WO2022003193A1 - Dispositif de ventilation, systeme incluant le dispositif de ventilation, et utilisations de ceux-ci - Google Patents
Dispositif de ventilation, systeme incluant le dispositif de ventilation, et utilisations de ceux-ci Download PDFInfo
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Definitions
- the present description relates to a device for ventilating a subject and a system comprising such a device. It also relates to a kit comprising such a device or system as well as virtual reality content fixed on a computer medium. The inventors also describe the possible applications of these devices, system and kit, in particular in the fields of medicine, well-being and play.
- the invention typically makes it possible to place the subject in a state receptive to sensory stimulation. It advantageously makes it possible, in particular on a therapeutic level, to place the subject who uses it in a state of cardiac coherence.
- the level "perceived stress" by a subject results from the imbalance between the “perceived constraints” and the “perceived resources” by the subject (Cohen S et al. (1983, 2007). This level is associated with a high risk for this subject. to develop anxio-depressive pathology.
- PTSD Post-Traumatic Stress Disorder
- DSM Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorder
- CIM International Classification of Diseases
- This disorder is characterized by a symptomatic square including i) a repetition syndrome (reviviscence), involving excessive sympathetic discharges, ii) avoidance behaviors (Wachen JS et al.), Iii) hypervigilance due to hyperactivity of the brain.
- sympathovagal balance (Stephenson et al.), and iv) cognitive-behavioral disorders still identified by the terms “cognitive and emotional dysfunctions” (WachenJS et al.).
- the subject carrying PTSD presents a real reorganization of his cerebral functioning, in particular at the level of emotional regulation (problems of self-compassion, ruminations, blame, anger, etc.).
- the inventors are also carrying out a study on the benefits of this BATHYSMED diving protocol with emergency physicians with a high risk of Burn Out during the evaluation by the MBL
- the prior art describes a device controlled by software allowing both respiratory training and respiratory muscle training (cf. US Pat. No. 9,452,317), a respiratory device combining game and respiratory therapy (cf. patent application US2019 / 134460), a system making it possible to train its user in the diaphragmatic breathing technique appropriate to a medical condition entered by an operator (cf. patent application WO2020 / 028637) or even a respiratory therapy instrument comprising a housing provided with a 'a printed circuit board and a data transmitter, an airway tube and a pair of pressure sensors in communication with said tube, capable of measuring the pressure inside the tube related to pulmonary flow (during l 'expiration or inspiration), the data collected being used in a game (cf.
- the invention relates in particular to a device for ventilating (A) a subject, said device comprising a mouthpiece or mouthpiece (a) or an oral mask (a), at least one valve (b) advantageously configured. to generate an inspiration pressure of between 0 and 10 mbar of resistance and an expiration pressure of between 1 and 12 mbar of resistance, preferably two separate valves, ie an inspiration valve (b ') configured to generate a inspiration pressure between 0 and 10 mbar resistance, and an exhalation valve (c) configured to generate an expiration pressure between 1 and 12 mbar resistance.
- the configuration of the valve (b), or of the valves (b ’) and (c) thus imposes on the subject an expiratory effort greater than his inspiratory effort.
- the pressure values indicated above, and throughout the description, are expressed in absolute value: a person skilled in the art understands that on inspiration, the pressure exerted on the valve is negative, while on inspiration expiration, it is positive.
- the ventilation device (A) further comprises at least one sensor (d) making it possible to acquire data, for example a pressure sensor and / or a flow sensor. It can also include one or more sensors (d) making it possible to detect and measure (variations of) at least one physiological parameter of the subject, preferably selected from the respiratory rate, a respiratory volume, expiratory capnia (level of exhaled CO2). , heart rate (or heart rate), cardiac coherence, sympathovagal balance and electrical activity of an organ.
- a sensor for example a pressure sensor and / or a flow sensor. It can also include one or more sensors (d) making it possible to detect and measure (variations of) at least one physiological parameter of the subject, preferably selected from the respiratory rate, a respiratory volume, expiratory capnia (level of exhaled CO2). , heart rate (or heart rate), cardiac coherence, sympathovagal balance and electrical activity of an organ.
- the invention relates to a system (X) comprising the ventilation device (A) and a device (Z) for receiving, storing, processing and / or transmitting data acquired by the device. ventilation (A), typically by the sensors (d) of the device (A).
- the invention also relates to a particular system (X), called a “virtual reality system (Y)”, comprising a ventilation device (A) according to the invention and, preferably in addition, a device (Z) (ie a system. (X)), as well as a tool (B) for viewing virtual reality content and / or an audio module (D) for listening to virtual reality content.
- Tool (B) for viewing virtual reality content typically includes a screen and lenses.
- the tool (B) comprises an on-board operating system or is connected to a virtual reality content delivery tool (C).
- the device (A), the system (X) or the system (Y) according to the invention preferably comprises an audio module (D).
- the audio module (D) comprises an audio file reader (f) and / or a memory card (g).
- the system (X) or the system (Y) can also further comprise a means (H) making it possible to modulate the temperature of all or part of the subject's scalp by means of a liquid or a gas and / or a means (I) making it possible to deliver or generate electrical impulses on all or part of the subject's scalp.
- the audio module (D) of the system (Y) comprises an audio file reader (f) and a memory card (g);
- the system (A) comprises a pressure and / or flow sensor (d) which delivers a signal;
- the device (Z) comprises a processor or a microcontroller (e) which: i) analyzes the signal delivered by the pressure and / or flow sensor (d) by comparing the pressure level with at least two predefined pressure thresholds , ii) transmits a signal to the audio file player (f) which starts or stops the playback of the first or the second sound file according to the inspiratory or expiratory nature of the ventilation phase in which the subject is located, by adapting the intensity of the sound volume as a function of the deviation from the two predefined thresholds, and preferably iii) records the signals delivered by the sensor (d) and / or transmitted to the audio file player (f).
- the invention also relates to a kit comprising a device (A), a system (X) or a system (Y) as
- the invention relates to the use of a device (A), of an audio module (D), of a system (X), of a system (Y) or of an kit as described by the inventors for simulating non-invasive ventilation, for example in a therapeutic embodiment.
- the invention also relates to the use of a device (A), of an audio module (D), of a system (X), of a system (Y) or of a kit as described by the inventors to simulate for example a scuba diving, a flight, for example an aeronautical or space flight, a trip, the visit of a site of interest or the virtual world of an electronic game.
- the description also relates to the use of a device (A), of an audio module (D), of a system (X), of a system (Y) or of a kit as described by the inventors. , or such a device (A), audio module (D), system (X), system (Y) or kit for use, in the prevention or treatment in a subject of a disease or disorder hey stress or anxiety, a symptom of said disease or disorder, and / or migraine in the subject, in particular to enable the subject to achieve a state of cardiac coherence or, in other words to allow him to increase his heart variability.
- the device (A), audio module (D), system (X), system (Y) or kit can be used alone or in combination with one or more gases and / or one or more active molecules used in prevention or treatment disease, disorder, symptom of said disease or disorder and / or migraine.
- the description is also aimed at a method of preventing or treating, in a subject, a disease or a disorder related to stress or anxiety, a symptom of said disease or said disorder, and / or the disease. migraine, characterized in that the method comprises the use of a device (A), a system (X), a system (Y), or a kit, as described in the present text, for preventing or treating the disease, disorder and / or migraine in the subject, alone or in combination with one or more gases and / or one or more active molecules used in the prevention or treatment of the disease, disorder, symptom of said disease or said disorder and / or migraine.
- the therapeutic effect can be directly demonstrated by the detection of cardiac coherence, or in other words, by the detection of an increase in cardiac variability and a reduction in respiratory rate, in subjects using a device according to the invention.
- Cardiac coherence is a personal stress and emotional management practice that involves breathing exercises. It is described as having numerous physical, mental and emotional health benefits. This is a physiological stress control technique that makes it possible to achieve a particular state of equilibrium in the variability of the heart rate / heart rate (pulse) or "cardiac variability" (ie the capacity of the heart. to speed up or slow down in order to adapt to its environment), called “cardiac coherence state”. With nearly 40,000 neurons and a complex and dense network of neurotransmitters, the heart communicates directly with the brain. By acting on the heart rate via breathing exercises, it is thus possible to send positive messages to the brain. Cardiac coherence allows the individual who practices it to learn to control their breathing in order to regulate their stress and anxiety.
- Achieving a state of cardiac coherence allows subjects suffering from PTSD to increase their cardiac variability, ideally to stabilize their cardiac rhythm beyond the period during which the respiratory exercises are carried out ("persistence" of the positive effects) .
- the state of cardiac coherence is also described as helping to reduce depression and blood pressure.
- the body is governed by two major nervous systems, the somatic system (voluntary acts) and the autonomic system (automatic regulation).
- the heart actively participates in the autonomic nervous system, where it plays an essential role in adapting to environmental changes.
- a healthy heart has high heart amplitude variability.
- the autonomic nervous system is divided into two subsystems: the sympathetic and the parasympathetic.
- the sympathetic triggers all the actions necessary for flight or combat, but also the acceleration of heart and respiratory rates as well as the dilation of the pupils and the inhibition of digestion.
- the parasympathetic person promotes recovery, relaxation, rest, repair, etc.
- Inhalation stimulates the sympathetic system while exhalation stimulates the parasympathetic system.
- breathing is controlled by the autonomic nervous system as well as by the somatic nervous system, it is possible to control the autonomic nervous system by this route. For example, it is possible to achieve the desired state of equilibrium (the state of cardiac coherence) by breathing six times per minute (inspiration and expiration of 5 seconds each).
- This breathing frequency makes it possible to reach the respiratory rate of 0.1 Hertz (physiological constant specific to humans).
- the state of cardiac coherence induces immediate effects with an increase in cardiac variability associated with calming, medium-term effects (over durations of several hours - cf. Heckenberg RA, Eddy P, Kent S, Wright BJ., J Psychosom Res. 2018 Nov; 114: 62-71) with neurohormonal changes (e.g. reduction in stress hormones) and longer term (over several months, e.g. at least two, three, four, five, or six months) with, for example, reductions in cardiovascular or neuropsychic risk.
- the increased magnitude of heart variability and a calming state can be seen immediately. In the longer term, a decrease in arterial hypertension and cardiovascular risk can be observed, better recovery, improvement in concentration and memorization, reduction in attention and hyperactivity disorders, better tolerance. pain, and, where appropriate, improvement in symptoms of asthmatic disease and inflammatory signs.
- the inventors sought to know whether recreational diving was able to induce or strengthen the mindful functioning of stressed subjects and improve their quality of life.
- the inventors have developed an innovative protocol associating non-narcotic scuba diving (ie less than 20 meters deep) with mindfulness meditation (“Bathysmed” protocol - cf. experimental part) and studied (Study “DIVSTRESS”) 37 volunteers divided into two distinct groups, the members of one of the groups practicing a diving course including a program in ten sessions (including one dive per day over 10 days) while the members of the other group were engaged in sporting activities distinct from diving as part of a ten-day UCPA course as well.
- the inventors have, secondly, succeeded in inducing, outside an aquatic environment, the beneficial respiratory effects observed within the framework of the “Bathysmed” study described above in individuals who have used the device and the tools. , objects of the present invention, described in the present text.
- they succeeded in reproducing in these subjects a state of full consciousness and cardiac coherence directly associated with a decrease in heart rate, spontaneous respiratory rate and a decrease in capnia (exhaled CO2 rate) measurable: the frequency heart rate thus went from 72 ⁇ 13 beats per minute to 64 ⁇ 5 beats per minute; the respiratory rate increased from 15 ⁇ 5 cycles per minute to 11 ⁇ 4 over a period of 5 minutes.
- Capnia was reduced from 35 ⁇ 5 to 33 ⁇ 3 mm Hg following an increase in tidal volume from 584 ⁇ 86 ml to 1100 ⁇ 382 ml, over the same time interval (see Example 1). All these changes are induced spontaneously in the test subjects using the ventilation device (A) according to the invention regardless of any intention or voluntary approach on the part of the test subjects.
- the invention thus relates in particular to a ventilation device (A) for a subject.
- This device typically comprises a mouthpiece or bucconasal or an oral mask (a) and at least one valve (b) advantageously configured to generate an inspiration pressure of between 0 and 10 mbar of resistance and a pressure of expiration of between 1 and 12 mbar of resistance, preferably two separate valves, ie an inspiration valve (b ') configured to generate an inspiration pressure of between 0 and 10 mbar of resistance, and an expiration valve ( c) configured to generate an exhalation pressure of between 1 and 12 mbar of resistance, the configuration of said valve (b) or of said valves (b ') and (c) ideally being carried out under physiological conditions for the subject.
- This configuration of the valve (b), or the valves (b ’) and (c) advantageously makes it possible to impose on the subject using the device (A) an expiratory force greater than his inspiratory force. Inspiratory and expiratory flows are therefore differentiated.
- This device is typically intended for use on land or in the air. It is preferably intended for use on land, i.e. neither in an aquatic environment nor in the air, and under normal pressure conditions, i.e. approximately one atmosphere (1 atm, i.e. 1.013 bar or 101 325 Pa).
- the device can be used in pressurized air condition, for example in a hyperbaric chamber.
- the mouthpiece (a) is typically a mouthpiece of the tip type for snorkel, or preferably tip for diving regulator, for example of the tip type for diving regulator of the type and volume currently existing.
- the mouthpiece (a) is for example a mouthpiece of the mouthpiece type used in hospitals or in aeronautics allowing adaptation to the physiology of the child (who breathes much more spontaneously and easily through the nose) or to the anatomy-physiology of some adult person.
- the tips described above typically include a gas supply tube and optionally bite tabs.
- the mouth-to-face mask (a) is for example a mask of the mask type used in first aid (ARI), in an aquatic environment (general public diving face mask) or in a medical context (such as a non-ventilation mask). invasive).
- the device (A) is non-invasive, i.e. it does not involve any endotracheal device such as intubation or tracheotomy.
- the breathed gas is preferably air, typically ambient air, the device being intended for use, preferably, on land and under normal conditions of atmospheric pressure (1 atm), typically in outside of an aquatic environment.
- the gas comes directly from the external environment in which the subject using the device is located (surrounding air G user).
- the gas inhaled can also be oxygen-enriched air or be a gas mixture whose composition can be adapted according to specific objectives (addition of inhaled therapies, specific perfumes).
- the gas instead of coming from the external environment, the gas can come from one or more breathing gas cylinders.
- valve / valve / valve type means again identified as “Two-way pressure and flow control valve” (the terms “valve” and “valve” being used interchangeably in the context of the present invention), which allows gas to pass, typically from outside the device (A) towards the mouthpiece or bucco-nasal during inspiration, or from the inside of the device (A) towards the outside of said device on expiration.
- valves can be broken down into two sub-functions: control of the direction of the flow passing through the valve (uni or bidirectional), and management of the overpressure or depression necessary to allow the passage of the gas flow.
- valve or the flap (b) is controlled (automatically) by a device attached to the system (A) such as the system (Z) described below.
- the device (A) comprises two separate valves or flaps, typically an inspiration valve (b ') and an expiration valve (c) (still identified as “valves”).
- unidirectional pressure and flow rate control ”) can be one and / or the other (automatically) controlled by a device attached to the system (A) such as the system (Z) described below.
- the inspiration or the expiration of the subject controls the opening of the valve or the valve which allows gas to pass from a chamber present within the device (A) to the mouthpiece or mouthpiece during inspiration, or from the inside of the device (A) to the outside of said device on expiration.
- the valve (b) or the inspiration (b ') and expiration (c) valves is / are configured to regulate the subject's breathing, preferably to slow down his breathing (his ventilation cycle) within him imposing a higher expiratory effort (at least 1 mbar as explained below) than his inspiratory effort.
- the valve (b) or the inspiration valve (b ') is thus configured to generate an inspiration pressure (associated with the inspiratory flow), typically between 0 and 10 mbar of resistance and the valve (b) or the valve expiration (c) is configured to generate an expiratory pressure (associated with the expiratory flow), typically an expiration pressure between 1 and 10 mbar of resistance.
- the expiration pressure (associated with the expiratory flow) is necessarily positive.
- the inspiratory pressure (associated with the inspiratory flow) is on the contrary necessarily a "depression" so that the range of values expressed in absolute value above, can also be described as neutral or negative and, expressed in real value, as typically between 0 and -10 mbar.
- Respiratory pressure in particular inspiration pressure or expiration pressure, is the pressure exerted within the subject's airways, typically during periods of inspiration (inspiration pressure) or expiration (pressure of inspiration). 'expiry). Positive expiratory pressure is therefore the expiratory pressure maintained within the subject's airways during the expiration phase.
- the difference in respiratory pressure imposed on the subject by the valve (b) (bidirectional) or by each of the inspiration (b ') and expiration (c) (unidirectional) valves is at least 1 mbar, for example 3 mbar.
- the inspiration pressure can be between 0 and 10 mbar of resistance. It is in particular between 1 and 10 mbar of resistance. It is preferably between 0 or 1 mbar and 3 or 4 mbar, for example between 1 mbar and 3 mbar, between 1 mbar and 2 mbar or between 2 mbar and 3 mbar.
- the expiration pressure can be between 1 and 10 mbar of resistance. It is typically between 2, 2.5 or 3 mbar and 10 mbar of resistance, for example between 2.5 mbar and 4 or 5 mbar, between 3 mbar and 4 mbar, between 4 mbar and 5 mbar, between 5 mbar and 6 mbar or between 6 mbar and 7 mbar.
- the ventilation device advantageously comprises a means making it possible to modulate in a controlled manner, the pressure exerted on the valve serving to control the flow of gas, typically d ambient air, on inhalation [valve (b) or inspiration valve (b ')] and / or on expiration of the subject [valve (b) or expiration valve (c)].
- This valve is typically a one-way valve acting on the inspiratory outlet (inspiration non-return valve), typically a valve (b '), or expiratory (expiration non-return valve), typically a valve (c), of the ventilation device (A).
- the means making it possible to modulate the pressure exerted on the valve may be a brake configured to exert a stress, preferably adjustable, on the valve, typically on the one-way valve, in order to control the pressure of the gas coming from the inspiratory inlet or that of the gas from the expiratory outlet, so as to generate a neutral or negative pressure in the case of the inspiration pressure, and systematically positive in the case of the expiration pressure, and so as to control / control the value of this pressure when it is positive.
- a brake configured to exert a stress, preferably adjustable, on the valve, typically on the one-way valve, in order to control the pressure of the gas coming from the inspiratory inlet or that of the gas from the expiratory outlet, so as to generate a neutral or negative pressure in the case of the inspiration pressure, and systematically positive in the case of the expiration pressure, and so as to control / control the value of this pressure when it is positive.
- the brake may be a valve / a valve with a flexible membrane.
- the valve opening pressure / depression value can be modulated by adjusting the Shore hardness value of the membrane.
- the brake can be a one-way valve-diaphragm assembly (see FIG. 9A), also called “diaphragm valve and diaphragm”. This type of brake modulates the pressure according to the flow.
- the brake may be a one-way valve-butterfly valve assembly (see FIG. 9C).
- the unidirectional valve defines the direction of flow of the flow and the butterfly valve makes it possible to modulate the section of flow of the flow and therefore to regulate the pressure according to the flow.
- the brake may be provided with a hardening spring associated with a set screw.
- a hardening spring associated with a set screw.
- a particular example is a check valve with calibrated spring (cf. FIG. 9B), also called “calibrated relief valve”.
- the brake can be a solenoid valve or a solenoid valve.
- the latter can be controlled / piloted electronically following measurements provided by a pressure sensor.
- the means typically the brake, can take any form making it possible to vary the level of obstruction of the exit surface, and is advantageously slaved to a computer or processor accessible to the subject.
- the means making it possible to modulate the pressure exerted on the valve (s) within the device (A) is implemented / controlled by a computer.
- the ventilation device (A) can make it possible to generate several, for example two, three or four levels of positive expiratory pressure, selected for example among the pressure levels of 1; 2; 2.5; 3; 3.5; 4; 4.5; 5; 5.5; 6; 6.5; 7; 7.5; 8; 8.5; 9; 9.5 and 10 mbar.
- positive expiratory pressure corresponds to the levels making it possible to slow down the breathing of a human being sufficiently to allow him to reach, or maintain (preferably, in the case of a therapeutic application, for a period sufficient to obtain a detectable therapeutic effect / benefit), the desired state of equilibrium, ie the state of cardiac coherence .
- the ventilation device (A) is a second stage diving regulator or a second stage diving regulator simulator.
- the ventilation device (A) described by the inventors comprises at least one sensor (d) making it possible to acquire data, for example at least one pressure sensor and / or one flow sensor (d ).
- the sensor makes it possible to capture data / parameters emanating from the subject using the device (A), typically physiological data.
- a pressure and / or flow sensor thus makes it possible to measure the pressure and / or the flow rate of the breathed gas (inspired or expired), preferably of the expired gas, by the subject.
