WO1999022641A1 - Device and method for determining physiological data, and corresponding use - Google Patents

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WO1999022641A1
WO1999022641A1 PCT/FR1998/002335 FR9802335W WO9922641A1 WO 1999022641 A1 WO1999022641 A1 WO 1999022641A1 FR 9802335 W FR9802335 W FR 9802335W WO 9922641 A1 WO9922641 A1 WO 9922641A1
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blood pressure
sleep
physiological information
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PCT/FR1998/002335
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Claude Gagnadre
Sandrine Thuillier
Michel Valette
Henry Lher
Olivier Sentieys
Michel Billon
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Universite De Rennes I
Universite De Bretagne Sud
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    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
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    • A61B5/02Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/021Measuring pressure in heart or blood vessels
    • A61B5/022Measuring pressure in heart or blood vessels by applying pressure to close blood vessels, e.g. against the skin; Ophthalmodynamometers
    • A61B5/0225Measuring pressure in heart or blood vessels by applying pressure to close blood vessels, e.g. against the skin; Ophthalmodynamometers the pressure being controlled by electric signals, e.g. derived from Korotkoff sounds
    • A61B5/02255Measuring pressure in heart or blood vessels by applying pressure to close blood vessels, e.g. against the skin; Ophthalmodynamometers the pressure being controlled by electric signals, e.g. derived from Korotkoff sounds the pressure being controlled by plethysmographic signals, e.g. derived from optical sensors

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Abstract

The invention concerns a device and a method for determining physiological data, using: at least one sensor placed in contact with a subject's skin, reacting in particular to variations in the subject's instantaneous blood pressure, and delivering a signal (151) representing said instantaneous blood pressure; and means (19) for processing and analysing said signal representing the instantaneous blood pressure, delivering at least a physiological information (192); said sensor comprising at least an optical fibre portion (11) subjected to deformations based in particular on said variations in the instantaneous blood pressure, a source of light (14) being disposed at one first end (111) of said optical fibre portion (11), and a photodiode (15) being disposed at the second end (112) of said optical fibre portion (11), and powering both said processing and analysing means (19).

Description

Dispositif et procédé de détermination d'informations physiologiques, et utilisation correspondante. Device and method for determining physiological information, and use thereof.
Le domaine de l'invention est celui de la détermination d'une ou plusieurs informations physiologiques représentatives de l'état d'un sujet humain ou animal. Plus précisément, l'invention concerne un dispositif autonome, au moins en ce qui concerne le relevé de mesures, et capable de fournir des informations physiologiques en continu.The field of the invention is that of determining one or more physiological information representative of the state of a human or animal subject. More specifically, the invention relates to an autonomous device, at least as far as the measurement reading is concerned, and capable of providing physiological information continuously.
Un domaine particulier de l'invention est celui de l'analyse du sommeil, et notamment de la reconnaissance et de la quantification des différentes phases du sommeil chez un sujet. Dans ce cas, l'invention concerne un dispositif autonome et portatif de reconnaissance de phases de sommeil.A particular field of the invention is that of sleep analysis, and in particular of the recognition and quantification of the different phases of sleep in a subject. In this case, the invention relates to an autonomous and portable device for recognizing sleep phases.
Les applications de la reconnaissance et de la quantification des phases de sommeil sont nombreuses. Elles vont du domaine médical (aide au diagnostic de l'apnée du sommeil en pneumologie, des troubles du sommeil, etc..) au domaine "grand public" (évaluation de la qualité et de la quantité du sommeil d'une personne, réveil dans une phase présélectionnée).The applications of recognition and quantification of sleep phases are numerous. They range from the medical field (aid in the diagnosis of sleep apnea in pulmonology, sleep disorders, etc.) to the "general public" field (evaluation of the quality and quantity of a person's sleep, awakening in a preselected phase).
Dans le domaine médical, la reconnaissance des phases du sommeil est généralement obtenue à l'aide de polysomnographes, systèmes complexes et coûteux dont l'utilisation reste réservée à des services hospitaliers spécialisés. Ces systèmes analysent en temps différé une pluralité de signaux biologiques correspondant à une nuit de sommeil. Ils peuvent atteindre un score de bonne reconnaissance des phases de l'ordre de 90%.In the medical field, recognition of sleep phases is generally obtained using polysomnographs, complex and expensive systems, the use of which is reserved for specialized hospital services. These systems analyze in deferred time a plurality of biological signals corresponding to a night's sleep. They can reach a good phase recognition score of around 90%.
Cependant, la technologie d'acquisition des signaux biologiques dans ces systèmes est complexe et peu confortable pour le patient. Elle repose en effet sur l'utilisation d'une série d'électrodes fixées sur le corps du patient, et relié à une unité de traitement. La seule présence de ces électrodes et de leurs câbles de liaison peuvent perturber le sommeil du patient, en particulier s'il s'agit d'une personne souffrant de troubles du sommeil. Cela introduit donc un biais dans les mesures effectuées. Ce biais est généralement encore aggravé par le fait que le patient se trouve dans un environnement particulier (chambre d'hôpital) qui n'est pas le sien habituellement.However, the technology for acquiring biological signals in these systems is complex and uncomfortable for the patient. It is based on the use of a series of electrodes fixed on the patient's body, and connected to a treatment unit. The mere presence of these electrodes and their connecting cables can disturb the patient's sleep, especially if it is a person suffering from sleep disorders. This therefore introduces a bias into the measurements made. This bias is generally further aggravated by the fact that the patient is in a particular environment (hospital room) which is not usually his own.
Dans le domaine grand public, il n'existe actuellement pas de dispositif abordable et confortable pour le suivi régulier des phases de sommeil. La reconnaissance des phases du sommeil peut également permettre de contrôler le réveil d'un sujet, en fonction de ces phases. On sait en effet que le réveil doit avoir lieu, pour être agréable, au cours d'une période de sommeil lent léger. On peut aussi souhaiter que le réveil s'effectue dans une phase de sommeil paradoxal, pour se remémorer ses rêves, ou encore après une ou deux périodes de sommeil profond, qui est le plus réparateur.In the general public domain, there is currently no affordable and comfortable device for regular monitoring of sleep phases. Recognition of the sleep phases can also make it possible to control the awakening of a subject, according to these phases. We know indeed that the awakening must take place, to be pleasant, during a period of light slow sleep. We may also want to wake up in a REM sleep phase, to remember your dreams, or even after one or two periods of deep sleep, which is the most restorative.
Des dispositifs connus ayant cet objectif sont par exemple décrits dans le brevet FR 86 06241 et le certificat d'addition FR 88 10126. Le dispositif du premier document n'est pas efficace, car il se base sur un simple calcul de cycles de sommeil, sans faire intervenir aucune donnée physiologique propre au sujet. Le second document présente un dispositif limité à la reconnaissance du sommeil paradoxal, et semble particulièrement inconfortable, puisqu'il impose la présence d'électrodes à la commissure des paupières.Known devices having this objective are for example described in patent FR 86 06241 and the certificate of addition FR 88 10126. The device of the first document is not effective, because it is based on a simple calculation of sleep cycles, without involving any physiological data specific to the subject. The second document presents a device limited to the recognition of REM sleep, and seems particularly uncomfortable, since it requires the presence of electrodes at the corner of the eyelids.
Un autre dispositif de réveil est décrit dans la demande de brevet FR 91 09702.Another wake-up device is described in patent application FR 91 09702.
