[001] L'invention concerne un appareil de détection d'une douleur ressentie par un patient. L'invention concerne également un procédé de détection d'une douleur ressentie par un patient et un support d'enregistrement pour mettre en œuvre ce procédé.

[002] La douleur ressentie par un patient peut être provoquée par un stimulus appliqué sur le patient ou spontanée. Par « douleur spontanée » on désigne une douleur qui apparaît soudainement sans qu'elle ait été provoquée par un stimulus volontairement appliqué sur le patient.

[003] La détection de la douleur ressentie par un patient à l'aide de mesures de l'évolution dans le temps de caractéristiques physiologiques du patient est utile pour plusieurs raisons. Par exemple, cela permet de détecter si un patient qui ne peut pas communiquer ressent ou non une douleur. Une telle situation se rencontre lorsque le patient est un bébé ou un très jeune enfant ou une personne sénile. La mesure de la douleur ressentie permet aussi d'avoir une information plus objective que celle qui est obtenue en demandant à un patient de quantifier lui-même la douleur qu'il ressent sur une échelle de 1 à 10 par exemple.

[004] Dans ce contexte, de nombreux procédés ont été développés pour détecter la douleur ressentie par un patient à partir de mesures de caractéristiques physiologiques de ce patient.

[005] Le nombre de caractéristiques physiologiques susceptibles de varier en fonction de la douleur ressentie est très grand. Par exemple, il peut s'agir de la conductivité de la peau, de la pression artérielle, de la fréquence cardiaque, de la dilatation des pupilles du patient, de signaux électriques mesurés à l'aide d'un électroencéphalographe ou d'un électromyographe, ... etc.

[006] A ce jour, chacune des caractéristiques physiologiques mesurables qui varie en réponse à un stimulus douloureux peut également varier de la même façon en réponse à des stimulus non douloureux. Ainsi, jusqu'à présent, la détection de la douleur ressentie par un patient en mesurant les variations d'une seule caractéristique physiologique est assez peu fiable.

[007] Pour remédier à ce problème, une première approche est de mesurer simultanément le plus grand nombre possible de caractéristiques physiologiques du patient, puis d'établir une corrélation entre la combinaison de ces différentes mesures simultanées et la douleur ressentie par le patient. Étant donné le grand nombre de caractéristiques physiologiques mesurées et le grand nombre de valeurs possibles pour chacune de ces caractéristiques physiologiques mesurées, cette corrélation ne peut être établie qu'à l'aide d'une machine électronique d'apprentissage automatique et d'une base de données d'apprentissage contenant des mesures réalisées sur un grand nombre de patients et le ressenti douloureux de ces patients au même moment. Cette approche est par exemple décrite en détail dans la demande US2013/0310660A1. Toutefois, cette première approche conduit à des procédés de détection complexe et difficile à implémenter et à calibrer. En particulier, il est très difficile de construire une base de données d'apprentissage surtout si les patients visés sont des personnes qui ne peuvent pas communiquer pour exprimer la douleur qu'ils ressentent.

[008] Une seconde approche consiste à identifier une variation normale d'une caractéristique physiologique en réponse à un stimulus donné, puis à détecter un état anormalement douloureux si, en réponse au même stimulus, la mesure de la même caractéristique physiologique diffère franchement de ce qui peut être considéré comme normal. Cette seconde approche est par exemple utilisée dans la demande WO2014/018661A. Par exemple, parmi différentes caractéristiques physiologiques proposées, cette demande décrit entre autre l'utilisation de la puissance spectrale des ondes alpha à l'intérieur de la région frontale ou temporale du scalp du patient, mais pas à l'intérieur de la région centrale. Les régions frontale, temporale et centrale correspondent à des régions du scalp du patient qui contiennent seulement des positions dont les codes, dans la nomenclature du système 10-5, commencent respectivement par les lettres « F », « T » et « C » .

[009] La difficulté de cette seconde approche réside dans l'identification du marqueur le plus fiable possible de la douleur ressentie. En effet, il est difficile d'identifier parmi le très grand nombre de signaux électriques mesurés par un électroencéphalographe le ou les quelques signaux qui peuvent constituer un marqueur fiable de la présence de la douleur. De plus, cette approche nécessite aussi la comparaison des caractéristiques physiologiques mesurées à une variation considérée comme normale de ces caractéristiques physiologiques. Or les ondes générées par le cerveau en réponse à un stimulus varie énormément d'un patient à un autre. Il n'est donc pas non plus facile d'établir quelle est la variation normale d'une caractéristique physiologique mesurée en réponse à un stimulus. À cause de cela, cette approche est aussi complexe à implémenter.

[0010] De l'état de la technique est également connu de :

- WO2013/140106A1, et

- BROMM B. et Al : « Response plasticity of pain evoked reactions in man », Physiology and behavior, Elsevier Science LTD, Oxford, vol. 28, n°l, 1/01/1982, pages 109-116.

[0011] L'invention vise à proposer un appareil de détection de la douleur ressentie par un patient qui soit plus simple à implémenter tout en restant fiable, voire même en étant plus fiable que les appareils connus. L'invention a donc pour objet un tel appareil de détection conforme à la revendication 1.

