FR3096252A1 - Robust detection of evoked potentials via a direct neural interface - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne une mesure de potentiel évoqué auprès d’un utilisateur. En particulier, on génère un signal de stimulation sensorielle (SIGN) destiné à induire un potentiel évoqué auprès de l’utilisateur, et on recueille une mesure du potentiel évoqué, pour comparer le potentiel évoqué au signal généré (SIGN). Le signal de stimulation sensorielle (SIGN) est variable en fréquence (f1, f2, f3) selon une séquence de variation prédéterminée, comme une séquence pseudo-aléatoire. Figure de l’abrégé : Figure 3The invention relates to a measure of potential evoked by a user. In particular, we generate a sensory stimulation signal (SIGN) intended to induce an evoked potential with the user, and we collect a measurement of the evoked potential, to compare the evoked potential with the generated signal (SIGN). The sensory stimulation signal (SIGN) is variable in frequency (f1, f2, f3) according to a predetermined variation sequence, such as a pseudo-random sequence. Abstract figure: Figure 3
Description
Description Titre de l'invention : Détection robuste de potentiels évoqués via une interface neuronale directe Domaine technique Description Title of the invention: Robust detection of evoked potentials via a direct neural interface Technical field
[0001] La présente description concerne une détection de signaux dits « de potentiels évoqués ». The present description relates to the detection of so-called “evoked potential” signals.
[0002] Des potentiels évoqués sont des réactions du système nerveux d'un utilisateur ré- agissant à une stimulation sensorielle spécifique (ou stimulus (l'un organe sensoriel).[0002] Evoked potentials are reactions of the nervous system of a user reacting to a specific sensory stimulation (or stimulus (a sensory organ).
Ces potentiels évoqués se présentent sous la forme de potentiels électriques détectables sur un électroencéphalogramme (EEG). These evoked potentials are in the form of electrical potentials detectable on an electroencephalogram (EEG).
[0003] Les stimuli externes peuvent être : visuels, auditifs, somatosensoriels (pression, chaleur, douleur...), ou autre. [0003] The external stimuli can be: visual, auditory, somatosensory (pressure, heat, pain, etc.), or other.
[0004] Pour évoquer ces potentiels, des sources de stimulations sensorielles émettent des stimuli à une fréquence donnée.[0004] To evoke these potentials, sources of sensory stimulation emit stimuli at a given frequency.
Le cerveau de l'utilisateur réagissant à ces stimuli (via un organe sensoriel approprié) génère un signal d'onde correspondant à un potentiel électrique d'encéphalogramme, nommée ci-après « EEG » (pour électroencéphalogramme).The user's brain reacting to these stimuli (via an appropriate sensory organ) generates a wave signal corresponding to an encephalogram electrical potential, hereinafter referred to as “EEG” (for electroencephalogram).
Il est observé habituellement que l'onde de ce signal EEG a une fréquence correspondant à celle du stimulus (pour autant bien entendu que l'organe sensoriel puisse détecter cette fréquence de stimulus : en-dessous de persistance rétinienne pour la vue, dans la bande de fréquence audible pour l'ouïe, etc.).It is usually observed that the wave of this EEG signal has a frequency corresponding to that of the stimulus (provided of course that the sensory organ can detect this stimulus frequency: below retinal persistence for sight, in the band audible frequency for hearing, etc.).
100051 En effet, le système nerveux de l'utilisateur émet des signaux électriques de fréquences équivalentes aux fréquences de variation des stimuli, qui attestent de la réception des stimuli et de la réaction de -l'utilisateur à ces stimuli.100051 In fact, the user's nervous system emits electrical signals of frequencies equivalent to the frequencies of variation of the stimuli, which attest to the reception of the stimuli and the user's reaction to these stimuli.
De possibles domaines d'applications pour cette technologie sont en autre, les diagnostics médicaux et les interfaces de commande cerveaux-machines.Possible areas of application for this technology include medical diagnostics and brain-machine control interfaces.
Technique antérieure Prior technique
[0006] La solution courante consiste en ce qu'un équipement de détection spécifique (par exemple un casque BCI - Brain-Computer Interface connecté à une unité de traitement) permette de détecter dans des signaux EEG une fréquence fixe émise par une source d'émission sensorielle. [0006] The current solution consists in specific detection equipment (for example a BCI - Brain-Computer Interface helmet connected to a processing unit) making it possible to detect in EEG signals a fixed frequency emitted by a source of sensory output.
[0007] Par exemple dans le cas d'une stimulation visuelle, une source lumineuse peut être commandée pour clignoter à une fréquence fixe (en régime permanent).[0007] For example in the case of visual stimulation, a light source can be controlled to flash at a fixed frequency (in steady state).
Le clignotement entraine la génération d'un signal électrique détectable par EEG dans un lobe occipital de l'utilisateur.The blinking causes the generation of an electrical signal detectable by EEG in an occipital lobe of the user.
On peut alors retrouver cette même fréquence fixe de la source lumineuse clans le signal EEG. This same fixed frequency of the light source can then be found in the EEG signal.
[0008] Dans l'état de l'art, concernant les stimulations visuelles, cette approche est nommée 2 SSEVP » (pour « Steady State Visual Evoked Potential » : potentiel évoqué visuel en régime permanent). [0008] In the state of the art, concerning visual stimulations, this approach is called 2 SSEVP” (for “Steady State Visual Evoked Potential”: visual evoked potential in steady state).
[0009] Des approches analogues existent aussi pour les potentiels évoqués pour d'autres organes sensoriels : -SSEAP (Stcady State Auditory Evocked Potential), pour l'audition ; -SSSEP (Steady State Somatosensory Evockcd Potential), pour le système somatosensoriel ; -SSLEP (Stcady State LASER Evockcd Potentiel), pour les sensations relatives à la douleur et la chaleur en réaction à une excitation laser, et qui sont transmises par une sous partie du système somatosensoriel. [0009] Similar approaches also exist for evoked potentials for other sensory organs: SSEAP (Stcady State Auditory Evocked Potential), for hearing; -SSSEP (Steady State Somatosensory Evockcd Potential), for the somatosensory system; -SSLEP (Stcady State LASER Evockcd Potential), for sensations relating to pain and heat in response to laser excitation, and which are transmitted by a sub-part of the somatosensory system.
[0010] Cette solution est fastidieuse à mettre en place car les signaux EEG sont très variables d'une personne à l'autre et varient largement en fonction dc paramètres tels que la fatigue, le contexte, la concentration, et d'autres.[0010] This solution is tedious to implement because the EEG signals vary greatly from one person to another and vary widely depending on parameters such as fatigue, context, concentration, and others.
En pratique, il faut utiliser une phase de calibration pour chaque utilisateur afin de rendre robuste la détection des potentiels évoqués.In practice, a calibration phase must be used for each user in order to make the detection of evoked potentials robust.
Cette calibration peut durer quelques minutes et doit être recommencée en cas de variation des conditions d'expérience (fatigue, contexte, concentration, etc.).This calibration can last a few minutes and must be repeated in the event of a variation in the experimental conditions (fatigue, context, concentration, etc.).
Cette phase de calibration réduit considérablement l'intérêt de la technique antérieure. This calibration phase considerably reduces the interest of the prior art.
[0011] De plus ces solutions imposent à l'utilisateur de se concentrer longtemps sur la sti- mulation en régime permanent (typiquement quelques secondes) pour garantir que la fréquence du signal détecté ne corresponde pas un artéfact, un bruit, ou une perturbation contextuelle. [0011] In addition, these solutions require the user to concentrate on the steady-state stimulation for a long time (typically a few seconds) to guarantee that the frequency of the detected signal does not correspond to an artifact, a noise, or a contextual disturbance. .
