FR2919990A1

FR2919990A1 - Autonomous article for monitoring e.g. newborn, has electronic circuit board for processing signal issued from non-invasive bio-medical measurement sensor and information provided from measurement sensor

Info

Publication number: FR2919990A1
Application number: FR0705880A
Authority: FR
Inventors: Jean Luc Michel Weber; Stevan Jobert
Original assignee: TAM TELESANTE SARL
Current assignee: Bioserenity SAS
Priority date: 2007-08-17
Filing date: 2007-08-17
Publication date: 2009-02-20
Anticipated expiration: 2027-08-17
Also published as: FR2919990B1

Abstract

The article has an electronic circuit board for processing a signal issued from a non-invasive bio-medical measurement sensor (2) i.e. oximeter. The sensor (2) is associated with a local actimetric sensor (5) i.e. accelerometer. The electronic circuit board processes the information provided from the measurement sensor, when the actimetric sensor does not detect the movements beyond an amplitude threshold and duration.

Description

Article autonome de surveillance médicale La présente invention concerneAutonomous medical surveillance article The present invention relates to

un article autonome de surveillance médicale. an autonomous article of medical surveillance.

La surveillance médicale de personnes dans leurs activités ou situations habituelles est utile dans de nombreuses situations, dans lesquelles le moyen de surveillance ne doit pas gêner ou perturber la vie du sujet surveillé. Cette surveillance concerne le suivi de paramètres physiologiques et médicaux par des moyens non invasifs, c'est à dire par des capteurs placés au contact de la peau; cette surveillance doit être régulièrement effectuée dans des cas où le patient court un danger pouvant survenir de manière aléatoire dans son activité ou sa situation et pouvant nécessiter une prompte assistance. De tels cas se présentent par exemple avec des nouveaux-nés risquant la mort subite inexpliquée du nourrisson, ou de jeunes enfants atteints de pathologies cardio-respiratoires. La surveillance médicale répétée nécessite de poser de façon durable sur le patient des capteurs biomédicaux en rapport avec la pathologie ou le risque surveillé. Par exemple les fonctions cardio-respiratoires sont très fréquemment surveillées au moyen d'un électrocardiogramme (ECG) et de la mesure de la saturation en oxygène du sang (par oxymètre de pouls) mais aussi la tension artérielle ou encore la température cutanée. The medical supervision of people in their usual activities or situations is useful in many situations, in which the means of surveillance must not interfere with or disrupt the life of the subject being monitored. This monitoring concerns the monitoring of physiological and medical parameters by non-invasive means, that is to say by sensors placed in contact with the skin; this supervision should be carried out regularly in cases where the patient runs a hazard that may occur randomly in his activity or situation and may require prompt assistance. Such cases occur, for example, with newborns at risk of unexpected unexplained infant death, or young children with cardio-respiratory diseases. Repeated medical surveillance requires the patient to be permanently placed on the patient with biomedical sensors related to the pathology or risk being monitored. For example, the cardio-respiratory functions are very frequently monitored by means of an electrocardiogram (ECG) and the measurement of the oxygen saturation of the blood (by pulse oximeter) but also the arterial pressure or the cutaneous temperature.

