EP3132786A1 - Self-contained ambulatory rehabilitation device - Google Patents

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EP3132786A1
EP3132786A1 EP16186762.7A EP16186762A EP3132786A1 EP 3132786 A1 EP3132786 A1 EP 3132786A1 EP 16186762 A EP16186762 A EP 16186762A EP 3132786 A1 EP3132786 A1 EP 3132786A1
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EP
European Patent Office
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individual
patient
rehabilitation device
harness
gantry
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP16186762.7A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Jean-Luc Thome
Guy Caverot
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rise BA SAS
Original Assignee
Rise BA SAS
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Publication date
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Application filed by Rise BA SAS filed Critical Rise BA SAS
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    • A61H2230/625—Posture used as a control parameter for the apparatus

Definitions

  • the field of the invention is that of physiotherapy.
  • the invention relates to an autonomous device for outpatient rehabilitation.
  • the device according to the invention is particularly suitable for the functional rehabilitation of persons who have suffered an acute neurological accident, for example a cerebrovascular accident, a traumatic brain injury or an incomplete spinal cord injury, and persons suffering from neurological pathologies. chronic progressive diseases such as multiple sclerosis or Parkinson's disease.
  • Proper rehabilitation of walking involves reproducing to a patient a varied set of movements of walking in a precise manner, respecting the physiological rhythm of walking.
  • a known technique of reeducation of walking without advancing is to walk the patient on a treadmill.
  • mobilizing therapists throughout a rehabilitation program to assist a patient to achieve steps has the disadvantage of being very expensive.
  • each leg of a patient has been thought to equip each leg of a patient with a functional orthosis forming an exoskeleton, to guide its movement on the treadmill.
  • a disadvantage of this technique using an exoskeleton is that it requires a great effort to the patient, and that it can not be practiced only with subjects with good cardiovascular health.
  • Another disadvantage of this known technique is that the laying or removal of an exoskeleton is a long operation.
  • Another disadvantage of this technique is that it may not be suitable for elderly patients, who are more reluctant to accept new technology.
  • a common disadvantage of these known techniques of walking rehabilitation without advancing is that the dynamics of walking on treadmill, or using a device driving the feet of a patient in an elliptical pedaling motion, is different from that on floor.
  • the proprioceptive information received by the central nervous system of the patient during re-education sessions using these known techniques is therefore insufficient to allow complete rehabilitation of the functions of walking.
  • Another disadvantage of the known techniques of rehabilitation without advancing is that it is necessary to provide a substantial period of time to install the patient before starting a re-education session.
  • a disadvantage of this guided progression technique is that the cost of fitting out a rehabilitation circuit is important.
  • This technique of guided progression also has the drawbacks that the path taken by the patient following the rail or the cable is fixed, and that it does not allow to rotate the patient on itself.
  • a motorized walker was also proposed to support a non-autonomous patient and to help him move on the ground, after having equipped his legs with electrodes to induce their relaxation via electrical stimulations and an exoskeleton to guide their movement.
  • This technique using a motorized walker is however suitable only in the early stages of gait rehabilitation. In particular, it does not allow the patient to practice walking on his own.
  • This technique also has the disadvantage of being complex.
  • Another disadvantage of this technique is that it does not allow to simply control the trajectory of the patient. It also does not allow the patient to navigate on his own.
  • Another disadvantage of this technique is that it does not adapt the speed of progression of the walker to the rhythm of the patient, in the case for example where it feels joint pain or tires quickly.
  • the invention therefore particularly aims to overcome the disadvantages of the state of the art mentioned above.
  • the invention aims to provide an ambulatory rehabilitation device that allows a patient who has lost the autonomy of walking to practice to practice each movement of walking, and in particular to change direction or to rotate on itself.
  • the invention particularly aims to exercise a patient walking movements in ambulatory situation and on soils of varied nature.
  • An object of the invention is also, in at least one embodiment of the invention, to allow the patient to go by himself.
  • Another object of the invention is to provide such a technique which can provide a gradual and / or gradual rehabilitation of a patient, and which can be implemented both in early stages of rehabilitation as in more advanced phases.
  • the purpose of the invention is to provide such a technique that makes it possible to implement novel therapeutic scenarios designed around diversified and complementary exercises.
  • Yet another objective of the invention is to provide such a technique which makes it possible to adapt the level of assistance provided to the patient.
  • Yet another object of the invention is to provide such a technique which is compact.
  • Another object of the invention is to provide such a technique that can be implemented in a city medical office, the home of a patient, and / or outside.
  • the invention also aims to provide such a technique whose use is simple and acceptable for a patient and / or a therapist.
  • Yet another object of the invention is to provide such a technique which is reliable, safe and safe for a patient.
  • an outpatient rehabilitation device intended to accompany and secure a non-autonomous individual being rehabilitated during his progression on the ground, consisting of a mobile support structure of said individual in the exercise of at least one movement of the step comprising a motorized carriage and support means of said individual mounted on a gantry mounted on the frame of said motorized carriage, comprising a support harness fit to grip at least a portion of the trunk of said individual, preferably a portion of pelvis and / or pelvic girdle of said individual.
