FR3118412A1 - Procede de surveillance corporelle multi entrees - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un procédé de détermination d’une grandeur corporelle, de préférence physiologique, d’un utilisateur, le procédé comprenant les étapes de fourniture d’un dispositif de surveillance corporelle, de réception, par une unité de contrôle et de traitement, de données en provenance d’un capteur d’une concentration d’analyte corporel, de réception, par l’unité de contrôle et de traitement, de données représentatives de la grandeur corporelle mesurée par un module de mesure d’une grandeur corporelle différente de la concentration d’analyte, et de détermination d’une valeur représentative d’au moins une grandeur corporelle choisie parmi un stress, une fatigue musculaire, et une concentration rectifiée de l’analyte dans le liquide interstitiel. Figure pour l’abrégé : Fig. 2
Description
DOMAINE DE L'INVENTION
La présente invention concerne un procédé de surveillance corporelle. Plus précisément, elle concerne un procédé de surveillance corporelle par une analyse de liquide corporel, typiquement interstitiel.
ETAT DE LA TECHNIQUE
Certaines pathologies comme le diabète nécessitent une surveillance quotidienne de grandeurs physiologiques du corps humain, en particulier des concentrations en certains composés (la glycémie dans l’exemple du glucose).
Pour cela, il est courant de piquer un point de la peau de sorte à faire perler une goutte de sang, et d’analyser cette goutte soit de façon réactive (par exemple avec une bandelette), soit de façon électronique (par exemple par au moins un capteur analytique), de façon à estimer le ou les grandeurs cibles.
On connait aujourd’hui des systèmes moins invasifs, qui se contentent d’analyser le liquide interstitiel, c’est-à-dire le fluide qui remplit l'espace entre les capillaires sanguins et les cellules. En effet, le liquide interstitiel présente une composition ionique proche de celle du plasma sanguin.
De tels systèmes permettent ainsi de surveiller les grandeurs physiologiques souhaités de façon transcutanée, sans avoir à percer régulièrement la peau.
En particulier, un dispositif porté au poignet appelé GlucoWatch a été proposé, mettant en œuvre un phénomène dit de iontophorèse (ou ionophorèse) dans lequel un champ électrique permet d’attirer le liquide interstitiel à travers la peau jusqu’à un capteur sur la paroi du dispositif. Ce concept a cependant été abandonné rapidement car 6% seulement des patients supportaient la douleur entraînée par l’extraction électrique. De surcroît, les résultats des mesures étaient peu fiables.
Il a été proposé alternativement des sondes transcutanées prenant la forme d’un patch autocollant plaquant un « capteur-microaiguille » juste sous la peau, de sorte à mettre le capteur en communication fluidique permanente avec le liquide interstitiel, pour une surveillance continue. Certaines de ces sondes transcutanées de type patch comprennent des moyens de communications sans fil permettant de remonter les mesures sur le liquide interstitiel à un terminal mobile, pour un stockage et/ou un traitement des mesures (vérification de seuils et de variations, réalisation de statistiques, déclenchement d’alertes si nécessaire,etc.). On citera par exemple les systèmes sugarBEATTMou FreeStyle Libre.
Toutefois, les valeurs d’une concentration en glucose dans le liquide interstitiel d’un utilisateur mesurée par des dispositifs connus peuvent présenter des variations ou des anomalies propres à modifier significativement, voir à fausser la mesure de la concentration en glucose.
Un but de l’invention est de proposer une solution pour mesurer des grandeurs corporelles, telles que la glycémie, le stress d’un utilisateur, et/ou la fatigue musculaire d’un utilisateur, avec plus de précision qu’avec les méthodes connues.
