui permet d'affiner la précision finale du signal photopléthysmographique obtenu en sortie.

Selon encore un mode de réalisation particulier de la technique proposée, ladite étape de traitement du signal photopléthysmographique initial comprend :

une étape de détermination d'un écart type d'un nombre prédéterminé de valeurs consécutives dudit signal initial ;

une étape de division dudit signal initial par ledit écart type, délivrant un signal photopléthysmographique réduit ;

une étape de transformation dudit signal réduit, en fonction dudit au moins un paramètre associé audit écran, délivrant ledit signal traité.

Ainsi, le signal initial est traité de manière à être d'autant plus réduit qu'il est dispersé autour de sa moyenne, qui est nulle par construction. De cette manière, à chaque nouvelle valeur mesurée par le capteur oxymétrique, on procède à une mise à l'échelle dynamique, temps-réel, et optimisée du signal photopléthysmographique généré, afin d'obtenir un signal traité adapté pour un affichage sur l'écran du dispositif d'affichage.

Selon une caractéristique particulière, ledit au moins un paramètre comprend une hauteur exprimée en pixels d'une zone dudit écran destinée à l'affichage de ladite au moins une donnée représentative dudit signal traité.

Ainsi, on prend en compte la hauteur d'une zone d'affichage pour ne conserver que les valeurs du signal réduit comprises dans le seul intervalle [-3 ; +3] aux fins de l'affichage ultérieur. De cette manière, en considérant que le signal photopléthysmographique initial a les caractéristiques d'une loi normale, il est possible d'estimer que plus de 99% des valeurs du signal réduit sont ainsi conservées. Les valeurs marginales, susceptible de générer des problèmes d'affichage, sont ainsi éliminées (une valeur extrême « suspecte » - anormalement élevée par exemple - est ainsi par ce biais ignorée lors l'affichage, ce qui permet notamment d'exploiter toute la hauteur de l'affichage pour la visualisation du signal réellement utile).

Selon un autre aspect, l'invention se rapporte également à un dispositif de traitement de données pour l'affichage d'un signal photopléthysmographique sur un écran d'un dispositif d'affichage, ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend :

des moyens de traitement d'un signal oxymétrique délivré par un capteur oxymétrique, délivrant un premier signal photopléthysmographique dit signal initial ;

des moyens de traitement dudit signal initial en fonction d'au moins un paramètre associé audit écran, délivrant un deuxième signal photopléthysmographique dit signal traité ;

des moyens d'affichage d'au moins une donnée représentative dudit signal traité sur ledit écran.

Selon un mode de réalisation particulier, ce dispositif prend la forme d'une montre.

Ainsi, il peut être aisément porté par un utilisateur, et ce de manière non contraignante. L'affichage du signal photopléthysmographique peut alors être consulté directement sur l'écran de la montre, dès que l'utilisateur le souhaite, de manière discrète, et en de nombreuses circonstances.

Dans un autre aspect de l'invention, selon une implémentation préférée, les différentes étapes du procédé de traitement de données pour l'affichage d'un signal photopléthysmographique sur un écran d'un dispositif d'affichage sont mises en œuvre par un ou plusieurs logiciels ou programmes d'ordinateur, comprenant des instructions logicielles destinées à être exécutées par un processeur de données d'un dispositif de traitement de données selon l'invention et étant conçu pour commander l'exécution des différentes étapes du procédé.

En conséquence, l'invention vise aussi un programme, susceptible d'être exécuté par un ordinateur ou par un processeur de données, ce programme comportant des instructions pour commander l'exécution des étapes d'un procédé tel que mentionné ci-dessus.

Ce programme peut utiliser n'importe quel langage de programmation, et être sous la forme de code source, code objet, ou de code intermédiaire entre code source et code objet, tel que dans une forme partiellement compilée, ou dans n'importe quelle autre forme souhaitable.

L'invention vise aussi un support d'informations lisible par un processeur de données, et comportant des instructions d'un programme tel que mentionné ci-dessus.

Le support d'informations peut être n'importe quelle entité ou dispositif capable de stocker le programme. Par exemple, le support peut comporter un moyen de stockage, tel qu'une ROM (par exemple un CD ROM ou une ROM de circuit microélectronique, ou encore un moyen d'enregistrement magnétique, par exemple une disquette ou un disque dur.