  • it may be a partial support to lighten the weight of the body on the legs only partially, or support only in case of fall or imbalance of the body. 'individual.
  • the invention proposes to automatically control the movement of the ambulatory rehabilitation device according to the movements and movements of the trunk of a non-autonomous patient, to accompany him during rehabilitation and secure in its progression on the ground, and allow it to practice voluntary natural walking.
  • the motorized carriage being autonomous in its movements, the patient or the therapist do not have to intervene to push or direct the carriage.
  • said harness is movably mounted relative to said gantry.
  • said harness is secured to a cable.
  • said sensor for measuring the position and / or the displacement of a portion of the trunk of said individual is able to measure the horizontal displacements or the inclination of said cable with respect to the vertical, to determine the position of the bust of said individual relative to said mobile structure.
  • an ambulatory rehabilitation device as described above has a double strap whose lower ends are fixed respectively on the front and on the back of said harness and whose upper ends are fixed to a gallows forming a pendulum.
  • an end of said cable is attached to a central portion of said bracket.
  • an ambulatory rehabilitation device as described above comprises two double straps whose upper ends are separated by a distance equal to the width of the chest of said individual.
  • said gantry comprises two lateral arms extending substantially in the horizontal direction so as to spread said harness in the horizontal direction of the securing zone of the gantry with the chassis of said motorized carriage.
  • said harness is oriented relative to said gantry so that said gantry is placed in the back of said individual when said individual is equipped with said harness.
  • an ambulatory rehabilitation device such as those described above comprises means for determining a datum representative of said individual's gait as a function of a plurality of information representative of the position and displacement of at least a portion of the trunk and / or at least a portion of each foot of said individual collected by said one or more sensors for measuring the position and / or displacement of a portion of the trunk, or an area of the lower part of the body of said individual, and in that said on-board real-time controller controls the displacement of said motorized trolley according to said data representative of the gait of said individual by controlling means for actuating at least one wheel motor of said carriage.
  • the patient drives the cart in a totally intuitive and transparent way for him.
  • the number of measurement sensors is limited to three, and preferably two.
  • such a structure has means for calculating at least one comparative datum representative of the displacement of said individual, and in particular of the distance traveled or the speed of movement of said individual, and means for displaying said one or more comparative data.
  • the principle of the invention is based on the implementation of a motorized trolley controlled transparently by a patient to accompany the patient during a walk on the floor, without having to mobilize a therapist and without providing a complex infrastructure.
  • the invention makes it possible to recreate varied ambulation conditions on the ground approaching the voluntary natural walk, allowing complete rehabilitation of the individual and improvement of his endurance. Moreover, it can advantageously be used on a soil with relief, outside a building for example.
  • FIG. 1A and 1B An example of a mobile structure of an ambulatory rehabilitation device according to the invention 40, assisting a patient 42 victim of a cerebrovascular accident in the exercise of walking along a path 13, is represented in perspective and schematically during a re-education session on Figures 1A and 1B , respectively seen from the front and seen from the back.
  • the mobile structure 11 comprises a motorized carriage 41 automatically guided according to the movements of the torso and the movements of the patient 42 whose frame 141 is surmounted by a gantry 15.
  • a shell 111 covers the gantry 15 and the frame 141 of the carriage 41. It is pierced with a flared opening 112 to provide a wide field of view to the patient 42.
  • a support device 16 of the patient 42 is mounted on the gantry 15.
  • This support device 16 comprises a deformable mobile stem 46 suspended at the end of a cable 121 winding on a winch 47 fixed to the top of the gantry 15.
  • the bracket 46 is formed of a platform 21 carrying two independent omnidirectional telescopic arms 22, 23, and preferably of holonomic displacement, each actuated by a separate motor 24 or 25.
  • a double strap 118 is attached to each of the arms 22 and 23.
  • the ends of each double strap 118 are connected to a panty harness 43 enclosing the patient's pelvis 42.
  • the support harness 43 can be moved up or down, so as to decrease or on the contrary increase the weight supported by the legs of the patient 42, by winding or unwinding the cable 121 of the winch 47.
  • the position of the cable 121 is slaved according to the measurement of the intensity of the electrical current called by the drive motor 122 of the winch 47 so as to maintain this weight, and therefore the load supported by the cable 121, constant.
  • the therapist may decide to reduce the support provided by the harness based on the progress of the patient.
  • the actuation of the bracket 46 and the winch is controlled by a real-time electronic controller 17 embedded on the structure 11, shown in dotted lines on the Figures 1A and 1B .
  • the situations in which the patient is out of balance are identified by measuring the horizontal displacements of the cable 121 and by detecting sudden variations in the electrical power absorbed by the drive motor 122.
  • the controller 17 continuously acquires signals delivered by a position sensor making it possible to measure the position of the cable 121 and by an ammeter sensor measuring the value of the intensity of the current called by the drive motor 122 of the winch 47.