[0012] Dans avec l'appareil ci-dessus, contrairement au procédé de la demande US2013/0310660A1, il n'est pas nécessaire de mettre en œuvre un procédé d'apprentissage automatique de la corrélation entre les signaux mesurés et la douleur ressentie par les patients. De plus, contrairement au procédé de la demande WO2014/018661, il n'est pas non plus nécessaire de comparer une caractéristique physiologique mesurée par l'électroencéphalographe sur le patient à la même caractéristique physiologique précédemment mesurée sur des patients sains ou au contraire souffrants pour relever des écarts ou des ressemblances qui permettent à l'utilisateur d'identifier la présence d'une douleur anormale. En effet, dans l'appareil ci- dessus, seul le coefficient SI doit être ajusté préalablement à la mise en œuvre de la détection de la douleur ressentie. L'appareil revendiqué est donc plus simple à mettre en œuvre. De plus, il permet d'utiliser la puissance spectrale des ondes alpha mesurées à l'intérieur de la zone centrale droite ou gauche du crâne pour détecter la présence ou l'absence d'une douleur ressentie. Les résultats expérimentaux obtenus par les inventeurs montrent que l'utilisation de cette caractéristique physiologique est un marqueur très fiable pour détecter la présence ou l'absence d'une douleur ressentie par le patient. En particulier, ce marqueur permet d'obtenir une détection plus fiable que des procédés qui utilisent la puissance spectrale des ondes alpha réparties sur l'ensemble du crâne ou seulement émises par la région temporale ou frontale du cerveau.

[0013] Les modes de réalisation de cet appareil peuvent en outre présenter les avantages suivants :

- La vérification simultanée d'une diminution de la puissance spectrale des ondes alpha à l'intérieur d'une zone centrale droite ou gauche et, dans le même temps, l'absence de diminution de puissance spectrale de ces ondes alpha dans une zone de contrôle distincte des zones centrales droite et gauche, permet de limiter le nombre de faux positifs et donc d'obtenir un procédé de détection de la douleur ressentie encore plus fiable.

- Utiliser en tant qu'électrode de contrôle des électrodes symétriques par rapport au plan médian du crâne ou contenues dans ce plan médian permet d'accroître encore plus la fiabilité du procédé.

- Placer les électrodes de contrôle aux positions F3, F4, P3 et P4 augmente la fiabilité du procédé.

- L'utilisation en plus d'un capteur supplémentaire, tel qu'un capteur de sudation, de dilatation de la pupille, de fréquence cardiaque ou de pression artérielle, permet d'augmenter la fiabilité du procédé de détection en corroborant les mesures de l'électroencéphalographe par des mesures de ces capteurs marquant la présence d'un stress ressenti d'origine somatique (par exemple douloureux) ou cognitif.

- Utiliser simultanément la puissance spectrale des ondes alpha à l'intérieur des zones centrales droite et gauche permet de détecter une douleur ressentie, quel que soit le côté du patient sur lequel elle est ressentie. - L'utilisation de plusieurs électrodes à l'intérieur de la zone centrale pour mesurer les ondes alpha, puis l'utilisation de la moyenne des mesures de ces électrodes permet d'augmenter la fiabilité du procédé de détection.

- La seule utilisation de la puissance spectrale des ondes alpha dont la fréquence est comprise entre 9 Hz et 12 Hz permet d'augmenter encore plus la fiabilité du procédé de détection.

[0014] L'invention a également pour objet un procédé de déclenchement d'un signal représentatif d'une douleur ressentie par un patient à l'aide de l'appareil revendiqué.

[0015] L'invention a également pour objet un support d'enregistrement d'informations comportant des instructions pour l'exécution du procédé revendiqué.

[0016] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en se référant aux dessins sur lesquels :

- la figure 1 est une illustration schématique de l'architecture d'un appareil de détection de la douleur ressentie par un patient ;

- la figure 2 est une illustration schématique de la disposition d'électrodes électroencéphalographiques de l'appareil de la figure 1 sur le crâne d'un patient ;

- la figure 3 est une cartographie des différentes positions des électrodes disposées sur le crâne du patient ;

- la figure 4 est un organigramme d'un procédé de déclenchement d'un signal représentatif d'une douleur ressentie par un patient à l'aide de l'appareil de la figure 1 ;

- les figures 5 à 12 sont des exemples d'évolutions au cours du temps des caractéristiques physiologiques mesurées par l'appareil de la figure 1 pour détecter une douleur ressentie.

[0017] Dans ces figures, les mêmes références sont utilisées pour désigner les mêmes éléments. Dans la suite de cette description, les caractéristiques et fonctions bien connues de l'homme du métier ne sont pas décrites en détail.

[0018] La figure 1 représente un appareil 2 de détection de la douleur ressentie par un patient 4 en réponse à l'application d'un stimulus sur ce patient ou en réponse à une douleur spontanée. Un grand nombre de stimulus peuvent être utilisés. Par exemple, il peut s'agir d'un stimulus choisi dans la liste non limitative suivante :

- l'application d'une palpation sur une partie du corps du patient 4, comme par exemple, sur la main droite ou gauche,

- l'application d'un courant électrique à travers une partie du corps du patient,

- l'immersion d'une partie du corps du patient dans un fluide plus ou moins froid ou chaud,

- la soumission du patient à un stress cognitif, par exemple en lui demandant de faire des opérations de calcul mental plus ou moins compliquées dans un délai prédéterminé. [0019] L'appareil 2 comporte différents capteurs aptes à mesurer l'évolution au cours du temps de plusieurs caractéristiques physiologiques du patient 4. Dans cet exemple de réalisation, l'appareil 2 comporte les capteurs suivants :

- un électroencéphalographe 6,

- un capteur 8 de sudation,

- un capteur 10 de dilatation des pupilles du patient 4,

- un capteur électrocardiographique 12 qui mesure le rythme cardiaque du patient 4, et

- un capteur de pression artérielle 14 du patient 4.

[0020] De tels capteurs sont bien connus et seuls les détails nécessaires pour comprendre l'invention sont décrits ici. Par exemple, le capteur 8 mesure la conductivité électrique de la peau du patient 4. Par exemple, ce capteur 8 est identique à celui utilisé dans la demande US6571124B1 ou dans la demande US2013/0080185A1.