Des progrès récents de la technologie de communication permettent de transmettre l'information par des moyens radio-électrique ce qui supprime les connexions filaires et libère l'individu. Il est connu que la suppression de câbles reliant le patient au moniteur médical permet une autonomie et une vie plus naturelle pour le patient. Il est aussi connu que les déplacements locomoteurs ainsi engendrés sont la source de nombreux bruits parasites pour les capteurs de mesure de saturation du sang en oxygène,les capteurs ECG,les capteurs de tension artérielle ou thermiques. Ces bruits parasites proviennent des déformations du contact capteur peau ou des glissements relatifs de l'un par rapport à l'autre sous l'effet des mouvements des parties du corps supportant ces capteurs ou des modifications transitoires des appuis de ces parties du corps sur leurs supports. Les glissements ou décollements du capteur de mesure sur la peau sur laquelle il est appliqué sont habituellement diminués en ayant recours à des matériaux adhésifs tels que des bandes adhésives connues sous le nom commercial de sparadrap bien connues dans le milieu médical pour fixer les capteurs d'oxymétrie, de température cutanée, et en y ajoutant un gel conducteur lorsqu'il s'agit d'électrodes ECG par exemple. Ces solutions n'évitent pas des déformations du membre entraînant des modifications des conditions de mesures et de la valeur fournie par le capteur ; elles n'empêchent par ailleurs pas les mouvements eux mêmes qui se traduisent par des déformations et des modifications des conditions d'application du capteur sur la peau. Recent advances in communication technology make it possible to transmit information by radio-electric means which eliminates wired connections and frees the individual. It is known that the removal of cables connecting the patient to the medical monitor allows autonomy and a more natural life for the patient. It is also known that the locomotor displacements thus generated are the source of many parasitic noises for blood oxygen saturation sensors, ECG sensors, blood pressure or thermal sensors. These parasitic noises come from the deformations of the skin sensor contact or the relative sliding of one with respect to the other under the effect of the movements of the parts of the body supporting these sensors or transient modifications of the supports of these parts of the body on their supports. The sliding or detachment of the measurement sensor on the skin to which it is applied is usually diminished by using adhesive materials such as adhesive tapes known under the trade name of plaster, which are well known in the medical field for fixing the sensors. oximetry, cutaneous temperature, and adding a conductive gel when it comes to ECG electrodes for example. These solutions do not prevent limb deformations resulting in changes to the measurement conditions and the value provided by the sensor; they also do not prevent the movements themselves which result in deformations and changes in the application conditions of the sensor on the skin.

Une autre solution au problème de la fixation d'un capteur d'oxymétrie de pouls sur un nourrisson a été décrite dans le brevet US 6,047,201 qui propose de fixer le capteur sur le gros orteil du pied du nourrisson, de le maintenir par une structure textile élastique qui enveloppe le pied. Cette solution comporte plusieurs inconvénients . i)tous les capteurs d'oxymétrie de pouls nécessitent pour leur fonctionnement une carte électronique reliée par un câble au capteur et qui, même miniaturisée avec les moyens modernes, reste de dimensions importantes par rapport aux dimensions du pied d'un nouveau-né ; en conséquence, à cette carte qui doit être sur le pied, s'ajoutent une carte d'émission radio et les piles ; la masse de cet ensemble va majorer les erreurs de mesures lors des mouvements du membre en majorant les déformations et déplacements relatifs du capteur par rapport à la peau; ii) l'utilisation d'une contention plus forte améliore l'adhésion des capteurs à la peau mais par la pression qu'ils génèrent modifient la mesure en gênant la circulation sanguine. Another solution to the problem of attaching a pulse oximetry sensor to an infant has been described in US Pat. No. 6,047,201 which proposes to fix the sensor on the big toe of the infant's foot, to maintain it by a textile structure. elastic that wraps the foot. This solution has several disadvantages. i) all pulse oximetry sensors require for their operation an electronic card connected by a cable to the sensor and which, even miniaturized with modern means, remains of significant dimensions compared to the dimensions of the foot of a newborn; consequently, to this card which must be on the foot, are added a card of emission radio and the batteries; the mass of this set will increase the measurement errors during the movements of the limb by increasing the deformations and relative movements of the sensor relative to the skin; ii) the use of a stronger compression improves the adhesion of the sensors to the skin but by the pressure they generate modifies the measurement by hindering the blood circulation.

L'invention proposé part de deux constats essentiels : i) Les mesures de surveillances biomédicales sont relevées préférentiellement lorsque le patient est immobile, ceci afin de limiter le parasitage et de disposer de conditions de mesures reproductibles et comparables. Cette immobilité est de courte durée (quelques secondes) afin de permettre l'acquisition de la mesure,la fréquence d'acquisition des mesures est dans les indications médicales les plus courantes de 1 mesure toute les minutes à une mesure toute les heures. ii) Les périodes ou une partie de notre corps est immobile durant quelques secondes sont très fréquentes. The proposed invention starts from two essential points: i) The biomedical monitoring measures are raised preferentially when the patient is stationary, this in order to limit interference and to have reproducible and comparable measurement conditions. This immobility is of short duration (a few seconds) in order to allow the acquisition of the measurement, the frequency of acquisition of the measurements is in the most common medical indications of 1 measurement every minute to a measurement every hours. ii) The periods where a part of our body is immobile for a few seconds are very frequent.