  • a control signal of the actuating members of the bracket 115, and in this case of the two actuating motors 24 and 25 of the arms 22 is generated by the controller 17, to move the straps 118 and thus act on the position of the pelvis of the patient 42 to restore the balance of the patient.
  • the stem is also equipped with a mechatronic or optical sensor for example to measure the inclination of the cable relative to the vertical (not shown on this figure 1 ) whose data are used by the supervision unit 125 of the displacement of the structure 11, to determine the position of the bust of the patient.
  • a mechatronic or optical sensor for example to measure the inclination of the cable relative to the vertical (not shown on this figure 1 ) whose data are used by the supervision unit 125 of the displacement of the structure 11, to determine the position of the bust of the patient.
  • the displacement of the carriage 41 is also controlled by the on-board real-time controller 17.
  • This controller 17 has a communication interface with the on-board supervision unit 125, which provides it with data for guiding the truck.
  • the supervision unit 125 is advantageously built around a modular software architecture, which is therefore scalable and easy to reconfigure.
  • the controller 17 makes it possible to control an electric servomotor 18 driving in rotation and directing two drive wheels with differential drive 142 mounted on the rear of the carriage 41 according to the control instructions received from the controller 17.
  • each of the driving wheels in a specific motor-steering turret, equipped with a geared motor acting on the direction of the wheel and a geared motor for driving the wheel in rotation to the forward or backward.
  • the servomotor 18 is supplied with electricity by a rechargeable battery 19, for example of the acid-lead gel or lithium-ion type.
  • a rechargeable battery 19 for example of the acid-lead gel or lithium-ion type.
  • Load pads 110 mounted outside the chassis 141 of the carriage 41 allow recharging of the battery 19 without disassembly.
  • a freewheel 143 is mounted in the axis of the carriage which allows the structure 11 to marry small radii of curvature and to turn on itself, and facilitates the advance backwards.
  • the hull 111 carries a display console 113 which provides the patient 42 with information on its progress and its performances, which gives, to a certain extent, a playful aspect to the reeducation session, and makes it possible to encourage the patient and / or to reinforce your motivation.
  • the information output by the console 113 is, for example, the speed of travel, the trajectory, the amplitude of the strides, the contact forces, etc.
  • the therapist can also use this console as a console, to adjust certain parameters of the session.
  • Safety devices such as for example a laser scanner, intended to prevent an impact with an object or a person, and to alert the therapist when a shock is imminent are provided.
  • a laser scanner intended to prevent an impact with an object or a person, and to alert the therapist when a shock is imminent.
  • the truck gradually slowed down. In the event of an impact with an object or with the therapist registered by mechanical sensors equipping the carriage 14, the truck stops automatically.
  • the automatic guidance of the carriage 41 of the rehabilitation device 40 is operated by means of an estimate of the patient's gait 42, which is interpreted as a reflection of the traveling intentions. of the patient.
  • This estimation of the patient's gait is based on the determination of a data representative of this approach. It is obtained by a real-time simulation of the dynamic behavior of a virtual dummy representing the patient 42, based in particular on a digital reconstruction of the posture of the patient 42.
  • the patient is instrumented with a limited number of sensors. It has indeed cleverly chosen to equip the portion of the harness 43 in contact with the patient's back of an inertial unit 44, and each foot of the patient of another inertial unit 45.
  • the data provided by the inertial units 44 and 45 concerning the position and the displacement of the pelvis and feet of the patient are collected regularly by the supervision module 51. These data are used within this supervision module by a software application 52 based on a dynamic modeling of the virtual manikin representing the patient to animate this virtual model.
  • the model of virtual digital manikin implemented in this embodiment of the invention is built by coupling a kinematic model of the 45 degree of freedom skeleton built around a tree chain of rigid elements in articular abutment, with a biomechanical model taking into account anthropometric parameters such as sex, age, and patient size, and integrating parameters specific to the pathology of the patient, allowing to assign an envelope, or skin, to the manikin and manage its interaction with the external environment.
  • the biomechanical model used for determining the representative data of the patient's gait takes into account the stage of rehabilitation and / or the physical condition of the patient. -this.
  • the forces exerted by the patient on the device 40 are calculated within the software application 52 and optimization strategies by quadratic criterion, consisting for example of minimizing muscle fatigue, are applied to manage the equilibrium of the manikin so Reflex and generate instructions transmitted to the controller 53 controlling the actuation of the arms of the mobile deformable stem 46 and / or the winch 47.
  • the application 52 also automatically determines a datum representative of the patient's gait from which is extracted the patient's intention to change direction, or to accelerate or slow down, for example. It then transmits a guidance instruction including directional data and speed data to the controller 53, which in turn controls the driving motor of the driving wheels of the carriage 41 accordingly.
  • the structure of the ambulatory rehabilitation device 40 thus moves transparently for the patient without his having to interact directly with it.
  • the software application 52 also advantageously makes it possible to monitor the patient's posture by calculating a datum representative of the patient's posture, and to identify whether the patient is in a state of imbalance of the patient, by comparing this datum with a base. predetermined reference data.

