FR3150095A1 - Système de mesure d’un paramètre représentatif de l’état physiologique et cérébral chez l’animal - Google Patents

Abstract

Le système de mesure d’un paramètre représentatif de l’état physiologique et cérébral chez l’animal comprend un système embarqué (2). Le système embarqué comprend, dans une configuration complète, plusieurs capteurs (8) et, dans une configuration partielle, un seul de ceux-ci.Un des capteurs est un capteur de potentiel électrique neurophysiologique.Le système de mesure comprend également un système distant (3) implémentant module informatisé de caractérisation (17) qui détermine une valeur du paramètre représentatif de l’état physiologique et cérébral à partir des données de mesure de potentiel électrique neurophysiologique, des deuxièmes données de mesure dans la configuration complète, et d’une règle prédéfinie par apprentissage qui définit une relation entre le paramètre représentatif de l’état physiologique et cérébral, des données de mesure de potentiel électrique neurophysiologique et des deuxièmes données de mesure. Figure pour l’abrégé : figure 1

Description

Système de mesure d’un paramètre représentatif de l’état physiologique et cérébral chez l’animal DOMAINE DE L’INVENTION

La présente invention se rapporte aux systèmes de mesure d’un paramètre représentatif de l’état physiologique et cérébral chez l’animal.

L’animal en question peut être ou ne pas être un être humain.

ARRIÈRE-PLAN TECHNOLOGIQUE

Qu’il soit ou non capable de s’exprimer, il est difficile de qualifier de façon objective l’état cérébral d’un animal. On peut avoir recours à différentes technologies de mesure permettant de déterminer des paramètres de l’activité cérébrale. L’électroencéphalogramme est un exemple typique de telle technologie. Il a également été remarqué que la mesure de phénomènes physiologiques pouvait être utilisée pour interpréter l’activité cérébrale.

Le document WO 2010/134,068 décrit un système de mesure comprenant un électrocardiogramme, un électroencéphalogramme deux voies du front, un photoplethysmogramme (« PPG ») de l’index de la main droite, un électromyogramme du trapèze droit, un thermomètre du dos de la main droite, un capteur de respiration, un capteur de la réponse galvanique de la peau des doigts de la main droite, et un capteur de la pression sanguine. Les signaux sont traités pour déterminer un indice représentatif de la douleur ressentie.

Un tel système est encourageant. Toutefois, du fait de la grande diversité des technologies de mesure décrites, il est réservé à une mise en œuvre en hôpital, sur un patient statique.

Cette contrainte limite l’application de ce système à la caractérisation de la douleur susceptible d’être ressentie par le patient statique. Il est donc réservé à des cas très précis nécessitant une hospitalisation.

L’invention vise ainsi à démocratiser de tels systèmes.

Ainsi, l’invention se rapporte à un système de mesure d’un paramètre représentatif de l’état physiologique et cérébral chez l’animal, ledit système de mesure comprenant :
- un système embarqué, le système embarqué comprenant au moins un boitier adapté pour être vêtu par l’animal et,
. dans une configuration complète, au moins un premier et un deuxième capteurs,
. dans une configuration partielle, un seul desdits au moins un premier et un deuxième capteurs,
dont au moins un est déporté par rapport au boîtier, et au moins un câble reliant chacun un capteur déporté au boîtier, au moins un desdits premier et deuxième capteurs étant un capteur de potentiel électrique neurophysiologique produisant de manière répétée des données de mesure de potentiel électrique neurophysiologique, et au moins un desdits premier et deuxième capteurs étant un capteur autre que le premier capteur, et produisant de manière répétée des deuxièmes données de mesure de l’animal, et le boîtier comprenant au moins un système électronique comprenant au moins un processeur gérant lesdits au moins un premier et un deuxième capteurs et un premier module de communication sans fil adapté pour communiquer sans fil avec un système distant, et au moins pour transmettre de manière répétée au système distant les données de mesure de potentiel électrique neurophysiologique et les deuxièmes données de mesure,
- ledit système distant, ledit système distant comprenant au moins un deuxième module de communication sans fil adapté pour communiquer sans fil avec le premier module de communication sans fil du système embarqué, et un processeur comprenant un premier module informatisé de caractérisation adapté pour déterminer un indice à partir des données de mesure de potentiel électrique neurophysiologique ou des deuxièmes données de mesure produites dans la configuration partielle, et un deuxième module informatisé de caractérisation adapté pour déterminer une valeur du paramètre représentatif de l’état physiologique et cérébral à partir des données de mesure de potentiel électrique neurophysiologique, des deuxièmes données de mesure dans la configuration complète, et d’une règle prédéfinie par apprentissage définissant une relation entre le paramètre représentatif de l’état physiologique et cérébral, des données de mesure de potentiel électrique neurophysiologique et des deuxièmes données de mesure.

Grâce à ces dispositions, le système peut être mis en œuvre en ambulatoire, ce qui est adapté à de grands nombres de procédés médicaux actuels. L’invention permet ainsi un suivi de l’animal à distance, y compris hors de l’établissement de soins, et ce dans une grande variété d’activités de celui-ci, dans lesquelles il est susceptible de voir varier son état neurophysiologique, beaucoup plus que pour un patient hospitalisé.

Selon différents aspects, il est possible de prévoir l’une et/ou l’autre des caractéristiques ci-dessous prises seules ou en combinaison.

Selon une réalisation, le premier capteur est un capteur choisi dans la liste {électroencéphalogramme, électromyogramme, électrocardiogramme et électrooculogramme}.