Ce but est atteint dans le cadre de la présente invention grâce à un procédé de détermination d’une grandeur corporelle, de préférence physiologique, d’un utilisateur, le procédé comprenant les étapes de :
a) fourniture d’un dispositif de surveillance corporelle, le dispositif comprenant
- un capteur d’une concentration de l’analyte corporel dans un liquide interstitiel,
- au moins un module de mesure d’une grandeur corporelle de l’utilisateur, la grandeur corporelle étant une grandeur différente de la concentration de l’analyte mesurable par le capteur,
- un boîtier comprenant une unité de contrôle et de traitement des données configurée pour recevoir des données en provenance du capteur et des données en provenance du module de mesure,
b) réception, par l’unité de contrôle et de traitement, de données en provenance du capteur, les données en provenance du capteur étant représentatives de la concentration de l’analyte dans le liquide interstitiel de l’utilisateur,
c) réception, par l’unité de contrôle et de traitement, de données représentatives de la grandeur corporelle en provenance du module de mesure,
d) détermination d’une valeur représentative d’au moins une grandeur corporelle de l’utilisateur à partir des données en provenance du capteur reçues lors de l’étape b) et des données en provenance du module reçues lors de l’étape c).
a) fourniture d’un dispositif de surveillance corporelle, le dispositif comprenant
- un capteur d’une concentration de l’analyte corporel dans un liquide interstitiel,
- au moins un module de mesure d’une grandeur corporelle de l’utilisateur, la grandeur corporelle étant une grandeur différente de la concentration de l’analyte mesurable par le capteur,
- un boîtier comprenant une unité de contrôle et de traitement des données configurée pour recevoir des données en provenance du capteur et des données en provenance du module de mesure,
b) réception, par l’unité de contrôle et de traitement, de données en provenance du capteur, les données en provenance du capteur étant représentatives de la concentration de l’analyte dans le liquide interstitiel de l’utilisateur,
c) réception, par l’unité de contrôle et de traitement, de données représentatives de la grandeur corporelle en provenance du module de mesure,
d) détermination d’une valeur représentative d’au moins une grandeur corporelle de l’utilisateur à partir des données en provenance du capteur reçues lors de l’étape b) et des données en provenance du module reçues lors de l’étape c).
L'invention est avantageusement complétée par les caractéristiques suivantes, prises individuellement ou en l’une quelconque de leurs combinaisons techniquement possibles :
- la grandeur corporelle déterminée lors de l’étape d) est choisie parmi un stress, une fatigue musculaire, et une concentration rectifiée de l’analyte dans le liquide interstitiel,
- la grandeur corporelle est déterminée en mettant en œuvre les étapes de :
e) commande d’une première série de mesures mises en œuvre par le capteur, chaque mesure étant associée aux données fournies à l’unité de contrôle lors de l’étape b), les mesures étant mises en œuvre à un premier intervalle de temps régulier,
f) commande d’une deuxième série de mesures mises en œuvre par le module, chaque mesure étant associée aux données fournies à l’unité de contrôle lors de l’étape c), les mesures étant mises en œuvre à un deuxième intervalle de temps régulier,
la détermination de la valeur représentative lors de l’étape d) étant mise en œuvre périodiquement, à partir de données en provenance du capteur et à partir de données en provenance du module mesurées pendant un même troisième intervalle de temps, le troisième intervalle de temps étant égal à deux fois l’intervalle de temps le plus long du premier intervalle de temps et du deuxième intervalle de temps, le troisième intervalle de temps étant préférentiellement inférieur à trois minutes,
e) commande d’une première série de mesures mises en œuvre par le capteur, chaque mesure étant associée aux données fournies à l’unité de contrôle lors de l’étape b), les mesures étant mises en œuvre à un premier intervalle de temps régulier,
f) commande d’une deuxième série de mesures mises en œuvre par le module, chaque mesure étant associée aux données fournies à l’unité de contrôle lors de l’étape c), les mesures étant mises en œuvre à un deuxième intervalle de temps régulier,
la détermination de la valeur représentative lors de l’étape d) étant mise en œuvre périodiquement, à partir de données en provenance du capteur et à partir de données en provenance du module mesurées pendant un même troisième intervalle de temps, le troisième intervalle de temps étant égal à deux fois l’intervalle de temps le plus long du premier intervalle de temps et du deuxième intervalle de temps, le troisième intervalle de temps étant préférentiellement inférieur à trois minutes,
