FR3008300A1

FR3008300A1 - Dispositif de surveillance d'un etat physiologique et d'alerte au travers d'un vetement intelligent avec capteurs biometriques integres, d'une application et d'un systeme cloud

Info

Publication number: FR3008300A1
Application number: FR1301652A
Authority: FR
Inventors: Arnaud Marien
Original assignee: ILE MARC FROUIN SOC CIV
Current assignee: Bioserenity SAS
Priority date: 2013-07-12
Filing date: 2013-07-12
Publication date: 2015-01-16
Anticipated expiration: 2033-07-12
Also published as: FR3008300B1

Abstract

L'invention concerne un dispositif intelligent permettant de surveiller un état physiologique en minimisant les fausses alertes. Le système serait plus fiable à moindre coût et avec une aide à l'intervention par rapport aux systèmes actuels. Le dispositif est constitué d'un vêtement intelligent avec capteurs intégrés (1) qui communique à une application installée sur un appareil distant (2). L'application effectue un traitement personnalisé des données reçues des différents capteurs, analyse l'état de l'individu et peut déclencher une alerte puis envoie les données à un cloud pour archivage. Sur le cloud, l'évolution des états est analysée par individu et par population pour mettre à jour l'application. L'application peut déclencher un système actif auprès de l'individu surveillé en cas d'urgence. Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné à la surveillance des enfants à risque de crises.