Selon une réalisation, le deuxième capteur est un capteur choisi dans la liste {capteur de fréquence cardiaque, capteur de fréquence respiratoire, capteur de température corporelle et/ou d’un organe interne, capteur d’hydratation de la peau, capteur d’oxymétrie sanguine, capnogramme, capteur de pression sanguine, respiratoire et/ou intracranienne ; capteur de position ou de mouvement}, ou un capteur physiologique choisi dans la liste {capteur de fréquence cardiaque, capteur de fréquence respiratoire, capteur de température corporelle et/ou d’un organe interne, capteur d’hydratation de la peau, capteur d’oxymétrie sanguine, capnogramme, capteur de pression sanguine, respiratoire et/ou intracranienne }, ou un capteur de position ou de mouvement.

Selon une réalisation, le paramètre représentatif de l’état physiologique et cérébral chez l’animal est représentatif de l’état de sommeil, de la profondeur d’anesthésie, de l’analgésie, de l’épilepsie ou de la douleur ou un indice prédictif de réveil.

Selon une réalisation, le capteur de potentiel électrique neurophysiologique est un capteur d’électroencéphalogramme adapté pour mesurer l’activité cérébrale dans plusieurs régions du cerveau de l’animal.

Selon une réalisation, le système embarqué comprend un bracelet, un bonnet, une ceinture, un casque, une tétière, un collier, un harnais, un bandeau ou un support portant le boîtier.

Selon une réalisation, le système embarqué comprend en outre un capteur de conditions environnementales produisant de manière répétée des données de conditions environnementales, et le processeur est adapté pour déterminer une valeur du paramètre représentatif de l’état physiologique et cérébral à partir en outre des données de conditions environnementales, ladite règle prédéfinie par apprentissage définissant une relation entre le paramètre représentatif de l’état physiologique et cérébral, des données de mesure de potentiel électrique neurophysiologique, des deuxièmes données de mesure et des données de conditions environnementales.

Selon une réalisation, le processeur est adapté pour déterminer une valeur du paramètre représentatif de l’état physiologique et cérébral à partir en outre de données d’âge, de sexe, de médication et/ou de poids de l’animal, ladite règle prédéfinie par apprentissage définissant ladite relation en relation en outre avec des données d’âge, de sexe, de médication, de poids, d’antécédents médicaux et/ou de condition physique.

Selon une réalisation, le premier module informatisé de caractérisation est adapté pour déterminer ledit indice à partir en outre de données de mesure produites dans la configuration complète, et/ou
le deuxième module informatisé de caractérisation est adapté pour déterminer la valeur du paramètre représentatif de l’état physiologique et cérébral à partir en outre de données de mesure dans la configuration partielle, et d’une règle prédéfinie par apprentissage définissant une relation entre le paramètre représentatif de l’état physiologique et cérébral, des données de mesure de potentiel électrique neurophysiologique et des deuxièmes données de mesure dans la configuration complète et de données de mesure dans la configuration partielle.

Selon une réalisation, au moins un desdits modules informatisés de caractérisation est adapté pour être mis en œuvre de manière répétée, et le système de mesure comprend en outre un module informatisé de surveillance adapté pour déterminer un paramètre d’évolution à partir des valeurs répétées d'indice et/ou de paramètre représentatif de l’état physiologique et cérébral.

Des modes de réalisation de l’invention seront décrits ci-dessous par référence aux dessins, décrits brièvement ci-dessous :

est un schéma représentatif d’un système selon un mode de réalisation de l’invention.

est un schéma représentatif d’un mode de réalisation d’un système embarqué du système de la .

est un schéma représentatif d’un mode de réalisation d’un boîtier du système embarqué de la .

est un schéma représentatif d’un mode de réalisation d’un système embarqué dans une configuration complète.

est un schéma représentatif d’un mode de réalisation d’un système embarqué dans une configuration partielle.

est un schéma représentatif d’un mode de réalisation d’un système distant.

Sur les dessins, des références identiques désignent des objets identiques ou similaires.

DESCRIPTION DÉTAILLÉE

La représente schématiquement un système de mesure 1 selon un premier mode de réalisation de l’invention. Le système de mesure 1 comprend un système embarqué 2, qui sera décrit plus en détail ci-après, et un système distant 3. Le système embarqué 2 est dit « embarqué » en ce qu’il est susceptible et destiné à être porté par un utilisateur. « Porté » est utilisé en tant que traduction en français du terme anglais « wearable », qui pourrait alternativement être traduit par « vêtu », encore qu’aucune traduction française ne semble en mesure d’être vraiment fidèle aux notions techniques convoyées par le terme « wearable ». Le système distant 3 est dit « distant » en ce qu’il est disposé à distance du système embarqué 2. Un système de communication 4 est utilisé pour permettre au système embarqué 2 et au système distant 3 de communiquer ensemble. Le système de communication 4 comprend par exemple un système de communication sans fil. Ce système de communication sans fil peut comprendre un premier module de communication sans fil 25 du système embarqué 2 et un deuxième module de communication sans fil 26 du système distant 3 adaptés pour communiquer l’un avec l’autre sans fil, le cas échéant par l’intermédiaire de dispositifs intermédiaires. On peut utiliser une technologie de communication sans fil par ondes radio, par exemple de courte portée (inférieure à 150 mètres). Le système distant 3 comprend par exemple un ordinateur communiquant, une tablette, un ordiphone, ou téléphone dit « intelligent » ou « smartphone » 5 comprenant le deuxième module de communication.

