WO2019202267A1

WO2019202267A1 - Dispositif de mesure de bio-impedance

Info

Publication number: WO2019202267A1
Application number: PCT/FR2019/050923
Authority: WO
Inventors: Jean-Marc BOUREZ; Cindy DOPIERALA
Original assignee: Sentinhealth
Priority date: 2018-04-18
Filing date: 2019-04-17
Publication date: 2019-10-24
Also published as: EP3781032A1; FR3080271A1; US20210161421A1

Abstract

L'invention concerne un dispositif de mesure (3) de bio-impédance comportant une bande (4) configurée pour entourer un poignet (2) d'un premier bras (5) d'un utilisateur (1) et sur laquelle sont agencées au moins deux électrodes injectrices de courant et au moins deux électrodes de mesure de potentiel. Le dispositif de mesure (3) comporte en outre un système de collecte de données brutes de bio- impédance provenant des électrodes de mesure de potentiel et un système de traitement (10) de données brutes pour obtenir au moins une mesure de surveillance et une information significative d'un état de bio-impédance pulmonaire, ledit système de collecte étant porté par la bande (4) et configuré pour communiquer avec le système de traitement (10).

Description

DISPOSITIF DE MESURE DE BIO-IMPEDANCE

Le domaine de la présente invention est celui des dispositifs de mesure appliqués aux composantes corporelles, plus particulièrement les dispositifs aptes à mesurer la bio-impédance d’un corps humain.

De façon connue, une insuffisance cardiaque peut provoquer chez l’Homme une accumulation de liquide dans les poumons. Cette accumulation aqueuse, autrement appelée œdème, empêche la correcte respiration : se logeant dans les tissus pulmonaires au niveau extracellulaire, l’eau bloque les échanges gazeux d’oxygène et de gaz carbonique qui y ont habituellement lieu.

Une décompensation cardiaque peut ainsi conduire à un œdème pulmonaire cardiogénique. Une gêne respiratoire et un essoufflement font partie des symptômes, induits par une compensation des poumons augmentant leur travail respiratoire et provoquant notamment une douleur thoracique. Ces symptômes s’aggravent jusqu’à la détresse respiratoire majeure si l’accumulation de liquide n’est pas détectée en amont. L’œdème pulmonaire est considéré médicalement comme une urgence vitale qu’il est nécessaire de traiter dès les premiers signes d’apparition, les traitements étant d’autant plus lourds que le diagnostic tardif, les tissus étant moins engorgés à un stade initial.

Tout patient présentant un risque de pathologie cardiaque doit ainsi être vigilant à cause de la possible apparition d’un œdème pulmonaire. Les patients à risque sont généralement suivis par des examens médicaux réguliers, type osculation par le praticien, radiographie pulmonaire, dosage sanguin et/ou électrocardiogramme afin d’identifier des troubles du rythme cardiaque. Préventivement, le patient est contraint à surveiller étroitement son hygiène de vie et à traiter sa pathologie cardiaque pour éviter des complications sous-jacentes à l’œdème pulmonaire.

Un suivi médical reste cependant contraignant pour le patient, puisqu’il est dépendant du milieu médical et du praticien pour effectuer une évaluation de son état pulmonaire et cardiaque. Un autre inconvénient réside dans la régularité du suivi, le patient devant fréquemment se soumettre au milieu médical pour prévenir des complications aggravées. Par ailleurs, le suivi ne peut raisonnablement être effectué de façon pluri journalière au long terme, pour tous les patients, notamment ceux gardant une bonne autonomie.

Une mesure, par le patient lui-même, d’une variation du volume de liquide dans les tissus pulmonaires permettrait d’évaluer l’apparition d’un œdème en relative autonomie. La mesure de la bio-impédance est une mesure non invasive renseignant notamment sur une composition en liquide du corps, comme la présence d’un œdème. Des dispositifs connus de mesure de la bio-impédance ne permettent cependant pas d’évaluer de façon spécifique et pratique la présence d’un œdème thoracique, et plus spécifiquement d’un œdème pulmonaire.

A titre d’exemple, et tel que cela est par exemple connu des documents US2016089053 ou US2018000375, ces dispositifs de mesure de la bio-impédance sont utilisés pour déterminer une composition corporelle de l’utilisateur, et par exemple un taux de masse grasse présente dans le corps.

Le but de la présente invention est donc de résoudre les inconvénients décrits ci-dessus en concevant un dispositif de mesure de bio-impédance, pouvant être utilisé aisément et de façon répétée par le patient pour le suivi de son état pulmonaire.

L'invention a donc pour objet un dispositif de mesure de bio-impédance caractérisé en ce qu’il comporte une bande configurée pour entourer un poignet d’un premier bras d’un utilisateur et sur laquelle sont agencées au moins deux électrodes injectrices de courant et au moins deux électrodes de mesure de potentiel, une première électrode injectrice de courant et une première électrode de mesure de potentiel étant disposées sur une surface interne de la bande et configurées pour être au contact du poignet, une deuxième électrode injectrice de courant et une deuxième électrode de mesure de potentiel étant disposées sur une surface externe de la bande et configurées pour avoir chacune une surface d’interface avec une partie du deuxième bras de l’utilisateur, le dispositif de mesure comportant en outre un système de collecte de données brutes de bio-impédance provenant des électrodes de mesure de potentiel, et un système de traitement de données brutes pour obtenir au moins une mesure de surveillance et une information significative d’un état de bio-impédance pulmonaire, ledit système de collecte étant porté par la bande et configuré pour communiquer avec le système de traitement.

Le dispositif de mesure selon l’invention comprend une bande portée au poignet de son utilisateur. Cette bande est en contact avec le poignet lors de la mesure. Ce contact avec le poignet se fait du côté de la surface interne de la bande, au niveau de la première électrode injectrice de courant et de la première électrode de mesure. Ainsi, la première électrode injectrice de courant et la première électrode de mesure sont au contact du poignet lors de la mesure. De façon particulière, la bande est lâche par rapport au poignet. Ainsi, lorsqu’il n’est pas prévu d’opération de mesure, la bande n’est pas en contact étroit avec le poignet, de sorte à éviter un effet de sudation qui pourrait perturber les mesures à venir. Afin de venir fermer une boucle de circulation du courant, nécessaire à la mesure de bio-impédance, l’utilisateur met sa main ou toute partie de son bras, qui n’est pas muni de la bande, au contact de la deuxième électrode injectrice de courant et de la deuxième électrode de mesure. Cette boucle de circulation n’est par ailleurs fermée que lorsque la première électrode injectrice de courant et la première électrode de mesure sont aussi au contact de la peau de l’utilisateur. Fermer la boucle de circulation du courant et générer un vecteur susceptible de réaliser la mesure de bio-impédance se fait donc par une action positive de l’utilisateur.

Avantageusement, le nombre total d’électrodes est de quatre : deux électrodes injectrices de courant et deux électrodes de mesure. Le nombre de quatre électrodes, bien que non limitatif, permet d’optimiser la taille de la bande. Par ailleurs, une mesure en quatre points permet de minimiser l’impédance de contact due aux électrodes. On comprendra toutefois que l’on pourra proposer, sans sortir du contexte de l’invention, une bande avec un nombre différents d’électrodes dès lors que la fermeture d’une boucle de circulation de courant est générée par une action positive de l’utilisateur tel qu’elle a été évoquée ci-dessus.

Un courant électrique de faible intensité circule entre les électrodes injectrices de courant en passant par les électrodes de mesure. Par faible intensité on entend une intensité inférieure au milliampère, de l’ordre de 10 à 100 microampères pour une fréquence d’environ lOkHz. Les électrodes de mesure sont disposées sur le trajet de ce courant électrique de manière à définir en un point donné une valeur de potentiel électrique. Le signal perçu par les électrodes de mesure est un potentiel électrique caractéristique, pour un courant d’intensité constante, d’une valeur d’impédance, selon la loi d’Ohm. Le potentiel électrique résultant du passage du courant est modifié en fonction de la résistance des tissus biologiques rencontrés et les électrodes de mesure de potentiel disposées sur le trajet du courant permettent de quantifier la variation de ce potentiel et donc la variation de bio impédance pour un courant d’intensité constante.

Selon une caractéristique de l’invention, les électrodes sont réparties en deux groupes disposés respectivement sur la face interne et la face externe de la bande, chaque groupe comportant une électrode injectrice de courant et une électrode de mesure. Et l’agencement de chacun de ces groupes d’électrodes est différent, afin de permettre de positionner dans chaque groupe l’électrode de mesure de potentiel électrique sur le trajet du courant électrique circulant à travers le corps de l’utilisateur depuis ou vers l’électrode injectrice. Plus particulièrement, la première électrode injectrice de courant et la première électrode de mesure de potentiel d’un premier groupe d’électrodes sont alignées selon une direction distincte, avantageusement perpendiculaire, à la direction selon laquelle s’étendent la deuxième électrode injectrice de courant et la deuxième électrode de mesure de potentiel du deuxième groupe d’électrodes.

