PREVENTION ET COMPENSATION DES DEFICITS COGNITIFS A L'AIDE D ¹ X]N DISPOSITIF D'ELECTRO-STIMULATION LINGUALE DANS UN ENVIRONNEMENT

MULTIPERCEPTIF DOMOTIQUE

Domaine de l' invention

La présente invention concerne un dispositif d' électro-stimulation linguale. Exposé de l' art antérieur La figure 1 illustre, en vue en coupe, une partie d'un dispositif d'électro-stimulation linguale 1. Le dispositif 1 comporte une matrice d'électrodes 2 portées par un support 3. Le support 3 est un palais artificiel rigide ou souple destiné à être fixé sur les dents . Les électrodes 2 sont disposées sur le palais artificiel de façon à pouvoir contacter le dessus ou le côté de la langue.

Des dispositifs d' électro-stimulation linguale ont déjà été décrits. Notamment, le brevet américain 6 430 450 de Messieurs Bach-y-Rita et Kaczmarek, cédé à la société Wisconsin Alumni Research Foundation, propose d'utiliser un dispositif d'électro-stimulation linguale pour compenser des déficits visuels. La demande de brevet internationale W02006/008406 propose d'utiliser un dispositif similaire dans un système de prévention d'escarres.

On a également proposé d'utiliser un tel dispositif pour assister une personne ayant des déficiences visuelles ou auditives, pour maintenir à domicile une personne âgée ou atteinte de déficiences dégénératives des perceptions cogni- tives .

Le dispositif d' électro-stimulation linguale est alors utilisé pour compenser les déficiences. Par exemple, pour une personne malentendante ou dont l'esprit est accaparé par une tâche en cours, le dispositif peut être associé à l'envi- ronnement domotique de façon à signaler qu'un téléphone ou le carillon d'une porte d'entrée sonne. Le dispositif peut également signaler au porteur qu'elle a omis d'achever une tâche, par exemple l'arrêt d'un robinet d'eau ou de gaz. Le dispositif peut également signaler au porteur qu'une tâche précise telle la prise d'un médicament doit être effectuée.

Quelle que soit l'utilisation du dispositif d'électro- stimulation linguale fixé au palais de l'utilisateur, elle est basée sur le principe que la langue effectue en permanence des mouvements réflexes qui l'amènent à toucher le palais, donc les électrodes d ¹ électro-stimulation.

Toutefois, les inventeurs ont constaté que le porteur peut présenter une mobilité réduite de la langue, par exemple liée à l'âge. Alors, il peut s'écouler un certain temps avant que la personne ne prenne conscience de la présence d'un message. L'information non traitée peut conduire à une catastrophe ménagère ou avoir impact négatif sur l'état de santé du porteur.

Un autre inconvénient des dispositifs d' électro-stimulation connus réside dans le fait qu'il n'est pas possible au système domotique de détecter si l'information a été effectivement reçue par son destinataire. Ainsi, une personne peut décider d'ignorer une alerte d'écoulement d'un fluide alors qu'elle remplit sa baignoire aux fins de prendre un bain. De même, une personne peut décider de ne pas répondre à la porte. Le système domotique est alors incapable de déterminer si la

personne n'effectue pas la tâche intentionnellement ou non, en d'autres termes si elle a reçu le message ou non.

La présente invention vise à pallier les inconvénients des dispositifs d' électro-stimulation connus. En particulier, la présente invention vise à proposer un dispositif d' électro-stimulation linguale comportant des moyens propres à informer son utilisateur de la présence d'un message à lire.

Un autre objet de la présente invention vise à pro- poser un dispositif d ¹ électro-stimulation comportant des moyens propres à détecter si un message a été effectivement acquis par la personne portant le dispositif. Résumé de l' invention

Pour atteindre ces objets et d'autres, la présente invention prévoit un dispositif d ¹ électro-stimulation linguale comportant des moyens propres à signaler la présence d'un message au niveau d'électrodes d' électro-stimulation linguale du dispositif.

Selon un mode de réalisation de la présente invention, les moyens comportent au moins une électrode palatine destinée à être maintenue en contact permanent avec le palais .

Selon un mode de réalisation de la présente invention, l'électrode palatine est susceptible d'être excitée au moyen d'un signal d'impulsions. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le signal d'impulsions d'excitation de l'électrode palatine est constitué de la répétition d'un groupe de trois impulsions, chaque impulsion ayant une amplitude comprise entre 5 et 15 V, et une durée de 10 à 90 μs, deux impulsions successives étant séparées de quelques millisecondes et deux groupes de trois impulsions étant séparés de quelques dizaines de millisecondes .

Selon un mode de réalisation de la présente invention, le signal d'excitation de l'électrode palatine comporte cinq répétitions du groupe de trois impulsions.

Selon un mode de réalisation de la présente invention, les moyens sont un dispositif électro-mécanique noyé dans un support (3) du dispositif.