Ce dispositif repose sur l'utilisation, dans un boîtier portatif, d'un capteur d'activité cardiaque permettant de suivre le pouls du sujet. Sachant que le rythme cardiaque varie en fonction des différentes phases du sommeil, leur reconnaissance est alors, en principe, aisée.This device is based on the use, in a portable box, of a cardiac activity sensor making it possible to follow the pulse of the subject. Knowing that the heart rate varies according to the different phases of sleep, their recognition is then, in principle, easy.
Dans la pratique, les inventeurs ont toutefois constaté que la prise en compte de l'information de rythme cardiaque seule ne permet pas d'obtenir des résultats satisfaisants. Le taux de réussite de la reconnaissance par ce système reste en effet inférieur à 70%, ce qui est insuffisant pour en envisager l'utilisation, en particulier dans le domaine médical.In practice, the inventors have however observed that taking into account the heart rate information alone does not make it possible to obtain satisfactory results. The success rate of recognition by this system remains indeed less than 70%, which is insufficient to consider its use, in particular in the medical field.
Plus généralement, la connaissance de données physiologiques présente de nombreux avantages, que ce soit pour l'aide au diagnostic en milieu médical, le suivi à long terme de patients, la détection de situations anormales,...More generally, knowledge of physiological data presents many advantages, whether for diagnostic assistance in a medical environment, long-term monitoring of patients, detection of abnormal situations, ...
Dans la pratique, les dispositifs fiables offrant ces possibilités sont réservés au domaine médical. Il nécessite la présence d'une machine dédiée reliée au patient par une pluralité de capteurs, avec tous les inconvénients déjà décrits plus haut.In practice, the reliable devices offering these possibilities are reserved for the medical field. It requires the presence of a dedicated machine connected to the patient by a plurality of sensors, with all the drawbacks already described above.
La plupart des dispositifs connus destinés au grand public se limite à la détection du pouls. Il s'agit certes d'une information importante, mais elle est en général insuffisante pour tirer une conclusion fiable. On connaît aussi des dispositifs capables de déterminer la tension artérielle, mais il s'agit de systèmes complexes nécessitant une manipulation peu aisée et ne pouvant pas délivrer des mesures en continu, mais uniquement à la demande (de même que les polysomnographes classiques).Most of the known devices intended for the general public are limited to the detection of the pulse. While this is important information, it is generally insufficient to draw a reliable conclusion. There are also known devices capable of determining blood pressure, but these are complex systems requiring impractical handling and not being able to deliver continuous measurements, but only on demand (like conventional polysomnographs).
La demande de brevet PCT WO-94/16610 décrit un dispositif palliant la plupart de ces inconvénients. Ce dispositif permet en effet de déterminer au moins une donnée représentative du pouls, de la tension artérielle ou de la respiration, de façon simple.PCT patent application WO-94/16610 describes a device which overcomes most of these drawbacks. This device makes it possible to determine at least one datum representative of the pulse, of the blood pressure or of the respiration, in a simple manner.
Ces données sont obtenues à partir d'une analyse idoine du signal de pression sanguine instantanée.These data are obtained from a suitable analysis of the instantaneous blood pressure signal.
Pour obtenir ce résultat, le dispositif comprend un capteur piézo-électrique placé en contact avec la peau d'un sujet, et réagissant aux variations de la pression sanguine instantanée. Toutefois, cette technique ne peut être mise en oeuvre de façon aussi simple, le signal relevé par le capteur piézo-électrique étant bien sûr très perturbé par les mouvements du sujet.To obtain this result, the device comprises a piezoelectric sensor placed in contact with the skin of a subject, and reacting to variations in instantaneous blood pressure. However, this technique cannot be implemented in such a simple manner, the signal detected by the piezoelectric sensor being of course very disturbed by the movements of the subject.
Un deuxième capteur similaire, isolé de la peau du sujet est donc nécessaire, pour relever les seuls mouvements. Ensuite, un traitement spécifique est effectué, pour obtenir un signal corrigé, exploitable par des moyens de traitement.A second similar sensor, isolated from the subject's skin is therefore necessary, to detect the only movements. Then, a specific processing is carried out, to obtain a corrected signal, exploitable by processing means.
La présence de ce double capteur présente divers inconvénients, notamment en ce qui concerne le coût de revient, l'encombrement, notamment lorsque l'on désire intégrer le dispositif dans un boîtier de petite taille tel qu'un boîtier de montre, la précision nécessaire au montage,...The presence of this double sensor has various drawbacks, in particular as regards the cost price, the size, in particular when it is desired to integrate the device in a small case such as a watch case, the precision required for assembly, ...
De plus, notamment lorsque le système est placé dans une montre, un capteur supplémentaire est encore nécessaire, pour déterminer la contrainte induite par le serrage du bracelet (il est clair en effet que l'amplitude du signal mesuré varie en fonction de ce serrage).In addition, in particular when the system is placed in a watch, an additional sensor is still necessary, to determine the stress induced by the tightening of the bracelet (it is indeed clear that the amplitude of the measured signal varies as a function of this tightening) .
Par ailleurs, la précision obtenue par ce système peut s'avérer insuffisante dans certains domaines.Furthermore, the precision obtained by this system may prove to be insufficient in certain fields.
L'invention a notamment pour objectif de pallier aux divers inconvénients de cet état de la technique. Plus précisément, un objectif de l'invention est de fournir un dispositif de détermination d'informations physiologiques, et un procédé correspondant, qui présente une précision accrue par rapport aux techniques connues.The invention particularly aims to overcome the various drawbacks of this state of the art. More specifically, an object of the invention is to provide a device for determining physiological information, and a corresponding method, which has increased precision compared to known techniques.
Un autre objectif de l'invention est de fournir un tel dispositif, qui soit d'un coût de revient réduit tant en ce qui concerne les éléments mis en oeuvre que leur montage.Another objective of the invention is to provide such a device, which is of reduced production cost both with regard to the elements used and their assembly.
L'invention a également pour objectif de fournir un tel dispositif, qui soit d'encombrement réduit, pouvant être aisément placé, par exemple, à l'intérieur d'un boîtier de montre.The invention also aims to provide such a device, which is compact, can be easily placed, for example, inside a watch case.
Un objectif complémentaire de l'invention est encore de fournir un tel dispositif, qui permette de détecter certains événements extraordinaires, tels qu'une chute.An additional objective of the invention is also to provide such a device, which makes it possible to detect certain extraordinary events, such as a fall.
Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints selon l'invention à l'aide d'un dispositif de détermination d'informations physiologiques, comprenant : - au moins un capteur placé en contact avec la peau d'un sujet, réagissant notamment aux variations de la pression sanguine instantanée dudit sujet, et délivrant un signal représentatif de ladite pression sanguine instantanée ; et des moyens de traitement et d'analyse dudit signal représentatif de la pression sanguine instantanée, délivrant au moins une information physiologique, ledit capteur comprenant au moins une portion de fibre optique subissant des déformations fonction notamment desdites variations de la pression sanguine instantanée, une source de lumière étant placée à une première extrémité de ladite portion de fibre optique, et une photodiode étant placée à la seconde extrémité de ladite portion de fibre optique, et alimentant lesdits moyens de traitement et d'analyse.These objectives, as well as others which will appear subsequently, are achieved according to the invention using a device for determining physiological information, comprising: - at least one sensor placed in contact with the skin of a subject, reacting in particular to variations in the instantaneous blood pressure of said subject, and delivering a signal representative of said instantaneous blood pressure; and means for processing and analyzing said signal representative of instantaneous blood pressure, delivering at least physiological information, said sensor comprising at least one portion of optical fiber undergoing deformations depending in particular on said variations in instant blood pressure, a source of light being placed at a first end of said portion of optical fiber, and a photodiode being placed at the second end of said portion of optical fiber, and supplying said processing and analysis means.