L'invention consiste à proposer un procédé embarqué qui ne valide une mesure que si elle est saisie en situation immobile. Celui-ci consiste à adjoindre systématiquement un capteur de détection de mouvements (accéléromètre ou un actimètre) à chaque capteur de mesure biomédicale. Le capteur de détection de mouvement est associé à un moyen de seuillage de son amplitude et de sa durée. The invention consists in proposing an embedded method that only validates a measurement if it is captured in an immobile situation. This consists of systematically adding a motion detection sensor (accelerometer or actimeter) to each biomedical measurement sensor. The motion detection sensor is associated with a thresholding means of its amplitude and its duration.

Lorsque le seuil est atteint, il provoque l'interruption de la transmission de la mesure biomédicale acquise durant la même période de temps; ainsi seuls les échantillons prélevés dans des phases inertes de l'élément locomoteur concerné sont validés et transmis (voire télétransmis) à l'exploitant des mesures. When the threshold is reached, it causes the interruption of the transmission of the acquired biomedical measurement during the same period of time; thus only the samples taken in inert phases of the locomotor element concerned are validated and transmitted (or tele-transmitted) to the operator of the measurements.

Lorsque le seuil de mouvement est atteint, une information de mouvement est transmise à l'exploitant. When the threshold of movement is reached, a movement information is transmitted to the operator.

Ainsi lors d'une activité naturelle de l'organisme, chaque partie du corps sont fréquemment inertes suffisamment longtemps pour permettre de disposer d'échantillon de mesure de la meilleure qualité. L'exploitant de l'information reçoit systématiquement une donnée de surveillance (mesure biomédicale et/ou mouvement) L'application de ce dispositif de traitement de l'information basé sur la complémentarité des moyens de surveillance est particulièrement mise en valeur pour la surveillance de l'oxymétrie, de l'ECG ou encore de la température de peau durant le sommeil du nouveau né et de l'enfant pour lequel il s'agit de détecter de manière très fiable un arrêt cardio-respiratoire par un capteur de surveillance biomédicale : oxymètre ou électrode ECG. L'arrêt cardio-respiratoire est systématiquement associé à un immobilisme donc une bonne condition de mesure. Le mouvement du membre, s'il a lieu, prouve qu'il n'y a pas d'arrêt cardio- respiratoire ; ainsi l'information de mouvement transmise à l'exploitant de l'information est suffisante. La mesure d'oxymétrie n'est pas nécessaire. Une autre application consiste à pouvoir disposer d'informations fiables ainsi que lorsque une partie de l'organisme (main, tête, pieds) est au repos durant des périodes courtes mais fréquentes. La valeur de cette invention association d'un actimètre à un capteur de mesure biomédicale est particulièrement mise en valeur dans son utilisation pour la surveillance en continu de l'oxymétrie et de l'électrocardiogramme dans un chausson incorporant sur sa parois interne au contact de la peau un capteur biomédical de type oxymètre ou électrodes ECG ou encore capteur de température. Cette réalisation peut être associée à un boîtier électronique unique contenant la source d'énergie lui donnant son autonomie de surveillance et les moyens de traitement du signal et de transmissions radio électriques adapté (technologies bien connue par ailleurs). Thus during a natural activity of the body, each body part are frequently inert long enough to provide the best quality sample. The operator of the information systematically receives monitoring data (biomedical measurement and / or movement) The application of this information processing device based on the complementarity of the monitoring means is particularly highlighted for the surveillance of oximetry, ECG or skin temperature during sleep of the newborn and the child for whom it is a question of very reliably detecting a cardiorespiratory stop by a biomedical surveillance sensor: oximeter or ECG electrode. Cardiopulmonary arrest is systematically associated with immobility and therefore a good measurement condition. The movement of the limb, if it occurs, proves that there is no cardiorespiratory arrest; thus the movement information transmitted to the operator of the information is sufficient. Oximetry measurement is not necessary. Another application is to have reliable information and when a part of the body (hand, head, feet) is at rest for short but frequent periods. The value of this invention associates an actimeter with a biomedical measurement sensor is particularly highlighted in its use for the continuous monitoring of oximetry and electrocardiogram in a slipper incorporating on its inner wall in contact with the skin a biomedical sensor type oximeter or ECG electrodes or temperature sensor. This embodiment can be associated with a single electronic box containing the power source giving it its autonomy of monitoring and means of signal processing and radio transmissions adapted electric (technologies well known elsewhere).