- the term "sensor” denotes a means which measures a physical quantity and preferably translates it into a signal.
- the quantity in question can be, for example, pressure, respiratory rate, respiratory rate, volume, for example lung volume, or electrical activity.
- the transmitted signal is generally an electrical signal but can also be optical or electromagnetic.
- the sensor (d) is a pressure and / or flow rate sensor and is advantageously composed of both an element sensitive to the pressure and / or to the flow rate of the breathed gas and at least a means making it possible to convert this information into an output signal, for example a flow or pressure sensor module associated with an electronic module for converting the physical quantity into an electrical signal.
- This signal once processed, preferably by a processor (a microcontroller) (e), makes it possible to electronically adapt the operation of the device, module, means or system described for the first time by the inventors in this text, for example the ventilation device (A), preferably automatically.
- a processor a microcontroller
- the ventilation device (A) thus also comprises one or more additional sensors (d ') making it possible to detect and / or measure at least one, preferably at least two physiological parameters of the subject, typically distinct (s) from the parameter measured by the sensor (d), for example selected from among the respiratory rate, respiratory rate, lung volume, capnia, and electrical activity.
- the ventilation device (A) comprises one or more position sensors of the head, limbs, body or eyes (such as accelerometer or optical gyroscopes), making it possible to detect / study for example the behavior of the body in relation to the simulation session.
- the data collected can be reused in the field of gaming to correlate / improve the correlation of body movements in relation to the scenario of a particular game.
- the invention also relates to a system (X) comprising a ventilation device (A) as described for the first time by the inventors in the present text, and a device (Z) for receiving, storing, processing and / or transmission of data acquired by the device (A), typically by the sensor (s) associated with the device (A), such as physiological data / parameters of the subject using said device (A).
- the device (Z) is a stand-alone box comprising an external power supply (J) and / or an internal battery (m), preferably accompanied by, or capable of being connected to, a recharging device. ; a processor or microcontroller (e); an on-off switch; and / or an internal recording module (n), for example an SD-micro SD type storage unit, or external (K), for example a computer; and, preferably at least one operating led.
- the device (Z), the system (X), the system (Y) or the audio module (D) further comprises a recorder module (n), for example a microSD module, preferably controlled / controlled by the microprocessor (e) so that it records the temporal evolution of the signal picked up in an exploitable format (for example a “.txt” text file), preferably on a removable storage medium (for example on a microSD card ).
- the recorded file can also be transmitted by wireless communication (Wi-Fi or Bluetooth) to a storage medium.
- the device (Z) When connected to an audio module (D), the device (Z) allows the synchronization of the ventilatory cycle detected thanks to the sensor (s) (d) present in the ventilation device (A) in triggering the diffusion of a sound qualified as inspiratory and / or expiratory and / or a soundtrack (the inspiratory (s) and / or expiratory (s) sounds can be mixed with the soundtrack when the device ( Z) or the audio module (D) comprises a sound adjustment and / or mixing system (mixer / amplifier) (o), for example simulating scuba diving, an aeronautical flight and / or a space flight.
- a sound adjustment and / or mixing system mixer / amplifier
- the inspiratory and expiratory sounds diffused, perceived by the user of the device correspond to the sounds perceived by a subject actually performing a scuba diving and using a diving regulator.
- the sound of the emission of gas bubbles in water is thus for example perceived at the time of the subject using the device exhaling.
- the audio module (D) combined with the ventilation device (A) promotes the cardiac coherence of the user subject who will unconsciously regulate his breathing / his respiratory cycle, ie on the one hand his inspiration and on the other hand his exhalation, on the sounds perceived in order to be in phase with them (“auditory visualization” by the subject of the phases of the respiratory cycle).
- the combination of said means therefore facilitate the use of the device and the observance of a protocol as described in the present text, for example of a therapeutic protocol (for the direct benefit of the patient subject).
- the inventors also describe a virtual reality system (Y) comprising a ventilation device (A) or a system (X) according to the invention as well as a tool (B) making it possible to view virtual reality content and / or a device (B). audio module (D) for listening to virtual reality content.
- a virtual reality system comprising a ventilation device (A) or a system (X) according to the invention as well as a tool (B) making it possible to view virtual reality content and / or a device (B).
- audio module (D) for listening to virtual reality content.
- the system (Y) allows its user to artificially reproduce a sensory experience which includes hearing (sound experience) and / or sight (visual experience), as well as preferably the position in space, and ideally also touch (tactile experience), in particular hot / cold sensations, and / or smell (olfactory experience). It thus allows the user to be "immersed” in a virtual reality.
- the combination of two or more of these means favors the putting into a state of cardiac coherence of the user subject who will unconsciously regulate his breathing / his respiratory cycle, ie d 'on the one hand its inspiration and on the other hand its exhalation, on the sounds and images perceived.
- the combination of several means, in particular of the device (A), of a tool (B) and of an audio module (D), therefore facilitates the use of said device, or more generally of the virtual reality system (Y) , and therefore compliance with a protocol as described in the present text, for example a therapeutic protocol (for the direct benefit of the patient subject).
- the audio module (D) comprises, or is connected to, typically an apparatus (R) comprising at least one earpiece or speaker, preferably two earphones or speakers, one for each ear, and makes it possible to reproduce sound content .
- Each earphone contains at least one transducer capable of reproducing all the audible frequencies, or at least most of them. It is typically integrated and / or connected to the ventilation device (A), to the device (Z) (ie to the system (X)) and / or to a tool (B) (ie to the virtual reality system (Y)) allowing view virtual reality content.
- the device (R) comprising at least one earphone or loudspeaker, preferably two earphones or loudspeakers, is typically selected from an audio headset, one or more earphones and one or more in-ear headphones (with or without wire).
- headset comes from the fact that the two earphones (at least one earphone, preferably both, being active or activatable) are connected by a hoop which encloses the head of the user who is listening.
- one or more sounds to be broadcast, for example a sound identical or similar to a sound generated during the experiment to be simulated (as explained above in connection with the example of scuba diving), a voice message and / or music.
- the audio module (D) comprises, or is connected to, preferably a means making it possible to reduce or eliminate the surrounding noise and / or to diffuse a sound. identical or similar to a sound generated during the experiment to be simulated, for example when using a scuba diving regulator, typically in real diving condition.
- the broadcast sound is preferably stereophonic sound (i.e. the broadcast sound reconstitutes the spatial distribution of the original sound sources).
- This sound relief is typically obtained using two channels (left and right) broadcast by at least two transducers, one for each ear. Under ideal conditions, the listening user hears sounds as in nature or as if they were located in front of the orchestra during a concert.
- the means making it possible to diffuse a sound identical or similar to a sound generated during the experiment to be simulated preferably diffuses at least the sound generated during the use of a regulator diving in actual diving condition, or a sound similar to this.
- the means for reducing surrounding noise is preferably one which continuously measures, compares and processes the ambient noise to cancel it out by emitting an opposite signal, for example.
- the audio module (D) is connected to a sound source, for example via a jack connector.
- the audio module (D) comprises a wireless connection.
- it is equipped with a radio or infrared wave receiver, or even Bluetooth or Wi-Fi, to communicate with a base connected to the audio source.
- the audio module (D) typically the audio module (D) of the system (Y), comprises, or is connected to, a means making it possible to reduce or eliminate the surrounding noise and / or to broadcast the same or similar sound to a sound generated when using a scuba diving regulator;
- the ventilation device (A) comprises at least one sensor (d);
- the device (Z) is connected to the sensor (s) (d) of the ventilation device (A) and to the audio module (D); and the audio module (D) makes it possible to broadcast the inspiratory and expiratory sounds in a manner synchronized with the ventilation of the subject.
- the audio module (D) comprises a processor or a microcontroller (e), an audio file player (f) and / or a memory card (g), an adjustment and / or mixing system sound (o) and preferably an audio input and output.
- the audio module (D) comprises an audio file player (f) and / or a memory card (g), a system for adjusting and / or mixing the sound (o) and, preferably one audio input and output.
- the processor or microcontroller (e) allows i) to analyze the signal received by a sensor (d), for example a sensor (d) present within the ventilation device (A), the system (X) and / or the system (Y), typically by comparing the value of the signal received with a value or an interval of reference values, for example a pressure level exerted by a respiratory gas on a valve or a respiratory gas flow rate level, and, at the end of the analysis, ii) transmits a signal to a receiver, for example to a reader audio file (f).
- a sensor for example a sensor (d) present within the ventilation device (A), the system (X) and / or the system (Y)
- a value or an interval of reference values for example a pressure level exerted by a respiratory gas on a valve or a respiratory gas flow rate level
- This transmitted signal includes the instructions to start or stop the playback of a particular sound file, selected for example according to the inspiratory or expiratory nature of the ventilation phase (which includes the inspiration phase, the expiration phase and the respiratory pause between the two phases) in which the subject is.
- the measured pressure level is for example compared to at least two predefined pressure thresholds.
- the signal also preferably comprises the instructions for adjusting the intensity of the sound volume as a function of the deviation from the two predefined thresholds.
- the sound volume is all the higher as the value of the signal is close to the value of the predefined threshold, and conversely, the sound volume is all the lower as the value of the signal moves away. of the value of the predefined threshold.
- the processor or microcontroller (e) is present according to a particular embodiment in the audio module (D). In another particular embodiment, the processor or microcontroller (e) is present in the device (Z), the system (X) or the system (Y), and independent of the audio module (D), for example attached to the device. ventilation (A).
- the audio file player (f) reads, from the signal received from the processor or microcontroller (e), one of the sound files stored on an audio memory card (g) and generates an audio stream sent to the mixer / amplifier (o).
- the audio memory card (g) preferably comprises several sound files, for example a first sound file allowing the diffusion of an inspiratory sound and a second sound file allowing the diffusion of an expiratory sound.
- the audio signal corresponding to the sound files of a respiratory sound can be mixed with another audio signal (for example a music accompanying a film watched by the user of the system (Y) via a virtual reality headset) delivered by an audio source secondary (S) connected to the audio module.
- another audio signal for example a music accompanying a film watched by the user of the system (Y) via a virtual reality headset
- S an audio source secondary
- the audio module (D) comprises at least one potentiometer (p), preferably two potentiometers (p and q) (for example stereo logarithmic potentiometers). These allow you to independently adjust the sound level of each signal.
- the audio module may further include a mixer / power amplifier (ie the sound adjustment and / or mixing system (o)) which transmits the processed signal (mixed / mixed and / or amplified) resulting in earphone / headphones, for example headphones (R).
- the means making it possible to reduce or eliminate the surrounding noises and / or to diffuse a sound identical or similar to a sound generated during the use of a scuba diving regulator is preferably connected to the pressure and / or flow rate sensor (d) of the ventilation tool (A), and the audio module (D) advantageously makes it possible to diffuse the inspiratory and expiratory sounds in a manner synchronized with the ventilation of the subject.
- a particular system (Y) comprises an audio module (D) comprising an audio file reader (f) and a memory card (g), said memory card preferably comprising a first sound file allowing the diffusion of an inspiratory sound and a second sound file allowing the diffusion of an expiratory sound;
- the sensor (s) (d) is (are) a pressure and / or flow sensor (s) which deliver (s) a signal;
- the device (Z) comprises a processor or a microcontroller (e) which: i) analyzes the signal delivered by the pressure and / or flow sensor (d) by comparing the pressure level with at least two predefined pressure thresholds , and ii) transmits a signal to the audio file player (f) which starts or stops the playback of the first or the second sound file according to the inspiratory or expiratory nature of the ventilation phase in which the subject is located, by adapting, from preferably automatically, the intensity of the sound volume as a function of the deviation from the two predefined thresholds, and preferably iii)
- the device (A), the system (X) or the system (Y) may include, or be connected to, one or more additional sound files allowing the diffusion of one or more sounds at the time of inspiration and / or of the subject's expiration, or continuously during the subject's respiratory cycle, and / or may include, or be connected to, one or more files supporting visual content and possibly supporting sound associated with said visual content .
- system (Y) comprising a ventilation device (A) can advantageously comprise a tool (B) making it possible to view virtual reality content.
- Tool (B) typically includes at least one screen and lenses.
- the display screen is typically miniaturized and can be a cathode-ray display (CRT), liquid crystal display (LCD), liquid crystal display on silicon (LCoS), or light emitting diode (OLED) display.
- the tool comprises multiple micro-screens making it possible to increase the resolution and the field of view.
- Tool (B) is typically a display device comprising a small display screen in front of one eye (monocular tool) or each eye (binocular tool).
- tool (B) can display a different image in front of each eye. This makes it possible to display stereoscopic images, that is, images that represent a reality in three dimensions ("3D"). Such a tool makes it possible to advantageously reproduce a perception of the relief from two plane images.
- tool (B) is a binocular tool allowing the user to perceive depth (presence of two video inputs providing a video signal to each eye; use of time multiplexing, side by side or from top to bottom).
- Tool (B) typically offers a field of view of 60 ° to 230 °, preferably 60 ° to 210 °, for example 60 ° to 170 °, and a binocular overlap preferably between 50 ° and 180 ° . It typically offers 4K resolution per eye preferably.
- the tool (B) is adapted to its user, and is adjusted in order to take into account in particular his pupillary distance.
- Tool (B) can be used to display real world images, computer generated images or a combination of real world images and computer generated images.
- the combination of a real world view and a computer generated image can be done by projecting the computer generated image onto a partially transparent mirror which also allows the real world to be seen through transparency. This method is also called “optical see-through”.
- the combination of the two worlds can also be done electronically by recording the real world with a digital camera and electronically mixing computer-generated images into it. This method is also called “Video See-Through”.
- the tool (B) can be preferably selected from a helmet, visor, mask and pair of (virtual reality) glasses, or be integrated with, for example, a helmet, visor, mask or pair. glasses (virtual reality). Tool (B) can also be done from a smartphone. Tool (B) is typically a display device worn on the head or in a helmet.
- the system (X), the virtual reality system (Y) and / or the tool (B) comprises an on-board operating system allowing the broadcasting of virtual reality content (the tool (B ) is in this case referred to as an “intelligent” tool), or is connected to a virtual reality content delivery tool (C).
- the virtual reality content delivery tool (C) is preferably selected from a computer, a memory card, a game console, a smartphone and the Internet network.
- the on-board system may include a file system allowing applications to read and write files to a non-volatile memory space of the physical system.
- the system (X), the system (Y) and / or the tool (B) comprises a sensor in networks (preferably a wireless sensor allowing data exchanges for example via infrared) capable of retrieving information and transmitting it over the network.
- Virtual reality content is a collection of real world images / views, computer generated images, or a combination of real world images / views and computer generated images.
- the virtual reality content is preferably a film, for example a film of a subject's experience of moving in space, preferably an experience of the user of the system (Y) itself, that the either aquatic, terrestrial, air or space space. It can for example be a film of a scuba diving, a flight (without or with a means of transport such as an airplane or a hot air balloon for example), a journey and / or the visit of a site of interest, for example a visit carried out on foot or by means of transport.
- the system (X) or the virtual reality system (Y) and / or the tool (B) may be provided with a user interface.
- the system (X) or the system (Y) according to the invention can also comprise a means (H) making it possible to modulate the temperature of all or part of the scalp of the subject, typically by means of a liquid or a gas , possibly circulating, and / or a means (I) making it possible to deliver or generate electrical impulses on all or part of the subject's scalp.
- the means (H) and (I) can advantageously be used to stimulate the subject by acting via his scalp and make it possible to reproduce a sensory experience.
- Such tools allow the subject to more easily reach a state of relaxation and therefore facilitate the use of the device and the observance of a protocol as described in the present text, for example of a therapeutic protocol (for the direct benefit patient subject).
- the means (H) and / or (I) are configured so that they can be placed on all or part of the scalp of a subject.
- the means (H) and / or (I) can thus be in the form of a helmet, typically with regard to the means (I) in the form of an electrode mask.
- the means (H) typically make it possible to reproduce the hot / cold sensations. It comprises a chamber or a tubular network making it possible, once filled with a liquid or a gas, possibly circulating, to modulate the surface temperature of all or part of the subject's scalp. Contact with a sufficiently cold liquid, or the circulation of such liquid, causes vasoconstriction of all or part of the subject's cerebral vessels. This effect can be obtained at temperatures between 10 ° C and 25 ° C, preferably between 15 ° C and 22 ° C. Conversely, contact with a sufficiently hot liquid, or the circulation of such a liquid, causes vasodilation of all or part of the subject's cerebral vessels. This effect can be obtained at temperatures between 26 ° C and 38 ° C, preferably between 28 ° C and 35 ° C.
- the means (I) typically make it possible to deliver or generate electrical impulses on all or part of the subject's scalp. It advantageously comprises a wired network of electrodes, said electrodes preferably being movable.
- the means (I) may for example be a "helmet with straps" or a helmet in the form of a net, said helmet preferably being provided with electrodes integrated into said straps or said net.
- the thermal stimulation and / or the electrical stimulation are preferably controllable, and can, according to a preferred embodiment, be activated, modulated or stopped directly by the user.
- the system (X) advantageously comprises one or more temperature and / or electrical activity sensors (d), preferably arranged within a system (X), advantageously in the form of a helmet. , so as to be in contact with the scalp of the user subject.
- a processor or microcontroller (e) makes it possible to i) analyze the signal received by the sensor (s) (d), typically by comparing the value of the signal received with a value or with an interval of reference values, and at the end of the analysis, ii) transmits a signal to a receiver, for example to a module (H) or (I) as described in the present text triggering, modulating or stopping a thermal or electrical stimulation, for example according to values predefined reference temperature / electrical activity thresholds, by comparison of the detected value with said reference value (s).
- the combination of several means therefore facilitates the use of said device, or more generally of the virtual reality system (Y), and therefore the observance of a protocol as described in this text, for example of a therapeutic protocol (for the direct benefit of the patient).
- the device (A), the system (Z), the system (X) or the virtual reality system (Y) as described by the inventors preferably comprises an integrated power supply source or a connection means (with or wireless) to an electrical power source (power supply, battery, battery, etc.), for example.
- the power source is an internal power source (m) to the system (Z) or an external power source (J) connected to said system (Z).
- the device (A), the system (Z) or the system (X) as described by the inventors operates according to a preferred embodiment by transmitting signals via a wireless system, for example WiFi or Bluetooth.
- a wireless system for example WiFi or Bluetooth.
- One or the other of the virtual reality systems according to the invention as described by the inventors can advantageously be used to allow the user subject to reach a state of cardiac coherence or, in other words to allow him to increase his heart variability. It is therefore for example usable for a therapeutic purpose as described in the present text.
- the inventors also describe a kit comprising at least one device (A), a system (X) or a system (Y) as described by the inventors, and virtual reality content fixed on a computer medium, for example on a card. memory or on a USB key, preferably on a memory card.
- the invention is aimed at ventilation equipment, for example diving ventilation equipment, in particular a diving regulator, comprising a device (A), a system (X) or a system (Y) as described in this text.
- ventilation equipment for example diving ventilation equipment, in particular a diving regulator, comprising a device (A), a system (X) or a system (Y) as described in this text.
- the invention also relates to the use of a tool as described by the inventors in the present text, typically of a device (A), of a system (X), of a system (Y) or of a kit, to simulate, in a prophylactic or therapeutic setting / context, an experience, typically a movement in the user's space, whether the space is aquatic, terrestrial, air or space, for example a scuba diving, a flight (without or with a means of transport such as an airplane or a hot air balloon for example), a trip and / or the visit of a site of interest, for example on foot or using a means of transport, the objective being to allow for the user to reach, or maintain, the desired state of equilibrium, ie the state of cardiac coherence, or to simulate, in a playful or relaxing setting / context, an experience, typically a movement in the user space, whether the space is aquatic, terrestrial, air or space, for example a scuba diving, a flight (without or with a means of transport such as an airplane or a hot
- the subject is a mammal, preferably a human being regardless of his age or sex.
- the subject may be a healthy subject (typically in the playful or relaxing setting / context described above) or a subject suffering from a disease or disorder related to stress or anxiety as described in present text, or a symptom of said disease or said disorder, or a subject suffering from migraine and possibly associated aura (s) (typically in the prophylactic or therapeutic context / context described above).
- the subject is typically a human user of the ventilation device (A) as described for the first time by the inventors in the present text.
- the inventors have in fact demonstrated beneficial effects on the health of the use of a tool according to the invention as described in the present text by the inventors, in particular beneficial effects on the following physiological parameters of the subject: respiratory rate, respiratory volume (tidal volume), expiratory capnia ( exhaled CO 2 level ), heart rate, cardiac coherence, sympathovagal balance and electrical activity of an organ.
- Example 1 respiratory rate , expiratory CO 2 level , tidal volume and heart rate;
- the inventors were also able to demonstrate beneficial effects on the subjects who used the tools described in terms of better recovery, quality of sleep, improvement of concentration and memorization, reduction of attention and speech disorders. 'hyperactivity, improvement of mood, better resistance to stress, decreased anxiety and perceived stress, better pain tolerance, improvement in inflammatory symptoms.