La représente plus précisément un exemple de réalisation du système embarqué 2. Le système embarqué 2 comprend un boîtier 6. Le boîtier 6 est assemblé de manière permanente ou amovible à un bandeau 7. Le bandeau 7 est adapté pour l’assemblage permanent ou temporaire du système embarqué 2 à l’utilisateur. Le bandeau 7 comprend par exemple une bande souple, par exemple textile, pouvant entourer une partie du corps de l’utilisateur, et être fixé à celle-ci, par exemple par serrage. Le bandeau 7 peut ainsi former tout ou partie d’un bracelet, d’un bonnet, d’un collier, d’une ceinture, d’un casque, d’une têtière, d’un harnais, d’un bandeau, d’un support ou autre.

Le système embarqué 2 comprend au moins un premier capteur 8a. Le premier capteur 8a est adapté pour déterminer de manière répétée une valeur pour un paramètre physiologique de l’utilisateur. Le premier capteur 8a est déporté par rapport au boîtier 6. Le premier capteur 8a comprend une tête de mesure 9a en contact ou à proximité de la zone de l’utilisateur pour laquelle on souhaite déterminer la valeur, et une électronique 10a utilisée pour contrôler la tête de mesure 9a et/ou traiter les mesures obtenues par la tête de mesure 9a. L’électronique 10a est représentée sur la comme disposée à l’intérieur du boîtier 6. Le boîtier 6 peut par exemple comprendre une enceinte extérieure 11 à l’intérieur de laquelle est disposée un circuit imprimé 12 portant différents composants électroniques dont l’électronique 10a du premier capteur 8. En variante, la tête de mesure 9a peut également comporter une partie de l’électronique 10a du premier capteur 8a.

La tête de mesure 9a est par exemple reliée au boîtier 6 de manière filaire par l’intermédiaire d’un câble 13a. Une connexion filaire permet notamment d’alimenter en énergie la tête de mesure 9a, si besoin, et de solidariser la tête de mesure au boîtier 6. Ainsi, selon les modes de réalisation, un signal de commande de la tête de mesure est transmis du boîtier 6 à la tête de mesure 9a, une alimentation en énergie est transmise du boîtier 6 à la tête de mesure 9a et/ou un signal mesuré est transmis de la tête de mesure 9a au boîtier 6 par l’intermédiaire du câble 13a. Le câble 13a est assemblé au boîtier 6 par un système de connexion comprenant au moins un connecteur 14a solidaire du boîtier 6, par exemple fixé sur ou assemblé à un circuit imprimé 12. Le système de connexion est par exemple un système de connexion amovible par lequel la tête de mesure 9a peut être alternativement assemblée ou désassemblée du boîtier 6. En variante, la tête de mesure 9a peut être connectée au boîtier 6 de manière non-filaire. Selon cette variante, la tête de mesure 9a peut comprendre une batterie pour son alimentation en énergie. La connection au boîtier 6 peut se faire par exemple par ondes radios, et permettre d’échanger des informations de la tête de mesure 9a vers le boîtier 6 et/ou du boîtier 6 vers la tête de mesure 9a. En variante ou en complément, la tête de mesure 9a peut être connectée au système distant 3 de manière non-filaire. La connection au système distant 3 peut se faire par exemple par ondes radios, et permettre d’échanger des informations de la tête de mesure 9a vers le système distant 3 et/ou du système distant 3 vers la tête de mesure 9a.

Le système embarqué 2 comprend également un deuxième capteur 8b. La description qui vient d’être faite pour le premier capteur s’applique également au deuxième capteur. On peut utiliser le suffixe « a » pour désigner les caractéristiques propres au premier capteur, et le suffixe « b » pour désigner les caractéristiques propres au deuxième capteur.

Le deuxième capteur 8b est adapté pour mesurer un paramètre différent du premier capteur 8a. Le plus souvent, il s’agit d’une technologie de mesure différente. Ainsi, un capteur 8 donné peut comprendre plusieurs têtes de mesure mettant en œuvre la même technologie de mesure, et dont les signaux de mesure sont utilisés ensemble pour déterminer la valeur d’un paramètre de l’utilisateur, et il s’agit dans ce cas d’un unique capteur au sens du présent document.

Selon les réalisations, le système embarqué 2 peut comprendre d’autres capteurs que les premier et deuxième capteurs. Les figures 2 et 3 présentent d’ailleurs un exemple dans lequel le boîtier 6 comprend un premier, un deuxième, un troisième et un quatrième connecteur 14a, 14b, 14c et 14d pour la connexion à quatre capteurs respectifs. Les connecteurs sont par exemple disposés le plus loin possible les uns des autres. Cette configuration permet d’améliorer l’ergonomie du système embarqué 2, en facilitant la connection et la déconnection des capteurs.

Chaque connecteur 14a-14d est dédié à une tête de mesure 9a-9d correspondante. Les connecteurs 14a-14d peuvent présenter des géométries différentes, pour empêcher mécaniquement une tête de mesure inappropriée d’être connectée au mauvais connecteur.

Le circuit imprimé 12 porte également un processeur 15 utilisé pour gérer les différents composants électroniques du système embarqué 2.

Le système embarqué 2 peut également comprendre une batterie alimentant électriquement les composants du système. La batterie peut être amovible. Le système embarqué 2 peut comprendre un port d’alimentation à une source d’énergie adapté pour recharger la batterie. Ainsi, le système embarqué peut être utilisé plusieurs heures d’affilée sans nécessiter d’être relié au secteur, et peut être alimenté électriquement sans être retiré de l’utilisateur.

Le système embarqué 2 peut également comprendre une mémoire pour stocker de manière temporaire un certain nombre de mesures avant communication en direction du système distant 3.