Une réalisation de l'invention est décrite par un article autonome permettant la surveillance médicale d'un patient applicable en particulier aux nouveaux-nés et jeunes enfants, aux essais cliniques et aux personnes souffrant de douleurs ou malformations des pieds, comprenant des capteurs non invasifs de mesure biomédicale tel que l'oxymétrie, des capteurs de détection de mouvements,des cartes électroniques de traitement des signaux issus des capteurs, des moyens de transmission sans fil des données élaborées par les cartes électroniques à partir des signaux des capteurs, vers des moyens d'enregistrement et de suivi des mesures, et une source d'alimentation électrique ( piles ou batteries), caractérisé en ce que : -les cartes électroniques contiennent les algorithmes de traitement des signaux fournis par le capteur de mouvement et d'oxymétrie et les moyens de filtrer la transmission de l'information oxymétrique lorsque un déplacement est détecté par le capteur de mouvement. - les capteurs de mouvements et de mesure biomédicale sont appliqués contre la peau du pied et/ou de la cheville par un article chaussant constitué d'une semelle en mousse enveloppant le pieds incluant dans son épaisseur les capteurs et recouverte de deux sangles élastiques appliquant les capteurs contre le pieds sans utilisation d'une substance adhésive. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, faite à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue de côté d'un article chaussant selon l'invention;l'accéléromètre (5) est situé à proximité d'un oxymètre (2) dans une semelle (1),l'ensemble étant relié par un connecteur (6) à l'électronique de traitement(3). - la figure 2 est une vue en coupe de l'avant-pied (4) de l'article chaussant. Le capteur oxymétrique est constitué d'un émetteur de lumière (diode) appliqué directement contre la peau (4) et un photo récepteur lui même placé en regard contre la peau (4) ; l'accéléromètre (5) est placé dans l'épaisseur de la semelle, l'ensemble étant appliqué sur la peau par un ruban élastique (8) assurant la contention avec une pression d'appui suffisamment faible pour ne pas gêner la circulation sanguine. Tout mouvement du pied se traduit par une déformation de l'élément mesuré et d'un mouvement relatif de l'émetteur par rapport au récepteur qui va modifier l'interprétation de la mesure toutes choses égales par ailleurs ; le capteur de mouvement invalide sa transmission. - La figure 3 décrit le mode de filtrage commandé par le capteur de mouvements ou de micro déplacements. Suivant l'amplitude et la durée d'un mouvement de la partie du corps concerné, le capteur de mouvement (classiquement un accéléromètre 3 axes) inhibe ou valide la transmission de la mesure qui vient d'être acquise grâce à un interrupteur à commande électronique (7). One embodiment of the invention is described by a stand-alone article enabling the medical supervision of a patient particularly applicable to newborns and young children, to clinical trials and to persons suffering from pain or malformation of the feet, including non-invasive sensors. biomedical measurement such as oximetry, motion detection sensors, electronic cards for processing the signals from the sensors, means for wireless transmission of the data produced by the electronic cards from the signals of the sensors, to means recording and monitoring of the measurements, and a power source (batteries or batteries), characterized in that: the electronic cards contain the signal processing algorithms provided by the motion and oximetry sensor and the means for filtering the transmission of the oximetric information when a displacement is detected by the sensor of movement. the biomedical movement and measurement sensors are applied against the skin of the foot and / or the ankle by an article of footwear consisting of a foam sole wrapped around the feet, including in its thickness the sensors and covered with two elastic straps applying the sensors against the feet without the use of an adhesive substance. The invention will be better understood on reading the description which follows, given by way of nonlimiting example with reference to the accompanying drawings in which: - Figure 1 is a side view of a footwear according to the invention; the accelerometer (5) is located near an oximeter (2) in a sole (1), the assembly being connected by a connector (6) to the processing electronics (3). - Figure 2 is a sectional view of the forefoot (4) of the footwear. The oximetric sensor consists of a light emitter (diode) applied directly against the skin (4) and a photo receiver itself placed against the skin (4); the accelerometer (5) is placed in the thickness of the soleplate, the assembly being applied to the skin by an elastic band (8) ensuring the compression with a bearing pressure sufficiently low so as not to impede the blood circulation. Any movement of the foot results in a deformation of the measured element and a relative movement of the transmitter relative to the receiver which will modify the interpretation of the measure all things being equal; the motion sensor invalidates its transmission. - Figure 3 describes the filter mode controlled by the motion sensor or micro displacements. Depending on the amplitude and duration of a movement of the part of the body concerned, the motion sensor (typically a 3-axis accelerometer) inhibits or validates the transmission of the measurement that has just been acquired through an electronically controlled switch (7).

