[Brevet] Humon, un nouvel outil d’entrainement

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Au programme : un nouveau moyen de mesurer vos entrainements 

Cet article ne présage pas des futures sorties de la marque, il n’est issu que de mon analyse d’un brevet déposé par la marque et reflète potentiellement les activités des concepteurs.

Les informations présentées dans cet article proviennent de la demande de brevet WO2019213054A1 déposé par DYNOMETRICS INC D/B/A HUMON.

Mesurer l’oxygène dans les muscles et avoir son niveau de lactate durant l’effort, ça fait rêver ! C’est la promesse d’une meilleure gestion pour l’endurance. L’oxygénation musculaire peut indiquer si le muscle est aérobie, proche d’un seuil anaérobie ou anaérobie, et est donc pertinent pour déterminer si un athlète fonctionne de manière optimale pour son effort, ce que ne permet pas une simple surveillance de la fréquence cardiaque.

Humon c’est quoi ?

[Brevet] Humon, un nouvel outil d'entrainement 2C’est un dispositif optique portable et sans fil pour détecter l’oxygénation musculaire, il émet des signaux optiques dans le muscle d’un utilisateur et collecte les signaux de retour. En fonction de l’intensité du signal de retour et par un traitement du signal, Humon détermine la concentration d’hémoglobine oxygénée (HbO2), de la concentration d’hémoglobine désoxygénée (Hb) ou de la concentration d’hémoglobine totale (HbT) (somme des 2 premières valeurs) et ainsi la SmO2 : l’oxygénation du muscle qui est le rapport entre HbO2 et HbT. Il se porte préférentiellement sur le muscle en activité : cuisse par exemple pour un coureur ou un cycliste.

Humon, ça ressemble à quoi ?

[Brevet] Humon, un nouvel outil d'entrainement 3Ce petit appareil comprend un réseau d’émetteur (LEDs) et de récepteurs. Les LED sont dites à bande étroite, c’est à dire qu’elles émettent uniquement entre 2 longueurs d’ondes : 660nm et 855nm dans le spectre infrarouge. Ces longueurs d’onde sont sélectionnées sur la base des spectres d’absorption de l’hémoglobine oxygénée et désoxygénée. Il est nécessaire d’utiliser 2 longueurs d’onde (ou plus) car on cherche ici à résoudre une équation avec 2 inconnues : HbO2 et Hb

Pendant le fonctionnement du dispositif optique, les signaux lumineux émis par le réseau d’émetteurs pénètrent dans le tissu musculaire, se diffusent à travers le tissu, puis sont détectés à divers endroits par les détecteurs.

Le système comprend aussi d’après le brevet, un capteur de température. Les données de température peuvent être utilisées pour tenir compte des variations induites par la température ou du comportement optique du tissu en question. Par exemple, la température influence l’émissivité de l’émetteur (par exemple, les LED) en termes de puissance de sortie, et peut changer le spectre émis et / ou l’état de charge de la batterie.

Humon, comment ça marche ?

Un exemple de fonctionnement est décrit dans le brevet, bien qu’il soit à noter que d’autres modes de fonctionnement sont possibles.

Une procédure d’étalonnage est d’abord effectuée avant le fonctionnement du dispositif pour fixer l’intensité des émetteurs et améliorer la qualité de la mesure.

Le sang désoxygéné est un absorbeur de lumière rouge plus puissant que le sang oxygéné. En revanche, le sang oxygéné absorbe plus fortement la lumière proche infrarouge que le sang désoxygéné. L’absorption des deux est approximativement la même à environ 800 nm. Le muscle comprend un mélange d’Hb ainsi que d’HbO2 dans le sang. Avec l’exercice, les pourcentages d’Hb et d’HbO2 peuvent changer, entraînant des changements dans l’absorption de la lumière, et donc des changements dans la couleur du sang. Ce changement dans la couleur du sang est utilisé pour déterminer les niveaux d’oxygénation dans le tissu musculaire. Ainsi, en analysant l’absorption de lumière de longueurs d’onde inférieures et supérieures à environ 800 nm, Humon détermine le pourcentage de sang oxygéné et désoxygéné.

Les intensités détectées pour les différentes longueurs d’onde sont ensuite traitées en utilisant un algorithme approprié. Le résultat du traitement des intensités reçues fournit une indication de l’hémoglobine désoxygénée et oxygénée présente dans le muscle, et donc fournir une indication de SmO2.

Une courbe basée sur une fonction exponentielle dont la distance fait partie de l’exposant, est ajustée à travers les données d’intensité de réflectance mesurée pour chacune des deux longueurs d’onde dans le but obtenir des informations sur la façon dont la lumière à travers le tissu musculaire est atténuée. Une corrélation est ensuite utilisé pour transformer l’oxygénation en acide lactique 

Humon, ça s’arrête là ?

Non. 

Il fournit aussi l’application qui va avec le dispositif pour analyser en temps réel et a posteriori les données. En fonction de l’oxygénation du muscle, vous savez donc si vous perte plus moins proche de votre limite

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Mais, d’après le brevet, humon n’imagine pas s’arrêter là, en effet, l’utilisation d’un plus grand nombre de longueurs d’onde permettrait d’ajuster la teneur en eau de la peau / du tissu, ce qui peut être fait en alternative à l’hypothèse d’une teneur en eau constante ou offrir des informations plus détaillés sur le muscle à l’utilisateur

Humon, ça marche ?

Je suis allé un peu au-delà du brevet ici. Humon a mandaté l’Harvard Médical School (facile quand l’un des fondateurs en fait parti) pour prouver l’efficacité de son système. Le rapport détaillé est disponible ici . La saturation en oxygène et la concentration d’hémoglobine / myoglobine dans les muscles en exercice de 17 individus sportifs ont été mesurées simultanément avec les deux systèmes, tandis que les sujets ont effectué un test incrémental sur un ergomètre.

[Brevet] Humon, un nouvel outil d'entrainement 5Pendant l’exercice, les coefficients de corrélation des concentrations de SmO2 et d’hémoglobine entre les deux systèmes étaient supérieurs à 0,70. De plus les deux systèmes étaient insensibles à la présence de couches minces d’absorption variable, imitant différentes couleurs de peau. Aucun des deux systèmes n’a pu prédire avec précision la puissance seuil des lactates des athlètes en utilisant simplement les seuils SmO2. 
En synthèse, (et en faisant l’abstraction du conflit d’intérêt), humon donne une bonne tendance et ce dispositif sans fil (il est nécessaire de le rappeler) est un bon outil pour connaitre l’effort d’un sportif !

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