[0021] Le capteur 10 est par exemple le même que celui utilisé dans la demande FR2963732A1. Il mesure l'amplitude de la dilatation de la pupille.

[0022] Dans ce mode de réalisation, l'électroencéphalographe 6 comporte 128 électrodes disposées sur le crâne du patient 4 comme représenté sur la figure 2. Chacune de ces électrodes mesure un potentiel électrique à l'emplacement où elle se trouve. Ce potentiel électrique est fonction de l'activité du cerveau, notamment de l'activité de la région du cerveau située juste en-dessous de cette électrode. Ces 128 électrodes sont disposées sur 128 positions définies par la nomenclature connue sous l'expression de « Système 10-5 » ou « Système à 5 % ». Cette nomenclature définit précisément les positions où peuvent être placées chacune des électrodes de l'électroencéphalographe 6. De plus, cette nomenclature associe à chacune de ces positions un code normalisé composé de chiffres et de lettres. Par exemple, cette nomenclature et les différentes positions possibles sont décrites en détail dans l'article suivant : Robert Oostenveld et al, « The five persent électrode System for high resolution EEG and ERP measurments », Clinical Neurophysiology 112, pages 713- 719, 2001.

[0023] Par la suite, dans cette description, ce sont toujours les codes du système 10-5 qui sont utilisés. De plus, la référence de chaque électrode est prise égale au code de la position qu'elle occupe sur le crâne du patient 4. Ainsi, lorsque l'on parle d'électrode C3, on désigne l'électrode de l'électroencéphalographe 6 située à la position C3.

[0024] Les positions des 128 électrodes de l'électroencéphalographe 6 sont représentées sur la figure 3 par des cercles à l'intérieur desquels sont inscrits les codes de chacune de ces positions. Sur cette figure, les petis cercles blancs C5h et C6h représentent deux autres positions possibles pour les électrodes, mais qui ne sont pas utilisées dans ce mode de réalisation. [0025] Au moins une électrode est disposée dans chacune des zones suivantes de la surface du crâne du patient :

- une zone centrale gauche 20 (figure 3),

- une zone centrale droite 22 (figure 3), et

- une zone de contrôle 24 (figure 3).

[0026] La zone 20 est une surface du crâne qui contient seulement les positions C3, C5, C5h, FCC5h et CCP5h de la nomenclature du système 10-5. A cet effet, la périphérie de la zone 20 passe entre les positions C5 et T7 ; C5 et TT7h ; FCC5h et FC5 ; FCC5h et FC3 ; C3 et FCC3h ; C3 et Cl ; C3 et CCP3h ; CCP5h et CP3 ; CCP5h et CP5. Typiquement, la projection orthogonale de la zone 20 sur un plan horizontal parallèle au plan dans lequel est représentée la figure 3 est une surface convexe.

[0027] La zone 22 est le symétrique de la zone 20 par rapport à un plan médian 26, également appelé « plan sagittal », et passant par les positions Fpz, Cz et Iz.

[0028] La zone 24 s'étend de part et d'autre du plan 26. Ici, elle est symétrique par rapport au plan 26. Dans ce mode de réalisation, elle est également symétrique par rapport à un plan frontal 28. Le plan 28 est perpendiculaire au plan 26 et passe par les positions T7, Cz et T8. Ici, la zone 24 contient notamment les positions AFz, F3, Cz, P3, Oz, P4 et F4, et ne contient pas les positions Cl et C2. Plus précisément, la périphérie du quart inférieur gauche de la zone 24 passe entre les positions Cz et Cl ; CCPlh et Cl ; CCPlh et CCP3h ; CP1 et CP3 ; CPP3h et CPP5h ; P3 et P5 ; PPO5h et PPO7h ; PO5h et PO7 ; POO3 et Ol ; Pz et Oz. Le reste de la périphérie de la zone 24 se déduit par symétrie par rapport aux plans 26 et 28.

[0029] Dans cet exemple, la zone 20 comprend les quatre électrodes C3, C5, FCC5h et CCP5h appelées par la suite électrodes centrales gauches. De façon symétrique, la zone 22 comprend les quatre électrodes C4, C6, FCC6h et CCP6h appelées par la suite électrodes centrales droites.

[0030] Dans la zone 24, les électrodes utilisées en tant qu'électrode de contrôle sont, soit situées dans le plan 26, soit disposées de façon symétrique par rapport au plan 26 à une autre électrode de contrôle.

[0031] Par exemple, ici, seules les électrodes P3, P4, F3 et F4 sont utilisées en tant qu'électrode de contrôle. Les autres électrodes de la zone 24 ne sont pas utilisées.

[0032] Dans ce mode de réalisation, au moins une électrode située en dehors des zones 20 et 22 est utilisée en tant qu'électrode de référence commune pour construire une différence de potentiels. En effet, dans ce mode de réalisation, le montage connu sous le terme de « montage référentiel » est utilisé. Par exemple, l'électrode de référence est l'électrode Oz ou Iz ou AFz ou Fpz.

[0033] Les capteurs 6, 8 et 10 sont raccordés à une unité électronique 30 de traitement. Par exemple, l'unité 30 est un ordinateur équipé d'un calculateur électronique programmable 32 et d'une mémoire 34. Le calculateur 32 est apte à exécuter des instructions enregistrées dans la mémoire 34. A cet effet, la mémoire 34 comporte l'ensemble des instructions et données nécessaires pour exécuter le procédé de la figure 4. Par exemple, le calculateur 32 est un microprocesseur de la société INTEL® ou MOTOROLA®. La mémoire 34 est typiquement une mémoire non volatile.

[0034] L'unité 30 de traitement est raccordée à une interface homme-machine 36 qui permet d'indiquer à un utilisateur si le patient 4 ressent de la douleur en réponse à l'application d'un stimulus particulier ou lors d'une douleur spontanée. Par exemple, à cet effet, l'interface homme-machine 36 comporte un écran.