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Abstract

L'invention concerne dispositif de rééducation ambulatoire (40) destiné à accompagner et sécuriser un individu (12) non autonome en cours de rééducation lors de sa progression sur le sol, formé d'une structure mobile (11) d'assistance dudit individu dans l'exercice d'au moins un mouvement de la marche comprenant un chariot motorisé (41) et des moyens de soutien dudit individu montés sur un portique (15) monté sur le châssis (141) dudit chariot motorisé (41), comprenant un harnais de soutien (43) apte à enserrer au moins une portion du tronc dudit individu (42), de préférence une portion du bassin et/ou de la ceinture pelvienne dudit individu (42). Selon l'invention, un tel dispositif comprend : - au moins un capteur de mesure de la position et/ou du déplacement d'une portion du tronc, par exemple du buste ou du bassin, ou d'une zone de la partie inférieure du corps dudit individu (42) ; - un contrôleur temps réel embarqué (17) apte à piloter le déplacement dudit chariot motorisé (41) en réponse à un mouvement dudit individu (42) à partir des mesures fournies par ledit capteur de mesure de la position et/ou du déplacement d'une portion du tronc ou d'une zone de la partie inférieure du corps de l'individu.The invention relates to a device for outpatient rehabilitation (40) intended to accompany and secure a non-autonomous individual (12) being rehabilitated during his progression on the ground, formed of a mobile structure (11) for assisting said individual in the exercise of at least one movement of the step comprising a motorized carriage (41) and support means of said individual mounted on a gantry (15) mounted on the frame (141) of said motorized carriage (41), comprising a harness support member (43) adapted to grip at least a portion of the trunk of said individual (42), preferably a portion of pelvis and / or pelvic girdle of said individual (42). According to the invention, such a device comprises: at least one sensor for measuring the position and / or displacement of a portion of the trunk, for example of the bust or pelvis, or of an area of the lower part of the body of said individual (42); an on-board real-time controller (17) capable of controlling the movement of said motorized carriage (41) in response to a movement of said individual (42) from the measurements provided by said sensor for measuring the position and / or the displacement of a portion of the trunk or area of the lower body of the individual.

Description

1. Domaine de l'invention 1. Field of the invention

Le domaine de l'invention est celui de la kinésithérapie.The field of the invention is that of physiotherapy.

Plus précisément, l'invention concerne un dispositif autonome de rééducation ambulatoire.More specifically, the invention relates to an autonomous device for outpatient rehabilitation.

Le dispositif selon l'invention convient notamment pour la rééducation fonctionnelle des personnes victimes d'un accident neurologique aigu, par exemple d'un accident vasculaire cérébral, d'un traumatisme crânien ou présentant une lésion médullaire incomplète, et des personnes souffrant de pathologies neurologiques chroniques évolutives telles que la sclérose en plaques ou la maladie de Parkinson.The device according to the invention is particularly suitable for the functional rehabilitation of persons who have suffered an acute neurological accident, for example a cerebrovascular accident, a traumatic brain injury or an incomplete spinal cord injury, and persons suffering from neurological pathologies. chronic progressive diseases such as multiple sclerosis or Parkinson's disease.