Sur chaque surface de la bande, l’électrode proximale à un segment transthoracique de l’utilisateur est l’électrode de mesure tandis que l’électrode distale à ce segment transthoracique est l’électrode injectrice.

A titre d’exemple, le premier groupe d’électrodes agencé sur la face interne, et donc amené à entrer en contact avec le bras porteur du dispositif de mesure, est configuré de sorte que les électrodes sont alignées selon une première direction le long de l’axe du bras, avec la première électrode injectrice disposée du côté de la main en bout du bras porteur du dispositif de mesure et la première électrode de mesure disposée du côté du tronc de l’utilisateur. Et le groupe d’électrodes agencé sur la face externe, et donc amené à entrer en contact avec la main libre venant fermer la boucle, est configuré de sorte que les électrodes sont alignées selon une deuxième direction différente, et notamment sensiblement perpendiculaire, de la première direction. L’électrode injectrice agencé sur la face externe de la bande peut être disposée de manière à être recouverte par les doigts de la main libre venant fermer la boucle et l’électrode de mesure est alors disposée de manière à être recouverte par la paume de cette même main.

Les données brutes mesurées au niveau des électrodes de mesure correspondent à une différence de potentiel entre les deux électrodes de mesure. Ces données brutes comprennent la valeur de bio-impédance transthoracique mais également des valeurs de bio-impédance des autres tissus traversés par le courant (tissus musculaire, osseux, graisseux, système vasculaire et autres organes), et des valeurs d’impédances parasites (celle des électrodes par exemple). Il est nécessaire de réaliser des prises de mesures répétées et moyennées pour révéler les éventuelles variations relatives à une évolution de la bio-impédance transthoracique, par la comparaison d’une moyenne de données brutes à une valeur étalon. La valeur étalon est obtenue au cours d’un protocole d’étalonnage décrit par ailleurs.

L’ensemble des mesures permettant d’obtenir une moyenne de données brutes est réalisé dans des conditions équivalentes à celles définies selon le protocole d’étalonnage afin que la mesure ne soit pas impactée, par exemple, par une position inappropriée de l’utilisateur.

Dans un exemple de réalisation, la mesure peut être répliquée plusieurs fois, à très court intervalle de temps, de sorte à augmenter le nombre de données brutes récupérées pour réaliser la valeur moyenne utilisée pour comparer à la valeur étalon et augmenter ainsi la fiabilité statistique de cet ensemble de mesures, sans que cela soit trop pénalisant en termes de temps à passer pour l’utilisateur. Ainsi, l’impact des bruits cardiaques, respiratoires, posturaux et/ou environnementaux, qui peuvent être estimés comme lissés sur une moyenne obtenue à partir d’un nombre suffisant de données brutes, est limité et dès lors, la variation identifiée entre une moyenne de données brutes mesurées et une valeur étalon peut être assimilée comme résultant d’une variation du volume de liquide dans les tissus pulmonaires. Dans un exemple de réalisation, la mesure est acquise par fermeture continue de la boucle de circulation pendant un laps de temps optimisé. L’optimisation du laps de temps consiste à prévoir un temps de mesure qui soit d’une part suffisamment long pour filtrer les bruits haute-fréquence, tels que les bruits cardiaques et/ou ventilatoires survenant pendant ce laps de temps, et qui ne soit pas d’autre part trop long afin de ne pas rendre pénible la mesure pour l’utilisateur qui doit rester statique pendant cette mesure. Avantageusement, la mesure est prise pendant une acquisition comprise entre trente (30) secondes et quarante-cinq (45) secondes.

Une conversion des données brutes en données exploitables est permise par le système de traitement. Le système de traitement applique un algorithme permettant de moyenner les données brutes afin d’être révélateur des variations de la mesure de bio-impédance transthoracique. Par des mesures répétées, par exemple sur une journée, et moyennées, l’évolution de la valeur de bio-impédance transthoracique est donc suivie. Un œdème pulmonaire peut être identifié lorsque la valeur d’une moyenne de données brutes, révélatrice d’une valeur de bio impédance transthoracique, est inférieure à une certaine valeur plancher. Par valeur plancher on entend une valeur définissant un seuil critique dès lors que la valeur résultant de la mesure des données brutes est plus faible que cette valeur plancher, indiquant un état physiologique dégradé.

Cette valeur plancher est définie en fonction d’un état basal de l’utilisateur ayant donné lieu lors d’un procédé d’étalonnage à l’estimation d’une valeur étalon de référence. La valeur plancher correspond à une valeur à la baisse de l’ordre de 0.25 à 2.5%, et plus particulièrement de l’ordre de 0.5 à 1 %, par rapport à la valeur étalon de référence, et le fait d’obtenir une moyenne de mesures de valeur inférieure à celle de la valeur plancher est un indicateur d’un état de décompensation résultant de l’accumulation thoracique de fluide. Les instruments de mesure privilégiés pour mettre en œuvre le dispositif de mesure selon l’invention auront une résolution capable de détecter cette baisse. On comprend que plus la sensibilité des instruments employés sera grande, plus des variations proches de 0.25% par rapport à la valeur étalon de référence seront détectables et plus précoce sera la détection de l’état de décompensation.

En d’autres termes, selon l’invention, des variations entre une valeur étalon et chaque moyenne de données brutes, dans leur ensemble, sont regardées pour déterminer la pertinence des différences observées. De façon particulière, les inventeurs ont pu constater qu’une variation comprise entre 0.25 à 2.5% entre des données brutes moyennées et une valeur étalon de référence est un indicateur fiable d’un état de décompensation résultant de l’accumulation thoracique de fluide.

Pour une moyenne de données brutes inférieure à cette valeur plancher définie par cette variation de l’ordre de 0.25 à 2.5% et indicatrice d’œdème, un lien peut être réalisé avec l’insuffisance cardiaque, et le patient doit alors être pris en charge médicalement.

La boucle de circulation est définie entre le poignet du premier bras de l’utilisateur et la main ou toute autre partie du deuxième bras, de sorte qu’elle passe par deux bras et un segment transthoracique. Un avantage à utiliser une telle boucle de circulation est que cette boucle de circulation est longue, traversant de part en part le segment transthoracique entre les deux bras. De cette manière, la boucle de circulation permet de définir un important vecteur de Piccoli, pour une meilleure prise en compte du segment transthoracique. Il est à noter que la sensibilité de la mesure dépend également du système électronique employé. Les mesures les plus faibles d’impédance réalisées peuvent être de l’ordre de 10 Ohms. C’est le cas en employant un système électrique type puce AD5934, conçue pour avoir une gestion de l’injection du courant et de la réception du signal.

L’intérêt d’une bande vient dans le fait que celle-ci peut être portée en permanence par l’utilisateur. La première électrode injectrice de courant et la première électrode de mesure sont configurées pour être en contact avec le poignet lors des opérations de mesure. Ce contact avec le poignet est notamment assuré lorsque la mesure est effectuée par pression de l’autre main ou bras sur la bande qui a pour effet de plaquer les électrodes contre le bras. Le contact entre les électrodes et le poignet est ainsi assuré à chaque mesure. De ce fait, la bande, porteuse d’un système miniaturisé, est portative et nomade, limitant les contraintes d’usage pour l’utilisateur. Son usage pour l’obtention d’une information relative à la bio-impédance transthoracique est par ailleurs simplifié, ne nécessitant qu’une fermeture de la boucle de circulation, par contact.

Les données brutes sont obtenues quand l’utilisateur ferme la boucle de circulation de courant, en touchant la surface externe du dispositif de mesure selon l’invention. La boucle de circulation est ainsi définie par le segment transthoracique, l’ensemble pulmonaire et les deux bras. Par « valeurs d’impédance non-pulmonaire », on entend l’ensemble formé par les valeurs de bio-impédance non-pulmonaire et les valeurs d’impédance parasites induites par l’utilisateur et intrinsèques au dispositif de mesure selon l’invention.

La bio-impédance non-pulmonaire correspond, de façon non limitative, aux valeurs de bio-impédance inhérentes aux tissus musculaires, osseux, graisseux, système vasculaire et autres organes. En d’autres termes, la bio-impédance non-pulmonaire peut correspondre à la bio impédance des bras et du thorax, hors poumons.