- the subject suffers from a disease or disorder related to stress or anxiety, or a symptom of said disease or disorder.
- the disease or disorder linked to stress or anxiety can for example be selected from among "bum-out", post-traumatic stress disorder or syndrome ("PTSD"), depression, stroke or crisis. panic, or attention deficit hyperactivity disorder (ADHD).
- PTSD post-traumatic stress disorder or syndrome
- depression depression
- stroke or crisis panic
- ADHD attention deficit hyperactivity disorder
- the inventors were also able to demonstrate beneficial effects on the subjects who used the tools described in terms of reduction of the symptoms of abnormalities of the sympathovagal balance (demonstrated through the detection of the variability of the heart rate), of symptoms bum-out (detected by reduction in Maslach Bumout Inventory scores), post-traumatic stress (detected by reduction in PCL-5 questionnaire scores). More generally, the inventors were able to demonstrate beneficial effects on the level of perceived stress (evaluated by the PSS scale of Cohen) and the management of stress, the level of resilience or of full consciousness (evaluated). by Wallach's IMF scale (2006)).
- a method of preventing or treating, in a subject, a disease or disorder related to stress or anxiety, a symptom of said disease or said disorder, and / or migraine, is thus also described by the inventors.
- This method of prevention or treatment comprises the use by the subject of a tool as described by the inventors in the present text, typically of a device (A), of a system (X), a system (Y), kit, scuba ventilation equipment, scuba regulator or scuba regulator simulator, preferably a system (Y), to prevent or treat the disease, disorder and / or migraine in the subject, alone or in combination with one or more gases and / or one or more active molecules used in the prevention or treatment of the disease, disorder, symptom of said disease or disorder and / or migraine.
- this method is combined with the implementation by the subject using a device as described in the present text of the “BATHYSMED” (“BTY”) diving protocol.
- a particular protocol for the use of a tool as described by the inventors in the present text typically of a device (A), of a system (X), of a system (Y), of a kit , a diving ventilation equipment, a diving regulator or a diving regulator simulator, preferably a system (Y), comprises the following steps: a sophrology / mental preparation step of the user of the tool (for example lasting about 2/3 minutes), and the projection to the user of a film simulating different stages of a scuba diving.
- the projection step of the protocol described above comprises in order: optionally the launching of the diving user (for example lasting approximately 1 minute), a phase of descent of the diving user to a seabed (for example lasting about 1 minute), a pause phase of the diving user on the sea floor (for example d 'a duration of about 1 to 2 minutes), the realization by the diver user of a series of exercises (for example of a duration of about 5 to 10 minutes) aiming for example to make the user feel user his 5 senses, and / or all or part of his body, through sophrology exercise (s), for example one or more of sophrology exercises 1 to 4 of the “BTY” protocol described in the experimental part, possibly a phase of a quiet stroll for the user (for example lasting about 4 to 5 minutes), possibly a pause phase of the user diver on the seabed (for example lasting about 1 minute), and a phase of rising to the surface of the diving user (for example lasting about 1 minute).
- sophrology exercise for example one or more of sophrology exercises 1 to 4 of the “B
- the active molecule or molecules conventionally used, or the gas or gases can be selected from a gas.
- rare for example argon and / or xenon, and a mixture of one or more rare gases with oxygen and / or helium
- the active molecule or molecules conventionally used can be selected from among a rare gas, for example argon and / or xenon, and a mixture of one or more rare gases with oxygen and / or helium.
- the active molecule or molecules conventionally used can be selected from a rare gas, for example argon and / or xenon, and a mixture of one or more rare gases with oxygen and / or helium.
- the active molecule or molecules conventionally used can be selected from a rare gas, for example argon and / or xenon, and a mixture of one or more rare gases with oxygen and / or helium.
- the classically active molecule (s) used can be selected from a rare gas, for example argon and / or xenon, and a mixture of one or more rare gases with oxygen and / or helium.
- the claimed invention (typically the device (A), the system (X), the system (Y) or the kit) allows access to the virtual world proposed by the game scenario while placing the user subject in a state of. 'sensory isolation vis-à-vis the stimulations coming from its direct environment and, on the contrary, greater sensitivity / receptivity to the stimulations induced by the game.
- Figure 1 Section of the ventilation device (A) and ventilatory flow.
- Figure 1 shows a section of a ventilation device (A) according to one embodiment of the invention.
- the arrows symbolize the movement of the gas mixture (air or other) in the device and in its environment.
- the arrows in double lines represent the path of the gas mixture in the inspiratory phase.
- the gas mixture passes through the inspiratory one-way valve (1) then passes through the ventilation chamber (2) and the mouthpiece (3) to be inhaled (inhaled) by the user.
- the arrows in strong dotted lines represent the path of the gas mixture in the expiratory phase.
- the gas mixture passes through the mouthpiece (3), then passes through the ventilation chamber (2) and passes through the one-way exhalation valve (4) to enter the external environment.
- Figure 2 Cross section of a ventilation device (A) including valves adjustable in inspiratory and expiratory hardness and independent means of disengaging the ventilatory hardness.
- FIG. 2 shows a section of a ventilation device (A) according to one embodiment of the invention.
- the inspiratory brake valve (1) has an inspiratory hardness adjustment / calibration screw (a), an inspiratory hardening spring (b) and an inspiratory one-way valve (c).
- the subject can act on the set screw (a) to adjust the resistance of the hardening spring (b) which constrains the inspiratory valve (c).
- the expiratory brake valve (4) has an expiratory hardness adjustment / calibration screw (d), an expiratory hardening spring (e) and an expiratory one-way valve (f).
- the subject can act on the set screw (d) to adjust the resistance of the hardening spring (e) which constrains the exhalation valve (f).
- the gas mixture present in the ventilatory chamber (2) passes into the mouthpiece or mouthpiece (3) and generates a vacuum in the ventilatory chamber (2) when the vacuum value reaches the inspiratory hardening spring calibration value (b) the inspiratory valve (c) opens and allows the gas mixture to pass through the chamber and the mouthpiece to supply the user.
- the one-way expiratory valve (4) remains closed because it does not work during a vacuum in the chamber (2).
- the gas mixture exhaled by the user passes through the mouthpiece (3) and the chamber (2) the pressure rises therein.
- the exhalation valve (f) opens and allows the gas mixture to pass from the chamber to the environment outside the ventilation device (A).
- the inspiratory one-way valve (1) remains closed in this phase, because it does not work with positive pressure in the chamber (2).
- the inspiratory and expiratory hardness release buttons respectively (g) and (h), allow the user, when they are pressed, to independently release the inspiratory or and expiratory brakes by releasing the constraints compression on the springs.
- the ventilatory pressure sensor (5) and ventilatory sensor, flowmeter (6) modules installed in the chamber (2) make it possible to communicate the user's physiological ventilatory data to the system (z).
- Figure 3 Section of a ventilation device (A) including valves adjustable in inspiratory and expiratory hardness and a bypass diaphragm controllable by the user.
- Figure 3 shows a section through a ventilation device (A) according to one embodiment of the invention.
- the inspiratory brake valve (1) has an inspiratory hardness adjustment screw (a), an inspiratory hardening spring (b), and an inspiratory one-way valve (c).
- the subject can act on the set screw (a) to adjust the resistance of the hardening spring (b) which constrains the inspiratory valve (c).
- the expiratory brake valve (4) has an expiratory hardness adjustment screw (d), an expiratory hardening spring (e) and an expiratory one-way valve (f).
- the subject can act on the set screw (d) to adjust the resistance of the hardening spring (e) which constrains the exhalation valve (f).
- the gas mixture present in the ventilatory chamber (2) passes into the mouthpiece or mouthpiece (3) and generates a vacuum in the ventilatory chamber (2).
- the vacuum value reaches the calibration value of the inspiratory hardening spring (b)
- the inspiratory valve (c) opens and allows the gas mixture to pass through the chamber and the mouthpiece to the user.
- the one-way expiratory valve (4) remains closed, because it does not work during a vacuum in the chamber (2).
- the gas mixture exhaled by the user passes through the mouthpiece (3) and the chamber (2). The pressure is building in it.
- the expiratory valve (f) opens and allows the gas mixture to pass from the chamber to the outside of the ventilation device (A).
- the inspiratory one-way valve (1) remains closed in this phase, because it does not work with positive pressure in the chamber (2).
- the chamber (2) can also include a clutch diaphragm (i) which allows the brake valves (1 and 4) to be deactivated and bypassed.
- This release diaphragm (i) provides security against the solid level of obstruction of the system requiring the total absence of obstruction to inspiration and / or expiration.
- the ventilatory pressure sensor (5) and ventilatory flowmeter (6) sensor modules installed in the chamber (2) allowing the user's physiological ventilatory data to be communicated to the system (Z).
- Figure 4 Schematic representation of an example of a Z (control) system
- FIG. 4 is a schematic representation of an example of a Z (control) system.
- the Z (control) system shown comprises a processor (e) receiving the signals delivered by the sensors of the ventilation device A.
- This processor (e ) controls the audio module D, the module H allowing thermal adjustment of the scalp and the module I making it possible to deliver electrical impulses to the scalp.
- the processor (e) also records the data received from the sensors of the ventilation device A on a recording module (n) and preferably has wireless communication means towards a recording PC (K).
- the Z system is powered by a rechargeable battery (m) when the Z system is connected to an external power supply (J).
- J can be the programming PC allowing the implementation of the software of the Z control system.
- FIG. 5 Schematic representation of an example of Audio D module
- FIG. 5 is a schematic representation of an example of an Audio module D.
- the audio module D represented comprises a digital input intended to receive orders for playing sound file (s) and orders for adjusting the sound level, from the processor (e) of the Z control system.
- the audio file player (f) executes the commands of the processor (e) of the Z (control) system and builds a primary audio stream by playing the sound files stored on the card memory (g).
- the mixer / amplifier (o) mixes the primary audio stream from the audio file player (f) with a secondary audio stream from the secondary audio source (S).
- the sound levels of each stream in the mixed audio stream are adjustable via the potentiometers (p) and (q).
- the mixed audio stream is sent to the headphones (R).
- Figure 6 Graph showing the change in the test subjects of the respiratory rate (per minute) allowed by the device (A) according to the invention.
- Figure 7 Graph showing the evolution in the test subjects of the capnia (in mm Hg) allowed by the device (A) according to the invention.
- Figure 8 Graph showing the evolution in the tested subjects of the tidal volume (in milliliters) allowed by the device (A) according to the invention.
- Figure 9 (A) Single-flow flap valve associated with an adjustable diaphragm: the single-flow valve, allows you to orient the direction of gas flow. The variation of the diaphragm makes it possible to adjust the respiratory pressure (effort); (B) check valve calibrated at an opening pressure: The check valve allows the direction of gas flow to be oriented. The spring calibration allows you to adjust the respiratory pressure (effort); (C) Butterfly valve: The single-flow valve allows you to orient the direction of gas flow. Varying the angle of the butterfly wheel adjusts the respiratory pressure (effort).
- Figure 10 Graph showing the change in heart rate (heart rate) in a subject who has never had a virtual reality experience when using a system (Y) according to the invention.
- the subject uses the system (Y) according to the invention for approximately 5 minutes: he views a film using a tool (B), breathes into the mouthpiece of the device (A) but has no sound feedback . After a first phase of adaptation, his heart rate stabilizes at a level below its basal heart rate;
- the Bathysmed protocol is based on the combination:
- Non-narcotic scuba diving sessions integrating relaxation therapy, relaxation and meditation exercises. These exercises are explained beforehand and repeated on earth.
- the dives are split into 3 periods.
- the first 4 dives target a return to the present moment, the development of the reappropriation of bodily sensations and the reactivation of concentration.
- the 5 to 8 dives, oriented on the contemplative, must strengthen the psychic aspects and allow the reincorporation of the body-mind couple into consciousness. During this section, the subject is encouraged to visualize and foresee a future from another angle.
- the last 2 dives aim to consolidate the feeling of confidence by enhancing personal capacities and letting go.
- Diving generates certain physiological constraints linked to immersion and increased pressure.
- the main risks are represented by the desaturation accident due to the release of nitrogen in bullary form during decompression, the barotrauma resulting from the variations gas volumes in the air cavities of the body during variations in depth, toxic accidents caused by the increase in the partial pressures of the ventilated gases when the ambient pressure increases and pulmonary immersion edema (OPI) caused by a cardiac overload and pulmonary weakening most often linked to an effort immersed in cold water with increased ventilatory constraints. Drowning can also occur in this context. It is most often secondary to a technical problem, a material problem and / or loss of consciousness.
- the protocol does not include any diving to a depth greater than 20 meters in order to reduce the risks of a desaturation accident and toxic accident.
- the first two dives are carried out in a swimming pool in order to easily assess the subjects' level of ease and stress and to form homogeneous groups. for sea dives.
- the depths reached are very progressive and the pupil / instructor ratio varies from 4 to 1, for very comfortable subjects, to 2 to 1 for the less aquatic, and to 1 to 1 for those with more stress.
- the depth having little impact on the completion of the protocol all the session objectives are achievable from 3 meters deep.
- Each instructor included in the program had a professional diploma, experience in the field of training in underwater activities and specific training in the management and pathophysiology of stress. All of the instructors have followed a sophrology training course upstream.
- EXAMPLE 1 Evaluation of the effects of the ventilation device on the respiratory rate of the subject using the ventilation device (A) according to the invention.
- the use of the device (A) therefore promotes the state of cardiac coherence with a reduction in heart rate and respiratory rate in association with an increase in respiratory volumes (tidal volume), and a decrease in capnia. in test subjects. All these modifications are induced spontaneously in the subjects tested by means of the ventilation device (A) according to the invention, i.e. regardless of any intention or voluntary approach on the part of the subjects tested.
- EXAMPLE 2 Evaluation of the effects of the virtual reality system (Y) according to the invention on the parameters associated with cardiac coherence in a subject using said system.
- the ventilation device (A) according to the invention can be integrated into a virtual reality system (Y) comprising means making it possible to reproduce a sensory experience acting on the senses such as hearing, sight, touch, smell or positioning in space.
- Y virtual reality system
- the objective of this work is to evaluate the influence of the combination of these means on the beneficial physiological effects observed during the use of the ventilation device (A) of the invention leading to the state of cardiac coherence in healthy subjects who volunteer or suffer from PTSD.
- a mask for viewing virtual reality content is placed over the eyes of G user of the virtual reality system (Y) according to the invention.
- the purpose of the virtual reality system is to simulate scuba diving. Each session lasts 15 to 30 minutes, especially 17 to 25 minutes. The conduct of successive sessions allows the user diver to progressively carry out virtual dives in shallow depth (3/4 meters) then in medium depth (10/15 meters).
- a film lasting about 15 minutes is projected to him using a virtual reality system (Y) according to the invention.
- Cardiac and respiratory data are collected at least before and after the conduct of the session to use the virtual reality system, preferably before and then throughout the session.
- the film divided into several phases of 1 to 5 minutes, includes for example the following sequences:
- step (d) the exercises lasting about 2 to 4 minutes aim to make the diving user feel his five senses and / or all or part of his body by means of an image. of its own moving fins and / or 3D displacement and rotation images.
- step (e) takes place for example in reefs of 5/6 m with view (s) towards the surface, in reefs of 7/8 m and / or at the edge of a drop off or a slope.
- the first two sessions are performed without (virtual) launching, unlike the following sessions where the virtual launch is carried out from a boat for example by a straight jump for a period of one minute approximately prior to step (a).
- apnea exercises for example a sequence of steps including a ventilation step with complete respiratory cycles then an apnea step during 20 seconds then a recovery step by ventilation with complete respiratory cycle (s) lasting 40 to 60 seconds
- apnea exercises for example a sequence of steps including a ventilation step with complete respiratory cycles then an apnea step during 20 seconds then a recovery step by ventilation with complete respiratory cycle (s) lasting 40 to 60 seconds
- positive visualization exercises by alternating opening / closing of the eyes of G user / diver.
- a state of cardiac coherence is reached more quickly in users of the virtual reality system (Y) of the invention and / or the beneficial effects linked to this state last for at least 1 month, preferably at least 3 months, even more preferably at least 6 months after the conduct of the sessions.
- EXAMPLE 3 Evaluation of the effects of a virtual reality system (Y) according to the invention on the heart rate (heart rate) in a subject using said system.
- the heart rate of a subject who has never had a virtual reality experience was measured before and during the use of a virtual reality (Y) system according to the invention (see Figure 10).
- the subject uses the system (Y) according to the invention for approximately 5 minutes: he views a film using a tool (B), breathes into the mouthpiece of the device (A) but has no sound feedback . After an initial phase of adaptation, his heart rate stabilizes at a level lower than his basal heart rate;
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Abstract
La présente invention concerne un dispositif de ventilation d'un sujet et un système comprenant un tel dispositif, en particulier un système de réalité virtuelle. Elle concerne également un kit comprenant un tel dispositif ou système, ainsi qu'un contenu de réalité virtuelle fixé sur un support informatique. L'invention concerne aussi les applications susceptibles d'être faites de ces dispositifs, système et kit, notamment dans les domaines médical, du bien-être et du jeu.
Description
DISPOSITIF DE VENTILATION, SYSTEME INCLUANT LE DISPOSITIF DE VENTILATION, ET UTILISATIONS DE CEUX-CI.
La présente description concerne un dispositif de ventilation d’un sujet et un système comprenant un tel dispositif. Elle concerne également un kit comprenant un tel dispositif ou système ainsi qu’un contenu de réalité virtuelle fixé sur un support informatique. Les inventeurs décrivent aussi les applications possibles de ces dispositifs, système et kit, notamment dans les domaines médical, du bien-être et du jeu.
L’invention permet typiquement de placer le sujet dans un état réceptif aux stimulations sensorielles. Elle permet avantageusement, en particulier sur un plan thérapeutique, de placer le sujet qui l’utilise en état de cohérence cardiaque.
ART ANTERIEUR
Le niveau « stress perçu » par un sujet résulte du déséquilibre entre les « contraintes perçues » et les « ressources perçues » par le sujet (Cohen S et al. (1983, 2007). Ce niveau est associé à un risque élevé pour ce sujet de développer une pathologie anxio-dépressive.
Le Trouble de Stress Post-Traumatique (« TSPT ») est connu depuis l’antiquité mais ses manifestations psychiques n’ont commencé à être réellement prises en compte qu’à la suite de la guerre du Vietnam. Le « Post-Viêtnam Syndrom » a abouti à l’introduction du TSPT dans le DSM (Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorder). Il est reconnu au niveau international dans la CIM (Classification Internationale des Maladies) depuis 1992. Il s’applique actuellement aux séquelles de guerre mais aussi aux troubles consécutifs aux catastrophes, aux accidents, aux agressions et aux attentats devenus récurrents ces dernières décennies (Shalev A et al.). Le TSPT fait suite à la confrontation avec un événement « violent », « le plus souvent soudain », « inattendu » et « exceptionnel ». Ce trouble se caractérise par un carré symptomatique incluant i) un syndrome de répétition (reviviscence), impliquant des décharges sympathiques excessives, ii) des conduites d'évitement (Wachen JS et al.), iii) une hypervigilance due à une hyperactivité de la balance sympatho- vagale (Stephenson et al.), et iv) des troubles cognitivo-comportementaux encore identifiés par les termes « dysfonctions cognitives et émotionnelles » (WachenJS et al.). Le sujet porteur d’un TSPT présente une véritable réorganisation de son fonctionnement cérébral, en particulier au niveau de la régulation émotionnelle (problèmes de compassion à soi, ruminations, blâmes, colères, etc.). Ce mécanisme peut être indirectement observé par l’enregistrement de la variabilité du rythme cardiaque qui reflète son impact sur le système neurovégétatif. L’évolution du TSPT est le plus souvent favorable (50% à 1 mois, 30% à 3 mois). Toutefois, dans 20% des cas, il peut devenir chronique malgré des prises en charges thérapeutiques validées.
Le « Bum-Out » est une affection liée aux contraintes du milieu professionnel. Au départ associé aux catégories professionnelles aidantes (travailleurs sociaux, travailleurs médicaux, etc.), il est désormais reconnu qu'il touche tous les types d'emplois. Les premières recherches sur le syndrome d'épuisement au travail sont attribuées au psychiatre et psychothérapeute Herbert Freudenberger, en 1974. Cependant, le concept de bum-out est posé dès 1959 par le Français Claude Veil. La maladie se déclenche suite à une exposition constante et prolongée au stress au travail. Elle est plus généralement associée aux métiers à forte sollicitation mentale, émotionnelle et affectives, aux postes à responsabilités ou encore lorsque les objectifs sont difficiles voire irréalisables. Les personnes à risques sont notamment celles qui s'investissent beaucoup dans leur travail. Si le bum-out entraîne initialement des symptômes comportementaux tels l'irritabilité, la perte d’énergie, la colère, l'incapacité à faire face aux tensions, les troubles sont susceptibles de s’aggraver et de s’accompagner de risques psycho-sociaux majeurs (Khirreddine I et al.). Compte tenu de ces constatations la Haute Autorité de Santé (HAS) a publié un rapport en mars 2017 dans lequel elle propose une définition du burnout et des recommandations de bonne pratique à destination des médecins du travail et des médecins généralistes (Repérage et prise en charge cliniques du syndrome d’épuisement professionnel ou bumout. Haute Autorité de Santé ; 2017 mars). Ainsi, des évaluations standardisées [voir par exemple le « Maslach Bumout Inventory » (MBI)] ont permis de révéler des fréquences élevées de ce syndrome auprès de professionnels de santé (Moukarzel et al ).