Description

-1- La présente invention concerne le domaine de la surveillance d'un état physiologique et comprend un dispositif pour suivre et surveiller un état physiologique au travers d'un vêtement intelligent avec capteurs biométriques intégrés, d'une application fonctionnant sur un appareil distant relié au vêtement intelligent, l'application de l'appareil distant étant elle-même connectée à un système informatique en nuage appelé ci-après cloud. Bien que les recommandations des médecins ces dix dernières années 10 aient permis une réduction importante du nombre de décès, dans la plupart des pays développés, la mort subite du nourrisson reste la cause de décès principale chez les jeunes enfants (âge 0 à 12 mois). Les systèmes de surveillance actuels ne sont pas efficaces. Certains systèmes se déconnectent lors des mouvements de l'enfant, d'autres 15 déclenchent de nombreuses fausses alarmes à cause de seuil de déclenchements préfixés. Enfin la plupart sont mono-capteur et ne sont pas capables de communiquer à d'autres systèmes. L'épilepsie est également un problème majeur dans les pays développés. En France, près de 500,000 personnes sont atteintes d'épilepsie dont la 20 moitié a moins de 20 ans. Des systèmes de surveillance existent mais sont difficilement disponibles de par leur coût élevé (environ 17,000e pour un EG), or une personne épileptique sur mille meurt de façon soudaine (Sudden Death in Epilepsy ou SUDEP) et ce chiffre est de un pour cent cinquante chez les personnes atteintes d'épilepsie 25 pharmacorésistante. Le dispositif de l'invention est un système de surveillance qui est facile à mettre mais qui ne s'enlève pas facilement en utilisant des capteurs imbriqués dans un vêtement intelligent. Le dispositif de l'invention est également un système de surveillance intelligent et 30 adaptatif qui utilise une application exploitant la capacité de calcul d'un appareil distant existant tel qu'un téléphone intelligent (smartphone), une tablette ou un ordinateur portable. Le dispositif de l'invention est aussi un système communiquant qui utilise les capacités de communication de l'appareil distant pour communiquer de 35 l'information à d'autres systèmes. Le dispositif de l'invention est aussi un système qui peut être déployé n'importe où une connexion Internet est disponible sans installation d'infrastructure importante and consulté par des tiers pour mieux comprendre l'état physiologique d'un individu ou un état physiologique en utilisant les systèmes cloud. 40 Le dispositif de l'invention est enfin un système qui facilite l'intervention auprès d'un individu surveillé en ayant un système qui peut re-boucler vers l'individu équipé d'un système actif. -2- La figure 1 est un schéma fonctionnel du système avec les trois éléments principaux La figure 2 est un exemple de schéma fonctionnel montrant comment le 5 vêtement intelligent récupère et communique l'information La figure 3 est un exemple de surveillance de la mort subite du nourrisson La figure 4 est un exemple de surveillance de l'épilepsie La figure 5 est un exemple de surveillance du taux d'oxygène dans le 10 sang La figure 6 est un exemple d'utilisation d'outils analytique sur le système cloud L'invention est l'assemblage de trois éléments principaux. Le premier élément est un vêtement intelligent comprenant un ou 15 plusieurs éléments vestimentaires chacun comprenant un ou plusieurs capteurs biométriques ou environnementaux. Ces capteurs sont connectés via un tissu en polyuréthane dans lequel sont intégrés des circuits en cuivre à un microprocesseur qui transforme le signal analogique récupéré en signal numérique. L'information digitale est ensuite 20 envoyée à un émetteur, tel un émetteur Bluetooth pour communiquer avec l'appareil distant tel un téléphone intelligent (smartphone): Le deuxième élément est une application logicielle installée sur un système électronique distant tel un téléphone intelligent(smartphone), une tablette pc, une phablette, un ordinateur portable, un pda, un 25 ordinateur, un appareil GPS. L'application est codée et développée pour un système d'exploitation spécifique à l'appareil. L'utilisateur installe l'application sur son appareil distant. L'utilisateur se connecte sur l'application et choisit les paramètres de lancement du système de surveillance d'un état physiologique dbnné pour un 30 utilisateur donné. L'application récupère les informations du vêtement intelligent, les analyse et les combine pour savoir si l'état physiologique surveillé est normal. L'analyse est faite en fonction d'un algorithme défini dans l'application. Si les niveaux observés sont anormaux l'application déclenche une alerte. L'application envoie via 35 Internet les informations recueillies du vêtement intelligent vers un système cloud. Le troisième élément est le système cloud. Il s'agit d'un système informatique utilisant un réseau de serveurs distants connectés à Internet qui archivent, gèrent et traitent des données. -3- Ce système est accessible depuis n'importe quelle plateforme pouvant se connecter à Internet par les utilisateurs autorisés. Ce système recueille les informations envoyées par l'application fonctionnant sur l'appareil électronique distant tel le téléphone intelligent. Une fois les informations stockées dans des bases de données, un système analytique permet aux utilisateurs d'accéder à une meilleure compréhension de l'évolution d'un état physiologique chez un individu ou un groupe d'individus en utilisant des rapports produit à partir des données. L'utilisateur peut aussi utiliser des requêtes, des tableaux de bord ou des systèmes de recherche et d'organisation des données pour mieux analyser les données. Suite à la meilleure compréhension d'un état il est possible de mettre à jour l'application depuis le cloud afin de mieux surveiller un individu ou une population.

Les communications entre le vêtement intelligent et l'application sur le système distant et entre l'application et le système cloud peuvent être directionnelles, bi-directionnelles, actives, passives, synchrones ou asynchrones et peuvent être faite par Bluetooth, Wifi, ondes radio, cable, système GSM.

Les communications pouvant se faire dans les deux sens, le système peut aussi comprendre un élément actif dans le vêtement intelligent tel un vibreur qui pourra être déclenché par l'application afin d'assister à l'urgence en cas d'alerte. Dans une des applications du système, le vêtement intelligent est un pyjama pour bébé dans lequel sont intégrés des capteurs pour surveiller la mort subite du nourrisson. Un parent ou tuteur qui souhaite surveiller le nourrisson habille l'enfant avec le pyjama. A cause de la nature du vêtement le nourrisson ne devrait pas se débarrasser des capteurs en bougeant. Le parent ou tuteur doit appairer le vêtement et un téléphone intelligent (smartphone) sur lequel est installée l'application. Il se connecte sur l'application et choisit ce qu'il souhaite surveiller. L'application se base sur les paramètres liés à l'individu surveillé, l'historique et les informations recueillies du cloud pour choisir l'algorithme le plus adapté pour avoir des résultats fiable et éviter les fausses alertes. Si une alerte est déclenchée le système reboucle vers l'individu surveillé et va déclencher un système vibrant sur dans une chaussette intelligente pour essayer de réveiller l'enfant (les jeunes enfants étant particulièrement sensibles de la plante des pieds).

