La présente invention concerne un procédé et un dispositif, généralement fixé au poignet, pour plongeur sous-marin en apnée destinés à mesurer et à analyser des données physiques ambiantes et physiologiques personnelles de manière à le renseigner sur les risques de syncope à un instant donné et à le faire remonter à la surface si besoin est.
Les procédés et dispositifs connus dans le domaine de la plongée mettent généralement en oeuvre un dispositif, du type ordinateur de plongée, qui comporte généralement :
Le brevet le plus proche est décrit dans le document
Les procédés existants ne permettent pas de déterminer l'état syncopal du plongeur afin de le prévenir et d'intervenir. Ils ne font que suspecter un état syncopal si le sujet n'est pas remonté à temps.
Malheureusement, la plupart des syncopes se font à la surface et lesdits procédés ne les détectent pas : le plongeur va alors se noyer à la surface et l'ordinateur va interpréter cette situation comme étant une nouvelle apnée.
Le dispositif de plongée selon l'invention s'applique au plongeur en apnée dans des situations statiques (apnée simple) ou dynamiques (chasse sous-marine).
Il est nouveau et original par le fait qu'il est le premier à dépister la syncope en prenant en compte un paramètre physiologique.
Il est conçu pour pouvoir être immergé dans de l'eau saline ou non.
Il est multifonctions de manière à donner des renseignements relatifs à une ou plusieurs apnée en temps réel comme par exemple :
Il est associé à un gilet de sauvetage performant permettant de maintenir la tête hors de l'eau chez un sujet conscient ou inconscient.
Il est doté d'un système de détection des accidents syncopaux permettant de déclencher le gonflage du gilet de sauvetage si besoin est.
Parmi les causes de mortalité en mer les accidents d'apnée (chasse sous-marine ou apnée pure) sont les plus fréquents. Les récents progrès technologiques dans le domaine de la plongée en bouteille ainsi que la réglementation correspondante ont considérablement réduit les accidents dans ce domaine. Par contre la mortalité des accidents liés à la chasse sous-marine sont toujours aussi fréquents et mortels. C'est dans ce contexte que ce dispositif prend tout son intérêt. Il pourra permettre une prévention primaire et secondaire des accidents de chasse sous-marine :
Il ne s'applique absolument pas à la pratique de la plongée avec bouteille dans son utilisation de détection syncopale et du procédé de sauvetage. Il ne pourra être utilisé qu'à but indicatif de la fréquence cardiaque chez ledit plongeur.
Le dispositif selon l'invention est défini par la revendication 1.
Les valeurs du taux de saturation et de la pente de sa variation, mesurées sur un plongeur en apnée, sont comparées, à chaque instant, au modèle, préenregistré, qui est représenté par la courbe « taux de saturation en fonction de la pente de sa variation » qui délimite les zones d'état non syncopal et d'état syncopal et qui a été établie expérimentalement à partir d'un nombre bien déterminé de sujets pour lesquels on a mesuré, pour chacun d'eux, le taux et la pente de sa variation en limite d'état syncopal.
Le dispositif pour sa mise en oeuvre est généralement fixé au poignet, et comporte essentiellement des moyens de saisie et de mesure de données physiques ambiantes et physiologiques du plongeur (tels que capteurs de profondeur, de temps, de taux de saturation de l'hémoglobine en oxygène (Sp02) et de la fréquence cardiaque).
Ce dispositif est avantageusement contenu dans une enveloppe qui le maintient contre la partie du corps concernée à une température suffisante pour enregistrer une pulsatilité fiable du signal.
Ladite enveloppe est avantageusement un gant de plongée amélioré qui intègre également la liaison filaire qui relie le capteur digital au dispositif de plongée par l'intermédiaire d'une interface étanche.
Les caractéristiques et les avantages de l'invention vont apparaître plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit d'au moins un mode de réalisation préféré de celle-ci donné à titre d'exemple non limitatif et représenté aux figures annexées dans lesquelles :
Le dispositif d'autodiagnostic et de sauvetage pour plongeur sous-marin en apnée est mis en oeuvre au moyen d'un dispositif de plongée comportant essentiellement :
Ledit dispositif consiste, pour détecter automatiquement un risque de syncope en cours de plongée, à analyser la vitesse de désaturation du taux de saturation (Sp02) qui est établie en fonction de la pente (P) de ladite variation au voisinage dudit taux à un instant donné.
Les valeurs du taux de saturation Sp02 et de la pente (P) de sa variation, mesurées sur un plongeur en apnée, sont comparées, à chaque instant, au modèle (M), préenregistré, qui est représenté par la courbe « taux de saturation en fonction de la pente de sa variation » qui délimite les zones d'état non syncopal (ZNS) et d'état syncopal (ZS) et qui a été établie expérimentalement à partir d'un nombre bien déterminé de sujets pour lesquels on a mesuré, pour chacun d'eux, le taux Sp02 et la pente (P) de sa variation en limite d'état syncopal.
En cas de détection d'un risque de syncope, il y a émission d'un signal, perceptible par le plongeur, qui doit être interrompu par ce dernier dans un temps bien déterminé, faute de quoi l'élément de sauvetage sera actionné par le moyen de commande autonome.