Les valeurs d’impédance parasites correspondent, de façon non limitative, aux valeurs d’impédance des électrodes, aux artefacts de mouvement (des bras du patient principalement), et aux valeurs d’impédances des composantes ventilatoires et cardiaques. A titre indicatif, la valeur d’impédance d’une électrode est comprise entre 500 et 1000 Ohms. Elle inclut une valeur d’impédance due à l’électrode elle- même, une valeur d’impédance de contact peau/électrode et une valeur d’impédance due à une résistance de peau.

A titre indicatif, les données brutes intégrant les valeurs d’impédance pulmonaire et les valeurs d’impédance non-pulmonaire ont une valeur estimée comprise entre 1500 et 2500 Ohms.

Tel que cela a pu être évoqué précédemment, selon un aspect de l’invention, les données brutes sont collectées sur une période de temps donnée, et sont ensuite moyennées pour donner une information fiable de la bio-impédance pulmonaire de l’utilisateur sur cette période de temps donnée, par exemple la journée. Ainsi, pour déduire des données brutes un résultat révélateur d’une valeur de bio-impédance spécifiquement pulmonaire, l’algorithme réalise une moyenne des données brutes collectées de manière à fournir une valeur correspondant à une mesure de surveillance. L’obtention d’une moyenne permet un filtrage temporel par traitement statistique.

Selon un aspect de l’invention, le système de traitement est configuré pour déterminer un écart entre une valeur étalon de référence et au moins une mesure de surveillance et pour générer une notification à l’utilisateur dès lors que la mesure de surveillance présente une valeur inférieure à la valeur correspondant à la valeur étalon et dès lors que cet écart est compris entre 0.25% et 2.5% de ladite valeur correspondant de la valeur étalon de référence.

Avantageusement, les données brutes collectées sur 24h permettent d’établir une mesure de surveillance sur la base d’une mesure moyenne journalière. Ces mesures moyennes journalières sont comparées les unes aux autres en vue de détecter un écart par rapport à une valeur étalon de référence obtenue par des mesures réalisées sur une période de référence lors de la procédure d’étalonnage. Dès lors que les mesures moyennes journalières révèlent des valeurs inférieures à la valeur étalon, avec un écart de l’ordre de 0.25 à 2.5%, plus particulièrement 0.5 à 1 % par rapport à la valeur étalon, une action d’alerte est menée. On comprend que l’on vise à la fois un écart suffisamment grand pour être révélateur d’un œdème pulmonaire, ce qui explique que le seuil doit être d’au moins 0.25%, et un écart qui ne soit pas trop grand pour s’assurer que la détection d’un risque d’œdème pulmonaire soit réalisée suffisamment à temps pour avoir une efficacité médicale.

Selon un aspect de l’invention, l’écart selon l’invention, entre 0.25 et 2.5% de la valeur étalon, peut correspondre à un écart de valeurs comprises entre 5 et 50 Ohms. Dès lors que l’écart mesuré par le système de traitement entre la valeur étalon et une mesure de surveillance, obtenue par la moyenne de données brutes, est situé dans ces plages de valeurs, une alerte révélatrice de cet écart est notifiée. Cette notification est transmise par exemple à l’utilisateur. Elle peut également être transmise directement à un centre de suivi de l’utilisateur, par exemple une structure médicale, ou à toute personne habilitée à suivre l’utilisateur. Avantageusement, la notification est transmise à l’utilisateur et à une personne habilitée à le suivre.

Le dispositif de mesure selon l’invention voit son intérêt dans la comparaison d’une valeur étalon, établie en vue de calibrer le dispositif de mesure, et d’une mesure de surveillance, obtenue par une moyenne de mesures effectuée afin d’évaluer l’état de l’utilisateur. L’utilisateur se voit informé de toute différence notable. Il convient de noter que selon l’invention, par mesure de surveillance, on entend une moyenne de données brutes, par exemple réalisée sur des données brutes enregistrées sur une journée. L’écart peut être notifié par exemple sur le système de traitement, ou sur une interface utilisateur tel que cela sera décrit plus loin.

Afin de calibrer le dispositif de mesure, le protocole d’étalonnage est suivi par l’utilisateur. Il est nécessaire que l’utilisateur du dispositif de mesure selon l’invention soit la personne sur laquelle est réalisé le protocole d’étalonnage. En effet, les mesures sont relatives à l’utilisateur, le caractérisant personnellement. Ce protocole d’étalonnage permet d’obtenir la valeur étalon telle que précédemment définie, à savoir une moyenne de référence obtenue à partir de plusieurs mesures de références. Elle permet d’établir une ligne de base du patient, par exemple par des mesures de références répétées plusieurs fois par jour et/ou sur plusieurs jours, moyennées.

Le protocole d’étalonnage détermine le protocole selon lequel l’utilisateur devra employer le dispositif de mesure selon l’invention. Avantageusement, le protocole d’étalonnage est réalisé sur un utilisateur au repos, en position assise. Les mesures de surveillances sont alors réalisées systématiquement dans ce même contexte. Le respect de ce protocole fiabilise la mesure.

Ce protocole d’étalonnage est à établir avant d’initier les mesures de surveillance. Il peut être également appliqué afin de mettre à jour le dispositif de mesure, par exemple suite à une modification quelconque impactant son utilisation ou impactant rutilisateur.

Plusieurs mesures de surveillances sont prises à intervalle régulier afin de pouvoir détecter l’apparition de l’œdème pulmonaire. Tel que cela a pu être précisé précédemment, un écart est considéré comme significatif lorsque la mesure de surveillance, correspondant à la moyenne de données brutes sur une période par exemple journalière, présente une valeur inférieure à une valeur plancher correspondant à 0.25 à 2.5%, plus particulièrement 0.5 à 1 % de la valeur étalon de référence. Lorsqu’un tel écart significatif est déterminé par le système de traitement, l’invention peut prévoir qu’il soit nécessaire de confirmer l’existence de cet écart significatif afin que l’utilisateur ne soit pas induit en erreur par une mesure erronée. La faisabilité de cette confirmation est dépendante de la variabilité et de la fréquence de prise de mesure admissible pour l’utilisateur.

Selon un aspect de l’invention, le système de traitement compare les données brutes à au moins une valeur limite. Cette valeur limite peut par exemple représenter 150% de la valeur étalon. Une donnée brute de valeur supérieure à cette valeur limite indique par exemple que la mesure est incorrecte et doit être faite à nouveau. Une cause d’une mesure incorrecte est par exemple le non-respect des conditions de contact, c’est-à-dire le fait que le contact entre le poignet du premier bras et la première électrode injectrice de courant, le poignet du premier bras et la première électrode de mesure de potentiel, la partie de la main du deuxième bras et la deuxième électrode injectrice de courant, la partie de la main du deuxième bras et la deuxième électrode de mesure de potentiel, soit mal assuré. La mise en œuvre d’une valeur limite est une manière de fiabiliser la mesure.

Le dispositif de mesure selon l’invention peut par ailleurs être couplé à un système d’alerte ponctuel. Ce système d’alerte s’active uniquement après une prise de mesure lorsque la valeur de la donnée brute est au-dessus de la valeur limite. L’utilisateur est alors averti pour réitérer une opération de mesure, en vue d’obtenir une nouvelle valeur. Le système d’alerte peut par exemple correspondre à une alerte visuelle, sonore ou tactile. Sans être limitatif, peuvent être cités : un voyant lumineux, ou un affichage particulier au niveau de l’interface utilisateur, une sonnerie, une vibration du dispositif de mesure, ou une combinaison de ces exemples. L’alerte peut être interrompue manuellement, ou automatiquement lorsque la mesure est réitérée.

Selon un aspect de l’invention, le système de traitement est intégré à la bande. L’internalisation du système de traitement à la bande a un intérêt dans la compacité du dispositif de mesure alors miniaturisé. Les données brutes sont directement traitées par la bande, le système de collecte des données brutes provenant des électrodes de mesure de potentiel coopérant physiquement avec le système de traitement, par exemple au sein d’un même circuit imprimé.

Alternativement, le système de traitement peut être externalisé. Le système de traitement peut alors prendre la forme d’un système de traitement indépendant, ou installé sur un support tel un ordinateur, ou tout autre support apte à inclure et réaliser les opérations de l’algorithme propre au dispositif de traitement. On comprend que ce système de traitement externalisé est associé à des moyens de communication externes configurés pour communiquer avec des moyens de communication embarqués sur la bande afin de permettre la transmission des données brutes entre le système de collecte et le système de traitement.

Le système de traitement communique à l’utilisateur un résultat révélateur de la bio impédance transthoracique ou pulmonaire. Un affichage de ce résultat se fait sur le système de traitement directement, ou sur son support. L’affichage se fait alternativement sur la bande via une interface utilisateur par exemple. Cette interface utilisateur peut être un dispositif d’affichage électronique, comme un écran. On comprend que la communication du résultat par le système de traitement peut être réalisée via les moyens de communication précédemment cités si le système de traitement est externalisé.