- l’étape b) comprend également une détermination par l’unité de contrôle et de traitement d’une valeur représentative de la concentration de l’analyte à partir des données en provenance du capteur reçues,
- lors de l’étape d), on détermine la valeur représentative de la concentration rectifiée de l’analyte dans le liquide interstitiel, et l’étape d) comprend une sous-étape de correction ou de suppression, par l’unité de contrôle et de traitement, de la valeur représentative de la concentration de l’analyte déterminée lors de l’étape b) à partir des valeurs des données représentatives de la grandeur corporelle reçues lors de l’étape c),
- le capteur comprend une pluralité de microaiguilles adaptées à être insérées dans le derme de l’utilisateur, et une pluralité d’électrodes, chaque électrode comprenant une surface active métallique agencée en surface de l’une des microaiguilles et comprenant également des biomolécules recouvrant la surface active, chaque électrode étant adaptée à mesurer une concentration de l’analyte dans le liquide interstitiel de l’utilisateur par une réaction électrochimique entre les biomolécules et l’analyte,
- le module de mesure d’une grandeur corporelle du corps de l’utilisateur est un accéléromètre et/ou un détecteur de mouvements, et, lors de l’étape d), on détermine la valeur représentative d’au moins une grandeur corporelle en corrigeant et/ou en supprimant la valeur représentative de la concentration de l’analyte mesuré lors de l’étape b) à partir du résultat d’une comparaison entre d’une part un seuil prédéterminé et/ou un profil dans le temps prédéterminé représentatif(s) d’une accélération et/ou d’un mouvement du dispositif et d’autre part une valeur de la mesure de la grandeur corporelle et/ou un profil dans le temps d’une valeur de la mesure de la grandeur corporelle,
- le module de mesure d’une grandeur corporelle du corps de l’utilisateur est configuré pour mesurer une impédance à la surface et/ou dans la peau de l’utilisateur,
- lors de l’étape d), on détermine la valeur représentative d’au moins une grandeur corporelle, en corrigeant et/ou en supprimant la valeur représentative de la concentration de l’analyte mesuré lors de l’étape b) à partir du résultat d’une comparaison entre, d’une part, un seuil prédéterminé et/ou un profil dans le temps prédéterminé représentatif(s) d’un taux d’humidité à la surface de la peau, et d’autre part, une valeur de la mesure de la grandeur corporelle et/ou un profil dans le temps d’une valeur de la mesure de la grandeur corporelle,
- le module de mesure d’une grandeur corporelle du corps de l’utilisateur est un cardiofréquencemètre configuré pour mesurer une fréquence de battement du cœur de l’utilisateur,
- lors de l’étape d), on détermine la valeur représentative d’au moins une grandeur corporelle, en corrigeant et/ou en supprimant la valeur représentative de la concentration de l’analyte mesuré lors de l’étape b) à partir du résultat d’une comparaison entre, d’une part, un seuil prédéterminé et/ou un profil dans le temps prédéterminé représentatif(s) d’une fréquence cardiaque, et d’autre part, une valeur de la mesure de la grandeur corporelle et/ou un profil dans le temps d’une valeur de la mesure de la grandeur corporelle,
- le module de mesure d’une grandeur corporelle du corps de l’utilisateur est un capteur de pH configuré pour mesurer le pH sur la peau de l’utilisateur et/ou dans le liquide interstitiel de l’utilisateur,
- on détermine la valeur représentative d’au moins une grandeur corporelle, en corrigeant et/ou en supprimant la valeur représentative de la concentration de l’analyte mesuré lors de l’étape b) à partir du résultat d’une comparaison entre, d’une part, un seuil prédéterminé et/ou un profil dans le temps prédéterminé représentatif(s) du pH sur la peau de l’utilisateur et/ou dans le liquide interstitiel de l’utilisateur, et d’autre part, une valeur de la mesure de la grandeur corporelle et/ou un profil dans le temps d’une valeur de la mesure de la grandeur corporelle.
- le boîtier comprend également des moyens d’attache au corps de l’utilisateur,
- lors de l’étape d), la valeur déterminée est représentative de la fatigue musculaire, le procédé comprenant en outre une étape d’émission d’un signal à l’utilisateur lorsque la valeur représentative de la fatigue musculaire dépasse une valeur représentative de la fatigue musculaire prédéterminée.