D'autre part, le support d'informations peut être un support transmissible tel qu'un signal électrique ou optique, qui peut être acheminé via un câble électrique ou optique, par radio ou par d'autres moyens. Le programme selon l'invention peut être en particulier téléchargé sur un réseau de type Internet.

Alternativement, le support d'informations peut être un circuit intégré dans lequel le programme est incorporé, le circuit étant adapté pour exécuter ou pour être utilisé dans l'exécution du procédé en question.

Selon un mode de réalisation, l'invention est mise en œuvre au moyen de composants logiciels et/ou matériels.

Un composant logiciel correspond à un ou plusieurs programmes d'ordinateur, un ou plusieurs sous-programmes d'un programme, ou de manière plus générale à tout élément d'un programme ou d'un logiciel apte à mettre en œuvre une fonction ou un ensemble de fonctions. Un tel composant logiciel est exécuté par un processeur de données d'une entité physique (terminal, serveur, passerelle, routeur, etc.) et est susceptible d'accéder aux ressources matérielles de cette entité physique (mémoires, supports d'enregistrement, bus de communication, cartes électroniques d'entrées/sorties, interfaces utilisateur, etc.).

De la même manière, un composant matériel correspond à tout élément d'un ensemble matériel (ou hardware) apte à mettre en œuvre une fonction ou un ensemble de fonctions. Il peut s'agir d'un composant matériel programmable ou avec processeur intégré pour l'exécution de logiciel, par exemple un circuit intégré, une carte à puce, une carte à mémoire, une carte électronique pour l'exécution d'un micrologiciel (firmware), etc.

Les différents modes de réalisation mentionnés ci-dessus sont combinables entre eux pour la mise en œuvre de l'invention.

4. Liste des figures

D'autres caractéristiques et avantages de la technique proposée apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel de la technique proposée, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels :

la figure 1 décrit les principales étapes du procédé de traitement de données pour l'affichage d'un signal photopléthysmographique sur un écran d'un dispositif d'affichage, selon un mode de réalisation particulier de l'invention ;

la figure 2 présente de façon schématique les principaux éléments d'un capteur oxymétrique, apte à être utilisé pour la mise en œuvre de la technique proposée, dans un mode de réalisation particulier de l'invention ;

la figure 3 présente de façon schématique les principaux composants d'un dispositif de traitement de données pour l'affichage d'un signal photopléthysmographique sur un écran, dans un mode de réalisation particulier de l'invention ;

les figures 4a et 4b illustrent de façon schématique un dispositif de type montre apte à mettre en œuvre le procédé proposé, selon un mode de réalisation particulier de l'invention.

5. Description

La technique proposée se rapporte à un procédé de traitement de données pour l'affichage d'un signal photopléthysmographique sur un écran d'un dispositif d'affichage. Le principe général de l'invention repose sur la mise en œuvre de traitements appropriés des données issues d'un capteur oxymétrique, permettant l'obtention d'un signal photopléthysmographique spécifiquement adapté à son affichage dans une zone dédié dudit écran. En particulier, la technique proposée permet une mise à l'échelle dynamique du signal à afficher, qui tient compte à la fois de caractéristiques propres au signal et de paramètres associés à la zone de l'écran au sein de laquelle il doit être affiché. Dans toute la description, les éléments de même nature sont identifiés par une même référence numérique dans les figures.

On présente, en relation avec la figure 1, les étapes du procédé de traitement de données pour l'affichage d'une représentation d'un signal photopléthysmographique sur un écran d'un dispositif d'affichage, dans un mode de réalisation particulier de l'invention. Selon la technique proposée, ce procédé comprend trois étapes principales, visant chacune un objectif particulier. Dans une première étape 11, les données issues d'un capteur oxymétrique placé sur le corps d'un individu sont traitées afin d'obtenir un premier signal photopléthysmographique, dit signal initial PPGi. Dans une deuxième étape 12, ce signal initial PPGi fait lui-même l'objet d'un traitement, afin d'obtenir un deuxième signal photopléthysmographique, dit signal traité PPGt, qui soit adapté pour un affichage sur un écran du dispositif d'affichage. A cette fin, l'étape de traitement 12 du signal initial PPGi tient compte d'au moins un paramètre Pr associé audit écran. Il peut s'agir de paramètres caractéristiques de l'écran en lui-même, ou encore de paramètres relatifs à une zone d'affichage particulière de cet écran (par exemple sa position et/ou ses dimensions). Enfin, dans une troisième étape 13, au moins une donnée représentative du signal traité PPGt est affichée sur l'écran du dispositif d'affichage.