Selon un mode de réalisation en particulier, le premier capteur 8a est un capteur de potentiel électrique neurophysiologique. Le terme de « neurophysiologique » désigne ici la caractérisation du système nerveux de l’animal. Selon un premier exemple, le premier capteur 8a est un capteur d’électroencéphalogramme. Ce capteur 8a comprend une ou plusieurs têtes de mesure 9a destinées à être disposées, en utilisation, à proximité du cerveau de l’utilisateur. On utilise par exemple des têtes de mesure 9a transcrâniennes non invasives disposées en certains endroits prédéterminés du cerveau. On utilise par exemple une tête de mesure 9a au niveau du cervelet, qui fournit un potentiel électrique de référence utilisé dans le cadre des mesures de différence de potentiel électrique d’autres capteurs.

Chaque tête de mesure 9a délivre un signal relatif au potentiel électrique de la zone cérébrale à proximité de celle-ci. Ces signaux peuvent être traités pour déterminer divers paramètres de l’utilisateur.

En variante, le premier capteur 8a est un capteur d’électrocardiogramme.

En variante, le premier capteur 8a est un capteur d’électromyogramme. On met par exemple en œuvre une mesure non invasive au moyen d’électrodes de mesure disposées sur la peau de l’utilisateur face aux muscles dont on souhaite mesurer l’activité, et on mesure l’activité électrique associée à l’activité musculaire.

En variante, le premier capteur 8a est un capteur d’électro-oculogramme. On utilise par exemple des paires d’électrodes disposées au-dessus et au-dessous de l’œil, et adaptées pour détecter le potentiel électrochimique d’un œil entre la cornée et la rétine. En variante, on utilise une électrode disposée sur une zone de l’œil, et on détecte une différence de potentiel électrique par rapport à un potentiel de référence. La différence de potentiel électrique peut être représentatif du mouvement du globe oculaire.

Dans ces différents exemples, un potentiel électrique neurophysiologique est détecté. Ce signal peut être traité pour déterminer une différence de potentiel électrique, par exemple au moyen d’un potentiel électrique de référence. Divers traitements peuvent être appliqués, les signaux résultants correspondant à une grandeur liée au potentiel électrique neurophysiologique mesuré.

Selon ce premier mode de réalisation, le deuxième capteur 8b peut être choisi parmi les capteurs décrits ci-dessous. Le deuxième capteur 8b est un capteur d’un paramètre physiologique ou un capteur de position ou de mouvement.

Le capteur de position ou de mouvement peut comprendre un ou plusieurs d’un accéléromètre, gyroscope, magnétomètre, et est adapté pour déterminer une position et/ou une orientation macroscopique de l’utilisateur dans son ensemble ou d’une partie de l’utilisateur par rapport à une référence, ou une vitesse ou une accélération de cet utilisateur ou partie d’utilisateur.

Si le deuxième capteur est un capteur d’un paramètre physiologique, il peut être choisi dans la liste ci-dessous.

Le deuxième capteur 8b est un capteur de fréquence cardiaque. On peut par exemple utiliser un photoplethysmographe doté d’une source de lumière, présentant un spectre adapté, la lumière étant émise au niveau de la tête de mesure 9b, et la lumière réfléchie étant détectée par la tête de mesure 9b puis analysée. Les caractéristiques optiques de la lumière réfléchie dépendent des caractéristiques du faisceau émis et de la fréquence cardiaque, de sorte que le traitement permet de détecter celle-ci. D’autres technologies de mesure sont envisageables, comme par exemple basées sur une différence de potentiel électrique liés à l’expansion et la contraction des cavités cardiaques.

Le deuxième capteur 8b est un capteur de pression artérielle. On peut également utiliser un photoplethysmographe, comme décrit ci-dessus, dont les signaux sont traités pour déterminer la pression artérielle.

Le deuxième capteur 8b est un capteur de fréquence respiratoire. On peut par exemple utiliser une ceinture respiratoire, un capteur de débit d’air expiré ou un capteur de pression thoracique.

Le deuxième capteur 8b est un capteur de température. On peut par exemple utiliser une thermistance, un thermocouple et/ou un capteur à semiconducteurs.

Le deuxième capteur 8b est par exemple un capteur de température corporelle. On peut par exemple utiliser un thermomètre buccal, auriculaire, frontal, axillaire ou de contact pour mesurer la température de la peau.

Le deuxième capteur 8b est un capteur de température d’un organe interne, par exemple un capteur de température cérébrale. On peut par exemple utiliser un thermomètre rectal, auriculaire ou un capteur ingestible.

Le deuxième capteur 8b est un capteur d’hydratation de la peau.

Le deuxième capteur 8b est un capteur d’oxymétrie sanguine. On utilise par exemple un capteur optique, adapté pour mesurer l’absorption de la lumière rouge et infrarouge par les tissus vascularisés.

Le deuxième capteur 8b est un capteur de capnogramme. On utilise par exemple une tête de mesure comprenant un capteur de dioxyde de carbone, adapté pour détecter une concentration en dioxyde de carbone dans l’air expiré par l’utilisateur.

Le deuxième capteur 8b est un capteur de pression, adapté pour mesurer une pression sanguine, une pression respiratoire, une pression intra-cranienne, ou une autre pression physiologique. On utilise par exemple un capteur piézoresistif, un capteur capacitif et/ou un capteur à microsystème électromécanique, adaptés pour détecter une variation de résistance électrique, de capacité électrique, de déformation ou de contrainte due à la pression.

Le deuxième capteur 8b est un capteur de débit d’air respiratoire. On utilise par exemple un capteur thermique et/ou capteur de pression différentielle adaptés pour mesurer une variation de température, de vitesse ou de pression de l’écoulement d’air due au débit.

Dans les exemples présentés ci-dessus, les têtes de mesure 9 sont souvent disposées à distance du boîtier 6, autrement dit « déportées », et reliées au boîtier de manière filaire ou non, pour limiter la gêne à l’utilisateur. En variante, toutefois, une ou plusieurs têtes de mesure pourraient être directement intégrées dans le boîtier 6.