Ainsi, l'invention repose sur l'analyse de micro-déformations d'une (ou plusieurs) fibre optique. Il est possible, avec cette technique, d'obtenir une très grande précision, pour un coût de revient raisonnable. L'encombrement résultant peut être fortement limité, et le montage est aisé. Cela est d'autant plus vrai que le même montage permet d'obtenir également une information sur la force de serrage du bracelet de maintien (dans l'hypothèse de l'utilisation d'un bracelet). L'analyse des micro-déformations est connue, dans certains domaines très éloignés de l'invention. Toutefois, ces méthodes connues (voir par exemple "capteurs à fibres optiques et réseaux associés", pr P. Ferdinand) s'applique à des fibres optiques de grande longueur, et nécessite un appareillage encombrant. Personne n'a jamais envisagé d'utiliser une fibre optique de très faible dimension, et encore moins dans le domaine de la détermination d'informations physiologiques.Thus, the invention is based on the analysis of micro-deformations of one (or more) optical fibers. It is possible, with this technique, to obtain very high precision, for a reasonable cost price. The resulting size can be greatly limited, and assembly is easy. This is all the more true since the same assembly also makes it possible to obtain information on the tightening force of the support strap (in the event of the use of a strap). The analysis of micro-deformations is known in certain fields very far from the invention. However, these known methods (see for example "fiber optic sensors and associated networks", pr P. Ferdinand) apply to long optical fibers, and requires bulky equipment. No one has ever considered using a very small optical fiber, and even less in the field of determining physiological information.
Par ailleurs, les techniques connues proposent des mesures par réflectométrie. La technique de l'invention repose en revanche sur la mise en oeuvre d'une photodiode à l'extrémité de la fibre opposée à celle par laquelle est introduite la lumière.Furthermore, known techniques propose measurements by reflectometry. The technique of the invention, however, is based on the use of a photodiode at the end of the fiber opposite to that through which the light is introduced.
De façon avantageuse, ledit capteur comprend une plaque en contact avec la peau dudit sujet, dont les déplacements sont répercutés sur des moyens de serrage comprenant une première et une seconde mâchoires enserrant ladite portion de fibre optique sur une partie de sa longueur.Advantageously, said sensor comprises a plate in contact with the skin of said subject, the displacements of which are passed on to clamping means comprising a first and a second jaw enclosing said portion of optical fiber over part of its length.
Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, lesdits moyens de serrage comprennent une première mâchoire plane, et une seconde mâchoire présentant une série de stries perpendiculaires à l'axe de ladite portion de fibre optique.According to a preferred embodiment of the invention, said means of tightening comprise a first planar jaw, and a second jaw having a series of grooves perpendicular to the axis of said portion of optical fiber.
Cette structure est simple à mettre en oeuvre (une des pièces étant plane) et s'avère efficace, notamment si le nombre de stries et le pas entre elles sont bien choisis.This structure is simple to implement (one of the parts being flat) and proves to be effective, in particular if the number of streaks and the pitch between them are well chosen.
Ainsi, on obtient de bons résultats lorsque ladite seconde mâchoire présente entre 8 et 12 stries. Plus généralement, on cherche selon l'invention le nombre de stries représentant un compromis entre la sensibilité et la largeur du pic de résonance pour assurer une stabilité suffisante, en favorisant la première résonance. De façon avantageuse, ladite plaque et lesdits moyens de serrage sont interconnectés par l'intermédiaire d'une bille. Cela permet d'améliorer la qualité de la répercution des déplacements dus à la pression sanguine, quels que soient les mouvements et la position du bras.Thus, good results are obtained when said second jaw has between 8 and 12 streaks. More generally, according to the invention, the number of streaks representing a compromise between the sensitivity and the width of the resonance peak is sought to ensure sufficient stability, by promoting the first resonance. Advantageously, said plate and said clamping means are interconnected by means of a ball. This improves the quality of the repercussions of movements due to blood pressure, regardless of the movements and position of the arm.
Selon une caractéristique particulière de l'invention, le dispositif comprend de plus au moins un accéléromètre, et préférentiellement deux accéléromètres, correspondant respectivement à deux directions perpendiculaires.According to a particular characteristic of the invention, the device further comprises at least one accelerometer, and preferably two accelerometers, corresponding respectively to two perpendicular directions.
Ces derniers permettent de détecter notamment les chutes et les mouvements brusques.These are used to detect falls and sudden movements in particular.
Lesdits moyens de traitement et d'analyse comprennent avantageusement des moyens de décomposition frequentielle (par filtrage ou transformée de Fourier) dudit signal représentatif de la pression sanguine instantanée, de façon à distinguer au moins des deux informations appartenant au groupe comprenant : une information représentative de la force de serrage dudit capteur contre la peau dudit sujet ; - une information représentative du rythme respiratoire dudit sujet ; une ou plusieurs informations représentatives de la tension artérielle dudit sujet. Selon un mode de réalisation, le dispositif de l'invention comprend des moyens d'émission de signaux de données vers une unité distante de traitement et/ou de restitution d'informations physiologiques.Said processing and analysis means advantageously comprise means for frequency decomposition (by filtering or Fourier transform) of said signal representative of instantaneous blood pressure, so as to distinguish at least two pieces of information belonging to the group comprising: piece of information representative of the force of clamping of said sensor against the skin of said subject; - information representative of the respiratory rate of said subject; one or more pieces of information representative of the blood pressure of said subject. According to one embodiment, the device of the invention comprises means for transmitting data signals to a remote unit for processing and / or restoring physiological information.