On note un manque d'attention, l’insomnie, l'impatience et le manque de motivation. Certaines personnes ressentent également des douleurs variées (signes constants de rhume, maux de ventre, etc.). Au niveau psychologique, cela peut entraîner une perte d'estime de soi, un état de tristesse et de l'anxiété. On distingue quatre phases dans le bum-out : 1) la phase d’alarme, qui est une manifestation du stress ; 2) la phase de résistance, durant laquelle le métabolisme s’adapte aux sensations de stress (le corps devient plus résistant) ; 3) la phase de rupture, qui enclenche la réapparition des réactions caractéristiques du stress de la phase d’alarme, mais ses réactions sont alors irréversibles (stress chronique) ; et 4) la phase d’épuisement, qui se traduit par une perte des défenses psychologiques et une angoisse constante.
De nombreux plongeurs, sains comme malades, témoignent de bénéfices associés à la pratique de la plongée sur leur état global. Les plongeurs bien portants (« sains ») tout comme les plongeurs « malades », souffrant par exemple de dépression, de trouble de stress post-traumatique (« TSPT »), de « bum-out », ou de trouble du déficit de l’attention avec ou sans hyperactivité (TDAH), décrivent une amélioration de leur capacité à résister au stress, à gérer leurs angoisses et/ou de la qualité de leur sommeil. Kent et al. (1994) rapportent une « Amélioration du bien-être et du niveau de stress chez le groupe contrôle d’une étude portant sur les accidents de décompression ». Des études expérimentales pratiquées sur le rat montrent l’apparition de modifications neurochimiques rémanentes
(fonctionnement dopaminergique, régulation du rapport glutamate/GABA) suite à l’exposition répétée des sujets testés à des profondeurs narcotiques (Lavoute C et al. ,2005 et Lavoute C et al. , 2012).
Dans un premier temps, les inventeurs ont démontré que la pratique de la plongée au quotidien sur une semaine améliore le niveau de stress (stress perçu), l’humeur ainsi que le bien-être chez des sujets actifs stressés. Cet effet se maintient à un mois (Beneton F. et al.). Ces bénéfices sont supérieurs à ceux observés par la pratique d’une autre activité physique dans des conditions similaires de pratique. Les mécanismes d’action des effets singuliers de la plongée pourraient impliquer une meilleure régulation émotionnelle par la mise enjeu d’une respiration ample et régulière (relaxation-sophrologie ; méditation pleine conscience), un renforcement de l’ancrage corporel et une attention de chaque instant (méditation-pleine conscience). Ces comportements rapprochent la pratique de la plongée des entraînements utilisés dans la méditation-pleine conscience et sont classiquement associés à une meilleure régulation des voies des émotions (Hariri A. R. et al.) et du stress (Greeson J.M. et al.) impliquant une amélioration de la régulation du système nerveux autonome (SNA) via un renforcement du système parasympathique (vagal) (Ditto B. et al.).
Dans un second temps, les inventeurs ont pu rapporter des bénéfices significatifs de la plongée non narcotique incluant des exercices de sophrologie-méditation pleine conscience auprès de sujets souffrant de Trouble de Stress Post-Traumatique. Ce protocole particulier de plongée, dénommé protocole BATHYSMED, est décrit dans la partie expérimentale de la présente description. Ces travaux ont impliqué des victimes des attentats de Paris (étude DIVHOPE) puis des militaires soufrant des mêmes troubles (étude COGNIDIVE). Dans chacune de ces études les niveaux de Stress Post Traumatique ont été significativement réduis en comparaison avec les groupes contrôles.
Les inventeurs réalisent par ailleurs une étude sur les bénéfices de ce protocole de plongée BATHYSMED auprès de médecins urgentistes présentant un niveau de risque élevé de Burn Out lors de l’évaluation par le MBL
L’art antérieur décrit un dispositif contrôlé par un logiciel permettant à la fois l’entraînement respiratoire et l’entraînement des muscles respiratoires (cf. brevet US 9,452,317), un dispositif respiratoire combinant jeu et thérapie respiratoire (cf. demande de brevet US2019/134460), un système permettant de former son utilisateur à la technique de respiration diaphragmatique appropriée en fonction d'une condition médicale saisie par un opérateur (cf. demande de brevet W02020/028637) ou encore un instrument de thérapie respiratoire comprenant un boîtier pourvu d’une carte de circuit imprimé et d’un transmetteur de données, un tube pour voie respiratoire et une paire de capteurs de pression en communication avec ledit tube, capables de mesurer la pression à l'intérieur du tube liée au flux pulmonaire (durant l’expiration ou l’inspiration), les données collectées étant utilisées dans un jeu (cf. demande de brevet US2016/0287139). Toutefois, il n’existe à ce jour aucun dispositif permettant de reproduire, idéalement d’améliorer, les bénéfices thérapeutiques obtenus grâce à la pratique de la plongée et/ou de la méditation pleine conscience, typiquement permettant à son utilisateur d’atteindre
un état de cohérence cardiaque et/ou d’augmenter sa variabilité cardiaque, par exemple en dehors d’un milieu aquatique.
RESUME DE L’INVENTION
L’invention concerne en particulier un dispositif de ventilation (A) d’un sujet, ledit dispositif comprenant un embout buccal ou bucco-nasal (a) ou un masque bucco-facial (a), au moins une valve (b) avantageusement configurée pour générer une pression d’inspiration comprise entre 0 et 10 mbar de résistance et une pression d’expiration comprise entre 1 et 12 mbar de résistance, de préférence deux valves distinctes, i.e. une valve d’inspiration (b’) configurée pour générer une pression d’inspiration comprise entre 0 et 10 mbar de résistance, et une valve d’expiration (c) configurée pour générer une pression d’expiration comprise entre 1 et 12 mbar de résistance. La configuration de la valve (b), ou des valves (b’) et (c), impose ainsi au sujet un effort expiratoire supérieur à son effort inspiratoire. Les valeurs de pression indiquées ci-dessus, et tout au long de la description, sont exprimées en valeur absolue : l’homme du métier comprend qu’à l’inspiration, la pression exercée sur la valve est négative, tandis qu’à l’expiration, elle est positive.
Dans un mode de réalisation préféré, le dispositif de ventilation (A) comprend en outre au moins un capteur (d) permettant d’acquérir des données, par exemple un capteur de pression et/ou un capteur de débit. Il peut également comprendre un ou plusieurs capteurs (d) permettant de détecter et mesurer (des variations de) au moins un paramètre physiologique du sujet, de préférence sélectionné parmi la fréquence respiratoire, un volume respiratoire, la capnie expiratoire (taux de CO2 expiré), la fréquence cardiaque (ou rythme cardiaque), la cohérence cardiaque, la balance sympatho-vagale et une activité électrique d’un organe.
Dans un mode de réalisation préféré, l’invention concerne un système (X) comprenant le dispositif de ventilation (A) et un dispositif (Z) de réception, de stockage, de traitement et/ou de transmission de données acquises par le dispositif de ventilation (A), typiquement par les capteurs (d) du dispositif (A). L’invention concerne également un système (X) particulier, dit « système (Y) de réalité virtuelle », comprenant un dispositif de ventilation (A) selon l’invention et, de préférence en outre un dispositif (Z) (i.e. un système (X)), ainsi qu’un outil (B) permettant de visionner un contenu de réalité virtuelle et/ou un module audio (D) permettant d’écouter un contenu de réalité virtuelle. L’outil (B) permettant de visionner un contenu de réalité virtuelle comprend typiquement un écran et des lentilles. De manière avantageuse, l’outil (B) comprend un système d’exploitation embarqué ou est connecté à un outil de diffusion de contenu de réalité virtuelle (C).
Le dispositif (A), le système (X) ou le système (Y) selon l’invention comprend de préférence un module audio (D). Dans un mode de réalisation particulier, le module audio (D) comprend un lecteur de fichier audio (f) et/ou une carte mémoire (g).
Le système (X) ou le système (Y) peut également comprendre en outre un moyen (H) permettant de moduler la température de tout ou partie du cuir chevelu du sujet au moyen d’un liquide ou d’un gaz et/ou un moyen (I) permettant de délivrer ou générer des impulsions électriques sur tout ou partie du cuir chevelu du sujet.
Dans un mode de réalisation particulier, le module audio (D) du système (Y) comprend un lecteur de fichier audio (f) et une carte mémoire (g) ; le système (A) comprend un capteur de pression et/ou de débit (d) qui délivre un signal ; et le dispositif (Z) comprend un processeur ou un microcontrôleur (e) qui : i) analyse le signal délivré par le capteur de pression et/ou de débit (d) en comparant le niveau de pression avec au moins deux seuils de pression prédéfinis, ii) transmet un signal au lecteur de fichier audio (f) qui déclenche ou arrête la lecture du premier ou du second fichier sonore selon la nature inspiratoire ou expiratoire de la phase de ventilation dans laquelle se trouve le sujet, en adaptant l’intensité du volume sonore en fonction de l’écart aux deux seuils prédéfinis, et de préférence iii) enregistre les signaux délivrés par le capteur (d) et/ou transmis au lecteur de fichier audio (f). L’invention concerne aussi un kit comprenant un dispositif (A), un système (X) ou un système (Y) tel que décrit par les inventeurs, et un contenu de réalité virtuelle fixé sur un support informatique.
Dans un mode de réalisation particulier, l’invention vise l’utilisation d’un dispositif (A), d’un module audio (D), d’un système (X), d’un système (Y) ou d’un kit tel que décrit par les inventeurs pour simuler une ventilation non-invasive, par exemple dans un mode de réalisation thérapeutique.
L’invention vise aussi l’utilisation d’un dispositif (A), d’un module audio (D), d’un système (X), d’un système (Y) ou d’un kit tel que décrit par les inventeurs pour simuler par exemple une plongée sous- marine, un vol, par exemple un vol aéronautique ou spatial, un voyage, la visite d’un site d’intérêt ou le monde virtuel d’un jeu électronique.
La description vise encore l’utilisation d’un dispositif (A), d’un module audio (D), d’un système (X), d’un système (Y) ou d’un kit tel que décrit par les inventeurs, ou un tel dispositif (A), module audio (D), système (X), système (Y) ou kit pour une utilisation, dans la prévention ou le traitement chez un sujet, d’une maladie ou d’un trouble hé au stress ou à l’anxiété, d’un symptôme de ladite maladie ou dudit trouble, et/ou de la migraine chez le sujet, en particulier pour permettre au sujet d’atteindre un état de cohérence cardiaque ou, en d’autres termes pour lui permettre d’augmenter sa variabilité cardiaque. Le dispositif (A), module audio (D), système (X), système (Y) ou kit peut être utilisé seul ou en combinaison avec un ou plusieurs gaz et/ou une ou plusieurs molécules actives utilisées dans la prévention ou le traitement de la maladie, du trouble, du symptôme de ladite maladie ou dudit trouble et/ou de la migraine.
La description vise aussi une méthode de prévention ou de traitement, chez un sujet, d’une maladie ou d’un trouble hé au stress ou à l’anxiété, d’un symptôme de ladite maladie ou dudit trouble, et/ou de la migraine, caractérisé en ce que la méthode comprend futilisation d’un dispositif (A), d’un système (X),
d’un système (Y), ou d’un kit, tels que décrits dans le présent texte, pour prévenir ou traiter la maladie, le trouble et/ou la migraine chez le sujet, seul ou en combinaison avec un ou plusieurs gaz et/ou une ou plusieurs molécules actives utilisées dans la prévention ou le traitement de la maladie, du trouble, du symptôme de ladite maladie ou dudit trouble et/ou de la migraine.
L’effet thérapeutique peut être directement mis en évidence par la détection de la cohérence cardiaque, ou en d’autres termes, par la détection d’une augmentation de la variabilité cardiaque et d’une réduction de la fréquence respiratoire, chez les sujets utilisant un dispositif selon l’invention.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L’INVENTION
La méditation est connue pour son impact positif en termes de réduction de la douleur, amélioration du système immunitaire, réduction du stress, des sentiments de dépression, d’anxiété, de colère et de confusion. Elle augmente le flux sanguin et le rythme cardiaque, aide à contrôler ses pensées, procure un sentiment de calme, de paix et d’équilibre, augmente le niveau d’énergie et diminue les risques de survenue d’une maladie cardiaque.
Sur le plan psychologique, les individus en état de « pleine conscience » (« mindful »), par exemple les individus pratiquant la « méditation pleine conscience », sont aptes à se libérer du flot de pensées pour se concentrer profondément sur le moment présent. Ils sont ainsi capables de garder plus longtemps leur esprit focalisé sur l’expérience vécue. Une conscience améliorée de leur corps leur permet d’être plus attentifs aux sensations ressenties, d’être plus présents à eux-mêmes, plus ouverts sur le monde extérieur, et dans une position d’acceptation et de non-jugement. Cet état diminue le niveau de stress perçu par l’individu tout en augmentant la perception qu’il a de ses ressources, améliorant ainsi sa capacité de gestion des contraintes (Trousselard M. et al.). Des bénéfices similaires à ceux observés chez les individus pratiquant la méditation pleine conscience ont été observés par les inventeurs sur les individus pratiquant la plongée. Sur le plan physiologique, ces derniers présentent en effet une ventilation contrôlée et un état de cohérence cardiaque dont l’impact positif sur l’équilibre du système nerveux autonome a été démontré (Beneton F. et al.). Enfin, des effets positifs ont été rapportés auprès de professionnels de santé quant au stress induit mais avec la question de la rémanence des effets positifs fonction de la poursuite des thérapies (Ruiz-Femândez MD et al.).
La « cohérence cardiaque » est une pratique personnelle de la gestion du stress et des émotions qui consiste en des exercices de respiration. Elle est décrite comme entraînant de nombreux bienfaits sur la santé physique, mentale et émotionnelle. Il s’agit d’une technique physiologique de contrôle du stress permettant d’atteindre un état d’équilibre particulier de la variabilité de la fréquence cardiaque/du rythme cardiaque (pouls) ou « variabilité cardiaque » (i.e. capacité qu’a le cœur à accélérer ou ralentir afin de s’adapter à son environnement), appelé « état de cohérence cardiaque ». Possédant près de 40 000 neurones ainsi qu’un réseau complexe et dense de neurotransmetteurs, le cœur communique
directement avec le cerveau. En agissant sur le rythme cardiaque via des exercices de respiration, il est ainsi possible d’envoyer des messages positifs au cerveau. La cohérence cardiaque permet à l’individu qui la pratique d'apprendre à contrôler sa respiration afin de réguler son stress et son anxiété. Atteindre un état de cohérence cardiaque permet par exemple aux sujets souffrants de TSPT d’augmenter leur variabilité cardiaque, idéalement de stabiliser leur rythme cardiaque au-delà de la période au cours de laquelle sont réalisés les exercices respiratoires (« rémanence » des effets positifs). L’état de cohérence cardiaque est également décrit comme permettant de réduire la dépression et la tension artérielle.
Le corps est régi par deux grands systèmes nerveux, le système somatique (actes volontaires) et le système autonome (régulation automatique). Le cœur participe activement au système nerveux autonome dont il occupe une fonction essentielle permettant l’adaptation aux changements environnementaux. Un cœur en bon état présente une variabilité cardiaque d’amplitude élevée.
Le système nerveux autonome est partagé en deux sous-systèmes : le sympathique et le parasympathique. Le sympathique déclenche toutes les actions nécessaires à la fuite ou au combat mais aussi l’accélération des fréquences cardiaque et respiratoire ainsi que la dilatation des pupilles et l’inhibition de la digestion. Le parasympathique favorise quant à lui la récupération, la relaxation, le repos, la réparation, etc. L’inspiration stimule le système sympathique tandis que l’expiration stimule le système parasympathique. La respiration étant contrôlée par le système nerveux autonome ainsi que par le système nerveux somatique, il est possible de contrôler le système nerveux autonome par cette voie. Il est par exemple possible d’atteindre l’état d’équilibre recherché (l’état de cohérence cardiaque) en respirant six fois par minute (inspiration et expiration de 5 secondes chacune). Cette fréquence de respiration permet en effet d’atteindre la fréquence respiratoire de 0,1 Hertz (constante physiologique propre à l’être humain). L’état de cohérence cardiaque induit des effets immédiats avec une augmentation de la variabilité cardiaque associée à un apaisement, des effets à moyen terme (sur des durées de plusieurs heures - cf. Heckenberg RA, Eddy P, Kent S, Wright BJ., J Psychosom Res. 2018 Nov ; 114 :62-71) avec des modifications neuro-hormonales (par exemple réduction des hormones du stress) et à plus long terme (sur plusieurs mois, par exemple au moins deux, trois, quatre, cinq ou six mois) avec par exemple des réductions du risque cardio-vasculaire ou neuropsychique. L’augmentation de l’amplitude de la variabilité cardiaque et un état d’apaisement peuvent être observés de manière immédiate. A plus long terme peuvent être observées une diminution de l’hypertension artérielle et du risque cardiovasculaire, une meilleure récupération, une amélioration de la concentration et de la mémorisation, une diminution des troubles de l’attention et de l’hyperactivité, une meilleure tolérance à la douleur, et, le cas échéant, une amélioration des symptômes de la maladie asthmatique et des signes inflammatoires.
L’utilisation des programmes de méditation pleine conscience montre des bénéfices sur les symptômes du TSPT (Jayatunge RM étal.), la souffrance dépressive et la qualité de vie, notamment dans les formes
chroniques du TSPT. Ces améliorations sont d’autant plus grandes que la pratique est régulière, ce qui souligne l’importance des modalités de pratique ainsi que de l’engagement du patient. Enfin, la méditation apparaît plus efficace que les techniques simples de respiration (relaxation). Toutefois, méditer nécessite de se concentrer. Or l’aptitude à se concentrer dépend de l’état de paisibilité intérieure qui fait défaut aux patients souffrant d’hypervigilance et de reviviscence. Il s’agit aussi pour le sujet d’être en mesure/en état de décider de prendre soin de soi et de s’ouvrir à l’expérience, or le patient souffrant de TSPT perçoit le monde comme menaçant et ses comportements sont le plus souvent influencés par un vécu de blâme, de culpabilité et/ou de honte. Il s’agit encore pour le sujet de cultiver l’intention pour initier et maintenir la motivation nécessaire à la pratique régulière de la méditation, or les sujets souffrant de TSPT souffrent le plus souvent également de dépression.
Il est par ailleurs reconnu que la pratique du sport est bénéfique pour la santé et la régulation émotionnelle. Plus précisément, l’activité physique présente un intérêt indiscutable dans la prévention et le traitement des affections mentales en lien avec l’anxiété. L’activité physique est également associée à des bienfaits somatiques, notamment cardiovasculaires. Dans le cadre du TSPT, les données récentes sont encourageantes et donc favorables à la pratique du sport.
Dans un premier temps, les inventeurs ont cherché à savoir si la plongée-loisir était en mesure d’induire ou de renforcer le fonctionnement en pleine conscience de sujets stressés et d’améliorer leur qualité de vie. Les inventeurs ont, dans ce contexte, développé un protocole novateur associant la plongée sous- marine non narcotique (i.e. moins de 20 mètres de profondeur) à la méditation pleine conscience (protocole « Bathysmed » - cf. partie expérimentale) et ont étudié (Etude « DIVSTRESS ») 37 volontaires répartis en deux groupes distincts, les membres de l’un des groupes pratiquant un stage de plongée incluant un programme en dix séances (incluant une plongée par jour sur 10 jours) tandis que les membres de l’autre groupe pratiquaient des activités sportives distinctes de la plongée dans le cadre d’un stage UCPA de dix jours également. Ils ont permis aux individus testés appartenant au groupe de plongeurs d’atteindre un état de pleine conscience et ont observé chez eux des effets bénéfiques sur le stress, l’anxiété et l’humeur, avec un maintien des bénéfices sur une période d’au moins un mois après la réalisation du stage Beneton L. et al.).