Comme précédemment exposé, la première étape de traitement 11 vise à produire un signal photopléthysmographique à partir de données issues d'un capteur oxymétrique. On rappelle brièvement, en relation avec la figure 2, le fonctionnement d'un capteur oxymétrique. Un tel capteur CO comprend classiquement au moins une diode électroluminescente D destinée à illuminer une petite surface de peau d'un individu, et au moins une photodiode P, généralement positionnée à proximité de la diode électroluminescente D, et destinée à mesurer la quantité de lumière réfléchie par cette surface de peau. La quantité de lumière absorbée au niveau de la surface de peau illuminée intègre deux composantes : une partie constante dans le temps qui correspond à l'absorption de lumière par les tissus et une partie variable dans le temps qui correspond à l'absorption de lumière par le sang. La quantité de lumière réfléchie est donc égale à la quantité de lumière émise par la diode électroluminescente D (constante) à laquelle sont soustraites la quantité de lumière absorbée par les tissus (constante) et la quantité de lumière absorbée par le sang (variable). On mesure en sortie du capteur oxymétrique CO un signal qui correspond à l'évolution de l'intensité du courant induit dans la photodiode P. Ce signal oxymétrique (noté OXY sur la figure 1) se compose alors d'une partie constante importante et d'une partie variable faible qui est fonction inverse du volume de sang circulant dans les tissus situés sous la surface de peau illuminée par la diode électroluminescente D. Des traitements appropriés de ce signal permettent alors d'obtenir un signal représentatif de la variation temporelle du volume sanguin au niveau de la zone considéré, appelé signal photopléthysmographique (ou signal PPG, la photopléthysmographie étant le nom donné à cette technique de mesure optique non invasive). Un tel signal est notamment utile pour estimer certaines données physiologiques d'un individu. Cependant, au delà de l'obtention de données physiologiques, la forme même d'un signal PPG est intéressante car elle est comparable, dans une relative mesure, à celle d'un électrocardiogramme (la succession d'un pic de systole et d'une vallée de diastole dans le signal PPG pouvant être rapprochée, de manière purement empirique, à la succession de l'onde R et de l'onde S d'un électrocardiogramme). Aussi, comme cela a déjà été introduit en relation avec l'art antérieur, la visualisation d'une représentation d'un tel signal PPG permet à un utilisateur d'appréhender de manière immédiate, intuitive, voire ludique certains phénomènes physiologiques tels que le rythme des cycles cardiaques.

De retour à la figure 1, on détaille maintenant de manière détaillée les différentes étapes réalisées pour la mise en œuvre de chacune des étapes principales 11, 12 et 13, dans un mode de réalisation particulier.

La mesure de l'intensité du courant induit dans la photodiode du capteur oxymétrique est effectuée à une fréquence d'échantillonnage donnée. Le capteur oxymétrique permet donc d'obtenir, à sa sortie, un signal oxymétrique OXY représentatif de l'évolution de l'intensité du courant induit dans sa photodiode. Chaque nouvelle mesure d'une intensité l_Pd du courant ίο induit dans la photodiode vient enrichir le signal oxymétrique OXY, qui est donc construit de manière dynamique, en continu.

Dans une première étape 111 de l'étape 11, une composante continue du signal oxymétrique OXY, dite composante continue initiale, est obtenue, typiquement par l'application d'un traitement numérique particulier. Dans un mode de réalisation particulier, l'obtention de la composante continue initiale est réalisée en déterminant la moyenne d'un nombre prédéterminé de données consécutives mesurées par le capteur oxymétrique.

En étape 112, on obtient une composante variable du signal oxymétrique OXY par soustraction de la composante continue initiale obtenue en étape 111 audit signal oxymétrique OXY. Cette composante variable du signal oxymétrique OXY est appelée, pour les besoins de la présente description, composante variable initiale. Elle représente la part d'intensité du courant induit dans la photodiode du capteur oxymétrique qui est directement corrélée au volume de sang circulant dans les tissus situés sous la surface de peau illuminée par le capteur.