Selon un mode de réalisation de la présente invention, des amplificateurs d'écriture associés aux électrodes linguales du dispositif sont munis de moyens propres à détecter leur courant de fuite.

Selon un mode de réalisation de la présente invention, les moyens de détection comprennent un amplificateur opéra- tionnel connecté aux bornes d'une résistante connectée sur le trajet du courant de fuite. Brève description des dessins

Ces objets, caractéristiques et avantages, ainsi que d' autres de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : la figure 1 est une vue en coupe d'un dispositif d' électro-stimulation linguale connu ; la figure 2 est une vue en coupe d'un dispositif d' électro-stimulation linguale selon un mode de réalisation de la présente invention ; la figure 3 est un chronogramme illustrant des signaux d' électro-stimulation d'une électrode particulière du dispositif de la figure 2 ; la figure 4 illustre un schéma électrique d'un dispositif associé à un dispositif d' électro-stimulation selon la présente invention ; et les figures 5A et 5B sont des chronogrammes qui illustrent des signaux du schéma de la figure 4. Description détaillée

Par souci de clarté, les mêmes éléments ont été désignés par les mêmes références aux figures 1 et 2. De plus, les diverses figures ne sont pas tracées à l'échelle.

Selon un mode de réalisation de la présente invention, comme illustre la vue en coupe de la figure 2, il est prévu un palais artificiel 3 qui comporte non seulement les électrodes linguales 2 mais aussi au moins une électrode 10 placée du côté du palais artificiel 3 destiné à être plaqué contre le palais du porteur. L'électrode 10 est propre à recevoir un signal d' électro-stimulation susceptible d'être "lu" par le palais du porteur. L'électrode 10 est disposée pour être en contact permanent avec le palais du porteur quand le dispositif est en place. L'électrode 10 est par exemple montée sur un ressort ou sur une lame de ressort.

Lorsqu'un événement doit être signalé au porteur par 1 ' intermédiaire des électrodes linguales 2 placées du côté langue du palais artificiel 3 opposé au côté palais portant l'électrode palatine 10, un signal de stimulation est envoyé sur l'électrode palatine 10. Par exemple, si une personne atteinte de dégénérescence cognitive due à l'âge telle que la maladie d'Alzheimer a oublié de réaliser ou d'achever une tâche importante telle qu'une prise de médicaments, une préparation de repas, une fermeture d'un robinet de fluide (eau ou gaz) , l'électrode palatine 10 délivre des signaux d'excitation indiquant à la personne qu'elle doit lire un message présent au niveau des électrodes linguales 2. Ce système fonctionne sur un principe de réflexe. En effet, lorsqu'un individu ressent un picotement au niveau du palais, ici provoqué par le signal de stimulation palatin, il tend à placer sa langue au niveau des picotements. Alors, lorsque la personne fait monter sa langue vers le palais, elle reçoit par le biais des électrodes linguales 2 le message d'alerte. On notera que le signal de stimulation de l'électrode palatine 10 est émis de façon similaire aux signaux de stimulation des électrodes linguales en réponse à une instruction émise par l'unité de traitement.

Ce dispositif peut être utilisé dans de très nom- breuses applications. Ainsi, il peut être utilisé par une

personne susceptible de se trouver dans un environnement de surcharge cognitive qui l'empêche de percevoir des signaux extérieurs visuels ou sonores tels qu'une sonnerie de téléphone survenant alors que la personne est occupée à regarder un pro- gramme télévisé ou à écouter une émission radiophonique.

La figure 3 illustre un exemple non-limitatif de signal d'alerte V envoyé sur l'électrode palatine 10 de la figure 2. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le signal d'alerte V est constitué de trains d'impulsions. Le signal V est par exemple composé de plusieurs groupes de trois impulsions . Chaque impulsion a une même amplitude A comprise entre 5 et 15 volts. Chaque impulsion a une durée de l'ordre de quelques dizaines de microsecondes, par exemple de 10 à 90 μs. Deux impulsions successives d'un même groupe sont séparées de quelques millisecondes. Deux groupes consécutifs de trois impulsions sont séparés d'un intervalle de quelques dizaines de millisecondes. De préférence, le signal d'alerte comporte la répétition de cinq groupes .

Selon un autre mode de réalisation de l ' invention, en substitution ou en supplément de l'électrode palatine, le palais artificiel est équipé d'un dispositif électromécanique noyé dans le support 3 et propre à le faire vibrer. La vibration du palais artificiel est ressentie par le porteur du palais artificiel. Pour faire cesser la vibration, le porteur prend alors connaissance du message délivré au niveau des électrodes linguales . Un tel dispositif électro-mécanique est par exemple un vibrateur ou un actionneur piézo-électrique.

Une fois que l'alerte est donnée de l'une des façons décrites précédemment au porteur du dispositif de la présence d'un message à acquérir au niveau des électrodes linguales 2, il serait souhaitable de détecter si la personne lit effectivement le message.

Les messages sont constitués d'une stimulation selon une séquence codée d'une ou plusieurs électrodes linguales 2.