Dans une autre application, un pédiatre autorisé par les parents, se connecte au système cloud et utilise les rapports générés avec l'information recueillie sur l'enfant au cours de plusieurs nuits de surveillance pour voir si l'enfant fait souvent des apnées du sommeil et régler au mieux les seuils d'alarme. -4- Dans une troisième application, un professionnel de santé peut se connecter sur le système cloud et utiliser les larges données anonymisées (big data) recueillies sur l'ensemble des individus surveillés. En utilisant des bases de données indexées, des outils de recherche et des systèmes analytiques, il peut essayer de mieux comprendre comment se développe un état physiologique chez un groupe d'individus. Ce groupe peut être déterminé en fonction de proximité géographique, tranche d'âge, histoire familiale par exemple. Cette information est alors injectée dans le système pour améliorer la surveillance des individus appartenant à ce groupe. Plus particulièrement, l'invention concerne un dispositif de surveillance d'un état physiologique d'un individu tel que l'apnée du sommeil, la mort subite du nourrisson, l'épilepsie, les troubles respiratoires, les maladies cardiovasculaires, les troubles cardiovasculaires, les troubles du sommeil qui est caractérisé en ce qu'il comporte un vêtement intelligent avec des capteurs biométriques intégrés configurables pour se connecter à une application qui fonctionne sur un appareil électronique distant (1), l'application qui fonctionne sur un appareil électronique distant étant configurée pour récupérer de l'information du vêtement intelligent, analyser l'information reçue basée sur les caractéristiques de l'individu, s'adapter et répondre automatiquement en fonction de l'historique des données reçues ou rentrées manuellement, déclencher des alarmes quand certains seuils sont atteints, communiquer de manière sécurisée à un système cloud(2); un système cloud qui est un système informatique utilisant un réseau de serveurs distants connectés à Internet pour archiver, gérer, traiter les données reçues, permettre l'accès à la surveillance à distance au travers de multiples interfaces, mettre à jour l'application sur un appareil distant, transmettre de l'information à un système tiers via les réseaux de télécommunication, générer des rapports pour les utilisateurs ou les professionnels de santé (3). Les alarmes pouvant être émises comprennent émettre un son fort, envoyer de l'information à un système tiers, appeler un système tiers, afficher de l'information pour aider à l'intervention, afficher des lumières, clignoter. Le vêtement intelligent (1) consiste en un ou plusieurs éléments vestimentaires en tissu comprenant des systèmes électroniques étirables, des capteurs biométriques et environnementaux, des circuits imprimés étirables en polyuréthane et cuivre, des circuits rigides, un microprocesseur couplé à un convertisseur de signal analogue vers digital, une méthode d'extraction d'informations biologiques clefs depuis le signal reçu des capteurs, des circuit de traitement analogique avec des amplificateurs et des filtres qui formatent le -5- signal analogique issu des capteurs en un signal au voltage adéquat, un émetteur, des capteurs biométriques intégrés, des batteries et éventuellement un système de charge de batterie avec des circuit électroniques capables de charger une batterie de manière adéquate en récupérant l'énergie d'un câble ou d'une source inductive issue d'un chargeur spécifique. Les capteurs biométriques et environnementaux comprennent un thermomètre électronique, un capteur de rythme cardiaque, un capteur de respiration, un capteur de tension artérielle, un capteur d'électrocardiographe, une balance électronique, des électrodes d'électroencéphalogramme, des capteurs d'électromyogramme, des capteurs de mouvement, des capteurs de position, un système de positionnement GPS, des capteurs de dioxyde de carbone, un microphone.