Différentes technologies de communication peuvent être employées pour relier le système de traitement à la bande et permettre la transmission des données brutes et du résultat calculé. A titre d’exemple peuvent être cités : des technologies de communication sans fil, par ondes, comme une technologie employant le Bluetooth, le Wi-Fi, ou le Li-Fi, ou des technologies en liaison filaire.

Selon un aspect de l’invention, les électrodes injectrices sont pilotées pour utiliser un courant multi-fréquentiel. En d’autres termes, le courant délivré par le système d’alimentation électrique à la première électrode injectrice de courant et à la deuxième électrode injectrice de courant a une fréquence variable. Le courant multi-fréquentiel permet de mesurer une impédance extracellulaire inaccessible par méthode mono-fréquentielle. Le compartiment extracellulaire est en effet celui sollicité par l’œdème. Ainsi, la robustesse de la mesure est augmentée par cette approche.

De façon alternative, le courant peut être mono-fréquentiel. Cette fréquence est notamment comprise entre 5kHz et 100 kHz. Avantageusement, lorsque le système d’alimentation permet la délivrance de courant à différentes fréquences, la fréquence la plus élevée est choisie. Une fréquence élevée permet de minimiser les valeurs d’impédance parasites. Les valeurs d’impédance parasites sont notamment les artéfacts de mouvement, qui peuvent être plus importants dans un dispositif de mesure selon l’invention, puisque porté au poignet de l’utilisateur. Ainsi, le choix d’une haute fréquence constitue une optimisation électrique pour le dispositif de mesure selon l’invention. Un dispositif de mesure dispensant un courant mono fréquentiel est par ailleurs avantageux de par sa simplicité et le coût réduit de sa mise en œuvre.

Selon un aspect de l’invention, la bande est formée d’une gaine cylindrique élastique. On entend par gaine cylindrique une enveloppe destinée à entourer le poignet. Cette enveloppe est d’un seul tenant à la façon d’un manchon, doté d’une certaine élasticité, amovible par déformation.

La gaine cylindrique est dotée d’une dimension adaptée au poignet. En effet, la gaine doit être en contact physique étroit avec le poignet de l’utilisateur lors de la mesure : elle ne doit pas être trop lâche, mais suffisamment pour ne pas entraîner de sudation et pour éviter un contact prolongé des électrodes avec le poignet de l’utilisateur lorsqu’aucune mesure n’est souhaitée. Le contact imposé entre le poignet et la première électrode injectrice de courant, et le poignet et la première électrode de mesure de potentiel, toutes deux situées à la surface interne de la bande, dicte son ergonomie à la gaine. La gaine doit être dotée d’une circonférence avoisinant une circonférence du poignet de l’utilisateur, de sorte à combiner maintien, facilité d’installation et conditions appropriées à la mesure. Ces dimensions restent fonction du matériau utilisé pour réaliser la gaine et de ses caractéristiques de sa nature élastique.

Alternativement, la bande est pourvue d’extrémités chevauchantes. La bande prend alors une forme avoisinant celle d’un bracelet-montre, pourvu d’un fermoir faisant coopérer les extrémités chevauchantes. Lorsque les extrémités coopèrent, la bande forme un cylindre fermé. Le fermoir est idéalement ajustable aux dimensions du poignet. Peuvent être cités à titre d’exemple non limitatifs : un fermoir par crochets et boucles textiles, un fermoir magnétique, un fermoir à boucle ardillon, un fermoir articulé à boucle déployante, un fermoir à cliquet.

La première électrode injectrice de courant, la première électrode de mesure de potentiel, la deuxième électrode injectrice de courant et/ou la deuxième électrode de mesure de potentiel, peuvent être de différentes natures lorsqu’intégrées à la gaine circulaire. En particulier, des électrodes fonctionnant en milieu « sec » peuvent être choisies. On entend par « sec » le fait que lesdites électrodes ne nécessitent pas l’utilisation d’un gel conducteur. Un gel conducteur, utilisé habituellement pour des électrodes positionnées ponctuellement sur un utilisateur, ne sont pas adaptées à un port en continu des électrodes. En effet, le gel devrait lui aussi être porté en longue durée, ce qui pourrait irriter la peau. Par ailleurs, ces électrodes sont compatibles avec un fonctionnement en milieu humide. En effet, elles se doivent de pouvoir résister à la transpiration de l’utilisateur et d’y fonctionner, d’autant que le contact étroit entre la bande et le poignet de l’utilisateur peuvent entraîner une sudation.

Selon un aspect de l’invention, la gaine cylindrique intègre des électrodes circulaires. Il s’agit de la première électrode injectrice de courant, de la première électrode de mesure de potentiel, de la deuxième électrode injectrice de courant et/ou de la deuxième électrode de mesure de potentiel. Ces électrodes circulaires décrivent une trajectoire globalement parallèle aux bords de la gaine cylindrique, formant ainsi un cercle fermé. Gaine cylindrique élastique et électrodes circulaires sont intimement liées. Cette configuration favorise le contact des électrodes avec le poignet. Ainsi, les électrodes tout comme la gaine cylindrique sont ergonomiques. En d’autres termes, la combinaison d’une gaine cylindrique élastique et d’une ou plusieurs électrodes circulaires permet d’avoir un dispositif qui soit facile à insérer autour du poignet pour l’utilisateur et suffisamment lâche pour ne pas gêner l’utilisateur tout en permettant une fiabilité de la mesure en s’assurant qu’au moins une partie du corps de l’utilisateur soit au contact de l’électrode circulaire correspondante.

Ainsi, ces électrodes sèches, qui sont intégrées dans la gaine cylindrique, sont de façon particulière, circulaires. Gaine cylindrique et électrode circulaire peuvent correspondre à un tissage recouvert d’un élément conducteur, comme du métal, plus particulièrement de l’argent. Elles peuvent aussi correspondre à un tissage recouvert d’un polymère conducteur, chargé, tel un polymère de polysiloxane.

Ces tissages peuvent être à surface pleine ou à surface structurée. Les surfaces structurées peuvent être une surface poreuse ou une surface nervurée. Dans un contexte humide, la combinaison favorable pour un couple électrode/bande sera : surface structurée et électrode formée d’un polymère de polysiloxane.

Selon un aspect de l’invention, l’électrode injectrice de courant et l’électrode de mesure de potentiel sont de dimensions différentes. Afin d’optimiser la mesure, l’électrode de mesure de potentiel adopte des dimensions spécifiques, et notamment une surface plus importante que celle de l’électrode injectrice correspondante, c’est-à-dire disposée sur la même face que l’électrode de mesure. Les dimensions des électrodes doivent permettre d’assurer une interface de contact avec l’utilisateur et la grande surface de l’électrode de mesure doit permettre de diminuer les impédances parasites de ces électrodes.

Une surface de contact interne correspond à la surface interne de la bande incluant une surface de la première électrode de mesure de potentiel destinée à être au contact du poignet du premier bras de l’utilisateur. Cette surface de la première électrode de mesure de potentiel destinée à être au contact du poignet est une première surface d’interface.

Une surface de contact externe correspond à la surface externe de la bande incluant une surface de la deuxième électrode de mesure de potentiel destinée à être au contact de la partie de la main de l’utilisateur. Cette surface de la deuxième électrode de mesure de potentiel destinée à être au contact de la partie de la main de l’utilisateur est une deuxième surface d’interface.

La première surface d’interface et la deuxième surface d’interface ont une géométrie spécifique. Ainsi, la première surface d’interface et la deuxième surface d’interface des électrodes de mesure est large. Plus elles sont larges, meilleure est la mesure. Une première surface d’interface, respectivement une deuxième surface d’interface, doit être comprise comme large dès lors qu’elle représente une surface supérieure à au moins 10% de la surface interne, respectivement surface externe de la bande, et avantageusement une surface supérieure à 40% de la surface interne ou externe de la bande. Alternativement, la deuxième surface d’interface est configurée pour que la partie de la main du deuxième bras présente la forme d’au moins un doigt. Ainsi, afin de fermer la boucle de circulation de courant, l’utilisateur pause son doigt sur l’électrode de mesure de potentiel. Dans cette configuration, un autre doigt vient au contact de la deuxième électrode injectrice de courant.

Alternativement encore, la deuxième surface d’interface est configurée pour que la partie de la main du deuxième bras présente la forme d’une paume. Ainsi, afin de fermer la boucle de circulation de courant, l’utilisateur empoigne le dispositif de mesure. Dans cette configuration, la deuxième électrode injectrice de courant, à proximité de la deuxième électrode de mesure de potentiel, est englobée par la paume et entre ainsi au contact avec la main du deuxième bras de l’utilisateur.