Un autre aspect de l’invention est un dispositif de surveillance corporelle, le dispositif comprenant
- un capteur d’une concentration de l’analyte corporel dans un liquide interstitiel,
- au moins un module de mesure d’une grandeur corporelle de l’utilisateur, la grandeur corporelle étant une grandeur différente de la concentration de l’analyte mesurable par le capteur,
- un boîtier comprenant une unité de contrôle et de traitement des données configurée pour recevoir des données en provenance du capteur et des données en provenance du module de mesure,
le dispositif étant configurée pour :
- que l’unité de contrôle et de traitement reçoive des données en provenance du capteur, les données en provenance du capteur étant représentatives de la concentration de l’analyte dans le liquide interstitiel de l’utilisateur,
- que l’unité de contrôle et de traitement reçoive des données représentatives de la grandeur corporelle mesurée par le module de mesure,
- déterminer une valeur représentative d’au moins une grandeur corporelle, préférentiellement choisie parmi un stress, une fatigue musculaire, et une concentration rectifiée de l’analyte dans le liquide interstitiel, à partir des données en provenance du capteur reçues et des données en provenance du module reçues.
- un capteur d’une concentration de l’analyte corporel dans un liquide interstitiel,
- au moins un module de mesure d’une grandeur corporelle de l’utilisateur, la grandeur corporelle étant une grandeur différente de la concentration de l’analyte mesurable par le capteur,
- un boîtier comprenant une unité de contrôle et de traitement des données configurée pour recevoir des données en provenance du capteur et des données en provenance du module de mesure,
le dispositif étant configurée pour :
- que l’unité de contrôle et de traitement reçoive des données en provenance du capteur, les données en provenance du capteur étant représentatives de la concentration de l’analyte dans le liquide interstitiel de l’utilisateur,
- que l’unité de contrôle et de traitement reçoive des données représentatives de la grandeur corporelle mesurée par le module de mesure,
- déterminer une valeur représentative d’au moins une grandeur corporelle, préférentiellement choisie parmi un stress, une fatigue musculaire, et une concentration rectifiée de l’analyte dans le liquide interstitiel, à partir des données en provenance du capteur reçues et des données en provenance du module reçues.
Avantageusement, le capteur et/ou le module sont montés fixes au boitier, préférentiellement de manière amovible.
DESCRIPTION DES FIGURES
D’autres caractéristiques, buts et avantages de l’invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels :
Sur l’ensemble des figures, les éléments similaires portent des références identiques.
DEFINITIONS
On entend par «électrode» un dispositif conducteur permettant de capter les variations de potentiel électrique chez un organisme vivant. Une électrode comprend au moins deux extrémités, ou bornes, entre lesquels un potentiel électrique ou un courant électrique est transmis. Une électrode peut préférentiellement présenter au moins trois extrémités, au moins deux des extrémités étant destinées à pénétrer dans le corps d’un organisme vivant. Dans ce cas, on notera que l’électrode est unique, quand bien même plusieurs extrémités sont destinées à pénétrer dans le corps d’un organisme vivant.
On entend par «grandeur corporelle» toute grandeur physique, chimique et/ou biologique représentative d’un état du corps de l’utilisateur.
On entend par «grandeur physiologique» toute grandeur physique, chimique et/ou biologique représentative d’un état physiologique du corps de l’utilisateur.
On entend par «stress» une réponse non spécifique du corps de l’utilisateur à n’importe quelle demande. Smetset al.ont montré, dans le document «Smets, E., Velazquez, E. R., Schiavone, G., Chakroun, I., D’Hondt, E., De Raedt, W., ... & Van Diest, I. (2018). Large-scale wearable data reveal digital phenotypes for daily-life stress detection. NPJ digital medicine, 1(1), 1-10», que le stress est caractérisé de manière fiable par différents signaux physiologiques de l’utilisateur, ce qui lui confère un caractère technique. Il est par exemple connu de mesurer le stress d’un utilisateur en utilisant la conductance de la peau, un électrocardiogramme, un électromyogramme, la pression sanguine, où la température de la peau (en référence au document «Sharma, N. & Gedeon, T. Objective measures, sensors and computational techniques for stress recognition and classification: a survey. Comput. Methods Prog. Biomed. 108, 1287–1301 (2012) »).