L'invention concerne également un procédé de détermination d'informations physiologiques, comprenant notamment les étapes suivantes : - application d'un capteur en contact avec la peau d'un sujet, ledit capteur comprenant au moins une portion de fibre optique subissant des déformations fonction notamment des variations de la pression sanguine instantanée dudit sujet ; émission de lumière à une première extrémité de ladite portion de fibre optique ; traitement et analyse dudit signal lumineux, de façon à déterminer au moins une information physiologique, en fonction des perturbations dudit signal. Avantageusement, ladite étape de traitement et/ou d'analyse comprend au moins une des étapes appartenant au groupe comprenant les étapes de : détermination d'une information représentative de la force de serrage dudit capteur contre la peau dudit sujet ; amplification et filtrage passe-bande du signal électrique correspondant audit signal lumineux ; - conversion analogique/numérique des valeurs mesurées ; séparation d'au moins deux éléments d'information distincts, par filtrage ou transformée de Fourier ; traitement des données, par décision statistique, décision prévisionnelle et/ou logique floue ; - transmission d'au moins un desdits éléments d'information et/ou d'au moins un résultat dudit traitement de données vers une station distante. Lesdits éléments d'information peuvent notamment appartennir au groupe comprenant : un information représentative de l'amplitude et/ou de la fréquence respiratoire ; une information représentative de la fréquence et/ou de la variance cardiaque ; - une information représentative de l'onde de pression artérielle et/ou de sa variance. De façon avantageuse, le procédé comprend encore une étape de détection d'une situation anormale chez ledit sujet, en fonction d'un signal délivré par au moins un accéléromètre. Le dispositif et le procédé décrits ci-dessus peuvent être utilisés pour de nombreuses applications, telles que : suivi des personnes à risque ; reconnaissance des phases du sommeil ; réveil du sujet dans une phase de sommeil prédéterminée et/ou dans un intervalle de temps déterminé ; détection de la somnolence ; quantification du sommeil ; détection des troubles du sommeil ; détection de l'apnée du sommeil ; - aide à la surveillance de maladies cardio-vasculaires ; programmation d'appareils en fonction des phases de sommeil ; aide à l'analyse de la maladie de Parkinson ; aide à la prévention des ischémies cérébrales ; surveillance respiratoire ; - surveillance du nourrisson ; analyse du sommeil polyphasique ; observation de la récupération après un effort ; suivi d'un niveau de vigilance ; aide à la détection du stress ; applications à l'élevage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description d'un mode de réalisation préférentiel, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés, parmi lesquels : la figure 1 est un schéma synoptique d'un dispositif selon l'invention ; la figure 2 présente un exemple de signal pouvant être relevé en sortie de la fibre optique du dispositif de la figure 1 ; la figure 3 présente le signal de la figure 2, transformé dans l'espace des fréquences ; la figure 4 est un schéma synoptique simplifié du procédé de l'invention ; la figure 5 illustre un mode de montage de la source lumineuse et de la fibre optique de la figure 1 ; la figure 6 est un schéma électrique des moyens d'amplification de la figure 1.The invention also relates to a method for determining physiological information, comprising in particular the following steps: - application of a sensor in contact with the skin of a subject, said sensor comprising at least one portion of optical fiber undergoing functional deformations in particular variations in the instantaneous blood pressure of said subject; emitting light at a first end of said portion of optical fiber; processing and analysis of said light signal, so as to determine at least one physiological item of information, as a function of the disturbances of said signal. Advantageously, said processing and / or analysis step comprises at least one of the steps belonging to the group comprising the steps of: determining information representative of the tightening force of said sensor against the skin of said subject; amplification and bandpass filtering of the electrical signal corresponding to said light signal; - analog / digital conversion of measured values; separation of at least two distinct pieces of information, by filtering or Fourier transform; data processing, by statistical decision, forecast decision and / or fuzzy logic; - transmission of at least one of said pieces of information and / or at least one result of said data processing to a remote station. Said information may in particular belong to the group comprising: information representative of the amplitude and / or respiratory rate; information representative of the heart rate and / or variance; - information representative of the blood pressure wave and / or its variance. Advantageously, the method also comprises a step of detecting an abnormal situation in said subject, as a function of a signal delivered by at least one accelerometer. The device and method described above can be used for many applications, such as: monitoring people at risk; recognition of sleep phases; awakening of the subject in a predetermined sleep phase and / or in a determined time interval; drowsiness detection; sleep quantification; sleep disorder detection; sleep apnea detection; - help in monitoring cardiovascular diseases; programming of devices according to sleep phases; assists in the analysis of Parkinson's disease; helps in the prevention of cerebral ischemia; respiratory monitoring; - infant monitoring; polyphasic sleep analysis; observation of recovery after exercise; monitoring of a level of vigilance; helps in the detection of stress; applications to livestock. Other characteristics and advantages of the invention will appear more clearly on reading the description of a preferred embodiment, given by way of simple illustrative and nonlimiting example, and of the appended drawings, among which: FIG. 1 is a block diagram of a device according to the invention; FIG. 2 shows an example of a signal that can be detected at the output of the optical fiber of the device of FIG. 1; FIG. 3 shows the signal of FIG. 2, transformed in the frequency space; Figure 4 is a simplified block diagram of the method of the invention; FIG. 5 illustrates a method of mounting the light source and the optical fiber of FIG. 1; FIG. 6 is an electrical diagram of the amplification means of FIG. 1.
Comme indiqué précédemment, l'invention concerne un dispositif de détermination d'informations physiologiques portable et autonome.As indicated above, the invention relates to a device for determining portable and autonomous physiological information.
Dans le mode de réalisation décrit par la suite, il est inséré dans un boîtier de montre, et peut donc être porté au poignet. De nombreux autres montages peuvent bien sûr être envisagés, en fonction des besoins et des applications (personnes âgées, sportifs, nourissons, animaux,...). Différents moyens autres qu'un bracelet peuvent être utilisés pour maintenir un capteur tel que celui décrit par la suite au contact de la peau du sujet.In the embodiment described below, it is inserted in a watch case, and can therefore be worn on the wrist. Many other arrangements can of course be envisaged, depending on the needs and applications (the elderly, athletes, infants, animals, etc.). Different means other than a bracelet can be used to maintain a sensor such as that described below in contact with the subject's skin.
L'invention repose sur l'utilisation d'un capteur optique à micro-déformation. Une fibre optique est prise "en sandwich" entre deux mâchoires, la contraignant à des micro-déformations. Une puissance lumineuse est injectée dans la fibre, et l'éclairement qui en ressort est analysé.The invention is based on the use of an optical micro-deformation sensor. An optical fiber is sandwiched between two jaws, forcing it to micro-deformation. Light power is injected into the fiber, and the resulting illumination is analyzed.
Une variation de la force appliquée sur la mâchoire crée des déformations locales qui engendrent une variation de l'indice local, due à l'effet photoélastique de la fibre. Ceci influe sur l'équilibre modal, et donc sur l'intensité de sortie.A variation in the force applied to the jaw creates local deformations which generate a variation of the local index, due to the photoelastic effect of the fiber. This influences the modal balance, and therefore on the output intensity.
Un mode de réalisation de l'invention est illustré en figure 1.An embodiment of the invention is illustrated in FIG. 1.
Une portion de fibre optique 11, d'une longueur de l'ordre de 2 cm (par exemple), est placée entre deux mâchoires 12 et 13. La fibre 11 est par exemple une fibre en silice 50/125 avec un revêtement acrylate de 250 μm de diamètre.A portion of optical fiber 11, with a length of the order of 2 cm (for example), is placed between two jaws 12 and 13. The fiber 11 is for example a 50/125 silica fiber with an acrylate coating of 250 μm in diameter.
La fibre optique 11 comporte une âme centrale optiquement transparente à contrainte appliquée nulle, une couche formant une gaine optique, entourant concentriquement l'âme et ayant un indice de réfraction inférieur à l'âme, et éventuellement une ou deux couches de protection plus élastiques que les deux premiers matériaux sont rapportées concentriquement.The optical fiber 11 comprises an optically transparent central core with zero applied stress, a layer forming an optical sheath, concentrically surrounding the core and having a refractive index lower than the core, and possibly one or two protective layers more elastic than the first two materials are brought together concentrically.
Lorsqu'une microdéformation est appliquée à la fibre, une partie de la lumière qui se propage dans l'âme centrale au voisinage de la microdéformation est dirigée dans la couche de la gaine. Ceci réduit alors l'intensité de la lumière se propageant sur toute la longueur de la fibre optique. La sensibilité du phénomène est amplifiée quand les microdéformations sont réparties le long de la fibre d'une distance fonction de l'ouverture numérique de la fibre et du diamètre du coeur.When a microdeformation is applied to the fiber, part of the light which propagates in the central core in the vicinity of the microdeformation is directed into the sheath layer. This then reduces the intensity of the light propagating over the entire length of the optical fiber. The sensitivity of the phenomenon is amplified when the microdeformations are distributed along the fiber by a distance depending on the numerical aperture of the fiber and the diameter of the core.