Selon un aspect de l’invention, la bande comporte au moins un repère de positionnement de la partie du deuxième bras de l’utilisateur. Dans un souci de reproductibilité de la mesure, l’utilisateur est aidé de repères de positionnement. Ces repères de positionnement se confondent avec ou intègrent la deuxième électrode injectrice de courant et la deuxième électrode de mesure de potentiel, à la surface externe de la bande. Ainsi, la géométrie de contact, qui est connue pour impacter la mesure, n’est pas modifiée par une variabilité posturale de l’utilisateur.

Selon un mode de réalisation, le repère de positionnement est un contour de la surface de contact. Ce contour est par exemple représenté sur la bande, par un dessin, ou par tout autre moyen. Il peut représenter un ou plusieurs doigts, ou l’empreinte de la main, en totalité ou en partie.

Selon un autre mode de réalisation, le repère de positionnement est signifié par un relief en position de la deuxième électrode injectrice de courant et de la deuxième électrode de mesure de potentiel. Ce relief peut constituer le contour de la surface de contact. Le relief peut se limiter à des encoches disposées selon le contour de la surface de contact.

Selon un autre mode de réalisation, le repère de positionnement est une surface encaissée. Le repère de positionnement est ainsi en retrait d’un plan principal de la surface externe de la bande vers la surface interne de la bande, réduisant ainsi la distance entre la surface externe et la surface interne de la bande. A l’inverse, le repère de positionnement est une surface en saillie. Selon un aspect de l’invention, le dispositif de mesure comprend un avertisseur itératif de prise de mesure. La boucle de circulation du courant est fermée par contact d’une partie de la deuxième main de l’utilisateur. Fermer cette boucle de circulation est à l’initiative de l’utilisateur. Toutefois, un protocole de suivi impose une prise de mesures régulière.

L’avertisseur itératif est une alarme temporelle récurrente. Elle indique à l’utilisateur que la mesure est à faire. Selon un protocole particulier, les mesures sont espacées de deux heures. L’avertisseur itératif peut prendre la forme d’une alerte visuelle, sonore ou tactile. Sans être limitatif, peuvent être cités : un voyant lumineux, ou un affichage particulier au niveau d’une interface utilisateur, une sonnerie, une vibration du dispositif de mesure, ou une combinaison de ces exemples. L’avertisseur itératif peut être interrompu manuellement, ou automatiquement lorsque la nouvelle mesure de surveillance est prise.

L’avertisseur itératif peut être confondu avec le système d’alerte ponctuel, avertissant que la mesure n’est pas prise correctement, en une même alarme. Elles peuvent ainsi être de même nature. Alternativement, l’avertisseur itératif est distinct de l’alerte ponctuelle.

Une prise de mesures régulière voit son intérêt dans l’analyse des données brutes, l’obtention de leur moyenne correspondant à la mesure de surveillance, et la comparaison de ces mesures de surveillance avec une valeur étalon. Ainsi, dans le cas du calcul d’une mesure moyenne journalière, le fait d’avoir le même nombre de données brutes à moyenner et/ou le fait que ces mesures aient été prises à des instants équivalents du point de vue des rythmes biologiques et notamment circadien de l’utilisateur, garantit la reproductibilité des mesures. De ce fait, tout écart dans les mesures de surveillances, écart observé dans les proportions telles que précédemment évoquées, sera le signe d’une anomalie pulmonaire, et non d’un artéfact dû au rythme biologique de l’utilisateur.

L’invention concerne aussi une méthode pour déterminer une d’information portant sur une bio-impédance transthoracique comprenant les étapes suivantes :

(i) Port, au poignet du premier bras d’un utilisateur, d’un dispositif de mesure selon l’une quelconque des revendications précédentes ;

(ii) Positionnement d’une partie du deuxième bras de l’utilisateur sur le dispositif de mesure en vue d’actionner une prise de mesure ;

(iii) Emission d’un courant pour que celui-ci circule entre deux électrodes injectrices de courant, reliées par la boucle formée par le contact du dispositif de mesure avec respectivement le premier bras porteur du dispositif de mesure et le deuxième bras positionné sur ce dispositif de mesure, le courant imposé par les électrodes injectrices parcourant une boucle de circulation via un segment transthoracique de l’utilisateur, la première électrode injectrice étant disposée sur la surface interne de la bande, la deuxième électrode injectrice étant disposée sur la surface externe de la bande, et deux électrodes de mesure de potentiel disposées dans la boucle de circulation, la première électrode de mesure étant disposée sur la surface interne de la bande et la deuxième électrode de mesure étant disposée sur la surface externe de la bande ;

(iv) Mesure d’une différence de potentiel entre les deux électrodes de mesure et obtention des données brutes ;

(v) Transfert des données brutes au système de traitement ;

(vi) Elaboration d’une mesure de surveillance résultant d’une moyenne de plusieurs données brutes et comparaison de cette mesure de surveillance à une valeur étalon de référence ;

(vii) Obtention d’une information portant sur une bio-impédance transthoracique ;

(viii) Transmission de l’information à l’utilisateur via une interface utilisateur ou à un représentant médical, comme un médecin ou un centre d’urgence.

Selon une caractéristique de l’invention, la valeur de chaque donnée brute peut également être comparée à des valeurs seuil enregistrées, comme une valeur limite. L’utilisateur peut alors être informé de la validité de la mesure de surveillance.

Selon l’invention, l’utilisateur est averti d’une variation significative et possiblement révélatrice d’une insuffisance cardiaque, dès lors que l’étape de comparaison de la mesure de surveillance, c’est-à-dire une valeur moyennée de plusieurs données brutes, à la valeur étalon de référence révèle un écart de l’ordre de 0.25 à 2.5% de la valeur étalon.

D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description donnée ci-après à titre indicatif en relation avec des dessins dans lesquels :

- la figure 1 est une vue générale, du contexte d’utilisation du dispositif de mesure selon l’invention,

- la figure 2 est un organigramme du fonctionnement d’un dispositif de mesure selon l’invention,

- la figure 3 est une vue schématique d’un dispositif de mesure selon l’invention dans un premier mode de réalisation,

- la figure 4 est une vue en perspective d’un dispositif de mesure selon l’invention dans un deuxième mode de réalisation.

Il faut tout d’abord noter que les figures exposent l’invention de manière détaillée pour mettre en œuvre l’invention, lesdites figures pouvant bien entendu servir à mieux définir l’invention le cas échéant.

En se référant tout d’abord aux figures 1 et 2, on va décrire le fonctionnement du dispositif de mesure et le procédé de mesure associé. Sur la figure 1, on voit un utilisateur 1 portant à un poignet 2 un dispositif de mesure 3 de bio-impédance selon l’invention. Le dispositif de mesure 3 prend la forme d’une bande 4, vue ici par transparence à travers une main de l’utilisateur, la bande 4 entourant le poignet 2 d’un premier bras 5 de l’utilisateur 1, en l’occurrence le bras droit.

La bande 4 du dispositif de mesure 3 dispose d’une surface interne 21 tournée vers le poignet 2 lorsque la bande 4 est portée par l’utilisateur 1, et d’une surface externe 19 tournée à l’opposé.

La surface interne 21 porte une première électrode injectrice 22 de courant et une première électrode de mesure 23 de potentiel. En étant portées au poignet 2 de l’utilisateur 1, cette première électrode injectrice 22 de courant et cette première électrode de mesure 23 de potentiel sont susceptibles d’entrer en contact avec le poignet 2. La surface externe 19 porte une deuxième électrode injectrice 17 de courant et une deuxième électrode de mesure 18 de potentiel. La deuxième électrode injectrice 17 de courant et la deuxième électrode de mesure 18 de potentiel sont configurées pour avoir chacune une surface d’interface 56 avec une partie 7 du deuxième bras 6 de l’utilisateur 1, ici une paume et des doigts de la main du bras gauche.

Lorsque l’utilisateur 1 empoigne le dispositif de mesure 3, la deuxième électrode injectrice 17 de courant et la deuxième électrode de mesure 18 de potentiel entrent en contact avec la main gauche de l’utilisateur 1. Par ce geste, l’utilisateur 1 ferme une boucle de circulation 8 de courant.

La bande 4 comporte un système d’alimentation électrique 46 délivrant un courant 55 apte à circuler entre les électrodes injectrices de courant lorsque la boucle de circulation 8 est fermée. Dans ce cheminement, constitutif de la boucle de circulation 8, le courant 55 traverse le premier bras 5 ainsi que le deuxième bras 6 de l’utilisateur 1, et entre eux, un segment transthoracique 9.