[0035] Le fonctionnement de l'appareil 2 va maintenant être décrit en référence au procédé de la figure 4.

[0036] Initialement, lors d'une étape 50, les électrodes de l'électroencéphalographe 6 sont disposées sur le crâne du patient 4 comme précédemment décrit en référence à la figure 3. Dans ce mode de réalisation, les potentiels mesurés par les électrodes autres que les électrodes centrales, de contrôle et de référence ne sont pas utilisés. Ainsi, il n'est pas nécessaire de venir fixer ces autres électrodes sur le crâne du patient 4.

[0037] Lors de cette étape 50, le capteur 8 est disposé sur la peau du patient 4, le capteur 10 est placé en face des pupilles du patient 4, le capteur 12 sur le tronc ou les bras du patient et le capteur 14 sur l'un des doigts du patient 4.

[0038] Ensuite, lors d'une étape 52, les capteurs sont activés et mesurent dès lors en continu des grandeurs physiologiques respectives.

[0039] En parallèle, lors d'une étape 54, le calculateur 32 acquiert à chaque instant t les différences de potentiels électriques mesurés entre chaque électrode centrale et de contrôle et l'électrode de référence. Lors de l'étape 54, il acquiert aussi, par exemple au même instant t, les mesures des capteurs 8, 10, 12 et 14. Par la suite, les mesures des capteurs 8, 10, 12 et 14 acquises à l'instant t sont notées, respectivement, S(t), P(t), E(t) et A(t). La fréquence d'acquisition, est typiquement supérieure à 28 Hz et, de préférence, supérieure à 75 Hz ou 150 Hz.

[0040] Ensuite, lors d'une étape 56, à chaque instant t d'acquisition des potentiels des électrodes, le calculateur 32 construit la valeur à cet instant t d'un signal central gauche, d'un signal central droit, et d'un signal de contrôle. Chacun de ces signaux est une différence de potentiels.

[0041] Ici, le signal central gauche est une différence entre d'une part les potentiels électriques mesurés seulement par les électrodes centrales gauches, et d'autre part, un potentiel de référence. Dans ce mode de réalisation, le potentiel de référence est égal au potentiel mesuré au même instant par l'électrode de référence. Par exemple, les quatre différences de potentiels entre chacun des potentiels mesurés par les électrodes C3, C5, FCC5h et CCP5h et le potentiel de l'électrode de référence sont calculés. Puis, le calculateur 32 calcule la moyenne de ces quatre différences de potentiels en affectant le même coefficient de pondération à chacune de ces différences de potentiels. Le calculateur 32 obtient ainsi, à chaque instant t, la valeur du signal central gauche.

[0042] Lors de cette étape 56, le calculateur 32 construit également, à chaque instant t, le signal central droit comme décrit pour le signal central gauche, sauf qu'il utilise les potentiels mesurés par les électrodes C4, C6, FCC6h et CCP6h à la place des potentiels mesurés par les électrodes C3, C5, FCC5h et CCP5h.

[0043] La valeur du signal de contrôle est construite comme décrit pour le signal central gauche, sauf que les potentiels mesurés par les électrodes C3, C5, FCC5h et CCP5h sont remplacés par les potentiels mesurés par les électrodes F3, F4, P3 et P4.

[0044] Lors d'une étape 58, à intervalle régulier, le calculateur 32 calcule la puissance spectrale des ondes alpha mesurées à l'intérieur, respectivement, des zones centrales 20 et 22 et de la zone de contrôle 24. L'intervalle régulier est typiquement inférieur à 0.04 s et, de préférence, inférieur à 0.01 s ou 0,007 s. Par exemple, ce calcul est réalisé pour chaque instant t.

[0045] Lors de cette étape, le calculateur 32 calcule la puissance spectrale des ondes alpha localisées spécifiquement dans chacune des zones 20 et 22. En particulier, les puissances spectrales calculées lors de cette étape ne correspondent pas à la puissance spectrale des ondes alpha réparties sur l'ensemble de la surface du crâne ou spécifiquement émises par les régions temporale ou frontale du cerveau.

[0046] Pour calculer la puissance spectrale des ondes alpha à l'intérieur de la zone centrale gauche, le calculateur 32 utilise uniquement les valeurs du signal central gauche précédemment construit.

[0047] On rappelle ici que les ondes alpha sont des variations périodiques du potentiel électrique mesuré par chaque électrode dont la fréquence est comprise entre 8 Hz et 14 Hz. Ici, le calculateur 32 calcule la puissance spectrale des ondes alpha qui ont seulement une fréquence comprise entre 8 Hz et 12 Hz, et de façon encore plus avantageuse, seulement entre 9 Hz et 12 Hz ou 9 Hz et 11,5 Hz. En effet, il a été découvert que la puissance spectrale des ondes alpha localisées dans les zones centrales dont les fréquences sont comprises entre 9 et 12 Hz ou entre 9 et 11,5 Hz sont encore plus représentatives de la douleur ressentie par le patient que les ondes alpha dont la fréquence est comprise entre 8 et 9 Hz ou entre 12 Hz et 14 Hz. Ainsi, en utilisant seulement la puissance spectrale des ondes alpha dans ces plages de fréquences préférées, la fiabilité du procédé de détection de la douleur est accrue. Ici, seule la puissance spectrale des ondes alpha dont les fréquences sont comprises entre 9 Hz et 11,5 Hz est calculée.