Le système embarqué 2 qui vient d’être décrit est susceptible de présenter plusieurs configurations.

Selon une première configuration, dite « complète », comme représenté sur la , le système embarqué 2 comprend un premier ensemble de capteurs 8. Ce premier ensemble de capteurs 8 comprend au moins un premier capteur 8a de potentiel électrique neurophysiologique. Ce premier ensemble de capteurs 8 comprend également au moins un deuxième capteur 8b autre que le premier capteur, c’est-à-dire mettant en œuvre une technologie de mesure distincte et/ou mesurant un paramètre physiologique, de position ou de mouvement autre que le premier capteur.

Selon une deuxième configuration, dite « partielle », comme représenté sur la , le système embarqué 2 comprend un deuxième ensemble de capteurs 8. Le deuxième ensemble de capteurs 8 constitue un sous-ensemble du premier ensemble de capteurs 8 de la première configuration. La liste des capteurs du deuxième ensemble de capteurs 8 est strictement comprise dans la liste des capteurs du premier ensemble de capteurs 8. Le nombre de capteurs du deuxième ensemble de capteurs 8 est strictement inférieur à celui du premier ensemble de capteurs 8. Il est au moins égal à un.

Le cas échéant, le système embarqué 2 peut prendre encore une ou plusieurs autres configurations chacune caractérisée par un ensemble de capteurs constituant un sous-ensemble du premier ensemble de capteurs 8 de la première configuration.

Ainsi, si la présente description fait référence à des « première », « deuxième » ou autres configurations du système embarqué 2, ces qualificatifs ne sont pas nécessairement liés à une mise en œuvre chronologique des configurations en utilisation. La première configuration est la plus complète, et les autres configurations constituent des versions moins complètes, ou dégradées, de la première configuration.

Comme représenté sur la , le système distant 3 comprend un processeur 16 adapté pour gérer les différents composants électroniques du système distant 3. Notamment, le processeur 16 peut implémenter un premier module informatisé de caractérisation 17a déterminant une valeur d’un paramètre représentatif de l’état physiologique et cérébral de l’utilisateur à partir des données de mesure dans la première configuration, et d’une règle prédéfinie par apprentissage définissant une relation entre le paramètre représentatif de l’état physiologique et cérébral et des données de mesure dans la première configuration. Ce paramètre représentatif de l’état physiologique et cérébral de l’utilisateur dépend à la fois du potentiel électrique neurophysiologique détecté et d’un autre paramètre de l’utilisateur.

Par exemple, un paramètre représentatif de l’état physiologique et cérébral est un état de sommeil de l’utilisateur, un paramètre représentatif de la profondeur d’anesthésie, de l’analgésie, de la douleur, de l’épilepsie ou un indice prédictif du réveil.

Le processeur 16 peut également implémenter un deuxième module informatisé de caractérisation 17b déterminant une valeur d’un indice de l’utilisateur à partir de données de mesure dans la deuxième configuration, et d’une règle prédéfinie définissant une relation entre l’indice et des données de mesure dans la deuxième configuration. Cette règle peut notamment être définie par apprentissage. Le cas échéant, il utilise aussi des données de mesure de la première configuration.

Le processeur 16 peut également accéder à une horloge 18 adaptée pour dater le paramètre représentatif et/ou l’indice.

Le processeur 16 comprend également un module informatisé de surveillance 19 adapté pour déterminer un paramètre d’évolution de l’indice en appliquant une règle prédéterminée à plusieurs valeurs de l’indice espacées dans le temps. Cette règle peut notamment être définie par apprentissage.

Le système distant 3 peut comprendre un écran pour afficher la ou les valeurs déterminées par un module informatisé de caractérisation.

Le système qui vient d’être décrit peut être utilisé comme suit.

Dans une première phase, par exemple pré-opératoire, le système embarqué 2 est placé dans sa deuxième configuration. Cela implique de raccorder au moins une tête de mesure d’un capteur au connecteur 14 correspondant du boîtier 6. Le système embarqué 2 est porté par l’utilisateur de manière continue pendant cette première phase, qui peut durer typiquement au moins six heures. Les mesures réalisées par les capteurs 8 de la deuxième configuration sont régulièrement envoyées au système distant 3, et le deuxième module de caractérisation 17b détermine de manière répétée l’indice à partir de ces données de mesures. En variante, le système embarqué 2 est porté de manière intermittente pendant cette première phase.

Dans une deuxième phase, par exemple incluant une période peropératoire, le système embarqué 2 est placé dans sa première configuration. Pour cela, de nouveaux capteurs 8 sont raccordés au boîtier 6 sans remplacer ou retirer les capteurs de la deuxième configuration, et les têtes de mesure correspondantes sont placées sur l’utilisateur. Dans cette configuration, au moins un capteur est un capteur de potentiel électrique neurophysiologique. Ainsi, le système embarqué 2 continue d’être porté par l’utilisateur lors de la transition de la première à la deuxième phase, puis pendant la deuxième phase. Les mesures réalisées par les capteurs 8 dans la première configuration sont régulièrement envoyées au système distant 3, et le premier module de caractérisation 17a détermine de manière répétée une valeur du paramètre représentatif de l’état physiologique et cérébral de l’utilisateur à partir des données de mesure de potentiel électrique neurophysiologique, des deuxièmes données de mesure, et de la règle prédéfinie par apprentissage définissant une relation entre le paramètre représentatif de l’état physiologique et cérébral, des données de mesure de potentiel électrique neurophysiologique et des deuxièmes données de mesure.