Le courant 55 circule alors de la première électrode injectrice 22 de courant à la deuxième électrode injectrice 17 de courant, en passant successivement par la première électrode de mesure 23 de potentiel et la deuxième électrode de mesure 18 de potentiel.

Lorsque le courant 55 circule selon la boucle de circulation 8 à travers le corps de G utilisateur, la valeur de potentiel électrique qui en résulte est fonction de la résistance rencontrée sur le chemin du courant, cette résistance variant notamment en fonction du contenu hydrique des parties du corps traversées. Ainsi, un signal spécifique est délivré à la première électrode de mesure 23 de potentiel et à la deuxième électrode de mesure 18 de potentiel. Ce signal correspond à des données brutes 48 de bio-impédance. La première électrode de mesure 23 de potentiel et à la deuxième électrode de mesure 18 de potentiel transmettent ces données brutes 48 à un système de collecte 47 disposé sur la bande 4.

Le système de collecte 47 est configuré pour communiquer avec un système de traitement 10. Dans le mode de réalisation présenté figure 1, le système de traitement 10 est externalisé par rapport à la bande 4. Le système de collecte 47 transmet via un premier périphérique de communication les données brutes 48 au système de traitement 10 porteur d’un deuxième périphérique de communication 11. Le premier périphérique de communication et le deuxième périphérique de communication 11 communiquent ici par propagation du signal sous forme d’ondes 12.

Le système de traitement 10 applique aux données brutes 48 un algorithme préenregistré. Selon un mode de réalisation, l’algorithme est configuré pour réaliser une moyenne de plusieurs mesures de données brutes 48 consécutives correspondant à une mesure de surveillance 32, 32’, en vue d’obtenir un résultat 38 qui va ensuite être comparée aux valeurs seuil plancher et limite précédemment définies et stockées dans le système de traitement 10. Les données brutes 48 sont ainsi traitées en vue d’obtenir une information 50 correspondant au comparatif entre la mesure de surveillance 32 implémentant la moyenne des données brutes 48 et une valeur étalon 52.

L’information 50 est alors présentée à l’utilisateur 1 via une interface-utilisateur 13. Cette interface-utilisateur 13 est dans l’exemple illustré portée par le système de traitement 10. L’interface-utilisateur 13 peut permettre d’afficher diverses données, par exemple les informations 50, l’écart 53 entre la mesure de surveillance 32 et la valeur étalon 52, la nécessité d’effectuer une nouvelle mesure de surveillance 32’, etc...

La figure 2 développe un organigramme représentatif d’une mise en œuvre d’un dispositif de mesure 3 de bio-impédance selon l’invention, pour l’obtention d’une mesure de surveillance 32.

Lorsque qu’un utilisateur met en marche, dans une étape 29, le dispositif de mesure 3 porté au poignet d’un premier bras, celui-ci est en état de veille 30. Lorsque l’utilisateur forme une boucle de circulation 8 en touchant le dispositif de mesure 3 avec un deuxième bras, une mesure de surveillance 32 est effectuée. Cette mesure de surveillance 32 correspond aux étapes 31 à 4L

La formation de la boucle de circulation 8 est réalisée par une action positive de l’utilisateur qui assure le contact entre le dispositif de mesure et un premier bras, via la surface interne de la bande et un deuxième bras, via la surface externe de la bande. Ce contact est identifié par le dispositif de mesure 3 dans une étape 31. Dans une étape 34, un système d’alimentation électrique 46 est piloté pour générer une alimentation en courant 55 entre une première électrode injectrice 22 de courant et une deuxième électrode injectrice 17 de courant. Le courant 55 circule alors entre ces deux électrodes injectrices dans la boucle de circulation 8 de courant à travers le corps, la bande assurant par ailleurs une isolation électrique entre les deux électrodes injectrices qui force le courant à traverser le corps, successivement par le premier bras, un segment transthoracique et le deuxième bras. Sur le trajet du courant, le courant 55 émis entre chaque électrode injectrice 17, 22 passe par les électrodes de mesure 23, 18 disposées sur le trajet, de sorte que lors d’une étape de mesure 35, une mesure de potentiel électrique est réalisée au niveau de la première électrode de mesure 23 et une mesure de potentiel électrique est réalisée au niveau de la deuxième électrode de mesure 18.

La valeur de potentiel électrique est transférée, lors d’une étape de transfert 36, de chacune des électrodes de mesure à un système de collecte 47, qui lors d’une étape de transmission 37 les transmet à un système de traitement 10 configuré pour calculer la différence de potentiel correspondant aux « données brutes » 48.

Le système de traitement 10, dans une étape de calcul 39, traite les données brutes 48. Dans un premier temps, chaque donnée brute 48 obtenue, correspondant à une mesure de différence de potentiel, est comparée à une valeur limite 54 enregistrée, attestant de la fiabilité de la mesure. Cette valeur limite 54 peut par exemple représenter 150% de la valeur étalon de référence 52 qui va être introduite ci-après. Une donnée brute 48 de valeur supérieure à cette valeur limite 54 implique une valeur d’impédance beaucoup trop élevée et le risque d’une mesure non fiable, par exemple due à des conditions de contact entre le dispositif de mesure et le corps de l’utilisateur qui ne sont pas correctes. On comprend que si une telle information de mesure non fiable devait être identifiée, le procédé de mesure prend fin et doit être redémarrer.

Le système de traitement 10 compile ensuite les données brutes obtenues au cours d’une période donnée pour obtenir un résultat 38 correspondant à une moyenne de ces données brutes 48, ladite moyenne étant révélatrice d’une information fiable sur la mesure de bio-impédance de l’utilisateur pour une journée donnée.

Le résultat 38 obtenu peut être transmis à l’utilisateur au niveau d’une interface-utilisateur 13, lors d’une étape d’affichage 40.

Par ailleurs, le résultat 38 est évalué lors d’une étape de test 41 par le système de traitement 10. Le système de traitement 10 compare dans l’étape de test 41 le résultat 38 avec une valeur étalon de référence 52 résultant d’un procédé d’étalonnage et préalablement réalisé et enregistrée dans une mémoire du système de traitement 10.

Les moyennes sont calculées et enregistrées dans la mémoire du système de traitement 10, pour que soit relevée la présence d’une évolution défavorable de l’état de l’utilisateur. Le résultat de cette comparaison est considéré en regard d’une valeur plancher propre à la présente invention. Si un écart 53 de l’ordre de 0.25 à 2.5% est relevé, avec le résultat 38 qui est inférieure à la valeur étalon de référence 52, l’utilisateur en est averti sur l’interface-utilisateur 13.

Après ces différentes étapes successives, le dispositif de mesure 3 revient à l’état de veille 30. Il y reste pendant une durée déterminée, par exemple de deux heures consécutives à une mesure de surveillance 32 valable, sauf si l’utilisateur ferme la boucle de circulation 8 de courant avant. Au-delà de deux heures après la réalisation d’une mesure de surveillance 32, dépassement contrôlé lors de l’étape 33, un avertisseur 42 est enclenché automatiquement lors d’une étape 43, itérativement, afin d’en avertir l’utilisateur et l’inciter à effectuer une nouvelle mesure de surveillance 32’. L’avertisseur 42 est interrompu par une étape 44 lorsque la boucle de circulation 8 de courant est à nouveau formée.

Si la mesure de surveillance 32 devait être considérée comme non-valable, le dispositif de mesure est en mesure d’activer l’avertisseur 42 afin d’en avertir l’utilisateur, invitant celui-ci à reproduire la mesure de surveillance 32.

La figure 3 montre un dispositif de mesure 3 de bio-impédance comprenant une bande 4 tel que précédemment présenté. Cette bande 4 prend ici la forme d’une gaine cylindrique élastique 14. La gaine cylindrique élastique 14 s’étend selon un axe d’allongement X.

La gaine cylindrique élastique 14 est pourvue de bords 15, 16 qui définissent les extrémités de la gaine le long de l’axe d’allongement X. Le bord 15 est ici appelé bord proximal en ce qu’il est le bord tourné vers le segment transthoracique de l’utilisateur alors que le bord 16 est ici appelé bord distal en ce qu’il est tourné à l’opposé du segment transthoracique, au plus proche de la main du bras portant le dispositif de mesure.