On peut bien sûr prévoir plusieurs fibres optiques montées de façon similaire, pour obtenir plusieurs relevés, et affiner les traitements et analyses. Avantageusement, l'une des pièces de contrainte, ou mâchoires, (12) est plane.It is of course possible to provide several optical fibers mounted in a similar manner, to obtain several readings, and to refine the treatments and analyzes. Advantageously, one of the constraint parts, or jaws, (12) is flat.
L'autre mâchoire 13 est une pièce dentelée, présentant plusieurs stries 131, sur lesquelles la fibre 11 prend appui.The other jaw 13 is a serrated part, having several ridges 131, on which the fiber 11 is supported.
Le nombre de stries 131 peut être de l'ordre de 8 à 12, et par exemple de 10. Le pas entre deux stries consécutives est préférentiellement de 1,1 mm, pour la fibre considérée.The number of streaks 131 may be of the order of 8 to 12, and for example of 10. The pitch between two consecutive streaks is preferably 1.1 mm, for the fiber considered.
Plus précisément, le nombre de stries et le pas entre ces dernières sont choisis de façon à offrir le meilleur compromis entre la sensibilité et la largeur du pic de la première résonance pour obtenir une stabilité suffisante. Ferdinand, dans l'ouvrage déjà cité, a évalué la sensibilité de détection d'une contrainte par une fibre soumise à des micro déformations.More precisely, the number of streaks and the pitch between them are chosen so as to offer the best compromise between the sensitivity and the width of the peak of the first resonance to obtain sufficient stability. Ferdinand, in the work already cited, evaluated the sensitivity of stress detection by a fiber subjected to micro deformations.
Ce dernier a déterminé les pas de résonance et observé la très grande sensibilité d'un capteur à fibre optique par rapport à celle obtenue avec un contact ponctuel (équivalent à une strie) (1,6 dB) pour une force de 9 N. Des mesures ont également montré que la largeur du pic de résonance est fonction du nombre de stries et que, pour un nombre de stries donné, le pic le plus large n'est pas obtenu à la première résonance.The latter determined the resonance steps and observed the very high sensitivity of a fiber optic sensor compared to that obtained with a point contact (equivalent to a streak) (1.6 dB) for a force of 9 N. measurements have also shown that the width of the resonance peak is a function of the number of streaks and that, for a given number of streaks, the widest peak is not obtained at the first resonance.
Ces résultats connus ont été obtenus par des techniques de réflectométrie, donc mettant en oeuvre des moyens encombrants. Pour minimiser l'encombrement du capteur, les inventeurs favorisent quant à eux la première résonance, et ont déterminé un nombre de stries représentant un compromis entre la sensibilité et la largeur du pic de résonance pour assurer une stabilité suffisante. Ils ont constaté que, avec 10 stries, on obtient, sous une contrainte statique de 10 N, un pas de résonance de 1,10 mm, 30% de fuite mesurées en bout de fibre. Une source lumineuse 14, par exemple de puissance 1 mW, à excitation impulsionnelle ou continue, est placée à l'une des extrémités 111 de la fibre 11. Il s'agit par exemple d'une diode laser, d'une diode électroluminescente (D.E.L.) ou d'une diode laser à émission par la surface (qui présente l'avantage d'un rendement supérieur).These known results were obtained by reflectometry techniques, therefore using bulky means. To minimize the size of the sensor, the inventors favor the first resonance, and have determined a number of streaks representing a compromise between the sensitivity and the width of the resonance peak to ensure sufficient stability. They found that, with 10 streaks, one obtains, under a static stress of 10 N, a resonance pitch of 1.10 mm, 30% of leakage measured at the end of the fiber. A light source 14, for example of power 1 mW, with pulse or continuous excitation, is placed at one of the ends 111 of the fiber 11. It is for example a laser diode, a light-emitting diode ( LED) or a surface emission laser diode (which has the advantage of higher efficiency).
A l'autre extrémité 112 de la fibre optique est placé un détecteur 15 à photodiode (par exemple du type BPW 34 distribué par SIEMENS (marques déposées)). Ce détecteur 15 délivre un signal électrique 151, représentatif du signal lumineux reçu, portant des informations représentatives des micro-déformations subies par la fibre 11.At the other end 112 of the optical fiber is placed a photodiode detector 15 (for example of the BPW 34 type distributed by SIEMENS (registered trademarks)). This detector 15 delivers an electrical signal 151, representative of the light signal received, carrying information representative of the micro-deformations undergone by the fiber 11.
Ces micro-déformations sont dues aux contraintes transmises aux mâchoires 12 et 13. Ces contraintes correspondent aux déplacements d'une plaque 16, solidaire de la mâchoire 12 par l'intermédiaire d'une bille 17.These micro-deformations are due to the stresses transmitted to the jaws 12 and 13. These stresses correspond to the displacements of a plate 16, integral with the jaw 12 via a ball 17.
La plaque 16 est destinée à venir en contact avec la peau d'un sujet. Elle répercute les mouvements existants à la surface de la peau et à son voisinage, et notamment ceux dus aux variations de la pression sanguine instantanée. La présence d'une bille 17 entre la mâchoire 12 et la plaque 16 permet d'obtenir une flexibilité du montage, de façon que la plaque 16 reste le plus possible intégralement appliquée contre la peau du sujet.The plate 16 is intended to come into contact with the skin of a subject. It reflects the movements existing on the surface of the skin and in its vicinity, and in particular those due to variations in instantaneous blood pressure. The presence of a ball 17 between the jaw 12 and the plate 16 makes it possible to obtain flexibility in mounting, so that the plate 16 remains as fully as possible applied against the subject's skin.
On notera que le montage et l'assemblage sont très simples, notamment en ce qui concerne la partie optique. En particulier, aucun composant optique supplémentaire pour assurer l'injection n'est nécessaire. La fibre optique est positionnée par exemple à l'aide d'un élément de mise en place et de maintien en forme de "V". La source lumineuse 14 est mise en place dans l'axe, à l'aide d'une pièce préformée 51 recevant d'une part la source 14 et d'autre part l'extrémité 111 de la fibre optique, selon le montage illustré en figure 5. Le dispositif de l'invention comprend par ailleurs des moyens de traitement et d'analyse du signal 151.It will be noted that the mounting and assembly are very simple, in particular as regards the optical part. In particular, no additional optical component to ensure the injection is necessary. The optical fiber is positioned for example using a positioning and holding element in the shape of a "V". The light source 14 is placed in the axis, using a preformed part 51 receiving on the one hand the source 14 and on the other hand the end 111 of the optical fiber, according to the assembly illustrated in FIG. 5. The device of the invention also comprises means for processing and analyzing the signal 151.
Ces moyens comprennent avantageusement un premier amplificateur passe-basThese means advantageously include a first low-pass amplifier
181, qui délivre une composante continue 182 représentative du serrage du bracelet (dans l'hypothèse où le dispositif décrit ci-dessus est placé dans un boîtier de montre maintenu classiquement par un bracelet). Cet amplificateur fournit une tension de 1 volt pour un courant de photodiode 15 de 0,5 mA.181, which delivers a continuous component 182 representative of the tightening of the bracelet (in the event that the device described above is placed in a watch case conventionally held by a bracelet). This amplifier supplies a voltage of 1 volt for a photodiode current of 0.5 mA.