[0048] Il existe de très nombreuses méthodes connues pour calculer la puissance spectrale d'un signal dans une plage de fréquences données. Par exemple, pour calculer la puissance spectrale des ondes alpha à l'intérieur de la zone centrale gauche, notée PSPG(t), le calculateur 32 construit la densité spectrale de puissance du signal central gauche contenu à l'intérieur d'une fenêtre temporelle glissante. Cette fenêtre temporelle glissante se termine à l'instant t courant et a une durée supérieure ou égale, par exemple, à 0,2 s ou 0,5 s. La durée de cette fenêtre temporelle glissante est typiquement inférieure à 1 s. Seules les valeurs du signal central gauche contenues à l'intérieur de cette fenêtre temporelle glissante sont prises en compte pour construire la densité spectrale PSPG(t). Ensuite, le calculateur 32 calcule l'aire située sous la densité spectrale de puissance comprise entre 9 Hz et 11,5 Hz. Cette aire est représentative de la puissance spectrale des ondes alpha entre 9 Hz et 11,5 Hz.

[0049] Puisque la fenêtre temporelle glissante avance au fur et à mesure que le temps s'écoule, la puissance spectrale calculée à chaque instant t varie en fonction du temps. Plus précisément, ici la puissance spectrale PSPG(t) est la puissance spectrale calculée lorsque la fenêtre temporelle glissante se termine à l'instant t.

[0050] Ce qui a été décrit ci-dessus dans le cas particulier du calcul de la puissance spectrale PSPG(t) est également réalisé en remplaçant le signal central gauche par le signal central droit pour obtenir la puissance spectrale PSPD(t) des ondes alpha à l'intérieur de la zone centrale droite.

[0051] Lors de l'étape 58, le calculateur 32 calcule aussi la puissance spectrale PSC(t) des ondes alpha à l'intérieur de la zone de contrôle 24. Par exemple, il procède comme décrit pour le calcul de la puissance spectrale PSPG(t), sauf qu'il utilise le signal de contrôle à la place du signal central gauche.

[0052] Lors d'une étape 64, le calculateur 32 détermine un niveau moyen NMPG de puissance spectrale des ondes alpha à l'intérieur de la zone centrale gauche en absence de douleur ressentie. Par exemple, pour cela, sur une période ΔΤ où le stimulus n'est pas appliqué et sans douleur spontanée, le calculateur 32 calcule la moyenne des puissances spectrales PSPG(t) calculée pendant cette période ΔΤ en affectant à chacune de ces puissances spectrales PSPG(t) le même coefficient de pondération. La durée de la période ΔΤ est supérieure à 5 s, et généralement inférieure à 30 s. Dans ce mode de réalisation, la période ΔΤ se situe avant l'application du stimulus ou l'apparition d'une douleur spontanée. Par exemple, la période ΔΤ débute quand un utilisateur indique au calculateur 32 par l'intermédiaire de l'interface homme-machine 36 que l'étape 50 est terminée. Ensuite, le calculateur 32 commande l'interface homme-machine 36 pour indiquer à l'utilisateur la fin de la période ΔΤ. Ainsi, l'utilisateur ne doit pas appliquer le stimulus sur le patient 4, tant que le calculateur 32 ne lui a pas indiqué la fin de la période ΔΤ. Typiquement, pour éviter l'apparition d'une douleur spontanée, pendant cette période ΔΤ, le patient est allongé et immobile.

[0053] Lors de cette étape 64, le calculateur 32 détermine, de la même façon, un niveau moyen NMPD de la puissance spectrale des ondes alpha dans la zone centrale droite en absence de stimulus. Pour cela, le calculateur 32 remplace le signal central gauche par le signal central droit.

[0054] Toujours lors de l'étape 64, le calculateur 32 détermine aussi un niveau moyen NMC de puissance spectrale des ondes alpha à l'intérieur de la zone de contrôle en absence du stimulus. Par exemple, le niveau NMC est calculé comme décrit pour le niveau NMPG sauf que le signal central gauche est remplacé par le signal de contrôle.

[0055] Lors d'une étape 68, le calculateur 32 détermine un niveau moyen en absence du stimulus pour les autres caractéristiques physiologiques mesurées par les capteurs 8, 10, 12 et 14. Ces niveaux moyens sont typiquement calculés à partir de la moyenne des mesures réalisées par ces capteurs pendant la même période ΔΤ.

Par la suite, les niveaux moyens des caractéristiques physiologiques mesurées par les capteurs 8, 10, 12 et 14 sont notés, respectivement, NMS, NMP, NME et NMA.

[0056] Lors d'une étape 70, une fois que les niveaux NMPG, NMPD, NMC, NMS, NMP, NME et NMA ont été déterminés, le calculateur 32 vérifie en permanence si les six conditions suivantes sont simultanément vérifiées au même instant t :

- Condition 1) : PSPG(t) < SI x NMPG ou PSPD(t) < SI x NMPD, où SI est un coefficient constant positif prédéterminé strictement inférieur à 0,95 et, de préférence, inférieur à 0,9 ou 0,8. Le coefficient SI est généralement supérieur 0,6 ou 0,7. Ici, le coefficient SI est compris entre 0,7 et 0,9 et, de préférence, entre 0,7 et 0,8.

- Condition 2) : PSC(t) > S2 x NMC, où le coefficient S2 est un coefficient constant positif prédéterminé supérieur au coefficient SI. De préférence, le coefficient S2 est supérieur à 0,9 ou 1.

- Condition 3) : S(t) > S3 x NMS, où S3 est un coefficient constant positif prédéterminé strictement supérieur à 1 et, de préférence, supérieur à 1,3 ou 1,5.

Généralement, le coefficient S3 est inférieur à 1,6 ou 1,9.

- Condition 4) : P(t) > S4 x NMP, où S4 est un coefficient constant positif prédéterminé strictement supérieur à 1 et, de préférence, supérieur ou égal à 1,1 ou 1,2. Généralement, le coefficient S4 est inférieur à 1,6 ou 1,9.