2. Etat de la technique 2. State of the art

De nombreuses études médicales, s'appuyant notamment sur des observations du cortex cérébral, ont mis en évidence l'effet bénéfique d'un programme de rééducation de la marche chez des personnes victimes d'un accident vasculaire cérébral, ou chez des personnes souffrant d'une sclérose en plaques ou de la maladie de Parkinson ...Numerous medical studies, based notably on observations of the cerebral cortex, have highlighted the beneficial effect of a walking rehabilitation program for people suffering from a cerebrovascular accident, or in people suffering from Multiple sclerosis or Parkinson's disease ...

Ces études font en effet état d'une stimulation de la plasticité cérébrale se manifestant par une réorganisation des réseaux de neurones, qui permet à ces personnes invalides de récupérer au moins une partie des fonctions motrices de la marche qui ont été altérées, et donc de regagner une certaine autonomie.These studies show a stimulation of brain plasticity manifested by a reorganization of neural networks, which allows these disabled people to recover at least some of the motor functions of walking which have been altered, and therefore of regain some autonomy.

Une rééducation convenable de la marche suppose de faire reproduire à un patient un ensemble varié de mouvements de la marche de façon précise, en respectant le rythme physiologique de la marche.Proper rehabilitation of walking involves reproducing to a patient a varied set of movements of walking in a precise manner, respecting the physiological rhythm of walking.

On distingue généralement les phases précoces de rééducation de la marche, pendant lesquelles on exerce le patient à répéter plusieurs fois le ou les mêmes mouvements à une vitesse appropriée pour lui permettre de retrouver l'automatisme de la marche, et les phases de rééducation de la marche plus avancées, au cours desquelles le patient s'entraîne progressivement à exécuter des séquences de mouvement de plus en plus complexes et dont le rythme d'exécution varie.We generally distinguish the early stages of reeducation of the walk, during which the patient is exerted to repeat the same movement (s) several times at a suitable speed to allow him to regain the automatism of walking, and the phases of reeducation of the walk more advanced, during which the patient trains progressively to execute sequences of movement more and more complex and whose rate of execution varies.

Les mouvements reproductibles par un patient dépendant étroitement de sa capacité motrice, il est nécessaire au moins dans les premières phases de rééducation, de réduire les contraintes posturales pour aider le patient à mobiliser sa motricité résiduelle.The movements reproducible by a patient closely dependent on his motor capacity, it is necessary at least in the early phases of rehabilitation, to reduce postural constraints to help the patient to mobilize his residual motor skills.

Lors d'une séance de rééducation de la marche, il est donc courant de suspendre le patient, ou tout du moins de soutenir le bassin ou le tronc d'un patient avec un harnais afin de ne pas faire porter tout le poids du corps sur les jambes.During a walk rehabilitation session, it is therefore common to suspend the patient, or at least to support the pelvis or trunk of a patient with a harness so as not to carry the full weight of the body on legs.

On connait des techniques de rééducation dans lesquelles le patient s'exerce aux mouvements de la marche sans avancer, soutenu par un harnais suspendu à un portique fixe.Rehabilitation techniques are known in which the patient exercises the movements of walking without advancing, supported by a harness suspended from a fixed gantry.

Une technique connue de rééducation de la marche sans avancer consiste à faire marcher le patient sur un tapis roulant.A known technique of reeducation of walking without advancing is to walk the patient on a treadmill.

Pour aider le patient à déplacer ses jambes et ses pieds et contrôler leurs mouvements sur le tapis roulant, il est connu de faire intervenir un ou plusieurs thérapeutes.To help the patient move his legs and feet and control their movements on the treadmill, it is known to involve one or more therapists.

Cette intervention demande cependant un effort physique important aux thérapeutes.This intervention, however, requires significant physical effort therapists.

Par ailleurs, mobiliser des thérapeutes pendant tout un programme de rééducation pour assister un patient à réaliser des pas présente l'inconvénient d'être très coûteux.Moreover, mobilizing therapists throughout a rehabilitation program to assist a patient to achieve steps has the disadvantage of being very expensive.

Afin de remédier à ces inconvénients, on a proposé des mécanismes d'entrainement motorisé des jambes et/ou des pieds du patient.In order to overcome these drawbacks, motorized drive mechanisms for the legs and / or the feet of the patient have been proposed.