Pour éliminer une partie du bruit présent dans cette composante variable initiale, on procède, dans une étape 113, à son filtrage au moyen d'un filtre à réponse impulsionnelle finie. La fréquence de coupure permet de supprimer les fréquences considérées comme des fréquences parasites. On obtient alors, en sortie de cette étape de traitement 113, une composante variable dite traitée.

On procède alors, dans une étape 114, à une estimation d'un reliquat de composante continue présent au sein de la composante variable traitée. Cette composante continue résiduelle est typiquement obtenue par application d'un traitement numérique particulier. Dans un mode de réalisation particulier, l'obtention de la composante continue résiduelle est réalisée en déterminant la moyenne d'un nombre prédéterminé de données consécutives de la composante variable traitée. Le nombre prédéterminé de données consécutives de la composante variable traitée utilisé pour la détermination de la moyenne dans cette étape 114 est, selon une caractéristique particulière, positionné à une valeur supérieure au nombre prédéterminé de données consécutives mesurées par le capteur oxymétrique utilisé pour la détermination de la moyenne du signal oxymétrique OXY dans l'étape 111. Ainsi, on applique dans l'étape 114 un nouveau traitement de fréquence de coupure inférieure à celle en étape 111.

La composante continue résiduelle ainsi obtenue est soustraite de la composante variable traitée dans une étape 115, de manière à finalement obtenir une composante variable affinée du signal OXY, de moyenne sensiblement nulle.

Dans une étape 116, cette composante variable affinée est inversée, délivrant ainsi le signal photopléthysmographique initial PPGi de sortie de l'étape principale 11. Ce signal est de moyenne nulle, par construction.

L'étape principale 12 est alors mise en œuvre, afin de préparer l'affichage du signal photopléthysmographique sur un écran du dispositif d'affichage.

Dans une étape 121, un écart type d'un nombre prédéterminé de valeurs consécutives du signal initial PPGi est déterminé. Plus précisément, chaque acquisition d'une nouvelle mesure l_Pd d'intensité de courant induit dans la photodiode du capteur oxymétrique conduit à l'ajout d'une nouvelle valeur au signal initial PPGi, suite à la mise en œuvre de l'étape principale 11 précédemment décrite. L'écart type est alors déterminé pour un nombre prédéterminé de dernières valeurs consécutives du signal initial PPGi. Selon une caractéristique particulière, le nombre de valeurs du signal initial PPGi prises en compte pour la détermination de l'écart type est fonction d'au moins un paramètre associé à l'écran du dispositif d'affichage. Ainsi, l'écart type peut notamment être calculé sur la base d'un nombre maximum de valeurs du signal photopléthysmographique susceptibles d'être affichées sur l'écran du dispositif d'affichage.

Le signal initial PPGi est ensuite divisé par l'écart type précédemment déterminé, dans une étape 122. On obtient ainsi un signal photopléthysmographique réduit PPGr. Par définition, le signal initial PPGi sera donc d'autant plus réduit qu'il est dispersé autour de sa moyenne, qui est nulle par construction.

Enfin, dans une étape 123, le signal réduit PPGr est transformé en fonction d'au moins un paramètre associé à l'écran du dispositif d'affichage, de manière à obtenir le signal traité PPGt de sortie de l'étape principale 12, c'est à dire un signal prêt à être affiché sur un écran du dispositif d'affichage. La transformation opérée peut porter tant sur l'étendue temporelle du signal réduit PPGr que sur son amplitude. Ainsi, dans un mode de réalisation particulier, seul un nombre prédéterminé de valeurs du signal réduit PPGr sont conservées, en fonction d'une largeur de la zone d'affichage du signal final. Dans un autre mode de réalisation particulier, combinable avec le précédent, on considère par hypothèse, que le signal photopléthysmographique initial PPGi a les caractéristiques d'une loi normale. On peut alors estimer que plus de 99% des valeurs du signal réduit PPGr sont comprises dans l'intervalle [-3 ; +3], Dans l'étape de transformation 123 du signal réduit PPGr, on choisit alors de ne conserver que les valeurs du signal réduit PPGr comprises dans ce seul intervalle [-3 ; +3] aux fins de l'affichage ultérieur. On procède alors à une mise à l'échelle du signal réduit PPGr, tenant compte du ou des paramètres associés à l'écran du dispositif d'affichage sur lequel une représentation du signal doit être affiché. Selon une caractéristique particulière, on fait ainsi correspondre l'intervalle [-3 ; +3] précité du signal réduit PPGr à la hauteur d'une zone dudit écran destinée à l'affichage du signal photopléthysmographique. On procède ainsi, avec la mise en œuvre de l'étape principale 12, à une mise à l'échelle dynamique du signal initial PPGi, délivrant un signal traité PPGt adapté pour un affichage sur l'écran du dispositif d'affichage.