[0012] En outre, ce type de détection peut être utilisé pour former une interface d'utilisateur (fortement paralysé typiquement), afin qu'il concentre son attention sur une cible clignotante à une certaine fréquence prédéterminée parmi plusieurs cibles clignotant à des fréquences différentes.[0012] Furthermore, this type of detection can be used to form a user interface (typically strongly paralyzed), so that he concentrates his attention on a target flashing at a certain predetermined frequency among several targets flashing at different frequencies. .
Ainsi, la recherche de cette fréquence dans son EEG donne l'indication de la cible regardée et, de là, permet de piloter (comme un click sur une icone) une action correspondant à la cible regardée.Thus, the search for this frequency in his EEG gives the indication of the target watched and, from there, makes it possible to pilot (like a click on an icon) an action corresponding to the watched target.
Toutefois, comme indiqué plus haut, l'utilisateur doit se concentrer longtemps sur la cible pour garantir que la détection de la fréquence du signal EEG ne soit pas perturbée par un bruit d' artéfact ou autre.However, as mentioned above, the user must concentrate on the target for a long time to ensure that the detection of the frequency of the EEG signal is not disturbed by artifact noise or the like.
Résumé Summary
[0013] L'invention vient améliorer la situation. The invention improves the situation.
[0014] 11 est proposé un procédé mis en oeuvre par des moyens informatiques, dans lequel on génère au moins un signal de stimulation sensorielle destiné à induire un potentiel évoqué auprès d'un utilisateur.[0014] A method implemented by computer means is proposed, in which at least one sensory stimulation signal is generated intended to induce an evoked potential in a user.
On recueille une mesure du potentiel évoqué, pour comparer le potentiel évoqué au signal généré. A measurement of the evoked potential is collected, to compare the evoked potential to the generated signal.
[0015] En particulier, le signal de stimulation sensorielle est variable en fréquence selon une 3 séquence de variation prédéterminée.[0015] In particular, the sensory stimulation signal is variable in frequency according to a predetermined variation sequence.
On entend ici par « signal de stimulation sensorielle » typiquement un stimulus dont l'intensité varie au cours du temps. Here, the term “sensory stimulation signal” typically means a stimulus whose intensity varies over time.
[0016] Un tel procédé permet indépendamment du contexte de la mesure, d'identifier chez l'utilisateur des potentiels évoqués issus des stimuli induits en suivant la séquence précitée.[0016] Such a method makes it possible, independently of the context of the measurement, to identify in the user evoked potentials resulting from the stimuli induced by following the aforementioned sequence.
Cette identification est mise en oeuvre notamment grâce aux caractéristiques fréquentielles de la séquence prédéfinie du signal de stimulation sensorielle.This identification is implemented in particular thanks to the frequency characteristics of the predefined sequence of the sensory stimulation signal.
Ces caractéristiques se retrouvent en effet dans le signal mesuré du potentiel évoqué chez l'utilisateur.These characteristics are in fact found in the measured signal of the evoked potential in the user.
Ainsi, un signal de stimulation, alternatif (de type sinusoïdal, en créneaux ou autre, comme illustré sur la figure 3 commentée en détails plus loin), a une fréquence qui évolue dans le temps.Thus, an alternating stimulation signal (of the sinusoidal type, in slots or other, as illustrated in FIG. 3 commented on in detail below), has a frequency which changes over time.
Ces variations temporelles de la fréquence se retrouvent dans le même ordre dans le signal de mesure du potentiel évoqué. These temporal variations of the frequency are found in the same order in the measurement signal of the evoked potential.
[0017] Les caractéristiques de variations temporelles de la séquence de fréquences peuvent être modulées pour décrire un code.[0017] The temporal variation characteristics of the frequency sequence can be modulated to describe a code.
Il est possible alors de générer un grand nombre de séquences permettant de coder autant de signaux de stimulation distincts, et possiblement ainsi autant de commandes d'interface homme/machine par exemple, là où l'état de l'art (SSEVP, ou autre) ne permet qu'un nombre limité de stimuli. It is then possible to generate a large number of sequences making it possible to code as many distinct stimulation signals, and possibly thus as many human/machine interface commands for example, where the state of the art (SSEVP, or other ) allows only a limited number of stimuli.
[0018] En outre, grâce à une telle réalisation, il est possible de discriminer dans le signal de mesure du potentiel évoqué, la séquence du signal de stimulation et ce parmi du bruit et autre artefact altérant le signal de mesure.[0018] In addition, thanks to such an embodiment, it is possible to discriminate, in the evoked potential measurement signal, the sequence of the stimulation signal, among noise and other artefacts altering the measurement signal.
Il n'est plus nécessaire de calibrer un appareillage de mesure pour chaque utilisateur, ni à chaque fois que le contexte (fatigue, contexte, concentration, etc.) évolue, ce qui le rend beaucoup plus acceptable pour l'utilisateur. It is no longer necessary to calibrate a measuring device for each user, or each time the context (fatigue, context, concentration, etc.) changes, which makes it much more acceptable for the user.
[0019] Selon un mode de réalisation, le signal de stimulation sensorielle précité suit en par- ticulier une séquence pseudo-aléatoire.[0019]According to one embodiment, the aforementioned sensory stimulation signal follows in particular a pseudo-random sequence.
On entend par « pseudo-aléatoire » le fait que les fréquences successives dans le signal de stimulation sont choisies arbitrairement (ainsi que la durée prise pour chaque fréquence dans le signal de stimulation), mais néanmoins, cette séquence est conservée en mémoire pour être notamment comparée ultérieurement avec le signal de mesure de potentiel évoqué Ainsi, le procédé comporte : - un stockage en mémoire au moins de la séquence précitée, - une détermination d'une variation en fréquence dans la mesure du potentiel évoqué auprès de l'utilisateur, pour estimer une séquence de variation de fréquence dans le potentiel évoqué, et - une comparaison de la séquence stockée à la séquence estimée. By "pseudo-random" is meant the fact that the successive frequencies in the stimulation signal are chosen arbitrarily (as well as the duration taken for each frequency in the stimulation signal), but nevertheless, this sequence is kept in memory in order to be subsequently compared with the evoked potential measurement signal Thus, the method comprises: - storage in memory at least of the aforementioned sequence, - determination of a variation in frequency in the measurement of the evoked potential with the user, for estimate a sequence of frequency variation in the evoked potential, and - a comparison of the stored sequence with the estimated sequence.
[0020] Un tel signal à variations pseudo-aléatoires peut être identifié plus facilement (par exemple par corrélation ou autocorrélation) qu'un signal comprenant une seule fréquence fixe.Such a signal with pseudo-random variations can be identified more easily (for example by correlation or autocorrelation) than a signal comprising a single fixed frequency.
Un tel signal est discernable de perturbations indésirables, car il est attendu qu'il suive une variation caractéristique que les perturbations ont statis- tiquement peu de chance de suivre. Such a signal is distinguishable from undesirable disturbances, because it is expected to follow a characteristic variation that the disturbances have statistically little chance of following.
[0021] Selon un mode de réalisation, un signal d'alerte peut être généré en cas dc différence constatée entre la séquence stockée et la séquence estimée, pendant la comparaison précitée. [0021] According to one embodiment, an alert signal can be generated in the event of a difference observed between the stored sequence and the estimated sequence, during the aforementioned comparison.
[0022] Ce mode de réalisation permet dans le cas d'une application médicale en particulier, d'attirer l'attention d'un praticien sur par exemple un dysfonctionnement de l'organisme de l'utilisateur, et d'assister ainsi le praticien qui doit établir un diagnostic sur ce dysfonctionnement.This embodiment makes it possible, in the case of a medical application in particular, to draw the attention of a practitioner to, for example, a dysfunction of the user's body, and thus to assist the practitioner. who must make a diagnosis of this malfunction.