Selon une variante de mise en oeuvre dudit disposif, la profondeur de plongée peut également être prise en compte, pour déterminer le risque de syncope.
Le dispositif consiste également à afficher, en temps réel, sur le dispositif de plongée, la profondeur de plongée, la fréquence cardiaque, le taux de saturation, le temps d'apnée et le temps de récupération.
Le dispositif qui est généralement fixé au poignet, comporte essentiellement des moyens, du type capteurs, de saisie et de mesure de données physiques ambiantes et physiologiques du plongeur telles que la profondeur de plongée, le temps d'apnée et le temps de récupération, le taux de saturation de l'hémoglobine en oxygène (Sp02) et de la fréquence cardiaque.
Ces moyens de saisie et de mesure sont avantageusement contenus dans une enveloppe qui les maintient contre la partie du corps concernée à une température suffisante pour enregistrer une pulsatilité fiable du signal.
Ladite enveloppe est avantageusement un gant de plongée adapté qui intègre également la liaison filaire qui relie le capteur digital au dispositif de plongée par l'intermédiaire d'une interface étanche.
L'élément de sauvetage est avantageusement un gilet pourvu d'une capsule de CO2 déclenchée par l'horloge lorsqu'un signal de risque de syncope est émis et que le plongeur n'a pas invalidé ledit signal.
Ledit dispositif de plongée comporte plus particulièrement :
Il est muni d'une connexion étanche capable de s'adapter à la fois au capteur de Sp02 et à un ordinateur via une interface PC.
Toutes les fonctions sont activées lors de la connexion du capteur de Sp02.
Un logiciel permet de sortir l'ensemble des données sur l'ordinateur et de fournir un graphique exprimant la fréquence cardiaque, le taux de Sp02 et la profondeur en fonction du temps.
Le capteur de Sp02 est intégré dans un gant de néoprène relié à la montre via un câble pouvant être moulé dans le gant.
Le gant est à la fois un peu lâche au niveau des doigts porteurs d'un ou de deux capteurs pour éviter toute compression et assez isolant du froid pour pallier à un risque éventuel de vasoconstriction périphérique due au froid, la compression et le froid étant tous deux des facteurs altérant la qualité du signal.
Le dispositif est censé ne donner une valeur de Sp02 que si la pulsatilité du signal est fiable.
D'autre part, le gant permet également de limiter les artéfacts de mouvements.
Le gilet de sauvetage est conçu pour faire remonter le plongeur à la surface et à maintenir sa tête hors de l'eau.
Une étude prospective a été réalisée sur 50 plongeurs correspondant à 300 apnées dont 200 en statique et 100 en dynamique. Au cours de cette étude, les données suivantes ont été relevées grâce à l'utilisation d'un prototype.
Sur l'ensemble des données, 23 accidents syncopaux ou présyncopaux ont été enregistrées.
Les objectifs de cette étude ont été :
Le dispositif de plongée enregistre, toutes les secondes, des données brutes comme par exemple : la profondeur et le temps total de l'apnée, le taux de Sp02 et la fréquence cardiaque. Il calcule à partir de ces données la pente de désaturation qui se définit comme la vitesse de désaturation en pourcentage par seconde.
L'étude de cas a montré que la pente de désaturation associée au taux de saturation est le facteur déterminant pour le dépistage de la syncope.
En effet, à un temps donné et pour un taux de Sp02 bas, la valeur de la pente aura une influence sur le risque de syncope.
Pour dépister une syncope en fonction du taux de Sp02, l'ordinateur calcule à chaque seconde, en fonction des dernières mesures de Sp02, la pente de désaturation, selon un modèle mathématique. La pente de désaturation correspond approximativement à la vitesse de désaturation (pente de la tangente à la courbe de Sp02, au temps t, exprimée en % / seconde).
A chaque seconde, il analyse donc un taux de Sp02 associé à une pente.
A chaque taux de Sp02 correspond une pente limite, déterminée par l'étude clinique réalisée au préalable, en dessus de laquelle un accident syncopal est fortement suspect. Ces données seront enregistrées dans la base de données de l'ordinateur.
A chaque seconde, le taux de Sp02 et sa pente correspondante sont analysées : si la pente est supérieure ou égale à celle préenregistrée dans la base de données pour le même taux de Sp02, l'ordinateur détectera alors un signal syncopal; dans le cas contraire il n'en détectera pas.
Pour dépister une syncope en fonction du taux de Sp02 et de la profondeur, l'ordinateur analyse, à chaque seconde, le taux de Sp02 en fonction de la profondeur. Il a également été prédéterminé, dans la base de données de l'ordinateur, pour chaque profondeur, un seuil de Sp02 en dessous duquel un accident syncopal est fortement suspect.
Si à un temps déterminé, le plongeur étant à une profondeur donnée, le taux de Sp02 mesuré est inférieur à celui enregistré dans la base de données et correspondant à la même profondeur, l'ordinateur détectera un signal syncopal ; dans le cas contraire il ne détectera rien.