Par la suite, les inventeurs ont pu rapporter les effets positifs de ce protocole de plongée Bathysmed auprès de victimes des attentats de Paris du 13 novembre 2015 et souffrant de TSPT (Etude « DIVHOPE »). Les inventeurs ont pu corréler cet état notamment à l’environnement sous-marin inhabituel et silencieux. Ils ont ensuite mis en évidence une réactivation du système parasympathique par l’intermédiaire de la ventilation lente et ample. Comme observés par les inventeurs, la plongée a permis de réduire, chez les sujets stressés, en particulier chez les sujets dépressifs et chez les sujets souffrant de TSPT, les sentiments de culpabilité et de honte. Elle a aussi permis de contrer, par son aspect ludique, l’absence de motivation, fréquente chez les sujets dépressifs. Elle a en particulier permis d’améliorer l’efficacité de la méditation pleine conscience en facilitant sa pratique, en potentialisant ses
effets et en améliorant son observance. Les mêmes effets positifs ont pu être rapportés auprès de militaires souffrant de TSPT suite aux conflits d’Afghanistan et du Mali (Etude « COGNIDIVE »).
Les inventeurs sont, dans un second temps, parvenus à induire, en dehors d’un milieu aquatique, les effets bénéfiques respiratoires observés dans le cadre de l’étude « Bathysmed » décrite ci-dessus chez les individus ayant utilisé le dispositif et les outils, objets de la présente invention, décrits dans le présent texte. Ils sont notamment parvenus à reproduire chez ces sujets un état de pleine conscience et de cohérence cardiaque directement associé à une diminution de la fréquence cardiaque, de la fréquence respiratoire spontanée et à une diminution de la capnie (taux de CO2 expiré) mesurables : la fréquence cardiaque est ainsi passée de 72±13 battements par minute à 64±5 battements par minute ; la fréquence respiratoire est passée de 15±5 cycles par minute à 11±4 sur une durée de 5 minutes. La capnie s’est vue réduite de 35±5 à 33±3 mm Hg consécutivement à une augmentation du volume respiratoire courant de 584±86 ml à 1100±382 ml, dans le même intervalle de temps (cf. Exemple 1). Toutes ces modifications sont induites spontanément chez les sujets testés grâce au dispositif de ventilation (A) selon l’invention indépendamment de toute intention ou démarche volontaire de la part des sujets testés.
L’invention concerne ainsi en particulier un dispositif de ventilation (A) d’un sujet. Ce dispositif comprend typiquement un embout buccal ou bucco-nasal ou un masque bucco-facial (a) et au moins une valve (b) avantageusement configurée pour générer une pression d’inspiration comprise entre 0 et 10 mbar de résistance et une pression d’expiration comprise entre 1 et 12 mbar de résistance, de préférence deux valves distinctes, i.e. une valve d’inspiration (b’) configurée pour générer une pression d’inspiration comprise entre 0 et 10 mbar de résistance, et une valve d’expiration (c) configurée pour générer une pression d’expiration comprise entre 1 et 12 mbar de résistance, la configuration de ladite valve (b) ou desdites valves (b’) et (c) étant idéalement réalisée dans des conditions physiologiques pour le sujet. Cette configuration de la valve (b), ou les valves (b’) et (c), permet avantageusement d’imposer au sujet utilisant le dispositif (A) un effort expiratoire supérieur à son effort inspiratoire. Les flux inspiratoires et expiratoires sont de ce fait différenciés.
Les valeurs de pression indiquées tout au long de la description sont exprimées en valeur absolue : l’homme du métier comprend qu’à l’inspiration, la pression exercée sur la valve est négative, tandis qu’à l’expiration, elle est positive.
Ce dispositif est typiquement destiné à être utilisé sur terre ou dans les airs. Il est de préférence destiné à être utilisé sur terre, i.e. ni dans un milieu aquatique ni dans les airs, et dans des conditions normales de pression, i.e. environ une atmosphère (1 atm, soit 1,013 bar ou 101 325 Pa).
Dans un mode de réalisation particulier, le dispositif peut être utilisé en condition d’air sous pression, par exemple dans un caisson hyperbare.
L’embout buccal (a) (embout de bouche ou « embouchoir ») est typiquement un embout du type embout pour tuba, ou de manière préférée embout pour détendeur de plongée, par exemple de type embout pour détendeur de plongée du type et du volume existant actuellement.
L’embout bucco-nasal (a) est par exemple un embout du type embout utilisé en milieu hospitalier ou en aéronautique permettant une adaptation à la physiologie de l’enfant (qui respire beaucoup plus spontanément et aisément par le nez) ou à l’anatomie-physiologie de certaine personne adulte.
Les embouts décrits ci-dessus comprennent typiquement un tube d’amenée de gaz et éventuellement des languettes de morsure.
Le masque bucco-facial (a) est par exemple un masque du type masque utilisé en secourisme (ARI), en milieu aquatique (masque facial de plongée grand-public) ou dans un contexte médical (tel qu’un masque de ventilation non-invasive).
De manière avantageuse le dispositif (A) est non invasif, i.e. il n’implique aucun dispositif endotrachéal tel que l’intubation ou la trachéotomie.
Le gaz respiré (gaz respiratoire) est de préférence de l’air, typiquement l’air ambiant, le dispositif étant destiné à être utilisé, de manière préférée, sur terre et dans des conditions normales de pression atmosphérique (1 atm), typiquement en dehors d’un milieu aquatique. Dans ce cas, le gaz provient directement de l’environnement extérieur dans lequel se trouve le sujet utilisant le dispositif (air environnant G utilisateur).
Le gaz respiré peut également être de l’air enrichi en oxygène ou être un mélange gazeux dont la composition peut être adaptée en fonction d’objectifs spécifiques (adjonction de thérapeutiques inhalées, de parfums spécifiques). Dans ce cas, au lieu de provenir de l’environnement extérieur, le gaz peut provenir d’une ou de plusieurs bouteilles de gaz respiratoire.
Lorsque le gaz est directement prélevé dans l’environnement extérieur, c’est typiquement l’inspiration ou l’expiration du sujet qui contrôle l’ouverture d’un moyen de type valve / clapet / soupape (b), encore identifié en tant que « valve bidirectionnelle de contrôle de pression et débit » (les termes « valve » et « clapet » étant utilisés indifféremment dans le contexte de la présente invention), qui permet de laisser passer le gaz, typiquement de l’extérieur du dispositif (A) vers l’embout buccal ou bucco-nasal lors de l’inspiration, ou de l’intérieur du dispositif (A) vers l’extérieur dudit dispositif à l’expiration.
La fonction de ces valves peut être décomposée en deux sous-fonctions : le pilotage du sens du flux traversant la valve (uni ou bidirectionnel), et la gestion de la surpression ou dépression nécessaire pour permettre le passage du flux gazeux.
Dans un mode de réalisation particulier, la valve ou le clapet (b) est piloté(e) (automatiquement) par un dispositif annexé au système (A) tel que le système (Z) décrit plus bas. Dans un mode de réalisation particulier, le dispositif (A) comprend deux valves ou clapets distinct(e)s, typiquement une valve d’inspiration (b’) et une valve d’expiration (c) (encore identifiées en tant que « valves unidirectionnelles
de contrôle de pression et débit »), qui peuvent être l’une et/ou l’autre pilotées (automatiquement) par un dispositif annexé au système (A) tel que le système (Z) décrit plus bas.
Lorsque le gaz provient d’une bouteille, l’inspiration ou l’expiration du sujet contrôle l’ouverture de la valve ou du clapet qui permet de laisser passer le gaz d’une chambre présente au sein du dispositif (A) vers l’embout buccal ou bucco-nasal lors de l’inspiration, ou de l’intérieur du dispositif (A) vers l’extérieur dudit dispositif à l’expiration.
La valve (b) ou les valves d’inspiration (b’) et d’expiration (c) est/sont configurée(s) pour réguler la respiration du sujet, de préférence pour ralentir sa respiration (son cycle de ventilation) en lui imposant un effort expiratoire supérieur (d’au moins 1 mbar comme expliqué ci-dessous) à son effort inspiratoire. La valve (b) ou la valve d’inspiration (b’) est ainsi configurée pour générer une pression d’inspiration (associée au flux inspiratoire), typiquement comprise entre 0 et 10 mbar de résistance et la valve (b) ou la valve d’expiration (c) est configurée pour générer une pression expiratoire (associée au flux expiratoire), typiquement une pression d’expiration comprise entre 1 et 10 mbar de résistance.
La pression d’expiration (associée au flux expiratoire) est nécessairement positive.
La pression d’inspiration (associée au flux inspiratoire) est au contraire nécessairement une « dépression » de sorte que la gamme de valeurs exprimée en valeur absolue ci-dessus, peut aussi être décrite comme neutre ou négative et, exprimée en valeur réelle, comme typiquement comprise entre 0 et -10 mbar. La pression respiratoire, en particulier la pression d’inspiration ou la pression d’expiration, est la pression exercée au sein des voies aériennes du sujet, typiquement pendant les périodes d’inspiration (pression d’inspiration) ou d’expiration (pression d’expiration). La pression expiratoire positive est donc la pression expiratoire maintenue au sein des voies aériennes du sujet pendant la phase d’expiration.
De manière préférée, la différence de pression respiratoire imposée au sujet par la valve (b) (bidirectionnelle) ou par chacune des valves (unidirectionnelles) d’inspiration (b’) et d’expiration (c), est d’au moins 1 mbar, par exemple de 3 mbar.
La pression d’inspiration peut être comprise entre 0 et 10 mbar de résistance. Elle est en particulier comprise entre 1 et 10 mbar de résistance. Elle est de préférence comprise entre 0 ou 1 mbar et 3 ou 4 mbar, par exemple entre 1 mbar et 3 mbar, entre 1 mbar et 2 mbar ou entre 2 mbar et 3 mbar.
La pression d’expiration (systématiquement positive) peut être comprise entre 1 et 10 mbar de résistance. Elle est typiquement comprise entre 2, 2,5 ou 3 mbar et 10 mbar de résistance, par exemple entre 2,5 mbar et 4 ou 5 mbar, entre 3 mbar et 4 mbar, entre 4 mbar et 5 mbar, entre 5 mbar et 6 mbar ou entre 6 mbar et 7 mbar.
Afin de régler les pressions de gaz à l’inspiration et/ou à l’expiration, le dispositif de ventilation comprend avantageusement un moyen permettant de moduler de manière contrôlée, la pression exercée sur la valve servant à contrôler le flot de gaz, typiquement d’air ambiant, à l’inhalation [valve (b) ou
valve d’inspiration (b’)] et/ou à l’expiration du sujet [valve (b) ou valve d’expiration (c)]. Cette valve est typiquement une valve unidirectionnelle agissant sur la sortie inspiratoire (valve anti-retour d’inspiration), typiquement une valve (b’), ou expiratoire (valve anti-retour d’expiration), typiquement une valve (c), du dispositif de ventilation (A).
Le moyen permettant de moduler la pression exercée sur la valve peut-être un frein configuré pour exercer une contrainte, de préférence réglable, sur la valve, typiquement sur la valve unidirectionnelle, afin de contrôler la pression du gaz issu de l’entrée inspiratoire ou celle du gaz issu de la sortie expiratoire, de manière à générer une pression neutre ou négative dans le cas de la pression d’inspiration, et systématiquement positive dans le cas de la pression d’expiration, et de manière à maîtriser/contrôler la valeur de cette pression lorsque celle-ci est positive.
Selon un mode de réalisation particulier de l’invention, le frein peut être une valve/ un clapet à membrane souple. La valeur de pression / dépressions d’ouverture du clapet peut être modulée en ajustant la valeur de la dureté Shore de la membrane.
Selon un autre mode de réalisation particulier de l’invention, le frein peut être un ensemble valve unidirectionnelle-diaphragme (cf. figure 9A), encore appelé « clapet à membrane et diaphragme ». Ce type de frein module la pression en fonction du débit.
Selon encore un autre mode de réalisation particulier de l’invention, le frein peut être un ensemble valve unidirectionnelle-clapet papillon (cf. figure 9C). La valve unidirectionnelle définit le sens de passage du flux et le clapet papillon permet de moduler la section de passage du flux et donc de réguler la pression en fonction du débit.
Selon un autre mode de réalisation particulier de l’invention, le frein peut être pourvu d’un ressort de durcissement associé à une vis de tarage. Un exemple particulier est une valve clapet à ressort taré (cf. figure 9B), encore appelée « soupape de décharge tarée ».
Selon un autre mode de réalisation particulier de l’invention, le frein peut être une électrovalve ou électrovanne. Cette dernière peut être contrôlée/pilotée de manière électronique suite à des mesures fournies par un capteur de pression.
Plus généralement, le moyen, typiquement le frein, peut prendre toute forme permettant de faire varier le niveau d’obturation de la surface de sortie, et est avantageusement asservi à un ordinateur ou processeur accessible au sujet.
Dans un mode de réalisation particulier, le moyen permettant de moduler la pression exercée sur la ou les valves au sein du dispositif (A) est mis en œuvre/ contrôlé par ordinateur.
Le dispositif de ventilation (A) peut permettre de générer plusieurs, par exemple deux, trois ou quatre niveaux de pression expiratoire positive, sélectionnés par exemple parmi les niveaux de pression de 1 ; 2 ; 2,5 ; 3 ; 3,5 ; 4 ; 4,5 ; 5 ; 5,5 ; 6 ; 6,5 ; 7 ; 7,5 ; 8 ; 8,5 ; 9 ; 9,5 et 10 mbar.
Ces valeurs de pression expiratoire positive, données à titre d’exemple non limitatif, correspondent aux niveaux permettant de ralentir suffisamment la respiration d’un être humain pour lui permettre
d’atteindre, ou d’entretenir (de préférence, dans le cas d’une application thérapeutique, pendant une durée suffisante pour obtenir un effet/ bénéfice thérapeutique détectable), l’état d’équilibre recherché, i.e. l’état de cohérence cardiaque.
Dans un mode de réalisation particulier, le dispositif de ventilation (A) est un deuxième étage de détendeur de plongée ou un simulateur de deuxième étage de détendeur de plongée.
Dans un mode de réalisation particulier, le dispositif de ventilation (A) décrit par les inventeurs comprend au moins un capteur (d) permettant d’acquérir des données, par exemple au moins un capteur de pression et/ou un capteur de débit (d). Le capteur permet de capturer des données/paramètres émanant du sujet utilisant le dispositif (A), typiquement des données physiologiques. Un capteur de pression et/ou de débit permet ainsi de mesurer la pression et/ou le débit du gaz respiré (inspiré ou expiré), de préférence du gaz expiré, par le sujet.
Dans le contexte de la présente invention, le terme « capteur » désigne un moyen qui mesure une quantité physique et la traduit de préférence en un signal. La quantité en question peut être par exemple la pression, le débit respiratoire, la fréquence respiratoire, un volume, par exemple le volume pulmonaire, ou une activité électrique. Le signal transmis est généralement un signal électrique mais peut être également optique ou électromagnétique. Selon un mode de réalisation particulier, le capteur (d) est un capteur de pression et/ou de débit et est avantageusement composé à la fois d’un élément sensible à la pression et/ou au débit du gaz respiré et d’au moins un moyen permettant de convertir cette information en un signal de sortie, par exemple un module capteur de débit ou de pression associé à un module électronique de conversion de la grandeur physique en signal électrique.
Ce signal, une fois traité, de préférence par un processeur (un microcontrôleur) (e), permet d’adapter de manière électronique le fonctionnement du dispositif, module, moyen ou système décrit pour la première fois par les inventeurs dans le présent texte, par exemple du dispositif de ventilation (A), de préférence de manière automatique.
Dans un mode de réalisation préféré de l’invention, par exemple d’un système (X) ou d’un système (Y) selon l’invention tel que décrit dans le présent texte, le dispositif de ventilation (A) comprend ainsi également un ou plusieurs capteurs (d’) additionnels permettant de détecter et/ou mesurer au moins un, de préférence au moins deux paramètres physiologiques du sujet, typiquement distinct(s) du paramètre mesuré par le capteur (d), par exemple sélectionnés parmi la fréquence respiratoire, un débit respiratoire, un volume pulmonaire, la capnie, et une activité électrique.
Dans un mode de réalisation particulier le dispositif de ventilation (A) comprend un ou plusieurs capteurs de position de la tête, des membres, du corps ou des yeux (tels que gyroscopes accéléromètres ou optiques), permettant de détecter/ d’étudier par exemple le comportement du corps en relation avec
la séance de simulation. De même, les données récoltées pourront être réutilisées dans le domaine du gaming (jeu) pour corréler / améliorer la corrélation des mouvements du corps en relation avec le scénario d’un jeu particulier.
L’invention concerne également un système (X) comprenant un dispositif de ventilation (A) tel que décrit pour la première fois par les inventeurs dans le présent texte, et un dispositif (Z) de réception, de stockage, de traitement et/ou de transmission de données acquises par le dispositif (A), typiquement par le ou les capteurs associés au dispositif (A), telles que des données/paramètres physiologiques du sujet utilisant ledit dispositif (A).
Dans un mode de réalisation préféré, le dispositif (Z) est un boîtier autonome comprenant une alimentation externe (J) et/ou une batterie interne (m), de préférence accompagnée de, ou susceptible d’être connecté à, un dispositif de recharge ; un processeur ou microcontrôleur (e) ; un interrupteur marche-arrêt ; et/ou un module enregistreur (n) interne, par exemple une unité de stockage type SD- micro SD, ou externe (K), par exemple un ordinateur ; et, de préférence au moins une led de fonctionnement.
Dans un mode de réalisation particulier, le dispositif (Z), le système (X), le système (Y) ou le module audio (D) comprend en outre un module enregistreur (n) par exemple un module microSD, de préférence piloté/commandé par le microprocesseur (e) pour qu’il enregistre l’évolution temporelle du signal capté dans un format exploitable (par exemple un fichier texte « .txt »), de préférence sur un support amovible de stockage (par exemple sur une carte microSD). Le fichier enregistré peut également être transmis par communication sans fil (Wi-Fi ou Bluetooth) à un support de stockage.
Lorsqu’il est connecté à un module audio (D), le dispositif (Z) permet la synchronisation du cycle ventilatoire détecté grâce au(x) capteur(s) (d) présent(s) dans le dispositif de ventilation (A) en déclenchant la diffusion d’un son qualifié d’inspiratoire et/ou d’expiratoire et/ou d’une bande sons (les sons inspiratoire(s) et/ou expiratoire (s) peuvent être mixés avec la bande sons lorsque le dispositif (Z) ou le module audio (D) comprend un système de réglage et/ou de mixage du son (mixeur/amplificateur) (o), simulant par exemple une plongée sous-marine, un vol aéronautique et/ou un vol spatial.
Ainsi, par exemple dans le cas de la simulation d’une plongée sous-marine, les sons inspiratoire et expiratoire diffusés, perçus par l’utilisateur du dispositif, correspondent aux sons perçus par un sujet effectuant réellement une plongée sous-marine et utilisant un détendeur de plongée. Le son de l’émission de bulles de gaz dans de l’eau est ainsi par exemple perçu au moment de l’expiration du sujet utilisant le dispositif.
Le module audio (D) combiné au dispositif (A) de ventilation favorise la mise en état de cohérence cardiaque du sujet utilisateur qui va de manière inconsciente régler sa respiration/ son cycle respiratoire, i.e. d’une part son inspiration et d’autre part son expiration, sur les sons perçus afin d’être en phase avec eux (« visualisation auditive » par le sujet des phases du cycle respiratoire). La combinaison desdits
moyens facilite donc l’usage du dispositif et l’observance d’un protocole tel que décrit dans le présent texte, par exemple d’un protocole thérapeutique (au bénéfice direct du sujet patient).
Les inventeurs décrivent également un système de réalité virtuelle (Y) comprenant un dispositif de ventilation (A) ou un système (X) selon l’invention ainsi qu’un outil (B) permettant de visionner un contenu de réalité virtuelle et/ou un module audio (D) permettant d’écouter un contenu de réalité virtuelle.
Le système (Y) selon l’invention permet à son utilisateur de reproduire artificiellement une expérience sensorielle qui inclut l’ouïe (expérience sonore) et/ou la vue (expérience visuelle), ainsi que de préférence la position dans l’espace, et idéalement en outre le toucher (expérience tactile), notamment les sensations chaud/froid, et/ou l’odorat (expérience olfactive). Il permet ainsi à l’utilisateur d’être « immergé » dans une réalité virtuelle. Comme décrit ci-dessus en lien avec le module audio (D), la combinaison de deux ou davantage de ces moyens favorise la mise en état de cohérence cardiaque du sujet utilisateur qui va de manière inconsciente régler sa respiration/ son cycle respiratoire, i.e. d’une part son inspiration et d’autre part son expiration, sur les sons et images perçus. La combinaison de plusieurs moyens, en particulier du dispositif (A), d’un outil (B) et d’un module audio (D), facilite donc l’usage dudit dispositif, ou plus généralement du système de réalité virtuelle (Y), et donc l’observance d’un protocole tel que décrit dans le présent texte, par exemple d’un protocole thérapeutique (au bénéfice direct du sujet patient).