La gaine cylindrique élastique 14 ne présente pas d’interruptions sur sa circonférence, de sorte que peuvent y être placées des électrodes circulaires, s’étendant sur tout le pourtour de la gaine cylindrique élastique 14, autour de l’axe d’allongement X de la gaine. Une première électrode injectrice 22 de courant, formant un cercle ininterrompu et ici uniquement représentée en traits pointillés et une première électrode de mesure 23 de potentiel, formant un cercle ininterrompu, sont disposées sur la surface interne 21 de la bande 4 formée par la gaine cylindrique élastique 14. Il convient de noter que ces deux électrodes étant agencées sur la surface interne 21 de la bande 4, l’utilisateur n’est pas en mesure de s’assurer que son corps, ici son poignet, est bien au contact des électrodes. La mise en œuvre d’une électrode circulaire permet de s’assurer d’un contact entre l’électrode et le poignet quelle que soit la pression exercée par la main venant fermer la boucle de circulation.

Par ailleurs, une deuxième électrode injectrice 17 de courant, formant une tache ici sensiblement circulaire, et une deuxième électrode de mesure 18 de potentiel, formant une tache ici sensiblement elliptique, sont disposées sur la surface externe 19 de la bande 4 formée par la gaine cylindrique élastique 14.

Les premières électrodes disposées sur la face interne se distinguent de par leur position sur le premier bras 5 porteur du dispositif de mesure 1, avec une électrode proche du bord proximal 15 et une électrode proche du bord distal 16. Selon l’invention, l’électrode proche du bord proximal est la première électrode de mesure 23 de potentiel et l’électrode proche du bord distal est la première électrode injectrice 22. Ainsi la première électrode injectrice 22 est la plus proche de la main du premier bras 5 porteur du dispositif de mesure 1 , et la première électrode de mesure 23 est sur le trajet du courant partant de la première électrode injectrice 22.

La première électrode injectrice 22 de courant et la première électrode de mesure 23 de potentiel sont ici de même dimension. Elles sont disposées parallèlement l’une par rapport à l’autre, en formant un premier groupe d’électrodes dans lequel les électrodes sont alignées selon une première direction X correspondant à la direction d’allongement du premier bras. Les électrodes sont par ailleurs également parallèles aux bords 15, 16 de la gaine cylindrique élastique 14.

Les deuxièmes électrodes disposées sur la surface externe 19 se distinguent de par leur position par rapport à la main de l’utilisateur qui vient se poser sur le dispositif de mesure, avec la deuxième électrode injectrice 17 disposée pour être au contact des doigts de cette main et la deuxième électrode de mesure 18 disposée pour être au contact de la paume de cette main.

La deuxième électrode injectrice 17 de courant et la deuxième électrode de mesure 18 de potentiel présentent ici des dimensions différentes, étant notable que la deuxième électrode de mesure 18 de potentiel est plus large que la deuxième électrode injectrice 17 de courant. Cette différence dimensionnelle se justifie par un souhait d’augmenter au maximum la surface des électrodes de mesure, afin que l’impédance parasite des électrodes soit faible par rapport à la bio impédance du corps traversé par le courant, alors que la définition de la largeur de l'électrode injectrice est uniquement relative au besoin d’un contact effectif. Il convient de noter que cette différence dimensionnelle présente l’avantage de dédier la deuxième électrode de mesure 18, plus large que la deuxième électrode injectrice 17, à une zone dans laquelle doit être plaquée la paume de l’utilisateur, rendant possible cette large surface de contact entre corps de l’utilisateur et électrode de mesure, tandis que la deuxième électrode injectrice 17 est dédiée à la mise en position des doigts de l’utilisateur.

Les deuxièmes électrodes forment un deuxième groupe d’électrodes dans lequel les deuxièmes électrodes sont alignées selon une deuxième direction Y correspondant à la direction d’allongement du deuxième bras, ou en d’autres termes selon une direction perpendiculaire à la direction d’allongement du bras qui porte le dispositif de mesure. Tel que cela est visible sur la figure 3 notamment, les premières électrodes sont agencées en série selon une première direction qui est perpendiculaire ou sensiblement perpendiculaire à la deuxième direction selon laquelle s’étend la série formée par les deuxièmes électrodes.

La gaine cylindrique élastique 14 est constituée d’un tissage recouvert de polymères de polysiloxane formant la première électrode injectrice 22 de courant et la première électrode de mesure 23 de potentiel. La première électrode injectrice 22 de courant et la première électrode de mesure 23 de potentiel ont une surface structurée de nervures.

La surface externe 19 de la gaine cylindrique élastique 14 porte par ailleurs une interface- utilisateur 13. Cette interface-utilisateur 13 prend la forme d’un dispositif d’affichage électronique, par exemple à d’un écran à cristaux liquides, ou à diodes électroluminescentes. Un système d’alimentation électrique, un système de collecte et un système de traitement, sont supporté par une carte à circuit imprimé 20, rendue visible ici par transparence pour permettre son identification par le lecteur. Cette carte à circuit imprimé 20 est intégrée à la gaine cylindrique élastique 14. Elle forme un système d’alimentation électrique 46 tel qu’il a été évoqué précédemment, qui est en relation filaire avec la première électrode injectrice 22 de courant et la première électrode de mesure 23 de potentiel agencées sur la surface interne 21 de la gaine cylindrique élastique 14, et avec la deuxième électrode injectrice 17 de courant et la deuxième électrode de mesure 18 de potentiel agencées sur la surface externe 19, ainsi qu’avec l’interface-utilisateur 13.

L’interface-utilisateur 13 et la carte à circuit imprimé 20 sont situées entre la première électrode injectrice 22 de courant et la première électrode de mesure 23 de potentiel. Cette géométrie permet de respecter un espacement entre les électrodes, évitant ainsi des interférences. La géométrie est également telle que la présence de l’interface-utilisateur 13 génère un espacement entre les électrodes disposées sur la face externe de la gaine cylindrique élastique 14, de manière à éviter des interférences et à générer un écartement adéquat pour un contact simultané de la paume et des doigts sur leur électrode respective.

La gaine cylindrique 14 a des propriétés élastiques, lui permettant de s’ajuster aux dimensions d’un poignet d’utilisateur. Pour un plus grand confort d’utilisation, le circuit imprimé 20 sera flexible afin de s’adapter à une gaine cylindrique 14, élastique. Par exemple, un circuit flex, connu également sous la dénomination anglaise de flex PCB, peut être employé. De la même manière, l’interface-utilisateur 13 peut être souple. A défaut, l’interface-utilisateur 13 sera préférentiellement profilée pour suivre un arrondi afin d’épouser le poignet.

La figure 4 montre un autre mode de réalisation d’un dispositif de mesure 3 de bio impédance. La bande 4 est pourvue d’un fermoir 26 faisant coopérer des extrémités 27, 28 chevauchantes. Lorsque les extrémités 27, 28 coopèrent, la bande 4 forme un cylindre fermé apte à être disposé autour du bras de l’utilisateur. Le fermoir 26 est ici à boucle ardillon, la bande 4 étant donc ajustable aux dimensions du poignet de chaque utilisateur.

La bande 4 intègre des électrodes 17, 18, 22, 23 non circulaires, disposées localement sur la bande 4. De façon particulière, une première électrode injectrice 22 de courant et une première électrode de mesure 23 de potentiel sont de dimensions différentes. Plus particulièrement, la première électrode de mesure 23 de potentiel, illustrée par transparence, couvre une surface plus importante que la première électrode injectrice 22 de courant, également illustrée par transparence, afin de rendre faible l’impédance parasite de cette électrode de mesure, tel que précédemment évoqué. Il en est de même pour une deuxième électrode injectrice 17 de courant et une deuxième électrode de mesure 18 de potentiel. Dans cet exemple de réalisation, la première électrode de mesure 23 de potentiel est de taille sensiblement équivalente à la deuxième électrode de mesure 18 de potentiel.

Conformément à ce qui a été décrit pour le premier mode de réalisation, l’électrode proximale au segment transthoracique est la première électrode de mesure 23 de potentiel tandis que l’électrode distale au segment transthoracique est la première électrode injectrice 22. Ainsi la première électrode injectrice 22 est la plus proche de la main du premier bras 5 porteur du dispositif de mesure 1. Les premières électrodes sont agencées en série selon une première direction X.

Sur la surface externe 19, destinée à entrer en contact avec, ici, la main du deuxième bras de l’utilisateur, l’électrode proximale au segment transthoracique est la deuxième électrode de mesure 18 de potentiel tandis que l’électrode distale au segment transthoracique est la deuxième électrode injectrice 17. Les premières électrodes sont agencées en série selon une deuxième direction Y, sensiblement perpendiculaire à la première direction X.

La combinaison de ces caractéristiques relatives au positionnement distal/proximal des électrodes injectrice et de mesure est ici notable en ce que les électrodes injectrices de courant sont positionnées de manière distale sur chaque surface du dispositif de mesure, de sorte que l’on assure la mise en œuvre de la plus grande boucle de circulation possible d’une électrode injectrice à l’autre.