Le signal d'alerte peut être généré lorsqu'une partie au moins de la séquence estimée est différente de la séquence stockée, nonobstant une concentration de l'utilisateur sur une source générant le signal de stimulation. The alert signal can be generated when at least part of the estimated sequence is different from the stored sequence, notwithstanding user concentration on a source generating the stimulation signal.
[0023] Dans un mode de réalisation, on génère une pluralité de signaux de stimulation sen- sorielle à partir d'une pluralité de sources de stimulation sensorielles respectives, et ces signaux de stimulation sensorielle sont variables en fréquence selon des séquences respective, dc variation chacune prédéterminée. [0023] In one embodiment, a plurality of sensory stimulation signals are generated from a plurality of respective sensory stimulation sources, and these sensory stimulation signals are variable in frequency according to respective sequences, dc variation each predetermined.
[0024] On peut ainsi avoir autant de séquences que de sources émettant les signaux de sti- mulation.[0024] It is thus possible to have as many sequences as there are sources emitting the stimulation signals.
L'intérêt d'une pluralité de sources est dc présenter simultanément à l'utilisateur des stimulations différentes. The advantage of a plurality of sources is to simultaneously present different stimuli to the user.
[0025] Une telle réalisation est avantageuse dans le cas d'une application à une interface de commande homme/machine décrite ci-après.Such an embodiment is advantageous in the case of an application to a man/machine control interface described below.
Toutefois, dans une application médicale, elle peut permettre aussi de discriminer différents stimuli et quantifier les réactions de l'utilisateur à chacun de ces stimuli.However, in a medical application, it can also make it possible to discriminate between different stimuli and to quantify the reactions of the user to each of these stimuli.
Il est ainsi possible de tirer parti de la pluralité des sources pour opérer différents tests, par exemple afficher simultanément sur un écran plusieurs pavés clignotant à des fréquences différentes et selon surtout des séquences différentes de fréquence, et évaluer ainsi la latéralité du champ de vision d'un patient après un accident vasculaire cérébral. It is thus possible to take advantage of the plurality of sources to carry out different tests, for example displaying several squares flashing at different frequencies and especially according to different frequency sequences on a screen simultaneously, and thus evaluating the laterality of the field of vision of a patient after a stroke.
[0026] Dans le cas d'une interface homme machine, chaque source peut être par exemple une source lumineuse clignotante sur laquelle l'utilisateur peut choisir de se concentrer.[0026] In the case of a man-machine interface, each source can for example be a flashing light source on which the user can choose to concentrate.
Chaque source lumineuse étant liée à une commande, l'utilisateur sélectionne une commande associée à une source simplement en la regardant. Each light source being linked to a command, the user selects a command associated with a source simply by looking at it.
[0027] Dans un tel mode de réalisation, chaque séquence est pseudo-aléatoire, et le procédé comporte: -un stockage en mémoire au moins de chaque séquence, -une détermination d'une variation en fréquence dans la mesure du potentiel évoqué auprès de l'utilisateur, pour estimer une séquence de variation de fréquence dans le potentiel évoqué, - une comparaison de chaque séquence stockée à la séquence estimée, et - une identification d'une séquence stockée parmi les séquences stockées comme correspondant à la séquence estimée. [0027] In such an embodiment, each sequence is pseudo-random, and the method comprises: -a storage in memory at least of each sequence, -a determination of a variation in frequency in the measurement of the potential evoked from the user, to estimate a sequence of frequency variation in the evoked potential, - a comparison of each stored sequence with the estimated sequence, and - an identification of a stored sequence among the stored sequences as corresponding to the estimated sequence.
[0028] Ainsi comme toutes les séquences émises par une pluralité de sources sont stockées en mémoire il est possible de déterminer si une séquence estimée d'après la mesure du potentiel évoqué est ou non similaire à l'une des séquences stockées.Thus, as all the sequences emitted by a plurality of sources are stored in memory, it is possible to determine whether or not a sequence estimated from the measurement of the evoked potential is similar to one of the stored sequences.
Il est aussi possible de savoir quelle séquence stockée a été ainsi détectée. It is also possible to know which stored sequence has been detected in this way.
[0029] En outre, le procédé peut comporter, en particulier dans l'application à une interface de commande homme/machine : -une interrogation d'une table de correspondance entre, d'une part, des séquences stockées et, d'autre part, des identifiants de commande d'au moins un équipement, -et l'émission d'une commande à destination d'au moins un équipement, la commande émise étant d'identifiant correspondant à la séquence identifiée parmi les séquences stockées. [0029] In addition, the method may comprise, in particular in the application to a man/machine control interface: -a query of a correspondence table between, on the one hand, stored sequences and, on the other hand, command identifiers of at least one piece of equipment, and the sending of a command to at least one piece of equipment, the command sent having an identifier corresponding to the sequence identified from among the stored sequences.
[0030] Lorsqu'une séquence stockée est repérée dans une séquence estimée, il est possible de se référer à une table de correspondance pour retrouver l'identifiant de commande associée à cette séquence.When a stored sequence is identified in an estimated sequence, it is possible to refer to a correspondence table to find the command identifier associated with this sequence.
La commande ayant cet identifiant est envoyée à un équipement pour piloter alors son fonctionnement. The command having this identifier is sent to a device to then control its operation.
[0031] Dans un mode de réalisation plus général, la comparaison de la séquence stockée à la séquence estimée peut être menée par corrélation (notamment lorsque la séquence est pseudo-aléatoire).In a more general embodiment, the comparison of the stored sequence with the estimated sequence can be carried out by correlation (in particular when the sequence is pseudo-random).
La comparaison entre séquence estimée et séquence stockée peut être menée en effet pour chercher par exemple des points de ressemblances, et donc des corrélations statistiques (et non une égalité stricte entre les deux séquences). The comparison between the estimated sequence and the stored sequence can in fact be carried out to seek, for example, points of resemblance, and therefore statistical correlations (and not a strict equality between the two sequences).
[0032] Selon un mode réalisation, le signal de stimulation sensorielle généré est émis répéti- tivement par une source.[0032]According to one embodiment, the generated sensory stimulation signal is emitted repeatedly by a source.
En particulier, sa séquence est successivement répétée. In particular, its sequence is successively repeated.
[0033] Cette répétition diminue le risque de fausse détection par rapport à une séquence émise une seule fois.This repetition reduces the risk of false detection compared to a sequence transmitted only once.
En effet on diminue la probabilité que des perturbations affectent l'ensemble des séquences émises. In fact, the probability of disturbances affecting all of the transmitted sequences is reduced.
[0034] De manière complémentaire au mode de réalisation précédent, on peut prévoir un in- tervalle de garde avant de répéter une séquence. [0034] In addition to the previous embodiment, a guard interval can be provided before repeating a sequence.
[0035] L'intervalle de garde limite le risque de fausse détection d'une autre séquence qui serait faussement identifiée, du fait d'une permutation circulaire entre son début et sa fin. The guard interval limits the risk of false detection of another sequence which would be falsely identified, due to a circular permutation between its beginning and its end.
[0036] Selon un autre aspect, l'invention vise un dispositif informatique comportant un circuit de traitement configuré pour mettre en oeuvre le procédé selon l'un quelconque des modes de réalisations précédents. According to another aspect, the invention relates to a computer device comprising a processing circuit configured to implement the method according to any one of the preceding embodiments.
[0037] Ce dispositif peut être un dispositif médical comme décrit plus haut. This device can be a medical device as described above.
[0038] Alternativement, il peut s'agir d'un dispositif d'interface de commande homme/ machine comme décrit également plus haut. Alternatively, it may be a man/machine control interface device as also described above.