Le module audio (D) comprend, ou est connecté à, typiquement un appareil (R) comprenant au moins un écouteur ou haut-parleur, de préférence deux écouteurs ou haut-parleurs, un pour chaque oreille, et permet de restituer des contenus sonores. Chaque écouteur renferme au moins un transducteur capable de restituer toutes les fréquences audibles, ou du moins la plus grande partie. Il est typiquement intégré et/ou connecté au dispositif de ventilation (A), au dispositif (Z) (i.e. au système (X)) et/ou à un outil (B) (i.e. au système de réalité virtuelle (Y)) permettant de visionner un contenu de réalité virtuelle. L’appareil (R) comprenant au moins un écouteur ou haut-parleur, de préférence deux écouteurs ou haut- parleurs, est sélectionné typiquement parmi un casque audio, un/des écouteurs et une/des oreillettes éventuellement intra-auriculaires (avec ou sans fil). L'appellation « casque » vient du fait que les deux écouteurs (au moins un écouteur, de préférence les deux, étant actifs ou activables) sont reliés par un arceau qui enserre la tête de l'utilisateur auditeur.
Il permet de diffuser un ou plusieurs sons, par exemple un son identique ou semblable à un son généré lors de l’expérience à simuler (comme expliqué ci-dessus en lien avec l’exemple de la plongée sous- marine), un message vocal et/ou de la musique.
Dans un mode de réalisation particulier préféré, le module audio (D) comprend, ou est connecté à, de préférence un moyen permettant de réduire ou supprimer les bruits environnants et/ou de diffuser un son
identique ou semblable à un son généré lors de l’expérience à simuler, par exemple lors de rutilisation d’un détendeur de plongée sous-marine, typiquement en condition de plongée réelle.
Le son diffusé est de préférence un son stéréophonique (i.e. le son diffusé reconstitue la répartition dans l’espace des sources sonores d’origine). Ce relief sonore est typiquement obtenu à l'aide de deux canaux (gauche et droit) diffusés par au moins deux transducteurs, un pour chaque oreille. Dans des conditions idéales, l'utilisateur auditeur entend les sons comme dans la nature ou comme s'il était situé en face de l'orchestre lors d'un concert.
Lorsque l’expérience simulée est une plongée sous-marine, le moyen permettant de diffuser un son identique ou semblable à un son généré lors de l’expérience à simuler diffuse de préférence au moins le son généré lors de l’utilisation d’un détendeur de plongée sous-marine en condition de plongée réelle, ou un son semblable à celui-ci.
Le moyen permettant de réduire les bruits environnants est de préférence un moyen qui mesure, compare et traite en continu le bruit ambiant pour l’annuler en émettant un signal opposé, par exemple.
Le module audio (D) est relié à une source sonore, par exemple par l'intermédiaire d’un connecteur jack. Selon un mode de réalisation particulier préféré, le module audio (D) comprend une connexion sans fil. Il est par exemple équipé d’un récepteur d’ondes radio ou infrarouge, voire Bluetooth ou Wi-Fi pour communiquer avec une base reliée à la source audio.
Dans un mode de réalisation particulier préféré, le module audio (D), typiquement le module audio (D) du système (Y), comprend, ou est connecté à, un moyen permettant de réduire ou supprimer les bruits environnants et/ou de diffuser un son identique ou semblable à un son généré lors de l’utilisation d’un détendeur de plongée sous-marine ; le dispositif de ventilation (A) comprend au moins un capteur (d) ; le dispositif (Z) est connecté au(x) capteur(s) (d) du dispositif de ventilation (A) et au module audio (D) ; et le module audio (D) permet de diffuser les sons inspiratoires et expiratoires de manière synchronisée avec la ventilation du sujet.
Dans un mode de réalisation particulier, le module audio (D) comprend un processeur ou un microcontrôleur (e), un lecteur de fichier audio (f) et/ou une carte mémoire (g), un système de réglage et/ou de mixage du son (o) et, de préférence, une entrée et une sortie audio.
Dans un autre mode de réalisation particulier, le module audio (D) comprend un lecteur de fichier audio (f) et/ou une carte mémoire (g), un système de réglage et/ou de mixage du son (o) et, de préférence, une entrée et une sortie audio.
Le processeur ou microcontrôleur (e) permet i) d’analyser le signal reçu par un capteur (d), par exemple un capteur (d) présent au sein du dispositif de ventilation (A), du système (X) et/ou du système (Y), typiquement en comparant la valeur du signal reçu à une valeur ou à un intervalle de valeurs de référence, par exemple un niveau de pression exercé par un gaz respiratoire sur une valve ou un niveau de débit de gaz respiratoire, et, à l’issue de l’analyse, ii) transmet un signal à un récepteur, par exemple à un lecteur
de fichier audio (f). Ce signal transmis comprend les instructions pour déclencher ou arrêter la lecture d’un fichier sonore particulier, sélectionné par exemple en fonction de la nature inspiratoire ou expiratoire de la phase de ventilation (qui comprend la phase d’inspiration, la phase d’expiration et la pause respiratoire entre les deux phases) dans laquelle se trouve le sujet. Le niveau de pression mesuré est par exemple comparé à au moins deux seuils de pression prédéfinis. Le signal comporte également de préférence les instructions pour régler l’intensité du volume sonore en fonction de l’écart aux deux seuils prédéfinis. De manière préférée, le volume sonore est d’autant plus élevé que la valeur du signal est proche de la valeur du seuil prédéfini, et à l’inverse, le volume sonore est d’autant plus bas que la valeur du signal s’éloigne de la valeur du seuil prédéfini.
Le processeur ou microcontrôleur (e) est présent selon un mode de réalisation particulier dans le module audio (D). Dans un autre mode de réalisation particulier, le processeur ou microcontrôleur (e) est présent dans le dispositif (Z), le système (X) ou le système (Y), et indépendant du module audio (D), par exemple annexé au dispositif de ventilation (A).
Dans un mode de réalisation particulier, le lecteur de fichier audio (f) lit, à partir du signal reçu du processeur ou microcontrôleur (e), un des fichiers sonores stockés sur une carte mémoire audio (g) et génère un flux audio envoyé au mixeur/amplificateur (o). La carte mémoire audio (g) comprend de préférence plusieurs fichiers sonores, par exemple un premier fichier sonore permettant la diffusion d’un son inspiratoire et un second fichier sonore permettant la diffusion d’un son expiratoire.
Le signal audio correspondant aux fichiers sonores d’un son respiratoire peut être mixé avec un autre signal audio (par exemple une musique accompagnant un film visionné par l’utilisateur du système (Y) via un casque de réalité virtuelle) délivré par une source audio secondaire (S) connectée au module audio.
Dans un mode de réalisation particulier, le module audio (D) comprend au moins un potentiomètre (p), de préférence deux potentiomètres (p et q) (par exemple des potentiomètres logarithmiques stéréo). Ces derniers permettent de régler indépendamment le niveau sonore de chaque signal. Comme indiqué précédemment, le module audio peut en outre comprendre un mixeur/amplificateur de puissance (i.e. le système de réglage et/ou de mixage du son (o)) lequel transmet le signal traité (mélangé/mixé et/ou amplifié) résultant à l’écouteur / aux écouteurs, par exemple à un casque audio (R).
Dans un mode de réalisation particulier, le moyen permettant de réduire ou supprimer les bruits environnants et/ou de diffuser un son identique ou semblable à un son généré lors de l’utilisation d’un détendeur de plongée sous-marine, est de préférence connecté au capteur de pression et/ou de débit (d) de l’outil de ventilation (A), et le module audio (D) permet avantageusement de diffuser les sons inspiratoires et expiratoires de manière synchronisée avec la ventilation du sujet.
Un système (Y) particulier comprend un module audio (D) comprenant un lecteur de fichier audio (f) et une carte mémoire (g), ladite carte mémoire comprenant de préférence un premier fichier sonore permettant la diffusion d’un son inspiratoire et un second fichier sonore permettant la diffusion d’un son expiratoire ; le(s) capteur(s) (d) est (sont) un (des) capteur(s) de pression et/ou de débit qui délivre(nt) un signal ; et le dispositif (Z) comprend un processeur ou un microcontrôleur (e) qui : i) analyse le signal délivré par le capteur de pression et/ou de débit (d) en comparant le niveau de pression avec au moins deux seuils de pression prédéfinis, et ii) transmet un signal au lecteur de fichier audio (f) qui déclenche ou arrête la lecture du premier ou du second fichier sonore selon la nature inspiratoire ou expiratoire de la phase de ventilation dans laquelle se trouve le sujet, en adaptant, de préférence automatiquement, l’intensité du volume sonore en fonction de l’écart aux deux seuils prédéfinis, et de préférence iii) enregistre les signaux délivrés par le(s) capteur(s) (d) et/ou transmis au lecteur de fichier audio (f). Le dispositif (A), le système (X) ou le système (Y) peut comprendre, ou être connecté à, un ou plusieurs fichiers sonores additionnels permettant la diffusion d’un ou de plusieurs sons au moment de l’inspiration et/ou de l’expiration du sujet, ou en continu durant le cycle respiratoire du sujet, et/ou peut comprendre, ou être connecté à, un ou plusieurs fichiers supports d’un contenu visuel et éventuellement support(s) du son associé audit contenu visuel.
Comme indiqué, le système (Y) comprenant un dispositif de ventilation (A) peut comprendre avantageusement un outil (B) permettant de visionner un contenu de réalité virtuelle.
L’outil (B) comprend typiquement au moins un écran et des lentilles. L’écran d'affichage est typiquement miniaturisé et peut être un écran cathodique (CRT), un écran à cristaux liquides (LCD), un écran à cristaux liquides sur silicium (LCoS) ou un écran à diodes électroluminescentes (OLED). Selon un mode de réalisation particulier, l’outil comprend de multiples micro-écrans permettant d’augmenter la résolution et le champ de vision.
L’outil (B) est typiquement un dispositif d’affichage comprenant un petit écran d’affichage en face d’un œil (outil monoculaire) ou de chaque œil (outil binoculaire).
Lorsqu’il est binoculaire, l’outil (B) peut afficher une image différente devant chaque œil. Cela permet d'afficher des images stéréoscopiques, c'est-à-dire des images qui représentent une réalité en trois dimensions (« 3D »). Un tel outil permet de reproduire avantageusement une perception du relief à partir de deux images planes. Dans un mode de réalisation préféré, l’outil (B) est un outil binoculaire permettant à Tutilisateur de percevoir de la profondeur (présence de deux entrées vidéo fournissant un signal vidéo à chaque œil ; utilisation du multiplexage dans le temps, côte à côté ou de haut en bas). L’outil (B) offre typiquement un champ de vision de 60° à 230°, de préférence de 60° à 210°, par exemple de 60° à 170°, et un chevauchement binoculaire compris de préférence entre 50° et 180°. Il offre typiquement une résolution de 4K par œil de préférence.
De manière préférée, l’outil (B) est adapté à son utilisateur, et est ajusté afin de tenir compte en particulier de son écart pupillaire.
L’outil (B) permet d’afficher des images du monde réel, des images générées par ordinateur ou une combinaison d’images du monde réel et d’images générées par ordinateur. La combinaison d'une vue du monde réel et d'une image générée par ordinateur peut être effectuée en projetant l'image générée par ordinateur sur un miroir partiellement transparent qui laisse aussi voir le monde réel par transparence. Cette méthode est également appelée « optical see-through ». La combinaison des deux mondes peut également être effectuée par voie électronique en enregistrant le monde réel au moyen d'une caméra numérique et en y mélangeant électroniquement des images générées par ordinateur. Cette méthode est également appelée « Video See-Through ».
L’outil (B) peut être sélectionné de préférence parmi un casque, une visière, un masque et une paire de lunette (de réalité virtuelle), ou être intégré à, par exemple, un casque, une visière, un masque ou une paire de lunette (de réalité virtuelle). L’outil (B) peut également être réalisé à partir d’un smartphone. L’outil (B) est typiquement un dispositif d’affichage porté sur la tête ou dans un casque.
De manière avantageuse, le système (X), le système de réalité virtuelle (Y) et/ou l’outil (B) comprend un système d’exploitation embarqué permettant la diffusion d’un contenu de réalité virtuelle (l’outil (B) est dans ce cas qualifié d’outil « intelligent »), ou est connecté à un outil de diffusion de contenu de réalité virtuelle (C).
L’outil de diffusion de contenu de réalité virtuelle (C) est de préférence sélectionné parmi un ordinateur, une carte mémoire, une console de jeu, un smartphone et le réseau internet.
Lorsqu’il est présent au sein du système (X) ou du système (Y) et/ou de l’outil (B), le système embarqué peut comprendre un système de fichier permettant aux applications de lire et d'écrire des fichiers sur un espace de mémoire non volatile du système physique. Dans un autre mode de réalisation, le système (X), le système (Y) et/ou l’outil (B) comprend un capteur en réseaux (de préférence un capteur sans-fil permettant des échanges de données par exemple via Infrarouge) capable de récupérer des informations et de les transmettre sur le réseau.
Le contenu de réalité virtuelle est un ensemble d’images/vues du monde réel, d’images générées par ordinateur ou d’une combinaison d’images/vues du monde réel et d’images générées par ordinateur. Le contenu de réalité virtuelle est de préférence un film, par exemple le film d’une expérience de déplacement dans l’espace d’un sujet, de préférence une expérience de l’utilisateur du système (Y) lui- même, que l’espace soit aquatique, terrestre, aérien ou spatial. Il peut par exemple s’agir du film d’une plongée sous-marine, d’un vol (sans ou avec un moyen de transport tel qu’un avion ou une montgolfière par exemple), d’un voyage et/ou de la visite d’un site d’intérêt, par exemple d’une visite réalisée à pieds ou à l’aide d’un moyen de transport.
Le système (X) ou le système de réalité virtuelle (Y) et/ou l’outil (B) peut être pourvu d’une interface utilisateur.
Le système (X) ou le système (Y) selon l’invention peut également comprendre un moyen (H) permettant de moduler la température de tout ou partie du cuir chevelu du sujet, typiquement au moyen d’un liquide ou d’un gaz, éventuellement circulant, et/ou un moyen (I) permettant de délivrer ou générer des impulsions électriques sur tout ou partie du cuir chevelu du sujet.
Les moyens (H) et (I) peuvent avantageusement être utilisés pour stimuler le sujet en agissant via son cuir chevelu et permettent de reproduire une expérience sensorielle. De tels outils permettent au sujet d’atteindre plus facilement un état de relaxation et facilitent donc l’usage du dispositif et l’observance d’un protocole tel que décrit dans le présent texte, par exemple d’un protocole thérapeutique (au bénéfice direct du sujet patient).
Les moyens (H) et/ou (I) sont configurés de manière à pouvoir être disposés sur tout ou partie du cuir chevelu d’un sujet. Le moyen (H) et/ou (I) peut ainsi se présenter sous la forme d’un casque, typiquement en ce qui concerne le moyen (I) sous la forme d’un masque à électrodes.
Le moyen (H) permet typiquement de reproduire les sensations chaud/froid. Il comprend une chambre ou un réseau tubulaire permettant, une fois rempli(e) d’un liquide ou d’un gaz, éventuellement circulant, de moduler la température de surface de tout ou partie du cuir chevelu du sujet. Le contact avec un liquide suffisamment froid, ou la circulation d’un tel liquide, provoque la vasoconstriction de tout ou partie des vaisseaux cérébraux du sujet. Cet effet peut être obtenu à des températures comprises entre 10°C et 25°C, de préférence entre 15°C et 22°C. A l’inverse, le contact avec un liquide suffisamment chaud, ou la circulation d’un tel liquide, provoque la vasodilatation de tout ou partie des vaisseaux cérébraux du sujet. Cet effet peut être obtenu à des températures comprises entre 26°C et 38°C, de préférence entre 28°C et 35°C.
Le moyen (I) permet typiquement de délivrer ou générer des impulsions électriques sur tout ou partie du cuir chevelu du sujet. Il comprend avantageusement un réseau câblé d’électrodes, lesdites électrodes étant de préférence déplaçables. Le moyen (I) peut être par exemple un « casque lanières » ou un casque se présentant sous la forme d’un filet, ledit casque étant de préférence pourvu d’électrodes intégrées auxdites lanières ou audit filet.
La stimulation thermique et/ou la stimulation électrique sont de préférence contrôlables, et peuvent, selon un mode de réalisation préféré, être enclenchées, modulées ou stoppées directement par G utilisateur. A cette fin, le système (X) comprend avantageusement un ou des capteurs (d) de température et/ou d’activité électrique de préférence disposé(s) au sein d’un système (X), se présentant avantageusement sous forme de casque, de manière à se trouver en contact avec le cuir chevelu du sujet utilisateur. Un processeur ou microcontrôleur (e) permet i) d’analyser le signal reçu par le/les capteurs (d), typiquement en comparant la valeur du signal reçu à une valeur ou à un intervalle de valeurs de référence, et à l’issue de l’analyse, ii) transmet un signal à un récepteur, par exemple à un module (H) ou (I) tel que décrit dans le présent texte déclenchant, modulant ou arrêtant une stimulation thermique ou électrique, par exemple en fonction de valeurs de seuils de température / activité électrique de référence prédéfinies, par comparaison de la valeur détectée à la ou auxdites valeurs de référence.
Comme décrit dans le présent texte en lien par exemple avec le module audio (D), la combinaison du dispositif (A) avec un ou plusieurs autres moyens décrits dans le présent texte, ou l’ensemble de ceux- ci, choisis parmi un outil (B), un module audio (D), un moyen (H) permettant de moduler la température de tout ou partie du cuir chevelu du sujet et un moyen (I) permettant de délivrer ou générer des impulsions électriques sur tout ou partie du cuir chevelu du sujet favorise la mise en état de cohérence cardiaque du sujet utilisateur. De manière inconsciente, ce dernier va régler sa respiration/ son cycle respiratoire, i.e. d’une part son inspiration et d’autre part son expiration, sur l’environnement qu’il perçoit. La combinaison de plusieurs moyens facilite donc l’usage dudit dispositif, ou plus généralement du système de réalité virtuelle (Y), et donc l’observance d’un protocole tel que décrit dans le présent texte, par exemple d’un protocole thérapeutique (au bénéfice direct du sujet patient).
Le dispositif (A), le système (Z), le système (X) ou le système de réalité virtuelle (Y) tel que décrit par les inventeurs comprend de préférence une source d’alimentation électrique intégré ou un moyen de connexion (avec ou sans fil) à une source d’alimentation électrique (réseau électrique, pile, batterie, etc.), par exemple. Dans un mode de réalisation particulier, la source d’alimentation électrique est une source d’alimentation interne (m) au système (Z) ou une source d’alimentation externe (J) connectée audit système (Z).
Le dispositif (A), le système (Z) ou le système (X) tel que décrit par les inventeurs fonctionne selon un mode de réalisation préféré par transmission des signaux via système non filaire par exemple WiFi ou Bluetooth.
L’un ou l’autre des systèmes de réalité virtuelle selon l’invention tels que décrits par les inventeurs est avantageusement utilisable pour permettre au sujet utilisateur d’atteindre un état de cohérence cardiaque ou, en d’autres termes pour lui permettre d’augmenter sa variabilité cardiaque. Il est donc par exemple utilisable dans un but thérapeutique tel que décrit dans le présent texte.
Les inventeurs décrivent aussi un kit comprenant au moins un dispositif (A), un système (X) ou un système (Y) tel que décrit par les inventeurs, et un contenu de réalité virtuelle fixé sur un support informatique, par exemple sur une carte mémoire ou sur une clef USB, de préférence sur une carte mémoire.
Dans un mode de réalisation particulier, l’invention vise un équipement de ventilation, par exemple un équipement de ventilation de plongée, en particulier un détendeur de plongée, comprenant un dispositif (A), un système (X) ou un système (Y) tel que décrit dans le présent texte.
L’invention vise aussi l’utilisation d’un outil tel que décrit par les inventeurs dans le présent texte, typiquement d’un dispositif (A), d’un système (X), d’un système (Y) ou d’un kit, pour simuler, dans un
cadre/contexte prophylactique ou thérapeutique, une expérience, typiquement un déplacement dans l’espace de rutilisateur, que l’espace soit aquatique, terrestre, aérien ou spatial, par exemple une plongée sous-marine, un vol (sans ou avec un moyen de transport tel qu’un avion ou une montgolfière par exemple), un voyage et/ou la visite d’un site d’intérêt, par exemple à pieds ou à l’aide d’un moyen de transport, l’objectif étant de permettre au sujet utilisateur d’atteindre, ou d’entretenir, l’état d’équilibre recherché, i.e. l’état de cohérence cardiaque, ou pour simuler, dans un cadre/contexte ludique ou de détente, une expérience, typiquement un déplacement dans l’espace de l’utilisateur, que l’espace soit aquatique, terrestre, aérien ou spatial, par exemple une plongée sous-marine, un vol (sans ou avec un moyen de transport tel qu’un avion ou une montgolfière par exemple), un voyage et/ou la visite d’un site d’intérêt, par exemple à pieds ou à l’aide d’un moyen de transport, ou le monde virtuel d’un jeu électronique.