Un second amplificateur passe-bande 183 délivre un signal 184 de pression artérielle, présentant un gain de 50 dans la bande passante 0,1 - 10 Hz.A second bandpass amplifier 183 delivers a blood pressure signal 184, having a gain of 50 in the bandwidth 0.1 - 10 Hz.
Un mode de réalisation de ces moyens d'amplification est illustré en figure 6. La chaîne d'amplification comporte deux étages 61 et 62 alimentés en monotension et à très faible consommation. La sortie 63 du premier étage 61 est fonction du serrage du bracelet. Celui-ci, de type standard, doit présenter une élasticité de 1 mm/N et être serré de manière confortable, c'est-à-dire environ avec une force de serrage comprise entre 5 et 10 N. Pour un serrage nul la tension de sortie est de l'ordre de 1 V. Pour un serrage maximum la tension de sortie est de l'ordre de 2 V, assurant une très bonne dynamique pour la mesure du serrage du bracelet.An embodiment of these amplification means is illustrated in FIG. 6. The amplification chain comprises two stages 61 and 62 supplied with monotension and with very low consumption. The output 63 of the first stage 61 is a function of the tightening of the bracelet. This one, of standard type, must have an elasticity of 1 mm / N and be tightened in a comfortable way, that is to say approximately with a tightening force ranging between 5 and 10 N. For a zero tightening the tension output voltage is around 1 V. For maximum tightening, the output voltage is around 2 V, ensuring very good dynamics for measuring bracelet tightness.
En effet la mesure de cette grandeur est très importante puisque l'amplitude du signal de sortie du deuxième étage est fonction du serrage du bracelet. Plus le bracelet est serré mieux l'impulsion cardiaque est transmise, à travers le muscle et la peau par l'intermédiaire du bracelet, à la pièce mobile dentelée comprimant la fibre.Indeed, the measurement of this quantity is very important since the amplitude of the second stage output signal is a function of the tightening of the bracelet. The more the bracelet is the better the cardiac impulse is transmitted, through the muscle and the skin via the bracelet, to the serrated moving part compressing the fiber.
Le deuxième étage 62 a pour fonction d'amplifier l'impulsion cardiaque dans la bande passante 0,1 Hz-lOHz. Ce signal composite 64 comprend les informations sur la fréquence cardiaque, une image de la différence de pression artérielle, les paramètres respiratoires et éventuellement une perturbation fonction du mouvement ou de sources nerveuses excitant le bracelet.The second stage 62 has the function of amplifying the cardiac pulse in the passband 0.1 Hz-10 Hz. This composite signal 64 includes information on the heart rate, an image of the difference in blood pressure, respiratory parameters and possibly a disturbance as a function of movement or of nerve sources exciting the bracelet.
Ces différentes variables sont séparées par les moyens de traitement.These different variables are separated by the processing means.
La figure 6 n'est pas décrite en détail, les montags utilisés étant classiques en eux- mêmes. A titre indicatif les composants peuvent être les suivants :Figure 6 is not described in detail, the montags used being conventional in themselves. As an indication the components can be the following:
D : DEL ;D: DEL;
RI : 200 kΩ ;RI: 200 kΩ;
R2 : 150 kΩ ;R2: 150 kΩ;
R3 : 1 MΩR3: 1 MΩ
R4 : 20 kΩR4: 20 kΩ
R5 : 40 kΩR5: 40 kΩ
R6 : 51 kΩR6: 51 kΩ
R7 : 47 kΩR7: 47 kΩ
R8 : 1,8 MΩ ;R8: 1.8 MΩ;
Cl : 47 μF ;Cl: 47 μF;
C2 : 8,2 nF ;C2: 8.2 nF;
U1, U2 : LM 6142U1, U2: LM 6142
Les moyens de traitement 19 mettent en forme et analysent les signaux 182 et 184. Notamment, ils extraient les différentes informations représentatives de la respiration et de la fréquence cardiaque, et effectuent divers calculs sur ces informations, tels que ceux décrits par la suite en relation avec la figure 4.The processing means 19 format and analyze the signals 182 and 184. In particular, they extract the various information representative of respiration and the heart rate, and perform various calculations on this information, such as those described below in relation with figure 4.
Un exemple de signal 184 est présenté en figure 2. La figure 3 présente le même signal, transformé dans l'espace des fréquences. On distingue aisément : une composante respiratoire 31 ; le fondamental 32 de la fréquence cardiaque ; les 2èmes (33) et 3èmes harmoniques de la fréquence cardiaque. Avantageusement, les moyens de traitement 19 tiennent compte d'informations actimétriques délivrées par deux accéléromètres 201 et 202, qui alimentent deux conditionneurs 203 et 204. Ces informations sont notamment pertinentes au moment de certaines transitions en cours de sommeil ou en cas de chute.An example of signal 184 is presented in FIG. 2. FIG. 3 presents the same signal, transformed in the frequency space. We can easily distinguish: a respiratory component 31; the fundamental 32 of the heart rate; the 2nd (33) and 3rd harmonics of the heart rate. Advantageously, the processing means 19 take account of actimetric information delivered by two accelerometers 201 and 202, which supply two conditioners 203 and 204. This information is particularly relevant at the time of certain transitions during sleep or in the event of a fall.
Les accélérations sont mesurés dans les directions suivantes, définies par l'avant- bras reposant couché à l'horizontale : direction parallèle à F avant-bras ; direction verticale. Les accéléromètres sont par exemple des cellules piézo-électriques. Les moyens de traitement 19 assurent encore la gestion 191 de l'émission laser. Les informations obtenues 192 alimentent des moyens 21 d'émission vers une station distante 22, telle qu'un micro-ordinateur. Bien sûr, ces informations peuvent également être restituées, par un écran et/ou un haut-parleur, directement sur le boîtier.The accelerations are measured in the following directions, defined by the resting forearm lying horizontally: direction parallel to F forearm; vertical direction. The accelerometers are, for example, piezoelectric cells. The processing means 19 still manage 191 the laser emission. The information obtained 192 feeds transmission means 21 to a remote station 22, such as a microcomputer. Of course, this information can also be reproduced, by a screen and / or a speaker, directly on the housing.
On décrit maintenant le procédé de l'invention, mis en oeuvre par le dispositif décrit ci-dessus, et illustré par la figure 4. La fibre optique est donc soumise à des micro-déformations, qui joue sur le signal lumineux transmis par la fibre optique. Ce signal lumineux 41 est détecté (42) par une photodiode, et amplifié (coefficient de transfert : 2 V/20 μW).We will now describe the process of the invention, implemented by the device described above, and illustrated by FIG. 4. The optical fiber is therefore subjected to micro-deformations, which plays on the light signal transmitted by the fiber. optical. This light signal 41 is detected (42) by a photodiode, and amplified (transfer coefficient: 2 V / 20 μW).
On sépare le signal électrique ainsi obtenu en deux éléments : une composante continue 43, représentative du serrage du bracelet ; - un signal composite 44.The electrical signal thus obtained is separated into two elements: a continuous component 43, representative of the tightening of the bracelet; - a composite signal 44.
Ce signal composite 44 est amplifié (de 50) et subit un filtrage passe-bande (0,l Hz-10 Hz) 45.This composite signal 44 is amplified (by 50) and undergoes bandpass filtering (0.1 Hz-10 Hz) 45.
Dans le même temps, les mouvements sont détectés (46) par les accéléromètres perpendiculaires et transverses.At the same time, movements are detected (46) by the accelerometers perpendicular and transverse.