On a par exemple pensé à équiper chaque jambe d'un patient d'une orthèse fonctionnelle formant un exosquelette, pour guider son mouvement sur le tapis roulant.For example, it has been thought to equip each leg of a patient with a functional orthosis forming an exoskeleton, to guide its movement on the treadmill.

Un inconvénient de cette technique mettant en oeuvre un exosquelette est qu'elle demande un effort important au patient, et qu'elle ne peut donc être pratiquée qu'avec des sujets présentant une bonne santé cardio-vasculaire.A disadvantage of this technique using an exoskeleton is that it requires a great effort to the patient, and that it can not be practiced only with subjects with good cardiovascular health.

Un autre inconvénient de cette technique connue est que la pose ou le retrait d'un exosquelette est une opération longue.Another disadvantage of this known technique is that the laying or removal of an exoskeleton is a long operation.

Encore un inconvénient de cette technique est qu'elle peut ne pas convenir à des patients âgés, qui sont plus réticents à accepter une technologie nouvelle.Another disadvantage of this technique is that it may not be suitable for elderly patients, who are more reluctant to accept new technology.

On connait également une technique d'entraînement des pieds d'un patient suspendu à un portique fixe selon un mouvement de "pédalage elliptique".There is also known a technique of training the feet of a patient suspended from a fixed gantry according to an "elliptical pedaling" movement.

Un inconvénient commun à ces techniques connues de rééducation de la marche sans avancer, est que la dynamique de la marche sur tapis roulant, ou en utilisant un appareil entraînant les pieds d'un patient dans un mouvement de pédalage elliptique, est différente de celle sur le sol. Les informations proprioceptives reçues par le système nerveux central du patient lors de séances de rééducation recourant à ces techniques connues sont donc insuffisantes pour permettre une rééducation complète des fonctions de la marche.A common disadvantage of these known techniques of walking rehabilitation without advancing, is that the dynamics of walking on treadmill, or using a device driving the feet of a patient in an elliptical pedaling motion, is different from that on floor. The proprioceptive information received by the central nervous system of the patient during re-education sessions using these known techniques is therefore insufficient to allow complete rehabilitation of the functions of walking.

Un autre inconvénient commun à ces techniques de rééducation de la marche sans avancer, est qu'elles ne permettent pas d'exercer le patient à marcher sur des surfaces présentant du relief.Another disadvantage common to these techniques of reeducation of walking without advancing, is that they do not allow to exercise the patient to walk on surfaces with relief.

Encore un inconvénient de ces techniques connues est qu'elles ne permettent pas au patient d'effectuer des mouvements hors du plan sagittal, ou en d'autres termes d'exercer le patient à changer de direction, ou à tourner sur lui-même. Elles se limitent au contraire à répéter quelques séries de mouvements peu variés.Yet another disadvantage of these known techniques is that they do not allow the patient to perform movements off the sagittal plane, or in other words to exercise the patient to change direction, or to turn on himself. On the contrary, they are limited to repeating a few series of movements that are not very varied.

Un autre inconvénient des techniques connues de rééducation sans avancer est qu'il faut prévoir une durée conséquente pour installer le patient avant de débuter une séance de rééducation.Another disadvantage of the known techniques of rehabilitation without advancing is that it is necessary to provide a substantial period of time to install the patient before starting a re-education session.

En tout état de cause, ces techniques de rééducation de la marche sans avancer sont principalement dévolues aux phases précoces de rééducation.In any case, these techniques of reeducation of the march without advancing are mainly devolves to the early stages of reeducation.

Il existe donc une demande pour des solutions de rééducation de la marche permettant à un patient de se déplacer sur le sol, et en particulier pour des solutions permettant à un patient ayant atteint une phase de rééducation avancée de s'exercer à marcher de manière volontaire sur le sol, ou en d'autres termes à la marche naturelle, en toute sécurité.There is therefore a demand for solutions for reeducation of walking allowing a patient to move on the ground, and in particular for solutions allowing a patient who has reached an advanced rehabilitation phase to practice walking on a voluntary basis. on the ground, or in other words to natural walking, safely.

On a proposé de soutenir une personne par un harnais suspendu à une navette guidée sur un rail ou un câble, pour lui permettre de progresser sur le sol.It was proposed to support a person with a harness suspended on a shuttle guided on a rail or cable, to allow him to advance on the ground.