- Condition 5) : E(t) > S51 x NME ou E(t) < S52 x NME, où S51 est un coefficient constant positif prédéterminé strictement supérieur à 1 et, de préférence, supérieur à 1,3 ou 1,5. Généralement, le coefficient S51 est inférieur à 1,6 ou 1,9. Le coefficient S52 est un coefficient constant positif prédéterminé strictement inférieur à 1 et, de préférence, inférieur à 0,9 ou 0,8. Généralement, le coefficient S52 est supérieur à 0,7.

- Condition 6) : A(t) > S61 x NMA ou A(t) < S62 x NMA, où S61 est un coefficient constant positif prédéterminé strictement supérieur à 1 et, de préférence, supérieur ou égal à 1,1 ou 1,2. Généralement, le coefficient S61 est inférieur à 1,6 ou 1,9. Le coefficient S62 est un coefficient constant positif prédéterminé strictement inférieur à 1 et, de préférence, inférieur ou égal à 0,9 ou 0,8. Généralement, le coefficient S62 est supérieur à 0,7.

[0057] Typiquement, les signaux PSPG(t), PSPD(t), PSC(t), S(t), P(t), E(t) et A(t) sont bruités. Ainsi, de préférence, avant de vérifier chacune des conditions ci-dessus, le calculateur 32 applique aux signaux PSPG(t), PSPD(t) et PSC(t) un filtre passe bande pour éliminer les bruits basses et hautes fréquences. Par exemple, la fréquence basse de coupure à - 3 dB de ce filtre est choisie supérieure ou égale à 0,5 Hz ou 1 Hz et la fréquence haute de coupure à - 3 dB est choisie inférieure ou égale à 100 Hz. Typiquement, ce filtre est un filtre en forme de cloche dont le sommet se trouve entre 8 et 50 Hz. Pour les signaux S(t), P(t), E(t) et A(t) un filtre-bas est utilisé. La fréquence de coupure à - 3 dB de ce filtre passe bas est par exemple égale ou inférieure à 50 Hz. Ensuite, lors de l'étape 70, ce sont ces signaux filtrés qui sont comparés aux seuils SI x NMPG, SI x NMPD, S2 x NMC, S3 x NMS, S4 x NMP, S51 x NME, S52 x NME, S61 x NMA et S62 x NMA.

[0058] Si ces six conditions sont simultanément vérifiées, alors le calculateur 32 procède immédiatement à une étape 72 de déclenchement du signalement d'une douleur ressentie. Dans le cas contraire, le calculateur 32 ne déclenche aucun signalement de douleur ressentie et réitère l'étape 70 au prochain instant t en prenant en compte les valeurs suivantes des signaux PSPG(t), PSPD(t), PSC(t), S(t), P(t), E(t) et A(t).

[0059] Lors de l'étape 72, le calculateur déclenche le signalement d'une douleur ressentie par le patient 4 par l'intermédiaire de l'interface homme-machine 36. Par exemple, le calculateur 32 commande l'interface homme-machine 36 pour afficher un symbole ou un message sur un écran qui signale qu'une douleur ressentie est détectée. De préférence, ce signalement comporte en plus une donnée représentative de l'écart entre le niveau NMPG et la puissance spectrale PSPG(t) et/ou entre le niveau NMPD et la puissance spectrale PSPD(t). En effet, plus la douleur ressentie par le patient est importante, plus la diminution de la puissance spectrale des ondes alpha à l'intérieur d'une des zones centrales gauche ou droite est importante. Ainsi, cette donnée permet de quantifier objectivement l'intensité de la douleur ressentie par le patient 4.

[0060] Dans ce mode de réalisation, l'appareil 2 détecte une douleur ressentie par le patient 4 notamment si la puissance spectrale des ondes alpha à l'intérieur des zones centrales gauche ou droite diminue par rapport à son niveau moyen en absence de stimulus ou de douleur spontanée, et en même temps. En effet, il a été découvert, qu'à elle seule, la diminution de la puissance spectrale des ondes alpha à l'intérieur d'une des zones centrales gauche ou droite était un marqueur très fiable de la douleur ressentie par le patient.

[0061] Dans ce mode de réalisation, pour augmenter encore plus la fiabilité du procédé, la condition 1) est en plus combinée aux conditions 2), 3), 4), 5) et 6). Toutefois, l'utilisation des conditions 2), 3), 4), 5) et 6) n'est pas systématiquement nécessaire.

[0062] Ici, la puissance spectrale des ondes alpha à l'intérieur des zones centrales gauche et droite est utilisée. En effet, l'application d'un stimulus douloureux du côté droit du patient se traduit par une diminution de la puissance spectrale des ondes alpha à l'intérieur de la zone centrale gauche, et vice versa. Ainsi, en utilisant dans la condition 1) aussi bien la puissance spectrale des ondes alpha dans les zones centrales gauche et droite, on laisse la possibilité à l'utilisateur d'appliquer le stimulus, au choix, du côté droit ou gauche du patient.

[0063] Les figures 5 à 12 montrent des résultats expérimentaux obtenus à l'aide de l'appareil 2 en réponse à un stimulus appliqué en continu entre des instants t ₀ et ti.

[0064] Les figures 5 à 7 illustrent l'évolution au cours du temps de la puissance spectrale PSPG(t) calculée par le calculateur 32. Sur ces figures, la ligne horizontale en pointillés représente la valeur du niveau NMPG déterminé par le calculateur 32. De plus, sur ces figures, les signaux représentés sont normalisés par rapport au niveau NMPG, c'est-à-dire que les signaux représentés correspondent à chaque instant t à la valeur du ratio PSPG(t)/NMPG. L'axe des ordonnées est donc gradué en pourcentage du niveau NMPG.