[0039] Le signal de stimulation sensorielle peut être un signal lumineux clignotant à une fréquence variable selon la séquence précitée, et le circuit de traitement comporte un 6 processeur configuré pour piloter un affichage d'une icône sur un écran avec un clignotement à une fréquence de clignotement qui suit cette séquence. [0039] The sensory stimulation signal can be a flashing light signal at a variable frequency according to the aforementioned sequence, and the processing circuit comprises a 6 processor configured to drive a display of an icon on a screen with a flashing at a frequency flash that follows this sequence.
[0040] Le circuit de traitement peut comporter une interface d'entrée de signaux issus d'au moins un capteur de signal de potentiel neuronal. The processing circuit may include a signal input interface from at least one neuronal potential signal sensor.
[0041] Selon un autre aspect, l'invention vise un programme informatique comportant des instructions pour la mise en oeuvre du procédé, lorsque ces instructions sont exécutées par un processeur d'un circuit de traitement. According to another aspect, the invention relates to a computer program comprising instructions for implementing the method, when these instructions are executed by a processor of a processing circuit.
[0042] Selon un autre aspect, l'invention vise un support d'enregistrement non transitoire lisible par un ordinateur sur lequel est enregistré un programme pour la mise en oeuvre du procédé lorsque ce programme est exécuté par un circuit de traitement.According to another aspect, the invention relates to a non-transitory recording medium readable by a computer on which is recorded a program for the implementation of the method when this program is executed by a processing circuit.
Brève description des dessins Brief description of the drawings
[0043] D'autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la des- cription détaillée ci-après, et à l'analyse des dessins annexés, sur lesquels : Fig. 1 [0043] Other characteristics, details and advantages will appear on reading the detailed description below, and on analyzing the appended drawings, in which: FIG. 1
[0044] [fig.1] montre une présentation d'au moins une source de stimulation sensorielle (ici plusieurs sources SS1, SS2, SSi.[0044] [fig.1] shows a presentation of at least one source of sensory stimulation (here several sources SS1, SS2, SSi.
SSn) selon un exemple de réalisation, dans un environnement d'usage courant associé à des éléments permettant la mise en oeuvre du procédé ci-avant.SSn) according to an exemplary embodiment, in a commonly used environment associated with elements allowing the implementation of the above method.
Fig. 2 Fig. 2
[0045] [fig.2] montre différentes étapes d'un procédé selon un mode de réalisation permettant à un utilisateur UT de transmettre au moins une commande OPTi pour action, à un équipement TRD à commander, en concentrant son attention sur la source de stimulation sensorielle SSi.[0045] [fig.2] shows different steps of a method according to one embodiment allowing a user UT to transmit at least one OPTi command for action, to a TRD equipment to be controlled, by focusing his attention on the source of SSi sensory stimulation.
Fig. 3 Fig. 3
[0046] [fig.3] montre un signal d'alimentation d'une source de stimulation sensorielle SSi selon un mode de réalisation.[0046] [fig.3] shows a power signal from a sensory stimulation source SSi according to one embodiment.
Fig. 4 Fig. 4
[0047] [fig.4] montre un dispositif DIS de télécommande selon un mode de réalisation comprenant un circuit de traitement CT et par exemple un écran ECR contenant des sources SSi émettant ici des stimulations visuelles.[0047] [fig.4] shows a remote control device DIS according to one embodiment comprising a processing circuit CT and for example an ECR screen containing SSi sources here emitting visual stimuli.
Fig. 5 Fig. 5
[0048] montre un dispositif médical selon un mode de réalisation comprenant un circuit de traitement CT ct un écran contenant au moins une source SS émettant des stimulations visuelles par exemple.[0048] shows a medical device according to one embodiment comprising a CT processing circuit and a screen containing at least one SS source emitting visual stimuli for example.
Description des modes de réalisation Description of embodiments
[0049] Il est maintenant fait référence à la Figure 1 qui présente un système SYST selon l'invention.Reference is now made to Figure 1 which shows a SYST system according to the invention.
Il peut comprendre un circuit dc traitement CT connectant au moins : 7 - ici, une pluralité de sources SSi de stimulation sensorielle dans une application du dispositif de l'invention en tant qu'interface de commande d'un équipement TRD, -au moins un capteur BCI de signal électrique neuronal (par exemple EEG ou encore MEG pour « magneto encephalogramme »), et -l'équipement TRD à commander (par exemple un poste de télévision, une installation de stores de fenêtres, et/ou autres). It may comprise a dc processing circuit CT connecting at least: 7 - here, a plurality of SSi sources of sensory stimulation in an application of the device of the invention as a control interface for TRD equipment, - at least one BCI neuronal electrical signal sensor (for example EEG or even MEG for “magnet encephalogram”), and the TRD equipment to be controlled (for example a television set, an installation of window blinds, and/or others).
[0050] L'utilisateur UT porte ici au moins un capteur de signal électrique neuronal BCI.The user UT here carries at least one neuronal electrical signal sensor BCI.
Néanmoins, préférablement l'utilisateur porte un ensemble de capteurs BCI, comme par exemple sous la forme d'un casque posé en surface du cuir chevelu (casque dit «BCI» pour « Brain to Computer Interface » - du cerveau à une interface informatique). Nevertheless, preferably the user wears a set of BCI sensors, for example in the form of a helmet placed on the surface of the scalp (helmet called "BCI" for "Brain to Computer Interface" - from the brain to a computer interface) .
[0051] Une stimulation d'un organe sensoriel de l'utilisateur UT, par exemple un cli- gnotement lumineux à destination de ses yeux, induit une réaction physiologique détectable par le capteur BCI de signal électrique neuronal.[0051] Stimulation of a sensory organ of the user UT, for example a light flash aimed at his eyes, induces a physiological reaction that can be detected by the neuronal electrical signal sensor BCI.
En suivant l'exemple d'une stimulation de l'oeil de l'utilisateur UT, il s'agirait d'un potentiel électrique détectable à niveau du lobe occipital de l'utilisateur UT (zone de quelques centimètres avec les technologies actuelles). Following the example of a stimulation of the eye of the user UT, it would be a detectable electric potential at the level of the occipital lobe of the user UT (zone of a few centimeters with current technologies).
[0052] Dans l'exemple de la figure 1, l'utilisateur UT peut sélectionner une fonctionnalité d'un équipement TRD (par exemple augmenter le volume sonore d'un poste de télévision, changer de chaîne TV, etc.), comme une interface de commande homme-machine.In the example of Figure 1, the user UT can select a functionality of a TRD equipment (for example increase the sound volume of a television set, change TV channel, etc.), such as a man-machine control interface.
En focalisant son attention sur une source d'émission sensorielle SSi, l'utilisateur UT commande la fonctionnalité OPTi associée à la séquence SEQi émise par la source SSi. By focusing his attention on a sensory emission source SSi, the user UT commands the functionality OPTi associated with the sequence SEQi emitted by the source SSi.
[0053] Alternativement, suite à la détection du signal EEG il est possible dans des ap- plications médicales : d'analyser le signal EEG reçu et déterminer notamment la réponse en fréquence de ce signal relativement au signal du stimulus, afin de caractériser le fonctionnement (ou le dysfonctionnement) d'une partie de l'organisme de l'utilisateur UT.[0053] Alternatively, following the detection of the EEG signal, it is possible in medical applications: to analyze the received EEG signal and in particular to determine the frequency response of this signal relative to the signal of the stimulus, in order to characterize the functioning (or malfunction) of a part of the UT user's organism.
Le signal EEG est ainsi analysé relativement au signal source SSi par le circuit de traitement CT et dans cet exemple l'équipement TRD peut être un dispositif informatique médical alimenté par le circuit de traitement CT pour obtenir les données de fréquences ou d'écarts de fréquence analysables par le dispositif médical TRD.The EEG signal is thus analyzed relative to the source signal SSi by the processing circuit CT and in this example the equipment TRD can be a medical computing device powered by the processing circuit CT to obtain frequency or frequency deviation data analyzed by the TRD medical device.