Un inconvénient de cette technique de progression guidée est que le coût de l'aménagement d'un circuit de rééducation est important.A disadvantage of this guided progression technique is that the cost of fitting out a rehabilitation circuit is important.

Un autre inconvénient de cette technique est qu'elle est encombrante.Another disadvantage of this technique is that it is bulky.

Cette technique de progression guidée a encore pour inconvénients que le parcours effectué par le patient en suivant le rail ou le câble est figé, et qu'elle ne permet pas de faire pivoter le patient sur lui-même.This technique of guided progression also has the drawbacks that the path taken by the patient following the rail or the cable is fixed, and that it does not allow to rotate the patient on itself.

On a également proposé un déambulateur motorisé qui permet de soutenir un patient non autonome et de l'aider à se déplacer sur le sol, après avoir équipé ses jambes d'électrodes pour provoquer leur détente via des stimulations électriques et d'un exosquelette pour guider leur mouvement.A motorized walker was also proposed to support a non-autonomous patient and to help him move on the ground, after having equipped his legs with electrodes to induce their relaxation via electrical stimulations and an exoskeleton to guide their movement.

Cette technique mettant en oeuvre un déambulateur motorisé ne convient cependant que dans les phases précoces de la rééducation de la marche. Notamment, elle ne permet pas au patient de s'exercer à marcher par lui-même.This technique using a motorized walker is however suitable only in the early stages of gait rehabilitation. In particular, it does not allow the patient to practice walking on his own.

Cette technique présente en outre l'inconvénient d'être complexe.This technique also has the disadvantage of being complex.

Un autre inconvénient de cette technique est qu'elle ne permet pas de contrôler simplement la trajectoire du patient. Elle ne permet pas non plus au patient de se diriger par lui-même.Another disadvantage of this technique is that it does not allow to simply control the trajectory of the patient. It also does not allow the patient to navigate on his own.

Encore un inconvénient de cette technique est qu'elle ne permet pas d'adapter la vitesse de progression du déambulateur au rythme du patient, dans le cas par exemple où celui-ci ressent des douleurs articulaires ou se fatigue rapidement.Another disadvantage of this technique is that it does not adapt the speed of progression of the walker to the rhythm of the patient, in the case for example where it feels joint pain or tires quickly.

3. Objectifs de l'invention 3. Objectives of the invention

L'invention a donc notamment pour objectif de pallier les inconvénients de l'état de la technique cités ci-dessus.The invention therefore particularly aims to overcome the disadvantages of the state of the art mentioned above.

Plus précisément l'invention a pour objectif de fournir un dispositif de rééducation ambulatoire qui permette à un patient ayant perdu l'autonomie de la marche de s'exercer à pratiquer chacun des mouvements de la marche, et en particulier à changer de direction ou à pivoter sur lui-même.More specifically, the invention aims to provide an ambulatory rehabilitation device that allows a patient who has lost the autonomy of walking to practice to practice each movement of walking, and in particular to change direction or to rotate on itself.

L'invention a notamment pour objectif d'exercer un patient aux mouvements de la marche en situation ambulatoire et sur des sols de nature variée.The invention particularly aims to exercise a patient walking movements in ambulatory situation and on soils of varied nature.

Un objectif de l'invention est également, dans au moins un mode de réalisation de l'invention, de permettre au patient de se diriger par lui-même.An object of the invention is also, in at least one embodiment of the invention, to allow the patient to go by himself.

Un autre objectif de l'invention est de fournir une telle technique qui puisse assurer une rééducation progressive et/ou graduelle d'un patient, et qui puisse être mise en oeuvre aussi bien dans des phases précoces de rééducation que dans des phases plus avancées.Another object of the invention is to provide such a technique which can provide a gradual and / or gradual rehabilitation of a patient, and which can be implemented both in early stages of rehabilitation as in more advanced phases.

Notamment dans au moins un mode de réalisation particulier de l'invention, l'invention a pour objectif de fournir une telle technique qui permette de mettre en oeuvre des scénarios thérapeutiques inédits, conçus autour d'exercices diversifiés et complémentaires.In particular, in at least one particular embodiment of the invention, the purpose of the invention is to provide such a technique that makes it possible to implement novel therapeutic scenarios designed around diversified and complementary exercises.

Encore un objectif de l'invention est de fournir une telle technique qui permette d'adapter le niveau d'assistance apporté au patient.Yet another objective of the invention is to provide such a technique which makes it possible to adapt the level of assistance provided to the patient.

Encore un autre objectif de l'invention est de proposer une telle technique qui soit peu encombrante.Yet another object of the invention is to provide such a technique which is compact.