Dans une troisième phase, par exemple post-opératoire, le système embarqué 2 est placé dans une troisième configuration. La troisième configuration peut être différente de la première configuration. La troisième configuration peut être identique à la deuxième configuration. Pour cela, certains capteurs 8 sont débranchés du boîtier 6 sans remplacer ou retirer d’autres capteurs. Ainsi, le système embarqué 2 continue d’être porté par l’utilisateur lors de la transition de la deuxième à la troisième phase, puis pendant la troisième phase. Les mesures réalisées par les capteurs 8 de la troisième configuration sont régulièrement envoyées au système distant 3, et un module de caractérisation adapté détermine de manière répétée un indice à partir de ces données de mesures.

Pendant la première, la deuxième et/ou la troisième phase, un module informatisé de caractérisation peut déclencher une alerte en fonction de la valeur d’indice et/ou de paramètre représentatif déterminée ou d’une variation de cette valeur. La règle de déclenchement de l’alerte peut par exemple avoir été déterminée par apprentissage.

Notamment, le module informatisé de surveillance 19 peut déclencher une alerte basée sur la comparaison d’un indice déterminé pendant la première phase et d’un indice déterminé pendant la troisième phase. La règle de déclenchement de l’alerte peut par exemple avoir été déterminée par apprentissage.

La durée cumulée des trois phases peut s’étendre par exemple de 1 jour jusqu’à 100 jours, notamment de 1 jour jusqu’à 30 jours.

Dans les modes de réalisation présentés ci-dessus, le système distant 3 comprend un ordinateur 5 comprenant un processeur 16 comprenant différents modules informatisés décrits ci-dessus. Toutefois, en variante, le système distant 3 peut comprendre un serveur 20, comme représenté sur la , distant du téléphone intelligent 3, et communiquant avec lui de manière non filaire, par toute technologie adaptée. Les modules informatisés décrits ci-dessus comme faisant partie du processeur 16 peuvent partiellement ou complètement faire partie d’un processeur du serveur 20. Le serveur 20 peut disposer d’une disponibilité et d’une puissance de calcul supérieures à celles du téléphone intelligent 5. Le système distant 3 peut également comprendre un système de visualisation adapté pour visualiser les valeurs déterminées par les processeurs du système distant 3. Ce système de visualisation peut comprendre le téléphone intelligent 5 de l’utilisateur, et/ou un système de visualisation d’un service de santé, médecin ou vétérinaire accédant aux informations relatives à l’utilisateur.

Phase d’apprentissage :Dans une phase d’apprentissage, une pluralité d’utilisateurs sont équipés du système embarqué, chacun pendant une phase d’observation. La description qui suit se rapporte à un utilisateur équipé d’un système embarqué pendant une période d’observation. La description est transposable à d’autres utilisateurs pendant d’autres périodes d’observation. Le système embarqué pendant cette période d’observation peut prendre une unique ou plusieurs configurations successives au cours du temps. De plus, selon les utilisateurs, les configurations des systèmes embarqués pendant les périodes d’observation peuvent être identiques ou différentes.

Les capteurs 8 mesurent des données de mesure pendant la période d’observation. De manière continue pendant la période d’observation et/ou à l’issue de celle-ci, un spécialiste analyse les données de mesure générées, et labellise au moins un évènement sur celles-ci. Un évènement peut être identifié à partir de données de mesure issues d’un unique capteur, ou d’une pluralité de capteurs.

Les données de mesure labellisées issues de phases d’observation sont stockées dans une base de données.

Un modèle prédictif est généré pour prédire la survenance d’un évènement à partir de données de mesure issues de différents capteurs, à partir de la base de données. Le modèle prédictif est par exemple généré par apprentissage. Différentes techniques d’apprentissage peuvent être mises en œuvre pour établir le modèle prédictif. Par exemple, une partie des données de mesure labellisées est utilisée comme base de données d’entrainement. On génère une version initiale du modèle prédictif. Puis les données de mesure d’une autre partie des données de mesure labellisées sont données en entrée du modèle prédictif, et celui-ci est modifié de manière à ce que le label prédit pour ces données en entrée corresponde au label déterminé par le spécialiste.

Cet entrainement permet de définir une règle définissant une relation entre un paramètre représentatif de l’état physiologique et cérébral (le label défini par le spécialiste) et les données de mesure.

Selon une réalisation, une règle pour une configuration du système embarqué prend en compte des mesures obtenues dans au moins une phase d’observation précédente avec une autre configuration du système embarqué.

Selon les modes de réalisation, en phase d’apprentissage, plusieurs règles, correspondant à plusieurs labels peuvent être déterminées.

Une règle peut être spécifique à une configuration donnée du système embarqué.

Une règle peut être spécifique à une succession spécifique de configurations du système embarqué, par exemple une première configuration spécifique suivie d’une deuxième configuration spécifique ou, selon un autre exemple, une première configuration spécifique suivie d’une troisième configuration spécifique avec interposition d’une deuxième configuration non spécifique. Un autre exemple comprend une première configuration spécifique suivie d’une deuxième configuration spécifique puis suivie d’une troisième configuration spécifique.

Selon une réalisation, la règle peut être spécifique à une population donnée d’utilisateurs, définie par des paramètres de race animale, d’âge, de sexe, de poids, d’antécédents médicaux, de condition physique ou autre.

Selon une réalisation, la règle peut prendre en compte des conditions environnementales comme, par exemple, une température ambiante dans laquelle se situe l’utilisateur. Cette condition environnementale est par exemple mesurée par un capteur dédié du système embarqué.

Selon une réalisation, la règle peut être spécifique à une pathologie donnée et/ou à un acte médical donné, comme une intervention chirurgicale donnée, une prise de médicament donnée ou autre.