On entend par «fatigue musculaire» une grandeur corporelle quantifiée comme une diminution de la force maximale ou de la capacité de puissance du muscle (en référence au document «Enoka, R. M., & Duchateau, J. (2008). Muscle fatigue: what, why and how it influences muscle function. The Journal of physiology, 586(1), 11-23)»). Il est connu de mesurer la fatigue musculaire en mesurant par exemple une accumulation de métabolites dans les fibres d’un muscle, ou par un électromyogramme.
Claims (14)
- Procédé (1) de détermination d’une grandeur corporelle, de préférence physiologique, d’un utilisateur, le procédé comprenant les étapes de :
a) fourniture d’un dispositif (2) de surveillance corporelle, le dispositif (2) comprenant
- un capteur (3) d’une concentration de l’analyte corporel dans un liquide interstitiel,
- au moins un module (4) de mesure d’une grandeur corporelle de l’utilisateur, la grandeur corporelle étant une grandeur différente de la concentration de l’analyte mesurable par le capteur (3),
- un boîtier (5) comprenant une unité (7) de contrôle et de traitement des données configurée pour recevoir des données en provenance du capteur (3) et des données en provenance du module (4) de mesure,
b) réception, par l’unité (7) de contrôle et de traitement, de données en provenance du capteur (3), les données en provenance du capteur (3) étant représentatives de la concentration de l’analyte dans le liquide interstitiel de l’utilisateur,
c) réception, par l’unité (7) de contrôle et de traitement, de données représentatives de la grandeur corporelle en provenance du module (4) de mesure,
d) détermination d’une valeur représentative d’au moins une grandeur corporelle de l’utilisateur à partir des données en provenance du capteur (3) reçues lors de l’étape b) et des données en provenance du module (4) reçues lors de l’étape c). - Procédé (1) selon la revendication précédente, dans lequel la grandeur corporelle déterminée lors de l’étape d) est choisie parmi un stress, une fatigue musculaire, et une concentration rectifiée de l’analyte dans le liquide interstitiel.
- Procédé (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la grandeur corporelle est déterminée en mettant en œuvre les étapes de :
e) commande d’une première série de mesures mises en œuvre par le capteur (3), chaque mesure étant associée aux données fournies à l’unité (7) de contrôle lors de l’étape b), les mesures étant mises en œuvre à un premier intervalle de temps régulier,
f) commande d’une deuxième série de mesures mises en œuvre par le module (4), chaque mesure étant associée aux données fournies à l’unité de contrôle lors de l’étape c), les mesures étant mises en œuvre à un deuxième intervalle de temps régulier,
la détermination de la valeur représentative lors de l’étape d) étant mise en œuvre périodiquement, à partir de données en provenance du capteur (3) et à partir de données en provenance du module (4) mesurées pendant un même troisième intervalle de temps, le troisième intervalle de temps étant égal à deux fois l’intervalle de temps le plus long du premier intervalle de temps et du deuxième intervalle de temps, le troisième intervalle de temps étant préférentiellement inférieur à trois minutes. - Procédé (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’étape b) comprend également une détermination par l’unité (7) de contrôle et de traitement d’une valeur représentative de la concentration de l’analyte à partir des données en provenance du capteur (3) reçues.
- Procédé (1) selon la revendication précédente, dans lequel, lors de l’étape d), on détermine la valeur représentative de la concentration rectifiée de l’analyte dans le liquide interstitiel, et dans lequel l’étape d) comprend une sous-étape de correction ou de suppression, par l’unité (7) de contrôle et de traitement, de la valeur représentative de la concentration de l’analyte déterminée lors de l’étape b) à partir des valeurs des données représentatives de la grandeur corporelle reçues lors de l’étape c).