Pour faire intervenir également la durée de l'apnée, chaque plongeur devra programmer son temps limite d'apnée modifiable en fonction de sa forme et de la profondeur à laquelle il plonge.
L'ordinateur détecte le début de l'apnée quand la profondeur est supérieure à une valeur déterminée et la fin de l'apnée quand il redevient inférieure à ladite valeur afin de faire fonctionner le chronomètre à l'intérieur desdites limites et de le remettre à zéro en fin d'apnée.
Si le temps d'apnée est supérieur à la durée programmée, l'ordinateur détectera un signal syncopal; dans le cas contraire il n'en détectera pas.
En cas de détection d'un risque syncopal, la procédure de test de vitalité peut être la suivante :
La détection d'un seuil d'alarme à posteriori pour contrôler les apnées à venir peut être établi par exemple en cas de désaturation en dessous d'un seuil prédéterminé par le plongeur (par exemple 85) : une alarme non sonore pourra signaler au plongeur que ses apnées sont un peu trop poussées.
Plusieurs enregistrements en mer ont été réalisés avec ou sans gant dans de l'eau froide ou non, avec analyse de la qualité du signal (pulsatilité du signal), et des artéfacts : absence totale de valeur enregistrée ou de valeurs ne correspondant pas à l'état clinique du plongeur comme par exemple la fréquence cardiaque aberrante ou la désaturation brutale alors que le plongeur est à la surface.
En eau chaude l'utilisation du gant donne une bonne amplitude de signal et l'absence quasi-totale d'artéfacts. L'interprétation des courbes est possible et intéressante pour le plongeur et pour le dépistage d'une syncope par un éventuel ordinateur.
En eau chaude l'absence d'utilisation du gant donne vite une faible amplitude de signal et un certain nombre d'artéfacts rendant impossible l'interprétation des courbes de Sp02 enregistrées. Le plongeur peu quand même avoir une idée en temps réel de sa fréquence cardiaque, le taux de Sp02 est très peu fiable. Le dépistage en fonction du taux de Sp02 d'une éventuelle syncope serait alors aléatoire.
En eau froide (jusqu'à 8 degrés) l'utilisation du gant donne une amplitude de signal satisfaisante mais un peu moins bonne qu'en eau chaude .Il n'y a que peu d'artéfacts et l'interprétation des courbes reste possible et intéressante pour le plongeur et pour le dépistage d'une syncope par un éventuel ordinateur.
En eau froide sans utiliser le gant le signal est très vite quasi complètement artéfacté.
Il en résulte que l'utilisation d'un gant est indispensable à un enregistrement fiable pour le plongeur ou pour une éventuelle détection de syncope.
Ceci s'explique par au moins deux phénomènes physiologiques connus : les artéfacts de mouvements et les artéfacts de vasoconstriction périphérique dus au froid.
Les artéfacts de mouvements sont secondaires à un mouvement du plongeur et du capteur par rapport au plongeur. La plupart des nouveaux oxymètres de pouls permettent d'éliminer au mieux les artéfacts de mouvement du patient. Cependant lors du mouvement dans l'eau le capteur va également bouger par rapport au plongeur s'il n'est pas fixé correctement. C'est le premier rôle du gant.
Lors de l'exposition du corps au froid l'organisme redistribue le sang vers les organes nobles et diminue la vascularisation des autres : il existe une vasoconstriction périphérique et le débit sanguin capillaire au niveau des doigts est diminué ; la pulsatilité s'en trouve d'autant réduite avec pour conséquence un signal perturbé.
La seule exposition au froid des doigts provoque la même réaction au niveau des doigts sans même que le plongeur soit en hypothermie. La seule solution est donc de placer le doigt dans un endroit chaud. C'est ce que fait également un gant en néoprène.
La plupart des gants en néoprène exercent une pression importante sur les doigts et entraînent alors également une vasoconstriction périphérique mécanique.
Il faut donc que le ou les doigts sur lesquels sont positionnés les capteurs ne soient pas trop serrés. Dans notre expérience le simple fait de dilater le doigt du gant ou est positionné le capteur a permis d'annuler la perte d'amplitude de signal.
L'analyse des courbes de syncope et de non syncope a permis de voir que dans tous les cas en dessus d'un certain seuil de Sp02 (80 par exemple) il ne survenait jamais de syncope et qu'en dessous d'un certain seuil (30) il les sujets étaient quasiment toujours en syncope.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés pour lesquels on pourra prévoir d'autres variantes sans pour cela sortir du cadre de l'invention (déterminée par la teneur des revendications).
En particulier, on pourra prévoir une version sans le dispositif de survie autrement dit une version comportant un ordinateur de plongée pourvu d'un oxymètre de pouls adapté à l'usage sous-marin dont le capteur est intégré à un gant.
Cette liste de références citées par le demandeur vise uniquement à aider le lecteur et ne fait pas partie du document de brevet européen. Même si le plus grand soin a été accordé à sa conception, des erreurs ou des omissions ne peuvent être exclues et l'OEB décline toute responsabilité à cet égard.