Une fois le signal photopléthysmographique traité PPGt obtenu, l'étape principale 13 d'affichage d'au moins une donnée représentative de ce signal sur l'écran du dispositif d'affichage est finalement mise en œuvre. On dispose ainsi, par application du procédé selon la technique proposée, d'un affichage non seulement dynamique et temps-réel, mais également optimisé, d'une représentation de tout ou partie d'un signal PPG.

On décrit maintenant, en relation avec la figure 3, les principaux composants d'un dispositif de traitement de données pour l'affichage d'un signal photopléthysmographique, dans un mode de réalisation particulier. Par exemple, le dispositif selon la technique proposée comprend une mémoire 31 constituée d'une mémoire tampon (M), une unité de traitement 32, équipée par exemple d'un microprocesseur (μΡ), et pilotée par le programme d'ordinateur (Pg) 33, mettant en œuvre le procédé de traitement de données selon l'invention.

À l'initialisation, les instructions de code du programme d'ordinateur 33 sont par exemple chargées dans la mémoire 31 avant d'être exécutées par le processeur de l'unité de traitement 32. L'unité de traitement 32 reçoit en entrée (E) par exemple des données correspondant aux valeurs d'intensité du courant induit dans la photodiode d'un capteur oxymétrique placé sur une partie du corps d'un individu. Ces valeurs évoluent au cours du temps, en fonction du volume de sang circulant au niveau de la partie du corps. Le microprocesseur de l'unité de traitement 32 réalise alors les étapes du procédé de traitement de données pour l'affichage d'un signal photopléthysmographique, selon les instructions du programme d'ordinateur 33, de manière à restituer en sortie (S), sur un écran du dispositif, une représentation d'un signal photopléthysmographique adaptée audit écran.

A cette fin, le dispositif comprend, outre au moins un écran et au moins un capteur oxymétrique, les moyens suivants :

des moyens de traitement du signal oxymétrique délivré par un capteur oxymétrique, délivrant un premier signal photopléthysmographique dit signal initial PPGi ;

des moyens de traitement du signal initial PPGi en fonction d'au moins un paramètre Pr associé à un écran du dispositif destiné à afficher un signal photopléthysmographique, délivrant un deuxième signal photopléthysmographique dit signal traité PPGt ;

des moyens d'affichage, sur l'écran, d'au moins une donnée représentative du signal traité PPGt.

Un dispositif de traitement de données selon la technique proposée peut revêtir différentes formes. On décrit par exemple, en relation avec les figures 4a et 4b, un dispositif de traitement de données pour l'affichage d'un signal photopléthysmographique qui prend la forme d'une montre, dans un mode de réalisation particulier. Ce dispositif est présenté vu de face (figure 4a) et de derrière (figure 4b). Il comprend un boîtier 41 monté sur un bracelet 42. Le boîtier 41 comprend deux faces principales : une face inférieure 411 et une face supérieure 412. Les faces inférieure 411 et supérieure 412 sont reliées entre-elles par au moins une zone latérale (non représentée). Le boîtier 41 peut notamment être un boîtier compact de dimensions sensiblement équivalentes aux dimensions d'un boîtier de montre classique, et susceptible de prendre des formes diverses (sensiblement parallélépipédique rectangle, ou encore sensiblement cylindrique, par exemple). La face inférieure 411 est destinée à être maintenue au contact d'une partie du corps de l'utilisateur, typiquement un poignet de l'utilisateur dans le cas d'usage le plus courant. Cette face inférieure 411 comprend un capteur oxymétrique COI, comprenant classiquement au moins une diode électroluminescente Dl destinée à illuminer une petite surface de peau au niveau de la partie du corps, et au moins une photodiode PI destinée à mesurer la quantité de lumière réfléchie par celle-ci, selon le principe général déjà décrit en relation avec la figure 2. Le capteur oxymétrique COI délivre ainsi un signal oxymétrique qui, après mise en œuvre du procédé selon la technique proposée, permet d'obtenir un signal photopléthysmographique traité, dont une représentation est affichée sur un écran de visualisation 43 présent sur la face supérieure 412 du boîtier 41. Plus particulièrement, le signal photopléthysmographique traité est construit de manière à tenir compte de paramètres d'une zone d'affichage dédiée 431 de l'écran 43, au sein de laquelle il est destiné à être affiché. Ces paramètres peuvent notamment inclure les dimensions de la zone d'affichage 431, et sa position au sein de l'écran 43, exprimées en pixels par exemple.