L'application fonctionnant sur l'appareil distant (2) peut identifier et se connecter avec un élément spécifique du vêtement intelligent et échanger des données, peut identifier un utilisateur spécifique, afficher une interface spécifique en fonction de l'utilisateur et charger un environnement numérique spécifique en fonction de cette identification, l'identification de l'utilisateur peut être liée à l'appareil ou être faite directement dans l'application logicielle, l'application logicielle peut afficher de l'information sur l'appareil ou émettre des informations sonores pour aider l'intervention en cas d'urgence, l'application logicielle peut envoyer des données au système cloud via le système de communication de l'appareil distant. Ces données peuvent être des données pures arrivant du vêtement intelligent, des données traitées ou des données ne venant pas du vêtement intelligent mais de l'appareil distant lui-même, les données venant de l'appareil distant lui-même comprennent des informations saisies par l'utilisateur, des informations venant des capacités de l'appareil telles que de la vidéo, du son, des photos ou des données. Le système cloud (3) peut identifier un utilisateur spécifique, afficher une interface spécifique en fonction de l'utilisateur et charger un environnement numérique spécifique en fonction de cette identification, l'environnement spécifique comprend entre autres des bases de données spécifiques, des ensembles de données spécifiques, des rapports spécifiques, des outils d'exploration des données spécifique, des systèmes de recherche indexées spécifiques, peut recevoir des données de l'ensemble des utilisateurs au travers des appareils distants, peut archiver les données et les organiser entre autres par date, heure, type de capteur et utilisateur, peut contenir une interface qui permet l'ajustement des paramètres sur un appareil distant pour un utilisateur spécifique, tels que le type d'alarme, les seuils de déclenchement, les paramètres utilisateurs, les sons émis, les numéros appelés, les algorithmes, le type de réaction, les -6- programmes de réactions, peut mettre à jour l'application sur un appareil distant. Une méthode de suivi d'un état physiologique d'un individu sur l'appareil distant (2) comprend les étapes de connexion à une application installée sur un appareil distant, d'identification d'un individu et l'identification du type d'état qu'il souhaite surveiller, d'appairage d'un vêtement intelligent avec un appareil distant, du démarrage de la transmission de données d'un ou plusieurs capteurs du vêtement intelligent (I) vers l'appareil distant (2) en utilisant un microprocesseur et un émetteur, de la récupération des données reçues sur l'appareil distant, du déclenchement de réponse logicielle basée sur l'information recueillie qui peut générer une alarme et déclencher un système actif, de l'envoie de données de l'application sur l'appareil distant vers un système cloud (3). Une méthode d'analyse d'un état physiologique sur le cloud (3) comprend les étapes se connecter sur le système cloud (3), identifier un individu spécifique ou un groupe d'individus à suivre, démarrer un outil d'analyse spécifique, mettre à jour l'application sur l'appareil distant. L'analyse de l'état physiologique comprend l'analyse de l'état en lui-même, la comparaison de l'état d'un individu avec le même état chez d'autres individus de même sexe, de même tranche d'âge, de même origine, de même mode de vie, de même région, de même histoire familiale, de même historique médical, de même traitement, de même état de sommeil de même activité, de même régime alimentaire, de même période de l'année, de même climat, de même environnement, l'analyse de l'évolution d'un état dans le temps, l'analyse de l'évolution d'un état dans une zone géographique donnée, l'analyse de l'évolution d'un état chez une population donnée, la mise à jour de l'application sur l'appareil distant (2) pour prendre en compte l'analyse sur une population donnée ou un individu donné. L'outil d'analyse spécifique est basé sur une base de données indexée et sur laquelle il est possible d'effectuer des recherches, il comprend des outils d'exploration de données, des outils d'analyse, de requête, d'analytiques de santé, des rapports, des vues temps réel des informations venant des capteurs, des tableaux de bord, des outils de recherche. une la méthode d'activation d'un système actif comprend l'activation d'un système de choc électrique, un système vibrant, un mécanisme mécanique, un avertisseur sonore sur le vêtement intelligent (1) suite à une action utilisateur manuelle sur le cloud (3), une action manuelle sur l'application de l'appareil distant (2), une action automatique sur le cloud (3) ou l'application du système distant basée sur l'atteinte d'une limite, d'un intervalle statistique, d'une limite adaptative, -7- d'une série de limites dans un ordre donné, sur un algorithme spécifique, une combinaison de facteurs, une limite fixe, une limite calculée.