Pour ce faire, les électrodes 2 sont connectées individuellement ou collectivement à un amplificateur d'écriture.

La figure 4 illustre un schéma électrique équivalent d'un dispositif d'écriture selon la présente invention. Le dispositif comporte un amplificateur d'écriture 40 susceptible de transmettre une instruction IN provenant d'une unité de traitement 45 à une électrode linguale 2. L'amplificateur d'écriture 40 est connecté entre deux rails d'alimentation respectivement haut V ⁺ et bas GND. Le dispositif d'écriture est de préférence lié à la plaque support ou palais artificiel 3 de la figure 2.

La présente invention propose de connecter un moyen de détection 50 du courant d'alimentation de l'amplificateur d' écriture 40 ou courant de fuite i et d' envoyer l ' information LI obtenue sur le courant de fuite à l'unité de traitement 45. Par exemple, le moyen de détection 50 comporte une résistance R connectée entre l'amplificateur 40 et la masse GND. Un amplificateur différentiel OP est connecté aux bornes de la résistance R. Le signal de sortie LI de l'amplificateur OP est fourni à l'unité 45. Les figures 5A et 5B sont des chronogrammes qui illustrent le fonctionnement du dispositif de la figure 4. La figure 5A illustre le signal IN. La figure 5B illustre le signal de courant de fuite i.

On suppose qu'à un instant 0 on commence à exciter au moins une électrode 2 au moyen d'un signal IN. Le signal IN est un signal d'impulsions répétées classiquement plusieurs fois pour garantir une lecture par le porteur du dispositif d' électro-stimulation.

La figure 5δ illustre sous forme de deux créneaux Pl et P2 deux trains d'impulsions successifs du signal IN. Deux trains d'impulsions Pl et P2 successifs sont espacés d'un temps mort td.

Tant que le porteur ne lit pas le message présent sur les électrodes linguales, le courant d'alimentation/de fuite i de l'amplificateur 40 demeure à une valeur de repos relativement

basse Istd. Pendant le temps mort td, le courant de fuite i est nul. Lorsque le porteur "lit", par exemple pendant le train P2 à partir de l'instant tr, le courant de fuite i augmente, l'impédance constituée par l'électrode 2 seule passant virtuellement d'une valeur très élevée à une valeur faible lorsque la langue l'effleure. Le courant de fuite i attend alors une valeur de lecture Iread relativement élevée qui dépend notamment de la composition de la salive de la personne.

Selon la présente invention, en détectant au moyen de l'amplificateur OP cette variation brutale du courant de fuite i de l'amplificateur d'écriture 40, il est possible de détecter si une personne est en train de lire ou non un message. Le niveau Iread étant par exemple de l'ordre de 1 à 10 μA la résistance R peut avoir une valeur de l'ordre de 10 à 100 ω. La valeur de la résistance R et la sensibilité de l'amplificateur opérationnel OP sont choisies de façon que l'amplificateur OP demeure insensible à la variation de courant de fuite i de 0 à la valeur de repos Istd en l'absence de lecture, mais se déclenche lors de la variation de la valeur de repos Istd à la valeur de lecture Iread.

Une telle détection de lecture permet de cesser la répétition d'une alerte ou au contraire de maintenir la répétition d'une alerte jusqu'à ce que le message ait été lu. Il est également possible, une fois la lecture détectée, de fixer une certaine durée d'attente pendant laquelle l'unité de traitement 45 laisse le temps à la personne d'effectuer l'action requise.

Par exemple, pour une personne malentendante ou ayant un environnement cognitif en surcharge, lorsqu'une sonnerie (porte ou téléphone) survient, l'unité centrale 45 détermine si la personne a reçu le message à partir du signal LI, puis attend un temps raisonnable correspondant par exemple au temps de déplacement pour atteindre le lieu de l'alerte - téléphone ou porte - avant de recommencer à fournir l ' alerte si la sonnerie est toujours présente. Cela accroît le confort du porteur par rapport au maintien de l'alerte pendant une longue durée.

Bien entendu, la présente invention est susceptible de diverses variantes et modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. En particulier, on a représenté en figure 2 une seule électrode palatine 10 fixée au palais artificiel constituant le dispositif d ¹ électro-stimulation linguale. Toutefois, plusieurs électrodes palatines 10 peuvent être prévues. De même, le signal d' électro-stimulation palatine appliquée sur l'électrode 10 n'a été décrit qu'à titre non-limitatif en relation avec la figure 3. La modulation du signal d'alerte palatin peut être modifié en fonction du degré de sensibilité du palais du porteur.

Le dispositif de détection de lecture selon la présente invention décrit en relation avec la figure 4 peut également être modifié de toute manière appropriée. En particulier, la résistance de détection R peut être modifiée en fonction du niveau du courant de fuite i associé à une personne qui varie sensiblement en fonction des propriétés physiologiques de la personne (taille de la langue, composition de la salive) .