Selon une caractéristique particulière, le boîtier 41 peut également comprendre un autre capteur oxymétrique CO2, destiné par exemple à recevoir le contact d'une autre partie du corps de l'utilisateur, de manière à permettre, en combinaison avec les données délivrée par le premier capteur oxymétrique COI, la détermination d'autres données physiologiques susceptibles d'intéresser l'utilisateur, comme sa pression artérielle par exemple. Le procédé de traitement de données selon la technique proposée peut alors être appliqué à chacun des signaux oxymétriques de sortie des capteurs COI et CO2, en vue par exemple d'un affichage simultané et en superposition, dans la zone d'affichage 431 de l'écran 43, des signaux photopléthysmographiques correspondants obtenus.

La mise en œuvre du procédé décrit en relation avec la figure 1 n'est cependant pas limitée à une implémentation au sein d'un dispositif prenant la forme d'une montre. Ainsi, dans un autre mode de réalisation de la technique proposée, il peut être implémenté dans un module de traitement intégré au sein d'un terminal de communication (montre connectée, téléphone intelligent, tablette ou ordinateur par exemple), ou encore au sein d'un serveur distant accessible via un réseau de communication tel que le réseau Internet. Cette implémentation peut prendre la forme d'une application native dédiée ou d'une application « web », comprenant des fonctionnalités permettant l'affichage de différentes données, incluant l'affichage d'un signal photopléthysmographique.

Selon une caractéristique particulière, un tel module de traitement est configuré pour recevoir des données mesurées par une ou plusieurs unités de mesure, dont l'une au moins comprend un capteur oxymétrique. Les différentes unités de mesure peuvent notamment être positionnées en diverses parties du corps de l'utilisateur, par exemple via des moyens adhésifs de type « patch ». Les unités de mesure disposent alors de moyens de communication des données mesurées, pour leur transmission au module de traitement. Ces moyens de communication peuvent être filaires ou sans fil (transmission Wi-Fi ou Bluetooth par exemple). Selon une caractéristique particulière, le module de traitement peut également être intégré au sein d'une des unités de mesure, qui dispose alors de moyens de transmission d'un signal photopléthysmographique vers un terminal de communication comprenant un écran pour l'afficher. L'écran sur lequel est destiné à être affiché un signal photopléthysmographique n'est donc pas limité à l'écran d'un dispositif de type montre, qui n'est donné qu'à titre illustratif dans la présente description. Sans sortir du cadre de la présente invention, la technique proposée peut bien évidemment être mise en œuvre pour l'affichage d'un signal photopléthysmographique sur des écrans de supports de type téléphones intelligents, tablettes ou ordinateur, ou encore tout autre type de support permettant d'afficher les mesures réalisées.