Exemple générique

Le procédé qui est décrit ci-dessus est mis en œuvre pour caractériser l’effet d’une intervention médicale sur un patient.

Dans une période de temps précédent l’intervention médicale, dite « première phase », le patient est équipé en continu du système selon l’invention, en configuration « partielle ». Le système comprend un capteur de fréquence respiratoire. La fréquence respiratoire est mesurée de manière continue au cours du temps lors de cette première phase. Un premier module informatisé de caractérisation traite régulièrement ces mesures selon une première règle prédéterminée.

Pour l’intervention médicale, dite « deuxième phase », le système selon l’invention est complété par l’ajout d’un capteur additionnel, en l’espèce un capteur d’électroencéphalogramme, tout en conservant le capteur de fréquence respiratoire en place. Un deuxième module informatisé de caractérisation traite régulièrement les mesures en provenance du capteur de fréquence respiratoire et de l’électroencéphalogramme, selon une deuxième règle prédéterminée, et détermine un paramètre représentatif de l’état de sommeil du patient, à titre de paramètre représentatif de l’état physiologique et cérébral, à partir de ces mesures.

Dans une phase post-opératoire, dite « troisième phase », le capteur d’électroencéphalogramme est retiré du système selon l’invention, tout en conservant le capteur de fréquence respiratoire en place. Un troisième module informatisé de caractérisation traite régulièrement ces mesures selon une troisième règle prédéterminée. Cette troisième règle permet de caractériser la fréquence respiratoire du patient au cours de cette phase. Un quatrième module informatisé de caractérisation traite régulièrement ces mesures, ainsi que les mesures obtenues pendant la deuxième phase, selon une quatrième règle prédéterminée. Cette quatrième règle permet de caractériser la fréquence respiratoire du patient au cours de cette phase en prenant en compte le fait que le patient a subi une intervention, et des grandeurs mesurées pendant cette intervention. Un cinquième module informatisé de caractérisation traite régulièrement ces mesures, ainsi que les mesures obtenues pendant la première phase, selon une cinquième règle prédéterminée. Cette cinquième règle permet de caractériser la fréquence respiratoire du patient au cours de cette phase par comparaison avec la fréquence respiratoire pré-opératoire, et permet de détecter un potentiel impact de l’intervention. Un sixième module informatisé de caractérisation traite régulièrement ces mesures, ainsi que les mesures obtenues pendant la première phase, et celles obtenues pendant la deuxième phase, selon une sixième règle prédéterminée. Cette sixième règle permet de caractériser la fréquence respiratoire du patient au cours de cette phase en prenant en compte les données pré-opératoire et durant l’intervention, et permet de détecter plus précisément un potentiel impact de l’intervention.

Exemple 1

Paul, un homme de 65 ans, doit subir une opération de remplacement total de la hanche. Paul a des antécédents d'asthme et prend actuellement des médicaments pour contrôler son asthme. Dans une première phase, Paul est équipé du système, et les signes vitaux de Paul, notamment la fréquence cardiaque, la pression artérielle et les niveaux d'oxygène, ainsi que l'électroencéphalogramme sont surveillés et enregistrés. Une première règle est appliquée pour le cas où des ajustements doivent être apportés à son régime de médication avant l'opération. Une deuxième règle est appliquée pour déterminer une potentielle complication susceptible de survenir pendant ou après l’opération.

Dans une deuxième phase, à l’hôpital, le système embarqué est placé dans une deuxième configuration par l’ajout de capteurs. Pendant l'opération, le système est utilisé pour surveiller en permanence les signes vitaux de Paul, et une règle est appliquée pour déterminer la profondeur d’anesthésie. Cette valeur est susceptible d’être utilisée par l'anesthésiste pour procéder aux ajustements de l'anesthésie de Paul, nécessaires pour assurer sa sécurité et son confort pendant et après l'intervention. Par exemple, lorsque l'appareil indique une baisse du niveau d'oxygène dans le sang et une perturbation du signal d’électroencéphalogramme, l'anesthésiste a pu rapidement ajuster la respiration de Paul, évitant ainsi toute complication potentielle. Le dosage de l'anesthésie déterminera également la réaction du patient pendant la récupération immédiate après la chirurgie.

Après l'opération, les signes vitaux de Paul sont surveillés en permanence à l'aide du système pendant sa période de récupération. Cela permet de s'assurer que ses signes vitaux restent stables. Une règle permet de déterminer si les dosages médicamenteux sont pertinents, et les résultats peuvent être utilisés pour apporter les ajustements nécessaires à son régime de médicaments pendant sa convalescence. Une règle permet de déterminer un indicateur qui peut être utilisé par un personnel médical pour déterminer si Paul peut rentrer chez lui, où il peut récupérer sous télésurveillance, ou si son état est critique et qu'il doit rester à l'hôpital. En effet, le système permet d'identifier toute complication potentielle qui pourrait survenir pendant la période de récupération et de prendre les mesures nécessaires. Pendant cette période de récupération, le système embarqué peut avoir été placé dans une troisième configuration. En variante, pendant la période de configuration, le système embarqué demeure dans la deuxième configuration, puis est passé dans une troisième configuration lorsque Paul quitte l’établissement de soins. L'utilisation du système tout au long de l'opération et de la période de rétablissement de Paul a permis une opération plus sûre et plus efficace.