Les différentes informations obtenues sont converties (47) d'analogique en numérique et mises en mémoire, sous le contrôle d'un séquenceur 413 (64 mesures/voie/s). Ensuite, on sépare (48) les différentes variables formant le signal compositeThe different information obtained is converted (47) from analog to digital and stored in memory, under the control of a sequencer 413 (64 measurements / channel / s). Then, we separate (48) the different variables forming the composite signal
(figure 3), par filtrage ou par transformée de Fourier. On tient compte du serrage du bracelet, sachant que plus celui-ci est serré, plus l'amplitude de l'onde cardiaque est élevée.(Figure 3), by filtering or by Fourier transform. The tightening of the bracelet is taken into account, knowing that the tighter the bracelet, the higher the amplitude of the heart wave.
La séparation 48 permet notamment d'extraire les informations suivantes : - amplitude et fréquence respiratoires 49 (vers 0,3 Hz) ; fréquence cardiaque et variance 410 ; harmoniques de la fréquence cardiaque 411 ; amplitude de l'onde de pression et variance 412. A l'aide de ces informations, et des données actimétriques, on effectue le traitement 415 spécifique à l'application. Il peut notamment s'agir de décisions statistiques, prévisionnelles ou en logique floue.The separation 48 makes it possible in particular to extract the following information: - respiratory amplitude and frequency 49 (around 0.3 Hz); heart rate and variance 410; 411 heart rate harmonics; amplitude of the pressure wave and variance 412. With the aid of this information and the actimetric data, the application-specific processing 415 is carried out. These may notably be statistical, forecasting or fuzzy logic decisions.
On peut notamment vérifier que la variance du pouls (égale à la fréquence cardiaque multipliée par 60) correspond sensiblement à la largeur à mi-hauteur de la raie principale. Suivant les situations, cette raie peut être très résonante (sommeil profond) ou très large (éveil).We can in particular verify that the variance of the pulse (equal to the heart rate multiplied by 60) corresponds substantially to the width at half-height of the main line. Depending on the situation, this line can be very resonant (deep sleep) or very wide (awakening).
De même, le rapport entre l'amplitude de la deuxième harmonique et l'amplitude du fondamental est une indication objective sur la pureté de l'onde tensorielle, et donc fonction de l'état du sujet.Similarly, the relationship between the amplitude of the second harmonic and the amplitude of the fundamental is an objective indication of the purity of the tensor wave, and therefore a function of the state of the subject.
Après l'étape de séparation 48 (qui peut être réalisée dans le boîtier-montre ou dans un boîtier délocalisé), on peut envisager une transmission 414, par exemple via le réseau téléphonique, vers une station de surveillance. On assure ainsi un service de surveillance à distance de personnes à risque. En cas de chute ou de variations importantes et/ou anormales de certains paramètres physiologiques, détectées à paritr d'un algorithme implanté localement, une alarme est émise automatiquement par le boîtier, et transmise à la station de surveillance. Pour confirmer l'urgence de l'appel, une liaison téléphonique est établie à partir de cette station. Il s'agit en d'autres termes de télésurveillance (et non de télémédecine). La décision de générer une alarme tient compte en partie du passé. Ceci fait appel à des techniques de logique floue (associations d'informations objectives et subjectives).After the separation step 48 (which can be carried out in the watch case or in a delocalized case), one can envisage a transmission 414, for example via the telephone network, to a monitoring station. This provides a remote monitoring service for people at risk. In the event of a fall or significant and / or abnormal variations in certain physiological parameters, detected from a algorithm implemented locally, an alarm is automatically emitted by the box, and transmitted to the monitoring station. To confirm the urgency of the call, a telephone connection is established from this station. In other words, it is telesurveillance (and not telemedicine). The decision to generate an alarm partly takes into account the past. This calls for fuzzy logic techniques (associations of objective and subjective information).
Comme déjà indiqué, l'invention a de très nombreuses autres applications. A titre indicatifs, on peut rappeler : l'aide à la détection des apnées (le dispositif émettant une alarme en cas de situation à risque, ou engendre une action de déblocage) ; aide à la détection de la somnolence, par exemple pour le travail posté, fatiguant et/ou dangereux ; les applications à l'élevage, par exemple pour vérifier que des porcs n'ont pas eu de maladie (en suivant le sommeil et la température de la bête), ou pour un suivi comportemental (en particulier pour les animaux de sélection) ; As already indicated, the invention has many other applications. As an indication, we can recall: assistance in the detection of apneas (the device emitting an alarm in the event of a risky situation, or generating an unlocking action); helps in the detection of drowsiness, for example for shift work, tiring and / or dangerous; applications to breeding, for example to check that pigs have not had any disease (by monitoring the sleep and temperature of the animal), or for behavioral monitoring (in particular for breeding animals);

Claims

REVENDICATIONS
1 . Dispositif de détermination d'informations physiologiques, comprenant : au moins un capteur placé en contact avec la peau d'un sujet, réagissant notamment aux variations de la pression sanguine instantanée dudit sujet, et délivrant un signal (151) représentatif de ladite pression sanguine instantanée ; et des moyens (19) de traitement et d'analyse dudit signal représentatif de la pression sanguine instantanée, délivrant au moins une information physiologique (192), caractérisé en ce que ledit capteur comprend au moins une portion de fibre optique (11) subissant des déformations fonction notamment desdites variations de la pression sanguine instantanée, une source de lumière (14) étant placée à une première extrémité (111) de ladite portion de fibre optique (11), et une photodiode (15) étant placée à la seconde extrémité (112) de ladite portion de fibre optique (11), et alimentant lesdits moyens de traitement et d'analyse (19).1. Device for determining physiological information, comprising: at least one sensor placed in contact with the skin of a subject, reacting in particular to variations in the instantaneous blood pressure of said subject, and delivering a signal (151) representative of said instantaneous blood pressure ; and means (19) for processing and analyzing said signal representative of instantaneous blood pressure, delivering at least physiological information (192), characterized in that said sensor comprises at least one portion of optical fiber (11) undergoing deformations which are a function in particular of said variations in instantaneous blood pressure, a light source (14) being placed at a first end (111) of said portion of optical fiber (11), and a photodiode (15) being placed at the second end ( 112) of said portion of optical fiber (11), and supplying said processing and analysis means (19).
2 . Dispositif de détermination d'informations physiologiques selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit capteur comprend une plaque (16) en contact avec la peau dudit sujet, dont les déplacements sont répercutés sur des moyens de serrage (12, 13) comprenant une première (12) et une seconde (13) mâchoires enserrant ladite portion de fibre optique (11) sur une partie de sa longueur.2. Physiological information determination device according to claim 1, characterized in that said sensor comprises a plate (16) in contact with the skin of said subject, whose movements are reflected on clamping means (12, 13) comprising a first (12) and a second (13) jaws enclosing said portion of optical fiber (11) over part of its length.
3 . Dispositif de détermination d'informations physiologiques selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de serrage comprennent une première mâchoire plane (12), et une seconde mâchoire (13) présentant une série de stries (131) perpendiculaires à l' axe de ladite portion de fibre optique (11).3. Physiological information determination device according to claim 2, characterized in that said clamping means comprise a first planar jaw (12), and a second jaw (13) having a series of grooves (131) perpendicular to the axis of said portion of optical fiber (11).
4 . Dispositif de détermination d'informations physiologiques selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite seconde mâchoire (13) présente entre 8 et 12 stries (131). 4. Physiological information determination device according to claim 3, characterized in that said second jaw (13) has between 8 and 12 ridges (131).