Une telle réalisation sera décrite plus loin en référence à la figure 5. Such an embodiment will be described later with reference to Figure 5.
[0054] Dans l'exemple de la figure 1, pour l'application du système à une interface de commande d'un équipement TRD, les sources SSi émettent des stimulations sensorielles commandées par le circuit de traitement CT.In the example of FIG. 1, for the application of the system to a control interface of TRD equipment, the SSi sources emit sensory stimulations controlled by the processing circuit CT.
La fréquence de ces stimulations sensorielles suit chacune une séquence SEQi périodique prédéterminée et unique, qui peut être associée à un identifiant de commande OPTi.The frequency of these sensory stimulations each follows a predetermined and unique periodic sequence SEQi, which can be associated with a command identifier OPTi.
Par exemple dans un mode de réalisation comprenant une stimulation visuelle, chaque source SSi peut être une zone 8 de pixels d'un écran ECR (d'une tablette, smartphonc, ou autre) clignotant suivant la séquence de fréquence SEQi.For example, in an embodiment comprising visual stimulation, each source SSi can be a zone 8 of pixels of an ECR screen (of a tablet, smartphone, or other) flashing according to the frequency sequence SEQi.
Cette zone est associée à un identifiant de commande OPTi.This zone is associated with an OPTi order identifier.
Alternativement on peut prévoir des diodes LED (« light-ernitting diode », pour diode électroluminescente) servant de sources pour les stimulations visuelles. Alternatively, it is possible to provide LED diodes (“light-ernitting diode”, for light-emitting diode) serving as sources for the visual stimulations.
[0055] L'utilisateur UT reçoit les stimuli ainsi générés.The user UT receives the stimuli thus generated.
Ces stimuli produisent, auprès de l'utilisateur UT, une réaction physiologique qui consiste en des signaux électriques neuronaux émis sous forme de potentiels par le système nerveux de l'utilisateur UT.These stimuli produce, in the user UT, a physiological reaction which consists of neuronal electrical signals emitted in the form of potentials by the nervous system of the user UT.
En particulier, il est habituellement observé sur un utilisateur sain UT que la fréquence de ces signaux électriques est la même que celle des stimuli.In particular, it is usually observed on a healthy UT user that the frequency of these electrical signals is the same as that of the stimuli.
Ces signaux électriques sont couramment appelés « potentiels évoqués ». These electrical signals are commonly referred to as "evoked potentials".
[0056] En référence à nouveau à l'exemple de réalisation de la figure 1, l'utilisateur UT est équipé d'un capteur BCI de signaux électriques neuronaux (par exemple un casque posé sur la tête).Referring again to the embodiment of Figure 1, the user UT is equipped with a BCI sensor of neural electrical signals (for example a helmet placed on the head).
Le capteur BCI mesure les potentiels évoqués de l'utilisateur, provoqués par les stimuli, et délivre des signaux de mesure correspondant au circuit de traitement CT.The sensor BCI measures the evoked potentials of the user, provoked by the stimuli, and delivers measurement signals corresponding to the processing circuit CT.
Ces signaux de mesure sont appelés par la suite « signaux EEG ».These measurement signals are referred to below as “EEG signals”.
Chaque signal mesuré peut en effet être représenté par un électroencéphalogramme.Each measured signal can indeed be represented by an electroencephalogram.
A cet effet, le capteur peut être connecté au circuit de traitement CT par une connexion filaire ou sans fil. For this purpose, the sensor can be connected to the processing circuit CT by a wired or wireless connection.
[0057] Le circuit de traitement CT permet alors d'établir la correspondance entre les signaux EEG mesurés et par exemple l'une des séquences SEQi émise par l'une des sources SSi de stimulation sensorielle.The processing circuit CT then makes it possible to establish the correspondence between the measured EEG signals and for example one of the sequences SEQi emitted by one of the sources SSi of sensory stimulation.
Dès lors, il est possible de connaitre la source SSi sur laquelle l'utilisateur a focalisé son attention, et de là, piloter une commande OPTi correspondant à cette source.From then on, it is possible to know the SSi source on which the user has focused his attention, and from there, drive an OPTi command corresponding to this source.
Par exemple, un utilisateur tétraplégique peut « piloter » par le cerveau simplement une interface de commande en focalisant son attention sur une icone particulière d'un écran ECR (par exemple la source SSi), clignotant à une fréquence ou, ici selon une séquence de fréquences, bien déterminée.For example, a quadriplegic user can simply "pilot" a control interface by brain by focusing his attention on a particular icon of an ECR screen (for example the SSi source), flashing at a frequency or, here according to a sequence of frequencies, well determined.
Cette fréquence (ou séquence de fréquences) est reconnue par le circuit CT dans les signaux EEG et le circuit CT émet une commande correspondante OPTi à l'équipement TRD. This frequency (or sequence of frequencies) is recognized by the circuit CT in the EEG signals and the circuit CT sends a corresponding command OPTi to the equipment TRD.
[0058] On se réfère maintenant à la figure 2 pour détailler la génération des sources SSi des stimuli détectés par les capteurs BCI, et interprétés par le circuit de traitement CT en vue de piloter le fonctionnement de l'équipement TRD. Reference is now made to FIG. 2 to detail the generation of the sources SSi of the stimuli detected by the sensors BCI, and interpreted by the processing circuit CT with a view to controlling the operation of the equipment TRD.
[0059] Le procédé ci-après fait référence aux équipements illustrés dans la figure 1 à titre d'exemple.The method below refers to the equipment illustrated in Figure 1 by way of example.
Néanmoins, on comprend que ce procédé peut être alternativement mis en oeuvre par d'autres équipements que ceux illustrés sur la figure I. Nevertheless, it is understood that this method can alternatively be implemented by equipment other than that illustrated in figure I.
[0060] A l'étape Si, l'équipement TRD est dans un état donné STA, par exemple un poste de télévision en réception d'une chaine CH.In step Si, the equipment TRD is in a given state STA, for example a television set receiving a channel CH.
Un nombre d'options de commandes sont possibles pour l'équipement TRD dans l'état STA (comme illustré sur la figure 4), comme par exemple augmenter ou baisser le volume sonore (respectivement SS4 et 9 SS5), incrémenter ou décrémenter les chaincs reçues (SS1 et SS2), allumer ou éteindre le poste (SS3, SS6), etc. A number of control options are possible for the TRD equipment in the STA state (as illustrated in Figure 4), such as increasing or decreasing the sound volume (respectively SS4 and 9 SS5), incrementing or decrementing the chains received (SS1 and SS2), turn the set on or off (SS3, SS6), etc.
[0061] L'équipement TRD communique un message représentatif de son état courant STA au circuit de traitement CT.The equipment TRD communicates a message representative of its current state STA to the processing circuit CT.
Le circuit CT en déduit des options possibles, et leur iden- tifiants respectifs OPT1, OPTi, OPTn, pour animer une interface homme/ machine basée sur l'attention de l'utilisateur UT, par exemple son regard. The circuit CT deduces therefrom possible options, and their respective identifiers OPT1, OPTi, OPTn, to animate a man/machine interface based on the attention of the user UT, for example his gaze.
[0062] A l'étape S2 le circuit CT détermine pour chaque identifiant OPTi une séquence unique SEQi, pscudo-aléatoire variable en fréquence, comme décrit en détails plus loin en référence à la figure 3.In step S2 the circuit CT determines for each identifier OPTi a unique sequence SEQi, pscudo-random variable in frequency, as described in detail later with reference to FIG. 3.
Chaque séquence est prédéterminée et enregistrée dans une mémoire MEM du circuit de traitement CT. Each sequence is predetermined and recorded in a memory MEM of the processing circuit CT.