Claims (10)

1. Système de mesure d’un paramètre représentatif de l’état physiologique et cérébral chez l’animal, ledit système de mesure comprenant :
   - un système embarqué (2), le système embarqué comprenant au moins un boitier (6) adapté pour être vêtu par l’animal et,
   . dans une configuration complète, au moins un premier et un deuxième capteurs (8),
   . dans une configuration partielle, un seul desdits au moins un premier et un deuxième capteurs (8),
   dont au moins un est déporté par rapport au boîtier (6), et au moins un câble (13) reliant chacun un capteur (8) déporté au boîtier (6), au moins un desdits premier et deuxième capteurs (8) étant un capteur de potentiel électrique neurophysiologique produisant de manière répétée des données de mesure de potentiel électrique neurophysiologique, et au moins un desdits premier et deuxième capteurs (8) étant un capteur autre que le premier capteur, et produisant de manière répétée des deuxièmes données de mesure de l’animal, et le boîtier (6) comprenant au moins un système électronique comprenant au moins un processeur (15) gérant lesdits au moins un premier et un deuxième capteurs (8) et un premier module de communication sans fil (25) adapté pour communiquer sans fil avec un système distant, et au moins pour transmettre de manière répétée au système distant les données de mesure de potentiel électrique neurophysiologique et les deuxièmes données de mesure,
   - ledit système distant (3), ledit système distant (3) comprenant au moins un deuxième module de communication sans fil (26) adapté pour communiquer sans fil avec le premier module de communication sans fil (25) du système embarqué (2), et un processeur (16) comprenant un premier module informatisé de caractérisation (17) adapté pour déterminer un indice à partir des données de mesure de potentiel électrique neurophysiologique ou des deuxièmes données de mesure produites dans la configuration partielle, et un deuxième module informatisé de caractérisation (17) adapté pour déterminer une valeur du paramètre représentatif de l’état physiologique et cérébral à partir des données de mesure de potentiel électrique neurophysiologique, des deuxièmes données de mesure dans la configuration complète, et d’une règle prédéfinie par apprentissage définissant une relation entre le paramètre représentatif de l’état physiologique et cérébral, des données de mesure de potentiel électrique neurophysiologique et des deuxièmes données de mesure.
2. Système de mesure selon la revendication 1, dans lequel le premier capteur (8) est un capteur choisi dans la liste {électroencéphalogramme, électromyogramme, électrocardiogramme et électrooculogramme}.
3. Système de mesure selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le deuxième capteur (8) est un capteur choisi dans la liste {capteur de fréquence cardiaque, capteur de fréquence respiratoire, capteur de température corporelle et/ou d’un organe interne, capteur d’hydratation de la peau, capteur d’oxymétrie sanguine, capnogramme, capteur de pression sanguine, respiratoire et/ou intracranienne ; capteur de position ou de mouvement}, ou un capteur physiologique choisi dans la liste {capteur de fréquence cardiaque, capteur de fréquence respiratoire, capteur de température corporelle et/ou d’un organe interne, capteur d’hydratation de la peau, capteur d’oxymétrie sanguine, capnogramme, capteur de pression sanguine, respiratoire et/ou intracranienne }, ou un capteur de position ou de mouvement.
4. Système de mesure selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel le paramètre représentatif de l’état physiologique et cérébral chez l’animal est représentatif de l’état de sommeil, de la profondeur d’anesthésie, de l’analgésie, de l’épilepsie ou de la douleur ou un indice prédictif de réveil.
5. Système de mesure selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel le capteur de potentiel électrique neurophysiologique est un capteur d’électroencéphalogramme adapté pour mesurer l’activité cérébrale dans plusieurs régions du cerveau de l’animal.
6. Système de mesure selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel le système embarqué (2) comprend un bracelet, un bonnet, une ceinture, un casque, une tétière, un collier, un harnais, un bandeau ou un support portant le boîtier.
7. Système de mesure selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel le système embarqué comprend en outre un capteur de conditions environnementales produisant de manière répétée des données de conditions environnementales, et dans lequel le processeur (16) est adapté pour déterminer une valeur du paramètre représentatif de l’état physiologique et cérébral à partir en outre des données de conditions environnementales, ladite règle prédéfinie par apprentissage définissant une relation entre le paramètre représentatif de l’état physiologique et cérébral, des données de mesure de potentiel électrique neurophysiologique, des deuxièmes données de mesure et des données de conditions environnementales.
8. Système de mesure selon l’une des revendications 1 à 7, dans lequel le processeur (16) est adapté pour déterminer une valeur du paramètre représentatif de l’état physiologique et cérébral à partir en outre de données d’âge, de sexe, de médication et/ou de poids de l’animal, ladite règle prédéfinie par apprentissage définissant ladite relation en relation en outre avec des données d’âge, de sexe, de médication, de poids, d’antécédents médicaux et/ou de condition physique.
9. Système de mesure selon l’une des revendications 1 à 8, dans lequel premier module informatisé de caractérisation (17) est adapté pour déterminer ledit indice à partir en outre de données de mesure produites dans la configuration complète, et/ou
   dans lequel le deuxième module informatisé de caractérisation (17) est adapté pour déterminer la valeur du paramètre représentatif de l’état physiologique et cérébral à partir en outre de données de mesure dans la configuration partielle, et d’une règle prédéfinie par apprentissage définissant une relation entre le paramètre représentatif de l’état physiologique et cérébral, des données de mesure de potentiel électrique neurophysiologique et des deuxièmes données de mesure dans la configuration complète et de données de mesure dans la configuration partielle.
10. Système de mesure selon les revendications 1 à 9, dans lequel au moins un desdits modules informatisés de caractérisation (17) est adapté pour être mis en œuvre de manière répétée, et comprenant en outre un module informatisé de surveillance (19) adapté pour déterminer un paramètre d’évolution à partir des valeurs répétées d'indice et/ou de paramètre représentatif de l’état physiologique et cérébral.