Les électrodes portées par une surface interne 21 de la bande, c’est-à-dire la première électrode injectrice 22 de courant et la première électrode de mesure 23 de potentiel sont de forme elliptique. Les électrodes portées par une surface externe 19 de la bande, c’est-à-dire la deuxième électrode injectrice 17 de courant et la deuxième électrode de mesure 18 de potentiel prennent une forme d’extrémité de doigt correspondant aux phalanges distales. Ces dernières sont munies de repères de positionnement 24 correspondant à des saillies, par exemple des ergots, sur lesquels un utilisateur devra faire buter deux phalanges distales de son deuxième bras. Ainsi, la reproductibilité de mesure inhérente à une géométrie de contact sera assurée.

Il est notable selon ce mode de réalisation que l’ensemble des électrodes, aussi bien les premières électrodes disposées sur la surface interne de la bande que les deuxièmes électrodes disposées sur la surface externe de la bande, est agencée dans une partie frontale de cette bande, c’est-à-dire la partie de la bande opposée au fermoir. De la sorte, on s’assure, lorsque l’utilisateur appuie sur la bande avec sa main libre, que les premières électrodes soient bien plaquées contre le premier bras porteur du dispositif de mesure.

Tel que cela a été décrit précédemment, la bande 4 est en communication avec un système de traitement externalisé. Est ainsi transmis un signal collecté par le système de collecte 47 embarqué sur la bande 4 et communiquant avec chacune des électrodes de mesure 23, 18 de potentiel. Ce signal provient ainsi à la fois de la première électrode de mesure 23 de potentiel et de la deuxième électrode de mesure 18 de potentiel, et correspond à des données brutes 48 d’impédance. Le système de collecte 47 est pourvu d’un premier périphérique de communication. Ce système de collecte 47 est disposé dans une épaisseur 25 de la bande 4. Le premier périphérique de communication est configuré pour communiquer avec le système de traitement 10 porteur d’un deuxième périphérique de communication 11. L’épaisseur 25 de la bande 4 renferme par ailleurs le système d’alimentation électrique 46 relié aux quatre électrodes 17, 18, 22, 23.

On comprend à la lecture de ce qui précède que la présente invention propose un dispositif de mesure de bio-impédance configuré pour gagner en compacité, praticité et facilité d’usage par rapport aux dispositifs existants. Ce dispositif de mesure de bio-impédance est destiné à être porté de façon continue par un utilisateur qui, par une action simple, effectue une mesure de surveillance afin de suivre l’évolution de son état pulmonaire. Un tel dispositif de mesure de bio impédance, utilisant un large vecteur de Piccoli, gagne également en précision par rapport à l’art antérieur.

L’invention ne saurait toutefois se limiter aux moyens et configurations décrits et illustrés ici, et elle s’étend également à tout moyen ou configuration équivalents et à toute combinaison technique opérant de tels moyens. En particulier, la forme dispositif de mesure de bio impédance peut être modifiée sans nuire à l’invention, dans la mesure où le dispositif de mesure de bio-impédance, in fine, remplit les mêmes fonctionnalités que celles décrites dans ce document.

Claims

REVENDICATIONS

1. Dispositif de mesure (3) de bio-impédance caractérisé en ce qu’il comporte une bande (4) configurée pour entourer un poignet (2) d’un premier bras (5) d’un utilisateur (1) et sur laquelle sont agencées au moins deux électrodes injectrices (17, 22) de courant et au moins deux électrodes de mesure (18, 23) de potentiel, une première électrode injectrice (22) de courant et une première électrode de mesure (23) de potentiel étant disposées sur une surface interne (21) de la bande (4) et configurées pour être au contact du poignet (2), une deuxième électrode injectrice (17) de courant et une deuxième électrode de mesure (23) de potentiel étant disposées sur une surface externe (19) de la bande (4) et configurées pour avoir chacune une surface d’interface (56) avec une partie (7) du deuxième bras (6) de l’utilisateur (1), le dispositif de mesure (3) comportant en outre un système de collecte (47) de données brutes (48) de bio impédance provenant des électrodes de mesure (18, 23) de potentiel, et un système de traitement (10) de données brutes (48) pour obtenir au moins une mesure de surveillance (32) et une information (50) significative d’un état de bio-impédance pulmonaire, ledit système de collecte (47) étant porté par la bande (4) et configuré pour communiquer avec le système de traitement (10).

2. Dispositif de mesure (3) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les électrodes (17, 18, 22, 23) sont réparties en deux groupes disposés respectivement sur la surface interne (21) et la surface externe (19) de la bande (4), chaque groupe comportant une électrode injectrice de courant et une électrode de mesure, la première électrode injectrice de courant (22) et la première électrode de mesure (23) de potentiel d’un premier groupe d’électrodes étant alignées selon une direction distincte à la direction selon laquelle s’étendent la deuxième électrode injectrice de courant (17) et la deuxième électrode de mesure (18) de potentiel du deuxième groupe d’électrodes.

3. Dispositif de mesure (3) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que sur chaque surface de la bande (4), l’électrode proximale à un segment transthoracique (9) de l’utilisateur est l’électrode de mesure (18, 23) tandis que l’électrode distale à ce segment transthoracique est l’électrode injectrice (17, 22).

4. Dispositif de mesure (3) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le premier groupe d’électrodes agencé sur la surface interne (21) de la bande (4) est configuré de sorte que les électrodes sont alignées selon une première direction (X) le long de l’axe du bras sur lequel est disposée la bande (4), avec la première électrode injectrice (22) disposée du côté de la main en bout du bras porteur du dispositif de mesure et la première électrode de mesure (23) disposée du côté du tronc de l’utilisateur.

5. Dispositif de mesure (3) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le système de traitement (10) est configuré pour déterminer un écart (53) entre une valeur étalon (52) de référence et au moins une mesure de surveillance (32) et pour générer une notification à l’utilisateur (1) dès lors que la mesure de surveillance (32) présente une valeur inférieure à la valeur correspondant à la valeur étalon (52) et dès lors que cet écart (53) est compris entre 0.25% et 2.5% de ladite valeur correspondant de la valeur étalon de référence.

6. Dispositif de mesure (3) selon les revendications précédentes, dans lequel le système de traitement (10) compare les données brutes (48) à au moins une valeur limite (54).

7. Dispositif de mesure (3) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le système de traitement (10) est intégré à la bande (4).

8. Dispositif de mesure (3) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les électrodes injectrices (17, 22) de courant sont pilotées pour utiliser un courant (55) multi-fréquentiel.

9. Dispositif de mesure (3) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la bande (4) est formée d’une gaine cylindrique (14) élastique.

10. Dispositif de mesure (3) selon la revendication précédente, dans laquelle la gaine cylindrique (14) élastique intègre des électrodes circulaires.

11. Dispositif de mesure (3) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’électrode injectrice (17, 22) de courant et l’électrode de mesure (18, 23) de potentiel sont de dimensions différentes.

12. Dispositif de mesure (3) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la bande (4) comporte au moins un repère de positionnement (24) de la partie (7) du deuxième bras (6) de l’utilisateur (1).

13. Méthode pour déterminer une information (49) portant sur une bio-impédance transthoracique comprenant les étapes suivantes :

(ix) Port, au poignet (2) du premier bras (5) d’un utilisateur (1), d’un dispositif de mesure (3) selon l’une quelconque des revendications précédentes

(x) Positionnement d’une partie (7) du deuxième bras (6) de l’utilisateur (1) sur le dispositif de mesure (3) en vue d’actionner une prise de mesure

(xi) pour que celui-ci circule entre deux électrodes injectrices de courant, reliées par la boucle formée par le contact du dispositif de mesure avec respectivement le premier bras porteur du dispositif de mesure et le deuxième bras positionné sur ce dispositif de mesure, le courant imposé par les électrodes injectrices parcourant une boucle de circulation via un segment transthoracique de l’utilisateur, la première électrode injectrice étant disposée sur la surface interne de la bande, la deuxième électrode injectrice étant disposée sur la surface externe de la bande, et deux électrodes de mesure de potentiel disposées dans la boucle de circulation, la première électrode de mesure étant disposée sur la surface interne de la bande et la deuxième électrode de mesure étant disposée sur la surface externe de la bande ;

(xii) Mesure d’une différence de potentiel entre les deux électrodes de mesure et obtention des données brutes ;

(xiii) Transfert des données brutes au système de traitement (10) ;

(xiv) Elaboration d’une mesure de surveillance résultant d’une moyenne de plusieurs données brutes et comparaison de cette mesure de surveillance à une valeur étalon de référence ;

(xv) Obtention d’une information (49) portant sur une bio-impédance transthoracique ;

(xvi) Transmission de l’information (49) à l’utilisateur (1) via une interface utilisateur (13) ou à un représentant médical.