[0063] Chaque séquence SEQi forme un code associé, dans une table de correspondance que peut stocker en outre cette mémoire MEM, à un identifiant de commande OPTi. Each sequence SEQi forms an associated code, in a correspondence table that this memory MEM can also store, with a command identifier OPTi.
[0064] A l'étape S3, le circuit CT peut piloter un écran d'affichage ECR et plus particu- lièrement des zones graphiques de l'écran pour : - afficher un logo de commande dans chaque zone (une icone typiquement) et - faire clignoter cette zone selon une séquence pseudo-aléatoire en fréquence, propre à une commande OPTi. [0064] At step S3, the circuit CT can drive a display screen ECR and more particularly graphic areas of the screen to: - display a command logo in each area (typically an icon) and - make this zone flash according to a pseudo-random frequency sequence, specific to an OPTi command.
[0065] Cette icone clignotante constitue alors une source de stimulus SSi. This flashing icon then constitutes a source of SSi stimulus.
[0066] A l'étape S4, le circuit de traitement CT récupère les signaux EEG de l'utilisateur pour les comparer à chaque séquence SEQi de source SSi (le capteur BCI transmettant en continu les signaux EEG au circuit de traitement CT). At step S4, the processing circuit CT recovers the user's EEG signals to compare them with each source SSi sequence SEQi (the sensor BCI continuously transmitting the EEG signals to the processing circuit CT).
[0067] Par exemple, à l'étape 55, le circuit de traitement CT détermine une période pendant laquelle le signal EEG reçu devient redondant et peut déterminer ainsi, par exemple par autocon-élation, la séquence en fréquences SEQest présente dans le signal EEG reçu.For example, in step 55, the processing circuit CT determines a period during which the received EEG signal becomes redundant and can thus determine, for example by autocon-elation, the frequency sequence SEQest present in the EEG signal received.
Cette séquence SEQest est constituée de successions de durées à des fréquences respectives comme présenté plus loin en référence à la figure 3.This sequence SEQest consists of successions of durations at respective frequencies as presented below with reference to FIG. 3.
Cette séquence SEQest est comparée à l'étape S6 à l'ensemble des séquences SEQI à SEQn émises par les sources respectives SSi.This sequence SEQest is compared in step S6 with all of the sequences SEQI to SEQn emitted by the respective sources SSi.
Lorsque que l'une des séquences de fréquence SEQi est identifiée comme correspondant à la séquence d'EEG SEQest, alors il est déterminé que l'utilisateur UT a concentré son attention sur la source correspondante SSi l'étape S7. When one of the frequency sequences SEQi is identified as corresponding to the EEG sequence SEQest, then it is determined that the user UT has focused his attention on the corresponding source SSi step S7.
[0068] Bien entendu, pour mettre en oeuvre les étapes 55 et 56, il est possible de prévoir un traitement de recherche de séquence pseudo-aléatoire en fréquence, par corrélation sur différents motifs de séquence SEQi, et ce en une étape commune. Of course, to implement steps 55 and 56, it is possible to provide a pseudo-random sequence search processing in frequency, by correlation on different sequence patterns SEQi, and this in a common step.
[0069] 11 est possible toutefois qu'un utilisateur porte son attention sur plusieurs sources SSi, SSj.It is however possible for a user to pay attention to several sources SSi, SSj.
Pour éviter de changer la détermination de la source visualisée de manière intempestive, il est possible de répéter un nombre Rep de fois choisi les étapes S4 à S7 et conditionner l'émission de la commande OPTi associée à la séquence SEQi reconnue un nombre de fois Rec par exemple (Roc supérieur à 1 et inférieur ou égal à Rcp).To avoid changing the determination of the source displayed inadvertently, it is possible to repeat steps S4 to S7 a chosen number Rep of times and condition the transmission of the command OPTi associated with the sequence SEQi recognized a number of times Rec for example (Roc greater than 1 and less than or equal to Rcp).
Typiquement, une séquence SEQest peut être repérée un nombre minimum de fois dans un intervalle de temps pour être considérée comme repérée à l'étape 54.Typically, a sequence SEQest can be tagged a minimum number of times in a timeslot to be considered tagged at step 54.
Un compteur peut dénombrer combien de fois la séquence SEQest est apparue répétitivement durant typiquement quelques secondes.A counter can count how many times the sequence SEQest has appeared repeatedly, typically lasting a few seconds.
Si le dénombrement atteint un seuil fixé Roc au bout du temps donné, la condition OK de l'étape S6 peut être validée. If the counting reaches a fixed threshold Roc at the end of the given time, the OK condition of step S6 can be validated.
[0070] A l'étape S7 le circuit de traitement CT associe à la séquence SEQest l'identifiant OPTi correspondant à la séquence SEQi repérée.In step S7 the processing circuit CT associates with the sequence SEQest the identifier OPTi corresponding to the identified sequence SEQi.
A l'étape SR, le circuit de traitement CT transmet la commande d'identifiant OPTi à l'équipement TRD. At step SR, the processing circuit CT transmits the identifier command OPTi to the equipment TRD.
[0071] Ainsi, en retour à nouveau à l'étape SI, l'état STA de l'équipement TRD est maintenant modifié, et les étapes S2 et suivantes peuvent être implémentées sur ce nouvel état. Thus, returning again to step S1, the state STA of the equipment TRD is now modified, and the steps S2 and following can be implemented on this new state.
[0072] La figure 3 présente ici un signal SION que génère le circuit de traitement CT.FIG. 3 here presents a signal SION generated by the processing circuit CT.
Ce signal SION est alternatif, ici sinusoïdal (possiblement aussi en créneaux, ou en triangle), correspondant aux clignotements de la source visuelle SSi.This signal SION is alternating, here sinusoidal (possibly also in slots, or in triangle), corresponding to the flashes of the visual source SSi.
Néanmoins, la fréquence de ces clignotements est variable.However, the frequency of these flashes is variable.
La variation de la fréquence suit ici une séquence prédéterminée SEQi : la fréquence est fixe pendant une durée prédéterminée, et prend ensuite une autre valeur, prédéterminée également, et ainsi de suite. The variation of the frequency here follows a predetermined sequence SEQi: the frequency is fixed for a predetermined duration, and then takes another value, also predetermined, and so on.
[0073] Par exemple dans le cas d'une stimulation visuelle, la source SSi clignote selon la séquence SEQi suivante : -pendant une durée prédéterminée tl (en rnillisecondes par exemple), à une fréquence prédéterminée fi, puis -pendant une durée t2 ms à une fréquence 12, et ainsi de suite jusqu'à clignoter à la fréquence fN pendant tN ms. For example in the case of a visual stimulation, the source SSi flashes according to the following sequence SEQi: -for a predetermined duration t1 (in milliseconds for example), at a predetermined frequency fi, then -for a duration t2 ms at a frequency of 12, and so on until flashing at frequency fN for tN ms.
[0074] Les fréquences fic (k = N) peuvent être choisies sur toute la plage de fréquences que permet l'afficheur ECR utilisé.The frequencies fic (k=N) can be chosen over the entire range of frequencies allowed by the display ECR used.
Par exemple, si l'écran a un taux de rafraichissement de 100 images par seconde, fi à IN sont choisies inférieures à 100Hz.For example, if the screen has a refresh rate of 100 frames per second, fi to IN are chosen below 100Hz.
Par ailleurs, les valeurs de fréquences sont comprises habituellement entre deux limites de détection du signal EEG typiquement entre 5Hz et 40Hz pour une détection par des capteurs non invasifs. Furthermore, the frequency values are usually between two detection limits of the EEG signal, typically between 5Hz and 40Hz for detection by non-invasive sensors.