- Procédé (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le capteur (3) comprend :
- une pluralité de microaiguilles (8) adaptées à être insérées dans le derme de l’utilisateur,
- une pluralité d’électrodes (9), chaque électrode (9) comprenant une surface active (10) métallique agencée en surface de l’une des microaiguilles (8) et comprenant également des biomolécules recouvrant la surface active (10), chaque électrode (9) étant adaptée à mesurer une concentration de l’analyte dans le liquide interstitiel de l’utilisateur par une réaction électrochimique entre les biomolécule et l’analyte. - Procédé (1) selon l’une des revendications 4 à 6, dans lequel :
- le module (4) de mesure d’une grandeur corporelle du corps de l’utilisateur est un accéléromètre et/ou un détecteur de mouvements,
- lors de l’étape d), on détermine la valeur représentative d’au moins une grandeur corporelle en corrigeant et/ou en supprimant la valeur représentative de la concentration de l’analyte mesuré lors de l’étape b) à partir du résultat d’une comparaison entre d’une part un seuil prédéterminé et/ou un profil dans le temps prédéterminé représentatif(s) d’une accélération et/ou d’un mouvement du dispositif et d’autre part une valeur de la mesure de la grandeur corporelle et/ou un profil dans le temps d’une valeur de la mesure de la grandeur corporelle. - Procédé (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le module (4) de mesure d’une grandeur corporelle du corps de l’utilisateur est configuré pour mesurer une impédance à la surface et/ou dans la peau de l’utilisateur.
- Procédé (1) selon la revendication précédente, dans lequel, lors de l’étape d), on détermine la valeur représentative d’au moins une grandeur corporelle, en corrigeant et/ou en supprimant la valeur représentative de la concentration de l’analyte mesuré lors de l’étape b) à partir du résultat d’une comparaison entre, d’une part, un seuil prédéterminé et/ou un profil dans le temps prédéterminé représentatif(s) d’un taux d’humidité à la surface de la peau, et d’autre part, une valeur de la mesure de la grandeur corporelle et/ou un profil dans le temps d’une valeur de la mesure de la grandeur corporelle.
- Procédé (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le module (4) de mesure d’une grandeur corporelle du corps de l’utilisateur est un cardiofréquencemètre configuré pour mesurer une fréquence de battement du cœur de l’utilisateur.
- Procédé (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le module (4) de mesure d’une grandeur corporelle du corps de l’utilisateur est un capteur de pH configuré pour mesurer le pH sur la peau de l’utilisateur et/ou dans le liquide interstitiel de l’utilisateur.
- Procédé (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le boîtier (5) comprend également des moyens d’attache (6) au corps de l’utilisateur.
- Procédé (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le capteur (3) et/ou le module (4) sont montés fixes au boitier (5), préférentiellement de manière amovible.
- Dispositif (2) de surveillance corporelle, le dispositif (2) comprenant
- un capteur (3) d’une concentration de l’analyte corporel dans un liquide interstitiel,
- au moins un module (4) de mesure d’une grandeur corporelle de l’utilisateur, la grandeur corporelle étant une grandeur différente de la concentration de l’analyte mesurable par le capteur (3),
- un boîtier (5) comprenant une unité (7) de contrôle et de traitement des données configurée pour recevoir des données en provenance du capteur (3) et des données en provenance du module (4) de mesure,
caractérisé en que le dispositif (2) est configurée pour :
- que l’unité (7) de contrôle et de traitement reçoive des données en provenance du capteur (3), les données en provenance du capteur (3) étant représentatives de la concentration de l’analyte dans le liquide interstitiel de l’utilisateur,
- que l’unité (7) de contrôle et de traitement reçoive des données représentatives de la grandeur corporelle mesurée par le module (4) de mesure,
- déterminer une valeur représentative d’au moins une grandeur corporelle à partir des données en provenance du capteur (3) reçues et des données en provenance du module (4) reçues.
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Family Applications (1)
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| ENOKA, R. M.DUCHATEAU, J.: "Muscle fatigue: what, why and how it influences muscle function", THE JOURNAL OFPHYSIOLOGY, vol. 586, no. 1, 2008, pages 11 - 23 |
| SHARMA, N.GEDEON, T.: "Objective measures, sensors and computational techniques for stress recognition and classification: a survey", COMPUT. METHODS PROG. BIOMED., vol. 108, 2012, pages 1287 - 1301, XP055346538, DOI: 10.1016/j.cmpb.2012.07.003 |
| SMETS, E.VELAZQUEZ, E. R.SCHIAVONE, G.CHAKROUN, LD'HONDT, E.DE RAEDT, W.VAN DIEST, I.: "Large-scale wearable data reveal digital phenotypes for daily-life stress detection", NPJ DIGITAL MEDICINE, vol. 1, no. 1, 2018, pages 1 - 10 |
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