Dans le contexte de la présente invention, le sujet est un mammifère, de manière préférée un être humain quel que soit son âge ou son sexe. Le sujet peut être un sujet bien portant (typiquement dans le cadre/contexte ludique ou de détente décrit ci-dessus) ou un sujet souffrant d’une maladie ou d’un trouble lié au stress ou à l’anxiété tels que décrits dans le présent texte, ou d’un symptôme de ladite maladie ou dudit trouble, ou encore un sujet souffrant de migraine et éventuellement d’aura(s) associée(s) (typiquement dans le cadre/contexte prophylactique ou thérapeutique décrit ci-dessus). Le sujet est typiquement un utilisateur humain du dispositif de ventilation (A) tel que décrit pour la première fois par les inventeurs dans le présent texte.
Les inventeurs ont en effet mis en évidence des effets bénéfiques sur la santé de l’utilisation d’un outil selon l’invention tel que décrit dans le présent texte par les inventeurs, en particulier des effets bénéfiques sur les paramètres physiologiques suivants du sujet : fréquence respiratoire, volume respiratoire (volume courant), capnie expiratoire (taux de CO2 expiré), fréquence cardiaque, cohérence cardiaque, balance sympatho-vagale et activité électrique d’un organe.
De manière avantageuse et préférée, des effets bénéfiques sont observés :
- immédiatement, simultanément sur les paramètres physiologiques suivants (Exemple 1) : fréquence respiratoire, taux de CO2 expiratoire, volume courant et fréquence cardiaque ;
- à moyen terme (au-delà de plusieurs heures, par exemple d’une semaine, en utilisation répétée) et long terme (au-delà de un mois en utilisation répétée, de préférence au moins deux mois, trois mois, quatre mois, cinq mois ou six mois), simultanément sur les paramètres physiologiques suivants : cohérence cardiaque et balance sympatho-vaguale.
Les inventeurs ont également pu démontrer des effets bénéfiques sur les sujets ayant utilisé les outils décrits en termes de meilleure récupération, de qualité du sommeil, d’amélioration de la concentration et de la mémorisation, de diminution des troubles de l’attention et de l’hyperactivité, d’amélioration de
l’humeur, d’une meilleure résistance au stress, de diminution des angoisses et du stress perçu, de meilleure tolérance à la douleur, d’amélioration des symptômes inflammatoires.
Dans un mode de réalisation particulier, le sujet souffre d’une maladie ou d’un trouble lié au stress ou à l’anxiété, ou d’un symptôme de ladite maladie ou dudit trouble.
La maladie ou le trouble lié au stress ou à l’anxiété peut être par exemple sélectionné parmi le « bum- out », le trouble ou syndrome de stress post-traumatique (« TSPT »), la dépression, l’attaque ou la crise de panique, ou le trouble du déficit de l’attention avec ou sans hyperactivité (TDAH). Les inventeurs ont également pu démontrer des effets bénéfiques sur les sujets ayant utilisé les outils décrits en termes de réduction des symptômes d’anomalies de la balance sympatho-vagale (mis en évidence à travers la détection de la variabilité du rythme cardiaque), de symptômes de bum-out (détectée par réduction des scores du Maslach Bumout Inventory), du stress post-traumatique (détectée par réduction des scores au questionnaire PCL-5). De manière plus générale, les inventeurs ont pu mettre en évidence des effets bénéfiques sur le niveau de stress perçu (évalué par l’échelle PSS de Cohen) et la gestion du stress, le niveau de résilience ou de pleine conscience (évalué(s) par l’échelle FMI de Wallach (2006)).
Une méthode de prévention ou de traitement, chez un sujet, d’une maladie ou d’un trouble lié au stress ou à l’anxiété, d’un symptôme de ladite maladie ou dudit trouble, et/ou de la migraine, est ainsi également décrite par les inventeurs.
Cette méthode de prévention ou de traitement selon l’invention comprend l’utilisation par le sujet d’un outil tel que décrit par les inventeurs dans le présent texte, typiquement d’un dispositif (A), d’un système (X), d’un système (Y), d’un kit, d’un équipement de ventilation de plongée, d’un détendeur de plongée ou d’un simulateur de détendeur de plongée, de préférence d’un système (Y), pour prévenir ou traiter la maladie, le trouble et/ou la migraine chez le sujet, seul ou en combinaison avec un ou plusieurs gaz et/ou une ou plusieurs molécules actives utilisées dans la prévention ou le traitement de la maladie, du trouble, du symptôme de ladite maladie ou dudit trouble et/ou de la migraine. Dans un mode de réalisation particulier, cette méthode est combinée à la mise en œuvre par le sujet utilisant un dispositif tel que décrit dans le présent texte du protocole de plongée « BATHYSMED » (« BTY »).
Un protocole d’utilisation particulier d’un outil tel que décrit par les inventeurs dans le présent texte, typiquement d’un dispositif (A), d’un système (X), d’un système (Y), d’un kit, d’un équipement de ventilation de plongée, d’un détendeur de plongée ou d’un simulateur de détendeur de plongée, de préférence d’un système (Y), comprend les étapes suivantes : une étape de sophrologie/préparation mentale de l’utilisateur de l’outil (par exemple d’une durée d’environ 2/3 minutes), et la projection à l’utilisateur d’un film simulant différentes étapes d’une plongée sous-marine.
Dans un mode de réalisation particulier, l’étape de projection du protocole décrit ci-dessus comprend dans l’ordre : éventuellement la mise à l’eau de l’utilisateur plongeur (par exemple d’une durée d’environ 1 minute), une phase de descente de l’utilisateur plongeur jusqu’à un fond sous-marin (par exemple d’une durée d’environ 1 minute), une phase de pause de l’utilisateur plongeur sur le fond sous-marin (par exemple d’une durée d’environ 1 à 2 minutes), la réalisation par l’utilisateur plongeur d’une série d’exercices (par exemple d’une durée d’environ 5 à 10 minutes) visant par exemple à faire ressentir à l’utilisateur ses 5 sens, et/ou tout ou partie de son corps, par le biais d’exercice(s) de sophrologie, par exemple un ou plusieurs des exercices de sophrologie 1 à 4 du protocole « BTY » décrit dans la partie expérimentale, éventuellement une phase de balade de l’utilisateur plongeur au calme (par exemple d’une durée d’environ 4 à 5 minutes), éventuellement une phase de pause de l’utilisateur plongeur sur le fond sous-marin (par exemple d’une durée d’environ 1 minutes), et une phase de remontée en surface de l’utilisateur plongeur (par exemple d’une durée d’environ 1 minute).
Dans un mode de réalisation particulier où la maladie ou trouble hé au stress ou à l’anxiété est le « bum- out », la ou les molécules actives classiquement utilisée(s), ou le ou les gaz, peuvent être sélectionnées parmi un gaz rare, par exemple l’argon et/ou le xénon, et un mélange d’un ou de plusieurs gaz rares avec de l’oxygène et/ou de l’hélium
Dans un mode de réalisation particulier où la maladie ou trouble lié au stress ou à l’anxiété est le trouble ou syndrome de stress post-traumatique (« TSPT »), la ou les molécules actives classiquement utilisée(s) peuvent être sélectionnées parmi un gaz rare, par exemple l’argon et/ou le xénon, et un mélange d’un ou de plusieurs gaz rares avec de l’oxygène et/ou de l’hélium.
Dans un mode de réalisation particulier où la maladie ou trouble lié au stress ou à l’anxiété est la dépression, la ou les molécules actives classiquement utilisée(s) peuvent être sélectionnées parmi un gaz rare, par exemple l’argon et/ou le xénon, et un mélange d’un ou de plusieurs gaz rares avec de l’oxygène et/ou de l’hélium.
Dans un mode de réalisation particulier où la maladie ou trouble hé au stress ou à l’anxiété est l’attaque de panique, la ou les molécules actives classiquement utilisée(s) peuvent être sélectionnées parmi un gaz rare, par exemple l’argon et/ou le xénon, et un mélange d’un ou de plusieurs gaz rares avec de l’oxygène et/ou de l’hélium.
Dans un mode de réalisation particulier où la maladie ou trouble lié au stress ou à l’anxiété est le trouble du déficit de l’attention avec ou sans hyperactivité (TDAH), la ou les molécules actives classiquement
utilisée(s) peuvent être sélectionnées parmi un gaz rare, par exemple l’argon et/ou le xénon, et un mélange d’un ou de plusieurs gaz rares avec de l’oxygène et/ou de l’hélium.
Dans l’univers du Jeu, la volonté de simuler une immersion dans des environnements simulés est constante. Le scénario du film de Steven Spielberg « Ready Player One » en est l’expression parfaite avec une tentative d’immersion complète du héros dans un monde virtuel. L’invention revendiquée (typiquement le dispositif (A), le système (X), le système (Y) ou le kit) permet d’accéder au monde virtuel proposé par le scénario du jeu tout en plaçant le sujet utilisateur dans un état d’isolement sensoriel vis-à-vis des stimulations provenant de son environnement direct et, au contraire, de plus grande sensibilité/réceptivité aux stimulations induites par le jeu.
L’invention a été décrite pour plusieurs modes de réalisation afin de présenter le principe général. Cependant, l’homme du métier pourra adapter l’invention à d’autres modes de réalisation sans s’écarter des caractéristiques essentielles décrites dans le présent texte. L’invention comprend ainsi tous les moyens constituants des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs diverses combinaisons Les modes de réalisation décrits doivent donc être considérés à tous égards comme uniquement illustratifs et non restrictifs.
LEGENDES DES FIGURES
Figure 1 : Coupe du dispositif de ventilation (A) et flux ventilatoire.
La figure 1 montre une coupe d’un dispositif de ventilation (A) selon un mode de réalisation de l’invention. Les flèches symbolisent le mouvement du mélange gazeux (air ou autre) dans le dispositif et dans son environnement. Dans ce mode de réalisation, les flèches en trait double représentent le parcours du mélange gazeux dans la phase inspiratoire. Le mélange gazeux passe par la valve unidirectionnelle inspiratoire (1) puis traverse la chambre ventilatoire (2) et l’embouchoir (3) afin d’être inhalé (inspiré) par l’utilisateur. Les flèches en trait fort pointillé représentent le parcours du mélange gazeux dans la phase expiratoire. Le mélange gazeux passe par l’embouchoir (3), puis traverse la chambre ventilatoire (2) et passe par la valve unidirectionnelle expiratoire (4) pour se retrouver dans l’environnement extérieur.
Figure 2 : Coupe d’un dispositif de ventilation (A) incluant des valves réglables en dureté inspiratoire et expiratoire et des moyens indépendants de débrayage de la dureté ventilatoire.
La figure 2 montre une coupe d’un dispositif de ventilation (A) selon un mode de réalisation de l’invention. Dans ce mode de réalisation, la valve frein inspiratoire (1) comporte une vis de réglage/tarage de dureté inspiratoire (a), un ressort de durcissement inspiratoire (b) et une valve unidirectionnelle inspiratoire (c). Le sujet peut agir sur la vis de tarage (a) pour régler la résistance du ressort de durcissement (b) qui contraint la valve inspiratoire (c). La valve frein expiratoire (4) comporte
une vis de réglage/tarage de dureté expiratoire (d), un ressort de durcissement expiratoire (e) et une valve unidirectionnelle expiratoire (f). Le sujet peut agir sur la vis de tarage (d) pour régler la résistance du ressort de durcissement (e) qui contraint la valve expiratoire (f).
Lors de la phase d’inspiration, le mélange gazeux présent dans la chambre ventilatoire (2) passe dans l’embout buccal ou bucco-nasal (3) et génère une dépression dans la chambre ventilatoire (2) lorsque la valeur de dépression atteint la valeur de tarage du ressort de durcissement inspiratoire (b) la valve inspiratoire (c) s’ouvre et laisse passer le mélange gazeux par la chambre et l’embouchoir pour alimenter l’utilisateur. La valve unidirectionnelle expiratoire (4) reste fermée, car celle-ci ne fonctionne pas lors d’une dépression dans la chambre (2).
Lors de la phase d’expiration, le mélange gazeux expiré par l’utilisateur passe par l’embouchoir (3) et la chambre (2) la pression monte dans celle-ci. Lorsque la valeur de pression atteint la valeur de tarage du ressort de durcissement expiratoire (e), la valve expiratoire (f) s’ouvre et laisse passer le mélange gazeux de la chambre vers l’environnement extérieur du dispositif de ventilation (A). La valve unidirectionnelle inspiratoire (1) reste fermée dans cette phase, car celle-ci ne fonctionne pas avec une pression positive dans la chambre (2).
Les boutons de débrayage de la dureté inspiratoire et expiratoire, respectivement (g) et (h), permettent à l’utilisateur, lors d’une pression sur ceux-ci, de libérer indépendamment les freins inspiratoires ou et expiratoire par la libération des contraintes de compression sur les ressorts.
Les modules capteur de pression ventilatoire (5) et capteur, débitmètre ventilatoire (6) implantés dans la chambre (2) permettent de communiquer au système (z) les données physiologiques ventilatoires de G utilisateur.
Figure 3 : Coupe d’un dispositif de ventilation (A) incluant des valves réglables en dureté inspiratoire et expiratoire et un diaphragme bypass pilotable par l’utilisateur.
La figure 3 montre une coupe d’un dispositif de ventilation (A) selon un mode de réalisation de l’invention. Dans ce mode de réalisation, la valve frein inspiratoire (1) comporte une vis de réglage de dureté inspiratoire (a), un ressort de durcissement inspiratoire (b) et une valve unidirectionnelle inspiratoire (c). Le sujet peut agir sur la vis de tarage (a) pour régler la résistance du ressort de durcissement (b) qui contraint la valve inspiratoire (c). La valve frein expiratoire (4) comporte une vis de réglage de dureté expiratoire (d), un ressort de durcissement expiratoire (e) et une valve unidirectionnelle expiratoire (f). Le sujet peut agir sur la vis de tarage (d) pour régler la résistance du ressort de durcissement (e) qui contraint la valve expiratoire (f).
Lors de la phase d’inspiration, le mélange gazeux présent dans la chambre ventilatoire (2) passe dans l’embout buccal ou bucco-nasal (3) et génère une dépression dans la chambre ventilatoire (2). Lorsque la valeur de dépression atteint la valeur de tarage du ressort de durcissement inspiratoire (b), la valve inspiratoire (c) s’ouvre et laisse passer le mélange gazeux par la chambre et l’embouchoir vers G utilisateur. La valve unidirectionnelle expiratoire (4) reste fermée, car celle-ci ne fonctionne pas lors d’une dépression dans la chambre (2).
Lors de la phase d’expiration, le mélange gazeux expiré par rutilisateur passe par l’embouchoir (3) et la chambre (2). La pression monte dans celle-ci. Lorsque la valeur de pression atteint la valeur de tarage du ressort de durcissement expiratoire (e), la valve expiratoire (f) s’ouvre et laisse passer le mélange gazeux de la chambre vers l’extérieur du dispositif de ventilation (A). La valve unidirectionnelle inspiratoire (1) reste fermée dans cette phase, car celle-ci ne fonctionne pas avec une pression positive dans la chambre (2).
La chambre (2) peut également comprendre un diaphragme de débrayage (i) qui permet de désactiver et by-passer les valves frein (1 et 4). Ce diaphragme de débrayage (i) offre une sécurité quant au niveau d’obstruction solide du système nécessitant l’absence totale d’obstacle à l’inspiration et/ou à l’expiration.
Les modules capteur de pression ventilatoire (5) et capteur, débitmètre ventilatoire (6) implantés dans la chambre (2) permettant de communiquer au système (Z) les données physiologiques ventilatoires de rutilisateur.
Figure 4 : Représentation schématique d’un exemple de système (de contrôle) Z
La figure 4 est une représentation schématique d’un exemple de système (de contrôle) Z. Le système (de contrôle) Z représenté comprend un processeur (e) recevant les signaux délivrés par les capteurs du dispositif de ventilation A. Ce processeur (e) pilote le module audio D, le module H permettant le réglage thermique du cuir chevelu et le module I permettant de délivrer des impulsions électriques sur le cuir chevelu. Le processeur (e) enregistre par ailleurs les données reçues des capteurs du dispositif de ventilation A sur un module enregistreur (n) et dispose de préférence de moyens de communication sans fil vers un PC enregistreur (K). Le système Z est alimenté par une batterie (m) rechargeable lorsque le système Z est connecté une alimentation externe (J). Par ailleurs, J peut être le PC de programmation permettant d’implanter le logiciel du système de contrôle Z.
Figure 5 : Représentation schématique d’un exemple de module Audio D
La figure 5 est une représentation schématique d’un exemple de module Audio D. Le module audio D représenté comprend une entrée numérique destinée à recevoir des ordres de lecture de fichier(s) sonore(s) et des ordres de réglage du niveau sonore, depuis le processeur (e) du système de contrôle Z. Le lecteur de fichier audio (f) exécute les ordres du processeur (e) du système (de contrôle) Z et élabore un flux audio primaire en lisant les fichiers sonores enregistrés sur la carte mémoire (g). Le mixeur/amplificateur (o) mélange le flux audio primaire venant du lecteur de fichier audio (f) avec un flux audio secondaire provenant de la source audio secondaire (S). Les niveaux sonores de chaque flux dans le flux audio mélangé sont réglables via les potentiomètres (p) et (q). Le flux audio mélangé est envoyé au casque audio (R).
Figure 6 : Graphique montrant l’évolution chez les sujets testés de la fréquence respiratoire (par minute) permis par le dispositif (A) selon l’invention.
Figure 7 : Graphique montrant l’évolution chez les sujets testés de la capnie (en mm Hg) permis par le dispositif (A) selon l’invention.
Figure 8 : Graphique montrant l’évolution chez les sujets testés du volume courant (en millilitres) permis par le dispositif (A) selon l’invention.
Figure 9 : (A) valve clapet simple flux associé à un diaphragme réglable : la valve simple flux, permet d’orienter le sens d’écoulement du gaz. La variation du diaphragme permet de régler la pression (l’effort) respiratoire ; (B) clapet taré à une pression d’ouverture : La valve clapet, permet d’orienter le sens d’écoulement du gaz. Le tarage du ressort permet de régler la pression (l’effort) respiratoire ; (C) clapet papillon : La valve simple flux, permet d’orienter le sens d’écoulement du gaz. La variation de l’angle du volant papillon permet de régler la pression (l’effort) respiratoire.
Figure 10 : Graphique montrant l’évolution de la fréquence cardiaque (rythme cardiaque) chez un sujet n’ayant jamais pratiqué d’expérience de réalité virtuelle lorsqu’il utilise un système (Y) selon l’invention.
Le protocole suivi comprend les étapes suivantes :
1) sujet au repos [non équipé du système (Y)] : la phase dure 3 minutes, le temps de permettre au sujet de revenir à son rythme cardiaque basal ;
2) le sujet utilise le système (Y) selon l’invention pendant environ 5 minutes : il visionne un film grâce à un outil (B), respire dans l’embout buccal du dispositif (A) mais n’a pas de retour sonore. Après une première phase d’adaptation son rythme cardiaque se stabilise à un niveau inférieur à son rythme cardiaque basal ;
3) le module audio (D) présent au sein du système (Y) est enclenché. Cette étape dure environ 5 minutes : après une phase d’adaptation, le rythme cardiaque du sujet diminue encore plus pour atteindre le niveau le plus bas de l’expérimentation, permettant ainsi au sujet de tendre vers un état de cohérence cardiaque.
PARTIE EXPERIMENTALE
Protocole « BATHYSMED » (« BTY »)
Le protocole Bathysmed repose sur l’association :
- De séances de préparation mentale, de méditation, de sophrologie et de psychoéducation.
- De cours théoriques sur la plongée.
- De séances de plongée sous-marine non narcotique intégrant des exercices de sophrologie, relaxation et méditation. Ces exercices sont préalablement expliqués et répétés sur terre.
Théorie de plongée
En France, la pratique de la plongée est soumise au respect du « code du sport ». Pour pouvoir dépasser la profondeur des 6 mètres, le sujet doit acquérir certaines connaissances théoriques sur le milieu hyperbare afin de prévenir le risque d’accidents de plongée. Durant le protocole, ces connaissances théoriques ont été enseignées et validées par un QCM.
Psychoéducation
Elle a abordé les aspects psychophysiologiques du TSPT (origines, symptômes et réactions), afin que le patient comprenne mieux ses réactions et leurs fonctions. Il a ainsi pu développer un sentiment de contrôle et par voie de conséquence diminuer son anxiété.