[0075] Les durées tk peuvent être choisies égales ou différentes.The durations tk can be chosen to be equal or different.
En pratique, elles peuvent être de l'ordre de quelques centaines de millisecondes afin d'obtenir un potentiel évoqué visuel suffisamment long pour être repérable par le circuit de traitement CT dans les signaux EEG. In practice, they can be of the order of a few hundred milliseconds in order to obtain a visual evoked potential long enough to be detectable by the processing circuit CT in the EEG signals.
[0076] Le nombre total N de fréquences peut de la même façon être modifié en fonction des besoins et des contraintes (signal de durée totale, raisonnable pour l'application souhaitée). The total number N of frequencies can be modified in the same way according to needs and constraints (signal of total duration, reasonable for the desired application).
[0077] On évite préférentiellement qu'une séquence SEQi émise par une source SSi soit 11 composée d'une succession de fréquences que l'on pourrait retrouver par permutation circulaire dans une autre séquence SEQj émise par une source SSj différente de la source SSi.[0077] It is preferentially avoided that a sequence SEQi emitted by a source SSi be composed of a succession of frequencies which could be found by circular permutation in another sequence SEQj emitted by a source SSj different from the source SSi.
Alternativement, on peut prévoir un intervalle de garde (par exemple un affichage fixe noir, ou une absence de clignotement) avant tout début de séquence SEQi. Alternatively, a guard interval can be provided (for example a fixed black display, or an absence of flashing) before any start of sequence SEQi.
[0078] Par ailleurs, chaque durée du signal pendant laquelle sa fréquence est fixe est choisie arbitrairement.Furthermore, each duration of the signal during which its frequency is fixed is chosen arbitrarily.
En outre, les fréquences successives que prend le signal n'ont pas nécessairement de lien entre elles et sont choisies aussi arbitrairement, de sorte que les valeurs et les durées des fréquences successives de ce signal suivent une séquence SEQi dite « pseudo-aléatoire ».Furthermore, the successive frequencies taken by the signal do not necessarily have a link between them and are also chosen arbitrarily, so that the values and the durations of the successive frequencies of this signal follow a so-called “pseudo-random” sequence SEQi.
On entend ici par « pseudo-aléatoire » le fait que ces durées et valeurs de fréquences sont générées aléatoirement mais que ces séquences sont conservées en mémoire par le circuit de traitement CT pour pouvoir être identifiées ultérieurement dans les signaux que délivre le capteur Bd. Here, “pseudo-random” means the fact that these durations and frequency values are generated randomly but that these sequences are stored in memory by the processing circuit CT in order to be able to be identified subsequently in the signals delivered by the sensor Bd.
[0079] Avantageusement, un signal construit selon une séquence pseudo-aléatoire est plus facile à détecter par corrélation (ou par autocorrélation, par comparaison avec une base de données de motifs de signaux possibles), qu'un signal à une fréquence fixe.Advantageously, a signal constructed according to a pseudo-random sequence is easier to detect by correlation (or by autocorrelation, by comparison with a database of possible signal patterns), than a signal at a fixed frequency.
Il est donc plus facile pour le circuit de traitement CT de distinguer le signal pscudoaléatoire parmi du bruit et autres artefacts dans un signal EEG mesuré par les capteurs BCI. It is therefore easier for the processing circuit CT to distinguish the pscudo-random signal among noise and other artefacts in an EEG signal measured by the sensors BCI.
[0080] Ainsi, chaque séquence SEQi peut être reconnue dans un signal EEG mesuré comme un code caractérisant une commande associée OPTi.Thus, each sequence SEQi can be recognized in a measured EEG signal as a code characterizing an associated command OPTi.
Il est possible de définir autant de séquences SEQi que de constructions de combinaisons de fréquences possibles durant le temps total d'une séquence SEQi.It is possible to define as many sequences SEQi as constructions of possible frequency combinations during the total time of a sequence SEQi.
Ces différentes séquences SEQi peuvent donc coder autant de commandes identifiables OPTi possibles pour commander l'équipement TRD.These different sequences SEQi can therefore code as many identifiable commands OPTi as possible to control the equipment TRD.
Comme indiqué plus haut, chacune de ces séquences peut être détectée par con-élation, la robustesse de cette détection étant plus élevée que la simple détection d'un signal à fréquence unique (mais pouvant être bruité par des artéfacts).As indicated above, each of these sequences can be detected by con-elation, the robustness of this detection being higher than the simple detection of a signal at a single frequency (but which can be noisy by artefacts).
Si tel n'est pas le cas (pas de détection d'une séquence SEQi), le signal EEG mesuré n'est pas pris en compte (fausse détection à cause du bruit, d'un artéfact, ou du fait que l'attention de l'utilisateur est sollicitée par un autre objet). If this is not the case (no detection of an SEQi sequence), the measured EEG signal is not taken into account (false detection due to noise, an artefact, or the fact that the attention of the user is requested by another object).
[0081] 11 est maintenant fait référence à la figure 4 pour illustrer un dispositif DIS de commande d'un équipement TRD ou de plusieurs équipements TRD à commander à partir d'une même interface.11 is now referred to in FIG. 4 to illustrate a device DIS for controlling TRD equipment or several TRD equipment to be controlled from the same interface.
Les fonctionnalités peuvent être par exemple de lancer un programme particulier, d'allumer ou éteindre les équipements, ou autre comme présenté précédemment.The functionalities can be for example to launch a particular program, to switch on or off the equipment, or other as presented above.
Des icônes respectives SSI à SS6 sont affichées à cet effet sur l'écran ECR avec un clignotement suivant une séquence en fréquence propre à chaque source SSi. Respective icons SSI to SS6 are displayed for this purpose on the ECR screen with flashing following a frequency sequence specific to each SSi source.
[0082] En particulier, il peut être apprécié que le nombre d'icones affichées peut être 12 important, étant entendu que chaque icone « clignote » selon une séquence de fréquence propre et qui constitue un code discriminable de façon robuste par le circuit de traitement CT. [0082] In particular, it can be appreciated that the number of icons displayed can be large, it being understood that each icon "blinks" according to a natural frequency sequence and which constitutes a code that can be discriminated in a robust manner by the processing circuit. CT.
[0083] Le dispositif DIS peut être une télécommande dédiée, ou alternativement un terminal connecté de type smartphone, tablette ou autre, dans lequel une application logicielle est exécutée pour mettre en oeuvre les étapes de la figure 2. The DIS device can be a dedicated remote control, or alternatively a connected terminal of the smartphone, tablet or other type, in which a software application is executed to implement the steps of FIG. 2.
[0084] A cet effet le dispositif DIS comporte le circuit de traitement précité CT, lequel peut comporter typiquement, comme illustré dans l'exemple de la figure 4 : - une interface d'entrée IN, pour recevoir au moins un signal EEG (issu du capteur BCI), - une unité de mémoire MEM pour stocker au moins les séquences SEQi et les identifiants OPTi de commandes associées, ainsi que des données d'instructions d'un programme informatique au sens de l'invention, - un processeur PROC pour : * coopérer avec la mémoire MEM, et ainsi exécuter les instructions du programme pour mettre en oeuvre le procédé selon au moins certaines étapes (S2 à S8) illustrées sur la figure 2, et * piloter l'affichage sur l'écran ECR des icones clignotantes (SS1 à SS6), - une interface de sortie OUT pour émettre une commande destinée à au moins un équipement TRD. For this purpose the device DIS comprises the aforementioned processing circuit CT, which may typically comprise, as illustrated in the example of FIG. 4: - an input interface IN, to receive at least one EEG signal (from of the sensor BCI), - a memory unit MEM for storing at least the sequences SEQi and the identifiers OPTi of associated commands, as well as instruction data of a computer program within the meaning of the invention, - a processor PROC for : * cooperate with the memory MEM, and thus execute the instructions of the program to implement the method according to at least certain steps (S2 to S8) illustrated in FIG. 2, and * control the display on the screen ECR of the icons flashing (SS1 to SS6), - an OUT output interface for sending a command intended for at least one TRD device.