Les paramètres individuels de paramétrages ou les paramètres de regroupement d'individus pour analyse comprennent l'âge, le poids, la taille, le sexe, les conditions environnementales, la date, l'heure, la saison, l'historique familial, l'alimentation, la situation familiale, le bilan de santé, les prédispositions génétiques, les recommandations médicales.

Claims

REVENDICATIONS1) Dispositif de surveillance d'un état physiologique d'un individu tel que l'apnée du sommeil, la mort subite du nourrisson, l'épilepsie, 5 les troubles respiratoires, les maladies cardiovasculaires, les troubles cardiovasculaires, les troubles du sommeil, caractérisé en ce qu'il comporte : A - Un vêtement intelligent avec des capteurs biométriques intégrés configurables pour se connecter à une application qui 10 fonctionne sur un appareil électronique distant (1) B - Un appareil électronique distant sur lequel est chargée une application configurée pour récupérer de l'information du vêtement intelligent, analyser l'information reçue basée sur les caractéristiques de l'individu, s'adapter et répondre automatiquement 15 en fonction de l'historique des données reçues ou rentrées manuellement, déclencher des alarmes quand certains seuils sont atteints, communiquer de manière sécurisée à un système cloud(2); C- Un système informatique du type cloud(2) qui est un système informatique utilisant un réseau de serveurs distants connectés à 20 Internet pour archiver, gérer, traiter les données reçues, permettre l'accès à la surveillance à distance au travers de multiples interfaces, mettre à jour l'application sur un appareil distant, transmettre de l'information à un système tiers via les réseaux de télécommunication, générer des rapports pour les utilisateurs ou les 25 professionnels de santé (3).
2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les alarmes consistent en des moyens pour émettre un son fort, envoyer de l'information à un système tiers, appeler un système tiers, afficher de l'information pour aider à l'intervention, afficher des lumières, 30 clignoter.
3) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le vêtement intelligent (1) consiste en un ou plusieurs éléments vestimentaires en tissu comprenant des systèmes électroniques étirables, des capteurs biométriques et environnementaux, des circuits 35 imprimés étirables en polyuréthane et cuivre, des circuits rigides, un microprocesseur couplé à un convertisseur de signal analogique vers digital, des circuit de traitement analogique avec des amplificateurs et des filtres qui formatent le signal analogique issu des capteurs en un signal au voltage adéquat, un émetteur, des capteurs biométriques 40 intégrés, des batteries et éventuellement un système de charge de batterie.-9-
4) Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les capteurs biométriques et environnementaux sont choisis parmi un thermomètre électronique, un capteur de rythme cardiaque, un capteur de respiration, un capteur de tension artérielle, un capteur d'électrocardiogramme, une balance électronique, des électrodes d'électroencéphalogramme, des capteur d'électromyogramme, des capteurs de mouvement, des capteurs de position, un système de positionnement GPS, des capteurs de dioxyde de carbone, un microphone.
5) Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, un système d'activation à déclenchement intelligent choisi parmi un système de choc électrique, un système vibrant, un mécanisme mécanique, un avertisseur sonore sur le vêtement intelligent qui permet d'agir sur la personne qui porte le vêtement intelligent, notamment en la réveillant ou en appliquant un traitement médical.