Présentation en salle des exercices de plongée BTY et séances de sophrologie, relaxation et méditation Dans la plupart des pratiques méditatives, la séance est conduite verbalement par un guide. En sophrologie, le concept de Terpnos Logos implique une action verbale et désigne la manière dont le sophrologue s’adresse aux sophronisants. L’impossibilité de communiquer verbalement sous l’eau a nécessité une parfaire compréhension en amont des exercices de plongée. Le protocole prévoyait par conséquent, un enseignement de la méthode par l’intermédiaire de vidéos de démonstration, suivi d’une pratique méditative d’entraînement ensuite reproduite lors de la plongée.
La séance de sophrologie, relaxation et méditation a suivi le plan suivant :
1. Savoir respirer convenablement
2. Savoir utiliser sa respiration pour se détendre
3. Savoir utiliser sa respiration pour renforcer son énergie et sa motivation
4. Apprendre à visualiser quelque chose de positif
5. Apprendre à visualiser un projet futur
6. Apprendre à faire ressortir ses capacités personnelles
7. Préparer le post-stage de manière constructif
8. Identifier ses valeurs personnelles
La plongée BTY
Elle a pour objectif de stimuler le psychique et le physique à l’aide d’exercices spécifiques réalisés en immersion. Les plongées sont scindées en 3 périodes. Les 4 premières plongées ciblent un retour sur le moment présent, le développement de la réappropriation des sensations corporelles et la réactivation de la concentration. Les 5 à 8 plongées, orientées sur le contemplatif, doivent renforcer les aspects psychiques et permettre la réincorporation du couple corps-esprit à la conscience. Durant cette section, le sujet est amené à visualiser et à entrevoir un avenir selon un autre angle. Enfin, les 2 dernières plongées visent à consolider le sentiment de confiance en valorisant les capacités personnelles et le lâcher-prise.
Rapport bénéfice/risque :
La plongée engendre certaines contraintes physiologiques liées à l’immersion et à l’augmentation de pression. Les principaux risques sont représentés par l’accident de désaturation hé au relargage de l’azote sous forme bullaire lors de la décompression, les barotraumatismes consécutifs aux variations
des volumes gazeux dans les cavités aériques de l’organisme lors des variations de profondeur, les accidents toxiques engendrés par l’augmentation des pressions partielles des gaz ventilés lorsque la pression ambiante augmente et l’œdème pulmonaire d’immersion (OPI) provoqué par une surcharge cardiaque et une fragilisation pulmonaire liée le plus souvent à un effort immergé en eau froide avec majoration des contraintes ventilatoires. La noyade peut également survenir dans ce contexte. Elle est le plus souvent secondaire à un incident technique, à un problème de matériel et/ou à une perte de connaissance. Au vu de ces éléments, le protocole ne comprend aucune plongée à une profondeur supérieure à 20 mètres afin de réduire les risques d’accident de désaturation et d’accident toxique. Pour limiter les accidents barotraumatiques liés à la non maîtrise des vitesses de descente et de remontée chez le débutant, les deux premières plongées sont réalisées en piscine afin d’évaluer facilement le niveau d’aisance et de stress des sujets et de constituer des groupes homogènes pour les plongées en mer. Durant tout le stage, les profondeurs atteintes prévus sont très progressives et le ratio élèves/moniteur varie de 4 pour 1, pour les sujets très à l’aise, à 2 pour 1 pour les moins aquatiques, et à 1 pour 1 pour ceux qui présentent un stress plus important. La profondeur ayant peu d’impact sur la réalisation du protocole, tous les objectifs de séance sont réalisables dès 3 mètres de fond. Chaque moniteur inclus dans le programme possédait un diplôme professionnel, une expérience dans le domaine de la formation aux activités subaquatiques et une formation spécifique sur la gestion et la physiopathologie du stress. L’ensemble des moniteurs a suivi en amont une formation en sophrologie.
EXEMPLE 1 - Evaluation des effets du dispositif de ventilation sur la fréquence respiratoire du sujet utilisateur du dispositif de ventilation (A) selon l’invention.
Introduction : la méditation pleine conscience ainsi que le protocole Bathysmed ont pour objectifs communs de contrôler, typiquement de réduire, la fréquence respiratoire en privilégiant la phase expiratoire afin de moduler la fréquence cardiaque (de préférence la réduire) et d’ainsi atteindre un état de cohérence cardiaque. L’objectif de ce travail était d’évaluer l’effet du dispositif de ventilation (A) sur les paramètres respiratoires auprès de sujets sains volontaires.
Méthode : 20 sujets adultes volontaires ont été évalués. Après une période préliminaire de station allongée pour une durée de 5 minutes, un recueil des données respiratoires était réalisé avant et après 5 minutes d’utilisation du dispositif de ventilation (A) en position semi-assise à 45°. Ont été notamment recueillis la fréquence respiratoire par minute dont la moyenne habituelle au repos est de 15±2 par minute ; le volume courant (Vc), c'est-à-dire le volume des poumons pour des cycles normaux au repos ; et la capnie qui est le taux de CO2 expiré, ce dernier étant corrélé à la ventilation minute.
Résultats : Entre la période de référence et celle de fin d’utilisation du dispositif (A), la fréquence cardiaque a baissé de 72±13 battements par minute à 64±5 battements par minute, la fréquence respiratoire a baissé de 15±5 cycles par minute à 11±4 (figure 6), et la capnie (taux de CO2 expiré) s’est
vue réduite de 35±5 à 33±3 mm Hg (Figure 7) consécutivement à une augmentation du volume courant de 584±86 ml à 1100±382 ml (Figure 8).
Conclusions : L’utilisation du dispositif (A) favorise donc l’état de cohérence cardiaque avec une réduction de la fréquence cardiaque et de la fréquence respiratoire en association à une augmentation des volumes respiratoires (volume courant), et à une baisse de la capnie chez les sujets testés. Toutes ces modifications sont induites spontanément chez les sujets testés grâce au dispositif de ventilation (A) selon l’invention, i.e. indépendamment de toute intention ou démarche volontaire de la part des sujets testés.
EXEMPLE 2 - Evaluation des effets du système de réalité virtuelle (Y) selon l’invention sur les paramètres associés à la cohérence cardiaque chez un sujet utilisateur dudit système.
Introduction : Le dispositif de ventilation (A) selon l’invention peut être intégré à un système de réalité virtuelle (Y) comprenant des moyens permettant de reproduire une expérience sensorielle agissant sur les sens tels que l’ouïe, la vue, le toucher, l’odorat ou encore le positionnement dans l’espace. L’objectif de ce travail est d’évaluer l’influence de la combinaison de ces moyens sur les effets physiologiques bénéfiques observés lors de l’utilisation du dispositif de ventilation (A) de l’invention conduisant à l’état de cohérence cardiaque chez des sujets sains volontaires ou souffrant de TSPT.
Méthode : Un masque permettant de visionner un contenu de réalité virtuelle est placé sur les yeux de G utilisateur du système de réalité virtuelle (Y) selon l’invention. Le système de réalité virtuelle a pour but de simuler une plongée sous-marine. Chaque séance dure de 15 à 30 minutes, en particulier de 17 à 25 minutes. La conduite de séances successives permet d’amener progressivement Futilisateur plongeur à réaliser des plongées virtuelles en fond faible (3/4 mètres) puis en fond moyen (10/15 mètres).
Tout en visionnant une image quelconque, par exemple un fond bleu, Futilisateur entend un discours de préséance. Après une séance de sophrologie/préparation mentale d’une durée de 2 à 3 minutes permettant au sujet de prendre conscience de sa posture, de caler sa ventilation et d’acquérir une détente musculaire, un film d’une durée d’environ 15 minutes lui est projeté à l’aide d’un système de réalité virtuelle (Y) selon l’invention. Un recueil des données cardiaques et respiratoires est réalisé au moins avant et après la conduite de la séance d’utilisation du système de réalité virtuelle, de préférence avant puis tout au long de la séance.
Le film, fractionné en plusieurs phases de 1 à 5 minutes, comporte par exemple les séquences suivantes :
(a) utilisateur/plongeur en surface, durée 1 minute environ : l’utilisateur/plongeur est guidé par une voix superposée au son simulant la respiration,
(b) descente sur un fond, durée 1 minute environ ,
(c) pause sur le sable, durée 1 minute environ : l’utilisateur/plongeur contemple le paysage et le son simulant la respiration est ajusté,
(d) vue d’un moniteur guidant l’utilisateur par signes (mouvements à réaliser ou postures à prendre par exemple), optionnellement en présence d’une voix off, suivie d’une série d’exercices commençant par environ 1 minute pendant laquelle l’utilisateur/plongeur ferme les yeux et porte son attention sur le son et la profondeur de sa respiration. Puis l’utilisateur/plongeur réouvre les yeux à l’émission d’un son prédéfini et observe le moniteur effectuant une démonstration des exercices à appliquer ensuite (i.e. exercices 1 à 4 de sophrologie du protocole « BTY »). L’utilisateur/plongeur ferme à nouveau les yeux et se laisse guider par une voix off ou une série de sons pendant environ 3 à 7 minutes,
(e) balade au calme, durée environ 4 à 5 minutes,
(f) pause sur le sable avant la remontée, durée 1 minute environ : le plongeur regarde la surface avant de commencer à remonter, prends quelques inspirations de restimulation et remonte à la surface,
(g) arrivée en surface, temps calme pendant lequel une voix off porte l’attention du plongeur sur la transition eau-surface, durée 1 minute environ.
Lors de l’étape (d), les exercices d’une durée de environ 2 à 4 minutes ont pour but de faire ressentir ses cinq sens et/ou tout ou partie de son corps à l’utilisateur plongeur par le biais d’image de ses propres palmes en train de bouger et/ou d’images de déplacement et de rotation 3D.
En fonction de la profondeur de la descente effectuée à l’étape (b), i.e. 3/4 m, 10 m ou 15 m maximum, la balade au calme de l’étape (e) s’effectue par exemple dans des récifs de 5/6 m avec vue(s) vers la surface, dans des récifs de 7/8 m et/ou ou au bord d’un tombant ou d’une pente.
La ou les deux premières séances s’effectuent sans mise à l’eau (virtuelle), contrairement aux séances suivantes où la mise à l’eau virtuelle s’effectue depuis un bateau par exemple par un saut droit pendant une durée d’une minute environ préalablement à l’étape (a).
Plus l’utilisateur/plongeur effectue de séances et plus il se verra proposer des exercices diversifiés comme par exemple des exercices d’apnée (par exemple un enchaînement d’étapes comprenant une étape de ventilation avec cycles respiratoires complets puis une étape d’apnée durant 20 secondes puis une étape de récupération par ventilation avec cycle(s) respiratoire(s) complet(s) durant 40 à 60 secondes), éventuellement couplés à la visualisation de bulles émises par l’utilisateur/plongeur, ou des exercices de visualisation positive de plongée par une alternance d’ouverture/fermeture des yeux de G utilisateur/plongeur.
Résultats : Un état de cohérence cardiaque est atteint plus rapidement chez les utilisateurs du système de réalité virtuelle (Y) de l’invention et/ou les effets bénéfiques liés à cet état perdurent pendant au moins 1 mois, de préférence au moins 3 mois, de manière encore plus préférée au moins 6 mois après la conduite des séances.
EXEMPLE 3 - Evaluation des effets d’un système de réalité virtuelle (Y) selon l’invention sur la fréquence cardiaque (rythme cardiaque) chez un sujet utilisateur dudit système.
La fréquence cardiaque d’un sujet n’ayant jamais pratiqué d’expérience de réalité virtuelle a été mesurée avant et pendant l’utilisation d’un système de réalité virtuelle (Y) selon l’invention (cf. Figure 10). Le protocole suivi comprenait les étapes suivantes :
1) sujet au repos [non équipé du système (Y)] : la phase dure 3 minutes, le temps de permettre au sujet de revenir à son rythme cardiaque basal ;
2) le sujet utilise le système (Y) selon l’invention pendant environ 5 minutes : il visionne un film grâce à un outil (B), respire dans l’embout buccal du dispositif (A) mais n’a pas de retour sonore. Après une première phase d’adaptation, son rythme cardiaque se stabilise à un niveau inférieur à son rythme cardiaque basal ;
3) le module audio (D) présent au sein du système (Y) est enclenché. Cette étape dure environ 5 minutes : après une phase d’adaptation, le rythme cardiaque du sujet diminue encore plus pour atteindre le niveau le plus bas de l’expérimentation, permettant ainsi au sujet de tendre vers un état de cohérence cardiaque.
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Claims
1. Dispositif de ventilation (A) d’un sujet, ledit dispositif comprenant un embout buccal ou bucconasal ou un masque bucco-facial (a) et i) une valve (b) ou ii) une valve d’inspiration (b’) et une valve d’expiration (c), la valve (b) ou les valves (b’) et (c) étant configurée(s) pour imposer au sujet un effort expiratoire supérieur à son effort inspiratoire, la pression d’inspiration étant comprise entre 0 et 10 mbar de résistance, et la pression d’expiration étant comprise entre 1 et 12 mbar de résistance, les valeurs de pression étant exprimées en valeur absolue.
2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le dispositif comprend une valve (b) ou une valve d’inspiration (b’) configurée pour générer une pression d’inspiration comprise entre 0 et 3 mbar de résistance, et une valve (b) ou une valve d’expiration (c) configurée pour générer une pression d’expiration comprise entre 2.5 et 5 mbar de résistance.
3. Dispositif (A) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le dispositif de ventilation (A) comprend en outre au moins un capteur (d) permettant d’acquérir des données, par exemple un capteur de pression et/ou un capteur de débit.
4. Système (X) comprenant un dispositif de ventilation (A) tel que décrit dans la revendication 3, et un dispositif (Z) de réception, de stockage, de traitement et/ou de transmission de données acquises par le dispositif (A).
5. Système de réalité virtuelle (Y) comprenant un dispositif de ventilation (A) tel que décrit dans l’une des revendications 1 à 3 ou un système (X) tel que décrit dans la revendication 4, et un outil (B) permettant de visionner un contenu de réalité virtuelle et/ou un module audio (D) permettant d’écouter un contenu de réalité virtuelle.
6. Dispositif (A) selon l’une des revendications 1 à 3, système (X) selon la revendication 4 ou système (Y) selon la revendication 5, dans lequel le dispositif (A) est un deuxième étage de détendeur de plongée ou un simulateur de deuxième étage de détendeur de plongée.
7. Système (Y) selon l’une quelconque des revendications 5 ou 6, dans lequel l’outil (B) permettant de visionner un contenu de réalité virtuelle comprend un écran et des lentilles et est sélectionné de préférence parmi un casque, une visière, un masque et une paire de lunette de réalité virtuelle.
8. Système (Y) selon l’une quelconque des revendications 6 à 7, dans lequel l’outil permettant de visionner un contenu de réalité virtuelle (B) comprend un système d’exploitation embarqué ou est connecté à un outil de diffusion de contenu de réalité virtuelle (C), l’outil de diffusion de contenu de réalité virtuelle étant de préférence sélectionné parmi un ordinateur, une carte mémoire, une console de jeu, un smartphone et le réseau internet.
9. Dispositif (A) selon l’une quelconque des revendications 1-3 ou 6, système (X) selon la revendication 4 ou 6, ou système (Y) selon la revendication 7 ou 8, dans lequel le dispositif (A) ou le système (X) comprend en outre un module audio (D) comprenant ou étant connecté à un appareil (R) comprenant deux écouteurs ou haut-parleurs sélectionné parmi un casque audio, des écouteurs et des oreillettes, ledit module audio (D) étant intégré et/ou connecté au dispositif de ventilation (A), au dispositif (Z), et/ou à l’outil (B) permettant de visionner un contenu de réalité virtuelle.
10. Dispositif (A), système (X) ou système (Y) selon la revendication 9, dans lequel le module audio (D) comprend ou est connecté à un moyen permettant de réduire ou supprimer les bruits environnants et/ou de diffuser un son identique ou semblable à un son généré lors de l’utilisation d’un détendeur de plongée sous-marine en condition de plongée réelle.
11. Système (Y) selon la revendication 9 ou 10, dans lequel : le module audio (D) comprend, ou est connecté à, un moyen permettant de réduire ou supprimer les bruits environnants et/ou de diffuser un son identique ou semblable à un son généré lors de l’utilisation d’un détendeur de plongée sous-marine ; le dispositif de ventilation (A) comprend un capteur (d) ; le dispositif (Z) est connecté au capteur (d) du dispositif de ventilation (A) et au module audio (D) ; et le module audio (D) permet de diffuser les sons inspiratoires et expiratoires de manière synchronisée avec la ventilation du sujet.
12. Système (Y) selon la revendication 11, dans lequel le module audio (D) comprend un lecteur de fichier audio (f) et une carte mémoire (g), ladite carte mémoire comprenant de préférence un premier fichier sonore permettant la diffusion d’un son inspiratoire et un second fichier sonore permettant la diffusion d’un son expiratoire ; le capteur (d) est un capteur de pression et/ou de débit qui délivre un signal ; et le dispositif (Z) comprend un processeur ou un microcontrôleur (e) qui : i) analyse le signal délivré par le capteur de pression et/ou de débit (d) en comparant le niveau de pression avec au moins deux seuils de pression prédéfinis, ii) transmet un signal au lecteur de fichier audio (f) qui déclenche ou arrête la lecture du premier ou du second fichier sonore selon la nature inspiratoire ou expiratoire de la phase de ventilation dans laquelle se trouve le sujet, en adaptant l’intensité du volume sonore en fonction de l’écart aux deux seuils prédéfinis, et de préférence iii) enregistre les signaux délivrés par le capteur (d) et/ou transmis au lecteur de fichier audio (f).
13. Système (Y) selon la revendication 11 ou 12, dans lequel le dispositif (A), le système (X) ou le système (Y) comprend, ou est connecté à, un ou plusieurs fichiers sonores additionnels permettant la diffusion d’un ou de plusieurs sons au moment de l’inspiration et/ou de l’expiration du sujet, ou en continu durant le cycle respiratoire du sujet, et/ou comprend, ou est connecté à, un ou plusieurs fichiers supports d’un contenu visuel et éventuellement support(s) du son associé audit contenu visuel.
14. Dispositif (A) selon l’une quelconque des revendications 1-3, 6, 9 ou 10, système (X) selon l’une quelconque des revendications 4, 6, 9 ou 10, ou système (Y) selon l’une quelconque des revendications 5-13, dans lequel le dispositif de ventilation (A) comprend en outre un ou plusieurs capteurs (d) permettant de détecter et mesurer au moins un paramètre physiologique du sujet sélectionné parmi la fréquence respiratoire, un volume respiratoire, la capnie expiratoire, la fréquence cardiaque, la cohérence cardiaque, la balance sympatho-vagale et une activité électrique d’un organe.
15. Système (X) selon l’une quelconque des revendications 4, 6, 9 ou 10 ou système (Y) selon l’une quelconque des revendications 5-14, dans lequel le système (X) ou le système (Y) comprend en outre un moyen (H) permettant de moduler la température de tout ou partie du cuir chevelu du sujet au moyen d’un liquide ou d’un gaz et/ou un moyen (I) permettant de délivrer/générer des impulsions électriques sur tout ou partie du cuir chevelu du sujet.
16. Kit comprenant un dispositif (A) selon l’une quelconque des revendications 1, 3, 6, 9 ou 10, un système (X) selon l’une quelconque des revendications 4, 6, 9 ou 10, ou système (Y) selon l’une quelconque des revendications 5-15, et un contenu de réalité virtuelle fixé sur un support informatique, de préférence une carte mémoire.
17. Utilisation d’un dispositif (A) selon l’une quelconque des revendications 1, 3, 6, 9 ou 10, d’un système (X) selon l’une quelconque des revendications 4, 6, 9 ou 10, d’un système (Y) selon l’une quelconque des revendications 5-15, ou d’un kit selon la revendication 16, pour simuler une plongée sous-marine, un vol, un voyage, la visite d’un site d’intérêt ou le monde virtuel d’un jeu électronique.
18. Méthode de prévention ou de traitement, chez un sujet, d’une maladie ou d’un trouble hé au stress ou à l’anxiété, de préférence le « bum-out », le syndrome de stress post-traumatique (TSPT), la dépression, l’attaque de panique, ou le trouble du déficit de l’attention avec ou sans hyperactivité (TDAH), d’un symptôme de ladite maladie ou dudit trouble, et/ou de la migraine, caractérisé en ce que la méthode comprend l’utilisation d’un dispositif (A) selon l’une quelconque des revendications 1, 3, 6, 9 ou 10, d’un système (X) selon l’une quelconque des revendications 4, 6, 9 ou 10, d’un système (Y) selon l’une quelconque des revendications 5-15, ou d’un kit selon la revendication 16, pour prévenir ou traiter la maladie, le trouble et/ou la migraine chez le sujet, seul ou en combinaison avec un ou plusieurs gaz et/ou une ou plusieurs molécules actives utilisées dans la prévention ou le traitement de la maladie, du trouble, du symptôme de ladite maladie ou dudit trouble et/ou de la migraine.
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