Le terme « capteur oxymétrique » utilisé dans l'ensemble de la présente description doit être entendu au sens large et ne saurait se limiter au mode de réalisation particulier décrit en relation avec la figure 2, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif. Au sens de la présente demande, le terme capteur oxymétrique doit ainsi être entendu comme tout type de capteur ou d'association de capteurs apte à être mis en œuvre pour obtenir l'intensité d'un 5 courant induit dans une photodiode utilisée pour mesurer une quantité de lumière réfléchie par une surface de peau. En d'autres termes, le terme « capteur oxymétrique » englobe tout type de capteur apte à délivrer des données permettant, éventuellement après traitement, d'obtenir un signal photopléthysmographique.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS

   1. Procédé de traitement de données pour l'affichage d'un signal photopléthysmographique sur un écran d'un dispositif d'affichage, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend :

   une étape de traitement (11) d'un signal oxymétrique (OXY) délivré par un capteur oxymétrique, délivrant un premier signal photopléthysmographique dit signal initial (PPGi) ;

   une étape de traitement (12) dudit signal initial (PPGi) en fonction d'au moins un paramètre (Pr) associé audit écran, délivrant un deuxième signal photopléthysmographique dit signal traité (PPGt) ;

   une étape d'affichage (13) d'au moins une donnée représentative dudit signal traité (PPGt) sur ledit écran.
2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite étape de traitement (11) du signal oxymétrique (OXY) comprend :

   une étape de détermination d'une composante variable dudit signal oxymétrique (OXY), dite composante variable oxymétrique ;

   une étape d'inversion (116) de ladite composante variable oxymétrique, délivrant ledit signal initial (PPGi).
3. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite étape de détermination de ladite composante variable oxymétrique comprend :

   une étape d'obtention (111) d'une composante continue dudit signal oxymétrique (OXY), dite composante continue initiale ;

   une étape de soustraction (112) de ladite composante continue initiale audit signal oxymétrique (OXY), délivrant une composante variable initiale;

   une étape de traitement (113) de ladite composante variable initiale par un filtre à réponse impulsionnelle finie, délivrant une composante variable traitée;

   une d'obtention (114) d'une composante continue de ladite composante variable traitée, dite composante continue résiduelle ;

   une étape de soustraction (115) de ladite composante continue résiduelle à ladite composante variable traitée, délivrant ladite composante variable oxymétrique.
4. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'étape d'obtention (111) de ladite composante continue initiale comprend la détermination d'une moyenne d'un nombre prédéterminé de données consécutives mesurées par ledit capteur oxymétrique.
5. 5. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'étape (114) d'obtention de ladite composante continue résiduelle comprend la détermination d'une moyenne d'un nombre prédéterminé de données consécutives de ladite composante variable traitée.
6. 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite étape de traitement (12) du signal photopléthysmographique initial (PPGi) comprend :

   une étape de détermination (121) d'un écart type d'un nombre prédéterminé de valeurs consécutives dudit signal initial (PPGi) ;

   une étape de division (122) dudit signal initial (PPGi) par ledit écart type, délivrant un signal photopléthysmographique réduit (PPGr) ;

   une étape de transformation (123) dudit signal réduit (PPGr), en fonction dudit au moins un paramètre (Pr) associé audit écran, délivrant ledit signal traité (PPGt).
7. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit au moins un paramètre (Pr) comprend une hauteur exprimée en pixels d'une zone dudit écran destinée à l'affichage de ladite au moins une donnée représentative dudit signal traité (PPGt).
8. 8. Dispositif de traitement de données pour l'affichage d'un signal photopléthysmographique sur un écran d'un dispositif d'affichage, ledit dispositif de traitement étant caractérisé en ce qu'il comprend :

   des moyens de traitement d'un signal oxymétrique délivré par un capteur oxymétrique, délivrant un premier signal photopléthysmographique dit signal initial (PPGi) ;

   des moyens de traitement dudit signal initial (PPGi) en fonction d'au moins un paramètre (Pr) associé audit écran, délivrant un deuxième signal photopléthysmographique dit signal traité (PPGt) ;

   des moyens d'affichage d'au moins une donnée représentative dudit signal traité (PPGt) sur ledit écran.
9. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit dispositif prend la forme d'une montre.

   5
10. 10. Produit programme d'ordinateur téléchargeable depuis un réseau de communication et/ou stocké sur un support lisible par ordinateur et/ou exécutable par un microprocesseur, caractérisé en ce qu'il comprend des instructions de code de programme pour l'exécution d'un procédé de traitement de données pour l'affichage d'un signal photopléthysmographique sur un écran d'un dispositif d'affichage selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 lorsqu'il est 10 exécuté par un processeur.