[0085] 11 est maintenant fait référence à la figure 5 pour illustrer une application distincte d'une réalisation d'une interface de commande.11 is now referred to Figure 5 to illustrate a separate application of an embodiment of a control interface.
Il s'agit ici d'un dispositif médical MED comprenant ici un écran ECR affichant une source de stimulation visuelle SS sur une zone de pixels donnée de l'écran ECR.This is a medical device MED here comprising an ECR screen displaying a source of visual stimulation SS on a given area of pixels of the ECR screen.
La source SS clignote en suivant une séquence pseudo-aléatoire en fréquence SEQ.The source SS flashes following a pseudo-random sequence in frequency SEQ.
Une telle réalisation permet déjà de comparer de façon robuste la séquence de clignotement de la source SS à la séquence en fréquence du signal EEG recueilli.Such an embodiment already makes it possible to compare in a robust manner the flashing sequence of the source SS with the frequency sequence of the collected EEG signal.
Toutefois, ici, il n'est pas attendu que la succession de fréquences du signal EEG suive exactement celui du clignotement de la source SS.However, here, it is not expected that the frequency succession of the EEG signal follows exactly that of the flashing of the source SS.
Il n'est donc pas procédé à une étape de reconnaissance formelle S6 de la séquence SEQest comme présenté précédemment en référence à la figure 2.A formal recognition step S6 of the sequence SEQest is therefore not carried out as presented previously with reference to FIG. 2.
Dans ce mode de réalisation, la séquence de clignotement f(SS) et la séquence du signal EEG f(EEG) (déterminée dans le signal EEG reçu du capteur BCI) sont envoyées par une interface de sortie OUT du dispositif MED à destination d'un équipement SCR permettant d'afficher par exemple des données de la comparaison entre les deux séquences, à des fins de tests médicaux.In this embodiment, the blinking sequence f(SS) and the sequence of the EEG signal f(EEG) (determined in the EEG signal received from the sensor BCI) are sent by an output interface OUT of the device MED intended for SCR equipment making it possible to display, for example, data from the comparison between the two sequences, for the purposes of medical tests.
Alternativement, la séquence de clignotement f(SS) et la séquence du signal EEG f(EEG) sont comparées par le circuit de traitement CT et en cas de différence constatée un signal d'alerte peut être généré par l'interface de sortie OUT pour afficher par exemple à destination d'un utilisateur praticien, sur 13 l'écran SCR, des données de cette différence constatée. Alternatively, the flashing sequence f(SS) and the sequence of the EEG signal f(EEG) are compared by the processing circuit CT and in the event of a difference observed, an alert signal can be generated by the output interface OUT to displaying for example intended for a practitioner user, on the SCR screen, data of this observed difference.
[0086] Ces tests médicaux peuvent être utilisés pour établir un bilan d'affection de l'utilisateur UT comme une perte d'acuité visuelle après traumatisme crânien, ou après un accident vasculaire cérébral ou dans des cas de sclérose en plaques.[0086] These medical tests can be used to establish a condition report for the UT user, such as loss of visual acuity after head trauma, or after a stroke or in cases of multiple sclerosis.
Eventuellement, il peut être observé par exemple que des fréquences de clignotement élevées ne sont plus perçues par l'utilisateur, ou encore que l'utilisateur ne réagit pas à toute la séquence de stimulation ou autre. Possibly, it can be observed for example that high flashing frequencies are no longer perceived by the user, or even that the user does not react to the entire stimulation sequence or other.
[0087] Par ailleurs, sur la figure 5, les mêmes références que celles de la figure 4 ou de la figure 1 désignent les mêmes éléments ou des éléments équivalents. Furthermore, in Figure 5, the same references as those of Figure 4 or Figure 1 denote the same elements or equivalent elements.
[0088] Bien entendu, la présente invention ne se limite pas aux formes de réalisation décrites ci-avant à titre d'exemples ; elle s'étend à d'autres variantes. Of course, the present invention is not limited to the embodiments described above by way of examples; it extends to other variants.
[0089] Ainsi par exemple dans l'application d'interface de commande homme-machine, les zones de pixels d'un écran formant les icones précitées peuvent être remplacées simplement par des diodes LED clignotantes sur un boiticr. Thus, for example, in the man-machine control interface application, the pixel areas of a screen forming the aforementioned icons can simply be replaced by flashing LED diodes on a box.
[0090] Plus généralement, alternativement à la génération de stimuli visuels, notamment dans l'application d'un dispositif médical, on peut prévoir d'autres types de source SS, comme par exemple : - un haut-parleur générant un signal audio avec une modulation de fréquence suivant une séquence pseudo-aléatoire, pour une stimulation de l'ouïe, - un objet vibrant pour une stimulation somatosensorielle, ou encore des impulsions électriques, à une fréquence suivant une séquence pseudo-aléatoire, - ou, pour la sensation de chaleur/douleur, une source LASER (« Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation », amplification de lumière par émission stimulée de radiation à une fréquence suivant une séquence pseudo-aléatoire).More generally, as an alternative to the generation of visual stimuli, in particular in the application of a medical device, other types of source SS can be provided, such as for example: - a loudspeaker generating an audio signal with frequency modulation following a pseudo-random sequence, for stimulation of hearing, - a vibrating object for somatosensory stimulation, or electrical impulses, at a frequency following a pseudo-random sequence, - or, for sensation heat/pain, a LASER source (“Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation”, light amplification by stimulated emission of radiation at a frequency following a pseudo-random sequence).
14 [Revendication 1] [Revendication 2] [Revendication 3] [Revendication 4] [Revendication 5] [Revendication 6]14 [Claim 1] [Claim 2] [Claim 3] [Claim 4] [Claim 5] [Claim 6]
Claims (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023110724A1 (en) * | 2021-12-16 | 2023-06-22 | Orange | Neural stimulator/interface, direct neural interface, electronic device, neural stimulator/interface initialisation method, method for controlling an electronic device and corresponding program |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010147913A1 (en) * | 2009-06-15 | 2010-12-23 | Brain Computer Interface Llc | A brain-computer interface test battery for the physiological assessment of nervous system health |
CN105302309A (en) * | 2015-11-05 | 2016-02-03 | 重庆邮电大学 | SSVEP brain-computer interface based brain wave instruction identification method |
CN106933353A (en) * | 2017-02-15 | 2017-07-07 | 南昌大学 | A kind of two dimensional cursor kinetic control system and method based on Mental imagery and coded modulation VEP |
-
2019
- 2019-06-28 FR FR1907187A patent/FR3096252A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010147913A1 (en) * | 2009-06-15 | 2010-12-23 | Brain Computer Interface Llc | A brain-computer interface test battery for the physiological assessment of nervous system health |
CN105302309A (en) * | 2015-11-05 | 2016-02-03 | 重庆邮电大学 | SSVEP brain-computer interface based brain wave instruction identification method |
CN106933353A (en) * | 2017-02-15 | 2017-07-07 | 南昌大学 | A kind of two dimensional cursor kinetic control system and method based on Mental imagery and coded modulation VEP |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023110724A1 (en) * | 2021-12-16 | 2023-06-22 | Orange | Neural stimulator/interface, direct neural interface, electronic device, neural stimulator/interface initialisation method, method for controlling an electronic device and corresponding program |
FR3131026A1 (en) * | 2021-12-16 | 2023-06-23 | Orange | Interface-neural stimulator, direct neural interface, electronic equipment, method of initializing interface-neural stimulator and method of controlling electronic equipment |
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