[0065] La figure 5 a été obtenue lorsque l'on applique un stimulus électrique douloureux sur la main droite du patient entre les instants t ₀ et ti. Ici, ce stimulus électrique entraîne une sensation de paresthésie continue dont le niveau provoque une douleur localisée.

[0066] La figure 6 a été obtenue lorsque l'on applique un stimulus non douloureux entre les instants t ₀ et ti. Ici, le stimulus non douloureux est un stress cognitif. Par exemple, il s'agit d'imposer au patient de réaliser un calcul mental dans un délai prédéterminé. Ce calcul mental est ici une incrémentation de cinq éléments disjoints toutes les 10 secondes.

[0067] La figure 7 a été obtenue lorsqu'un autre stimulus douloureux que celui utilisé pour la figure 6 est appliqué entre les instants t ₀ et ti. Ici, cet autre stimulus douloureux consiste à plonger la main droite du patient 4 dans de l'eau à 10 °C.

[0068] La figure 8 illustre un exemple d'évolution au cours du temps de la puissance spectrale PSC(t) simultanément calculée par le calculateur 32 lors de l'application des stimulus décrits en référence aux figures 5 et 7. Comme sur les figures 5 à 7, le signal sur la figure 8 est normalisé par rapport au niveau NMC déterminé par le calculateur 32. L'axe des ordonnées est donc également gradué en pourcentage de ce niveau NMC.

[0069] Les figures 9, 10, 11 et 12 représentent l'évolution au cours du temps des signaux P(t), S(t), E(t) et A(t). Sur ces figures, les signaux sont normalisés par rapport à leur niveau moyen respectif en absence de stimulus. Les axes des ordonnées sont donc gradués en pourcentage de ces niveaux moyens respectifs. [0070] Sur chacune de ces figures 9, 10, 11 et 12, les courbes désignées par les symboles « Elec », « SC » et « 10°C » correspondent aux signaux obtenus lors de l'application des stimulus décrits en référence, respectivement, aux figures 5, 6 et 7.

[0071] Comme le montre ces résultats expérimentaux, la puissance spectrale PSPG(t) diminue par rapport au niveau NMPG lorsque le stimulus est ressenti comme douloureux, alors qu'elle ne diminue pas lorsque le stimulus n'est pas ressenti comme douloureux.

[0072] Dans le même temps, lorsque le stimulus est ressenti comme étant douloureux, la puissance spectrale PSC(t) ne diminue pas et, dans cet exemple, reste sensiblement constante. Il a aussi été observé, lors d'autres tests expérimentaux et en utilisant d'autres stimulus, qu'il existe des stimulus non douloureux qui peuvent provoquer une diminution de la puissance spectrale des ondes alpha à l'intérieur de la zone de contrôle.

[0073] Comme le montre les courbes des figures 9 et 10, une douleur ressentie par le patient provoque systématiquement une augmentation de la sudation et une dilatation de la pupille par rapport à leur niveau moyen en absence de stimulus douloureux. Dans le même temps, comme l'illustrent les courbes des figures 11 et 12, généralement, une douleur ressentie provoque un changement de la fréquence cardiaque et de la pression artérielle. Ainsi, la vérification des conditions 3), 4), 5) et 6) permet de confirmer que le patient ressent bien une douleur. Par contre, comme le montre également les courbes des figures 9 et 10, l'augmentation de la sudation et, simultanément, la dilatation de la pupille peuvent aussi être causées par un stimulus non douloureux comme le stress cognitif. De même, des changements de la fréquence cardiaque et de la pression artérielle peuvent aussi être provoqués par des stimulus non douloureux. Dès lors, l'utilisation des seuls capteurs 8, 10, 11 et 12 n'est pas suffisante pour détecter de façon fiable une douleur ressentie.

[0074] De nombreux autres modes de réalisation sont possibles. Par exemple, dans une variante simplifiée, un, plusieurs ou la totalité des capteurs végétatifs autre que les électrodes de l'électroencéphalographe sont omis. En particulier, les capteurs 8, 10, 12 et 14 peuvent être omis. Dans ce cas, les conditions 3), 4), 5) et 6) sont également omises. Il est aussi possible de n'omettre qu'une partie de ces capteurs. Par exemple, seuls les capteurs de la fréquence cardiaque et de la pression artérielle sont omis.

[0075] A l'inverse, comme décrit dans la demande US2013/0310660A1, des capteurs supplémentaires mesurant d'autres caractéristiques physiologiques peuvent aussi être ajoutés. Par exemple, un capteur de température du corps du patient 4 peut aussi être utilisé. Des conditions supplémentaires sur l'évolution temporelle des caractéristiques physiologiques mesurées par ces capteurs supplémentaires sont alors introduites en plus de la condition. [0076] Le capteur de sudation peut aussi être réalisé différemment. Par exemple, à la place d'un capteur de conductivité électrique de la peau, on peut utiliser un capteur ce résistance de la peau.

[0077] Dans un autre mode de réalisation, la signalisation d'une douleur ressentie est déclenchée dès que, simultanément, la condition 1) est vérifiée et au moins N conditions parmi les conditions 2) à 6) sont également vérifiées, où N est un nombre entier supérieur ou égal à un. Il est aussi possible d'affecter à chaque condition, un poids respectif et de sommer ensemble les poids des seules conditions qui sont simultanément vérifiées. Ensuite, le signalement d'une douleur ressentie est déclenché uniquement si cette somme dépasse un seuil prédéterminé. Dans ce cas, typiquement, le poids associé à la condition 1) est supérieur ou égal aux poids associés aux autres conditions. Ainsi, il est possible d'ajuster l'importance que l'on accorde à chacune des conditions.

[0078] Dans une variante simplifiée, seul la condition 1) est utilisée.