Dans des variantes de l'invention le capteur 8 peut être un électrode ECG, un capteur de pression, un capteur de température cutanée sans que cette liste puisse être considérée comme exhaustive. La fixation des capteurs est réalisée amovible par rapport à la semelle. Un capteur de température cutanée constitué par exemple d'une résistance variable sensible à la température, peut être installé dans un endroit quelconque de la semelle, mais en contact direct avec la peau. In variants of the invention the sensor 8 may be an ECG electrode, a pressure sensor, a skin temperature sensor without this list can be considered exhaustive. The fixing of the sensors is carried out removably with respect to the sole. A cutaneous temperature sensor consisting for example of a temperature-sensitive variable resistance can be installed in any part of the sole, but in direct contact with the skin.

L'article autonome de surveillance selon l'invention comprend des moyens de réglage des seuils de l'amplitude et de la durée du mouvement manuellement ou par programmation. Il peut être appliqué sur le pied ou se présenter sous d'autres formes en particulier pour son application sur la main (gant), le poignet (bracelet), le mollet (bas), le crâne (bandeau), ou le visage (cagoule). The autonomous surveillance article according to the invention comprises means for adjusting the thresholds of the amplitude and the duration of the movement manually or by programming. It can be applied on the foot or be in other forms especially for its application on the hand (glove), the wrist (bracelet), the calf (down), the skull (headband), or the face (hood ).

Claims

claims

1. Stand-alone article for medical monitoring of a patient comprising a restraining element (1), non-invasive biomedical measurement sensors (2), electronic cards (3) for processing signals from the sensors, transmission means wireless data developed by the electronic boards from the signals of the sensors, to external means for recording and monitoring measurements, and a power source with batteries or batteries, characterized in that the measurement sensors are associated with a local actimetry sensor (5), the assembly being applied against the patient's skin by the restraining element, the electronic cards, processing the information coming from the measurement sensors only if the actimeter does not detect any movements beyond a threshold in amplitude (i) and duration (ii).

2. Article according to claim 1, characterized in that it comprises means for adjusting the thresholds (i) of the amplitude and duration (ii) of the movement manually or by programming.

3. Article according to claim 1, characterized in that the electronic boards, the wireless transmission means and the energy source are contained in the restraining element, the sensors being applied against the skin of the patient by the patient. compression element, without the use of an adhesive substance.

4. Article according to claim 1, characterized in that the restraining element is a footwear element (1) which comprises a sole.

5. Article according to claim 1, characterized in that the restraining element can take the form of a glove intended to be applied to the hand or of a wristlet intended to be applied to the wrist or else to a bottom intended to be applied on the calf or a hood intended to be applied on the face or even a headband intended to be applied on the skull.

6. Article according to one of claims 1 to 5, characterized in that at least one of the biomedical measurement sensors (2) is a pulse oximeter for measuring oxygen saturation. 10

7. Article according to one of claims 1 to 5, characterized in that at least one of the sensors is an electrocardiogram electrode

8. Article according to one of claims 1 to 5, characterized in that at least one of the biomedical measurement sensors is a cutaneous temperature probe.