5 . Dispositif de détermination d'informations physiologiques selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que ladite plaque (16) et lesdits moyens de serrage (12) sont interconnectés par l'intermédiaire d'une bille (17).5. Device for determining physiological information according to any one of claims 2 to 4, characterized in that said plate (16) and said clamping means (12) are interconnected by means of a ball (17).
6 . Dispositif de détermination d'informations physiologiques selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un accéléromètre (201, 202).6. Device for determining physiological information according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it comprises at least one accelerometer (201, 202).
7 . Dispositif de détermination d'informations physiologiques selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend deux accéléromètres (201, 202), correspondant respectivement à deux directions perpendiculaires. 7. Device for determining physiological information according to claim 6, characterized in that it comprises two accelerometers (201, 202), corresponding respectively to two perpendicular directions.
8 . Dispositif de détermination d'informations physiologiques selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que lesdits moyens (19) de traitement et d'analyse comprennent des moyens de décomposition frequentielle (48) dudit signal représentatif de la pression sanguine instantanée, de façon à distinguer au moins deux des informations appartenant au groupe comprenant : - une information représentative de la force de serrage dudit capteur contre la peau dudit sujet (43) ; une information représentative du rythme et/ou de l'amplitude respiratoire dudit sujet (49) ; une ou plusieurs informations représentatives de la fréquence cardiaque dudit sujet (410, 411) ; une ou plusieurs informations représentatives de la tension artérielle dudit sujet (412).8. Device for determining physiological information according to any one of claims 1 to 7, characterized in that said means (19) for processing and analysis comprise means for frequency decomposition (48) of said signal representative of instantaneous blood pressure , so as to distinguish at least two pieces of information belonging to the group comprising: - information representative of the tightening force of said sensor against the skin of said subject (43); information representative of the rhythm and / or the respiratory amplitude of said subject (49); one or more pieces of information representative of the heart rate of said subject (410, 411); one or more pieces of information representative of the blood pressure of said subject (412).
9 . Dispositif de détermination d'informations physiologiques selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (21) d'émission de signaux de données vers une unité distante (22) de traitement et/ou de restitution d'informations physiologiques.9. Device for determining physiological information according to any one of claims 1 to 8, characterized in that it comprises means (21) for transmitting data signals to a remote unit (22) for processing and / or restitution of physiological information.
10. Procédé de détermination d'informations physiologiques, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : application d'un capteur en contact avec la peau d'un sujet, ledit capteur comprenant au moins une portion de fibre optique (11) subissant des déformations fonction notamment des variations de la pression sanguine instantanée dudit sujet ; - émission de lumière à une première extrémité de ladite portion de fibre optique ; traitement et analyse dudit signal lumineux (42, 45, 47, 48, 415), de façon à déterminer au moins une information physiologique, en fonction des perturbations dudit signal. 10. Method for determining physiological information, characterized in that it comprises the following steps: application of a sensor in contact with the skin of a subject, said sensor comprising at least one portion of optical fiber (11) undergoing deformations depending in particular on variations in the instantaneous blood pressure of said subject; - emission of light at a first end of said portion of optical fiber; processing and analysis of said light signal (42, 45, 47, 48, 415), so as to determine at least one physiological item of information, as a function of the disturbances of said signal.
11. Procédé de détermination d'informations physiologiques selon la revendication11. Method for determining physiological information according to claim
10, caractérisé en ce que ladite étape de traitement et/ou d'analyse comprend au moins une des étapes appartenant au groupe comprenant les étapes de : détermination d'une information représentative de la force de serrage dudit capteur contre la peau dudit sujet (43) ; - amplification et filtrage passe-bande (45) du signal électrique correspondant audit signal lumineux ; conversion analogique/numérique des valeurs mesurées (47) ; séparation (48) d'au moins deux éléments d'information distincts, par filtrage ou transformée de Fourier ; - traitement des données (415), par décision statistique, décision prévisionnelle et/ou logique floue ; transmission (414) d'au moins un desdits éléments d'information et/ou d'au moins un résultat dudit traitement de données vers une station distante. 10, characterized in that said processing and / or analysis step comprises at least one of the steps belonging to the group comprising the steps of: determining information representative of the tightening force of said sensor against the skin of said subject (43 ); - amplification and bandpass filtering (45) of the electrical signal corresponding to said light signal; analog / digital conversion of measured values (47); separation (48) of at least two distinct pieces of information, by filtering or Fourier transform; - data processing (415), by statistical decision, forecast decision and / or fuzzy logic; transmission (414) of at least one of said pieces of information and / or of at least one result of said data processing to a remote station.
12. Procédé de détermination d'information physiologiques selon la revendication12. Method for determining physiological information according to claim
11, caractérisé en ce que lesdits éléments d'information appartiennent au groupe comprenant : un information représentative de l'amplitude et/ou de la fréquence respiratoire (49) ; une information représentative de la fréquence et/ou de la variance cardiaque (410, 411) ; une information représentative de l'onde de pression artérielle et/ou de sa variance (412).11, characterized in that said pieces of information belong to the group comprising: information representative of the amplitude and / or of the frequency respiratory (49); information representative of the heart rate and / or variance (410, 411); information representative of the blood pressure wave and / or its variance (412).
13. Procédé selon l'une quelconque de revendications 10 à 12, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de détection d'une chute, d'une transition en cours du sommeil et/ou d'une variation importante et/ou anormale de certains paramètres physiologiques chez ledit sujet, en fonction d'un signal délivré par au moins un accéléromètre.13. Method according to any one of claims 10 to 12, characterized in that it comprises a step of detecting a fall, a transition during sleep and / or a significant and / or abnormal variation certain physiological parameters in said subject, as a function of a signal delivered by at least one accelerometer.
14. Utilisation du dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 et/ou du procédé selon l'une quelconque des revendications 10 à 12, pour au moins une des applications appartenant au groupe comprenant : suivi des personnes à risque ; - reconnaissance des phases du sommeil ; réveil du sujet dans une phase de sommeil prédéterminée et/ou dans un intervalle de temps déterminé ; détection de la somnolence ; quantification du sommeil ; - aide à la détection des troubles du sommeil ; aide à la détection de l'apnée du sommeil ; aide à la surveillance de maladies cardio-vasculaires ; programmation d'appareils en fonction des phases de sommeil ; aide à l'analyse de la maladie de Parkinson ; - aide à la prévention des ischémies cérébrales ; surveillance respiratoire ; surveillance du nourrisson ; analyse du sommeil polyphasique ; observation de la récupération après un effort ; suivi d'un niveau de vigilance ; aide à la détection du stress ; applications à l'élevage. 14. Use of the device according to any one of claims 1 to 9 and / or of the method according to any one of claims 10 to 12, for at least one of the applications belonging to the group comprising: monitoring of people at risk; - recognition of sleep phases; awakening of the subject in a predetermined sleep phase and / or in a determined time interval; drowsiness detection; sleep quantification; - helps in the detection of sleep disorders; assists in the detection of sleep apnea; help in monitoring cardiovascular diseases; programming of devices according to sleep phases; assists in the analysis of Parkinson's disease; - help in the prevention of cerebral ischemia; respiratory monitoring; infant monitoring; polyphasic sleep analysis; observation of recovery after exercise; monitoring of a level of vigilance; helps in the detection of stress; applications to livestock.
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