[0079] D'autres montages que le montage référentiel sont possibles pour obtenir les signaux utilisés pour calculer les puissances spectrales. Par exemple, un montage connu sous le terme de « montage différentiel » est utilisé. Dans ce cas, chaque signal central correspond à la différence entre le potentiel d'une ou plusieurs électrodes situées à l'intérieur d'une même zone centrale, et un potentiel de référence mesuré par une ou plusieurs électrodes situées à l'extérieur des deux zones centrales. Par exemple, le signal central gauche est construit à partir de la différence entre :

- la moyenne des potentiels mesurés par les électrodes centrales gauches, et

- la moyenne des potentiels mesurés au même instant par les autres électrodes.

[0080] Dans ce montage, de façon similaire, le signal de contrôle est construit à partir de la différence entre :

- la moyenne des potentiels mesurés par des électrodes à l'intérieur de la zone de contrôle, et

- le même potentiel de référence que celui utilisé pour construire les signaux centraux.

[0081] Un autre montage connu sous le terme de « montage séquentiel » peut être obtenu en utilisant comme signal central la différence de potentiels entre une électrode située à l'intérieur de la zone centrale et une autre électrode adjacente. Par exemple, le signal central est construit à partir de la différence des potentiels mesurés par les électrodes C4 et C2. Dans ce cas, l'électrode de référence est l'électrode C2.

[0082] Le nombre d'électrodes peut être différent. Par exemple, il peut être aussi petit que deux. Dans ce cas, l'électroencéphalographe comporte :

- une seule électrode centrale, par exemple disposée dans la zone centrale gauche, et

- une seule électrode de référence. [0083] Dans un autre mode de réalisation, seules quatre électrodes sont utilisées :

- une seule électrode centrale dans chaque zone centrale droite et gauche,

- une seule électrode de contrôle dans la zone de contrôle, et

- une seule électrode de référence.

[0084] Dans d'autres variantes, le nombre d'électrodes peut aussi être supérieur à 128 ou 200.

[0085] Le nombre d'électrodes centrales disposées à l'intérieur d'une même zone centrale peut être supérieur ou égal à deux ou à quatre. De même, le nombre d'électrodes de contrôle disposées à l'intérieur de la zone de contrôle peut aussi être supérieur à deux ou quatre. Par exemple, lorsque plusieurs électrodes sont disposées dans la même zone, alors, c'est la moyenne des potentiels mesurés par chacune de ces électrodes qui est utilisée pour construire le signal à partir duquel est calculée la puissance spectrale des ondes alpha à l'intérieur de cette zone. Typiquement, la moyenne des potentiels est calculée en affectant le même coefficient de pondération à chacun de ces potentiels mesurés.

[0086] Les électrodes centrales peuvent avoir une position quelconque à l'intérieur de la zone centrale. Par exemple, on peut disposer une électrode centrale à mi- distance entre les positions C4 et C6 ou à mi-distance entre les positions FCC6h et CCP6h, c'est-à-dire dans la position C6h.

[0087] Dans un mode de réalisation simplifié, aucune électrode de contrôle n'est utilisée. Dans ce cas, le procédé de détection de la douleur ressentie est simplifié. Par exemple, il est identique au procédé de la figure 4, sauf que la condition 2) est omise. Cela simplifie le procédé, car il n'est alors plus nécessaire de calculer la puissance spectrale PSC(t) ni le niveau NMC.

[0088] D'autres zones de contrôle sont possibles. Par exemple, la zone de contrôle peut comprendre toute la surface du crâne à l'exception des zones centrales gauche et droite. Les électrodes de contrôle peuvent aussi être disposées n'importe où à l'intérieur de cette zone de contrôle, sans qu'il soit nécessaire qu'elles soient situées sur le plan médian ou symétrique l'une de l'autre par rapport à ce plan médian.

[0089] Dans un mode de réalisation simplifiée, seule la puissance spectrale des ondes alpha mesurées à l'intérieur d'une seule zone centrale est utilisée. Dans ce cas, typiquement, le stimulus doit être appliqué du côté contra- latéral de la zone centrale utilisée. Par exemple, si seule la puissance spectrale PSPG(t) est calculée, alors la condition 1) devient : PSPG(t) < SI x NMPG.

[0090] Le niveau moyen de la puissance spectrale des ondes alpha en absence de stimulus peut aussi être obtenu à partir des mesures réalisées après la fin de l'application du stimulus ou en combinant des mesures réalisées avant l'application du stimulus et après l'application de ce stimulus ou de la douleur spontanée. Dans une autre variante, le niveau moyen de puissance spectrale des ondes alpha est obtenu en faisant la moyenne des puissances spectrales instantanées sur une période ΔΤ très longue, c'est-à-dire par exemple supérieure à lh ou 12h. Cela permet ainsi d'éliminer l'influence d'éventuelles douleurs spontanées car les douleurs spontanées ne durent jamais très longtemps.

[0091] Il existe de nombreuses méthodes différentes pour calculer la puissance spectrale d'un signal dans une plage de fréquences donnée. Par exemple, en variante, le calculateur 32 construit une fonction S(f) de répartition cumulative (« Cumulative distribution fonction » en anglais) qui retourne la puissance fournie par les ondes alpha de fréquences comprises entre 0 Hz et f Hz. Cette fonction S(f) est construite en utilisant uniquement les valeurs du signal traité contenues dans la fenêtre temporelle glissante. La puissance spectrale des ondes alpha est alors égale à S(b) - S(a), où a et b sont respectivement égaux à 9 Hz et 11,5 Hz. La méthode de calcul de la puissance spectrale peut utiliser la transformée de Fourier, les transformées en ondelettes, la transformée de Hilbert ou encore la transformée de Wigner-Ville.