Un Doppler respiratoire pour détecter les apnées du sommeil

Sans contact, confortable et fiable, le nouveau prototype d’appareil de détection des apnées du sommeil développé par des chercheurs du Laboratoire des sciences de l’information et des systèmes (1) et de l’IUT de Toulon vient révolutionner le diagnostic de ce syndrome.

Deux millions de personnes, c’est le nombre de personnes en France concernées par le syndrome d’apnées du sommeil. La pathologie peut être lourde de conséquences : problèmes cardiaques, hypertension artérielle, baisse des capacités cognitives, et difficultés à se concentrer, entre autres, d'où la nécessité d'un dépistage. Actuellement, celui-ci est réalisé en faisant passer au patient une polygraphie, un examen relativement contraignant : la personne examinée doit porter une canule nasale, des bandes au niveau du thorax et de l'abdomen, un micro près de la gorge, etc. Cela se complexifie encore si on mesure en même temps la qualité du sommeil via un électroencéphalogramme.

Des chercheurs de l’Institut universitaire de technologie de Toulon se sont penchés sur la question et ont réussi à inventer un nouvel appareil de détection sans contact, aussi fiable que les équipements actuels, mais d'usage beaucoup plus confortable pour le patient. La respiration humaine y est détectée par Doppler respiratoire. Un premier prototype, utilisé en laboratoire, a vérifié le concept et entraîné le dépôt d’un brevet français et européen (2). Un second prototype miniature transportable, actuellement développé par l’équipe au sein duLaboratoire des sciences de l'information et des systèmes(CNRS/Université Aix-Marseille/Université de Toulon/Arts et Métiers ParisTech), sera prêt fin juin 2016 et va faire l’objet dès la rentrée prochaine de tests cliniques afin d'obtenir le marquage CE.

Le dispositif se compose d’un émetteur à ultrasons installé au dessus du lit du patient et d’un arceau comprenant trois récepteurs répartis de telle sorte que la respiration soit détectée quelle que soit l’orientation de la tête. Le patient est ainsi totalement libéré du matériel. Sa seule contrainte est de dormir sous l’arceau.

Le fonctionnement se base sur le principe du décalage Doppler et de la diffusion des ultrasons provoqués par le flux respiratoire. La bande de fréquence ultrason utilisée est considérée comme sans danger pour le patient. Leur innocuité est confirmée par un rapport de l’Institut national de recherche et de sécurité (INRS) pour la prévention des accidents du travail. Le principe de cette invention consiste à « illuminer » la tête du patient avec une onde acoustique émise par l’émetteur, puis à analyser l'onde réfléchie. Après traitement du signal, on observe un étalement spectral de l’onde qui définit la respiration du patient. Lorsqu’il y a absence d’étalement, c’est qu’il y a une apnée.

Les premiers tests effectués ont montré une efficacité de dépistage des apnées équivalente à celle des dispositifs classiques. Outre la question du confort, l'intérêt de cet appareil est d'enregistrer également la respiration buccale du patient et d'élargir ce dispositif aux personnes autrefois exclues de l'examen, faute de pouvoir utiliser la canule nasale, comme les patients enrhumés ou trachéotomisés, ou qui la supportaient plus difficilement, comme les jeunes enfants et les adolescents en surpoids. Un intérêt non négligeable quand on sait que de plus en plus d'adolescents obèses sont concernés par le syndrome d'apnées du sommeil et que le seuil à partir duquel il est considéré comme pathologique est environ trois fois plus faible par rapport à l’adulte (à partir de cinq apnées par heure au lieu de quinze chez l'adulte).

Notes:
(1) Laboratoire des sciences de l'information et des systèmes (CNRS/Université Aix-Marseille/Université de Toulon/Arts et Métiers ParisTech).

(2) Philippe Arlotto, Michel Grimaldi, Roomila Naeck et Jean-Marc Ginoux, « Procédé et système d'identification d'une activité respiratoire » brevet français n° ?13 57569, brevet européen n° WO2015014915 A1.

Contact chercheur:
Jean-Marc Ginoux / Laboratoire des sciences de l’information et des systèmes