Un autre objectif de l'invention est de fournir une telle technique qui puisse être mise en oeuvre dans un cabinet médical de ville, au domicile d'un patient, et/ou à l'extérieur.Another object of the invention is to provide such a technique that can be implemented in a city medical office, the home of a patient, and / or outside.

L'invention a également pour objectif de fournir une telle technique dont l'usage soit simple et acceptable pour un patient et/ou un thérapeute.The invention also aims to provide such a technique whose use is simple and acceptable for a patient and / or a therapist.

Encore un objectif de l'invention est de fournir une telle technique qui soit fiable, sûre et sans danger pour un patient.Yet another object of the invention is to provide such a technique which is reliable, safe and safe for a patient.

4. Exposé de l'invention 4. Presentation of the invention

Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaitront par la suite sont atteints à l'aide d'un dispositif de rééducation ambulatoire destiné à accompagner et sécuriser un individu non autonome en cours de rééducation lors de sa progression sur le sol, formé d'une structure mobile d'assistance dudit individu dans l'exercice d'au moins un mouvement de la marche comprenant un chariot motorisé et des moyens de soutien dudit individu montés sur un portique monté sur le châssis dudit chariot motorisé, comprenant un harnais de soutien apte à enserrer au moins une portion du tronc dudit individu, de préférence une portion du bassin et/ou de la ceinture pelvienne dudit individu.These objectives, as well as others that will appear later, are achieved by means of an outpatient rehabilitation device intended to accompany and secure a non-autonomous individual being rehabilitated during his progression on the ground, consisting of a mobile support structure of said individual in the exercise of at least one movement of the step comprising a motorized carriage and support means of said individual mounted on a gantry mounted on the frame of said motorized carriage, comprising a support harness fit to grip at least a portion of the trunk of said individual, preferably a portion of pelvis and / or pelvic girdle of said individual.

Dans le cadre de l'invention, il peut s'agir d'un soutien partiel permettant d'alléger le poids du corps portant sur les jambes seulement en partie, ou encore d'un soutien uniquement en cas de chute ou de déséquilibre de l'individu.In the context of the invention, it may be a partial support to lighten the weight of the body on the legs only partially, or support only in case of fall or imbalance of the body. 'individual.

Selon l'invention, un tel dispositif de rééducation ambulatoire comprend en outre :

  • au moins un capteur de mesure de la position et/ou du déplacement d'une portion du tronc, par exemple du buste ou du bassin, ou d'une zone de la partie inférieure du corps dudit individu ;
  • un contrôleur temps réel embarqué apte à piloter le déplacement dudit chariot motorisé en réponse à un mouvement dudit individu à partir des mesures fournies par ledit capteur de mesure de la position et/ou du déplacement d'une portion du tronc ou d'une zone de la partie inférieure du corps de l'individu.
According to the invention, such an ambulatory rehabilitation device also comprises:
  • at least one sensor for measuring the position and / or displacement of a portion of the trunk, for example of the bust or pelvis, or of an area of the lower part of the body of said individual;
  • an on-board real-time controller adapted to control the movement of said motorized carriage in response to a movement of said individual from the measurements provided by said sensor for measuring the position and / or the displacement of a portion of the trunk or a zone of the lower part of the body of the individual.

Ainsi, de façon inédite, l'invention propose de contrôler automatiquement le déplacement du dispositif de rééducation ambulatoire en fonction des déplacements et des mouvements du tronc d'un patient non autonome, pour l'accompagner en cours de rééducation et le sécuriser dans sa progression sur le sol, et lui permettre de s'exercer à la marche naturelle volontaire.Thus, in an unprecedented manner, the invention proposes to automatically control the movement of the ambulatory rehabilitation device according to the movements and movements of the trunk of a non-autonomous patient, to accompany him during rehabilitation and secure in its progression on the ground, and allow it to practice voluntary natural walking.

Par ailleurs le chariot motorisé étant autonome dans ses déplacements, le patient ou le thérapeute n'ont pas à intervenir pour pousser ou diriger le chariot.In addition, the motorized carriage being autonomous in its movements, the patient or the therapist do not have to intervene to push or direct the carriage.

Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, ledit harnais est monté mobile par rapport audit portique.In a particular embodiment of the invention, said harness is movably mounted relative to said gantry.

Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, ledit harnais est solidarisé à un câble.In a particular embodiment of the invention, said harness is secured to a cable.

Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, ledit capteur de mesure de la position et/ou du déplacement d'une portion du tronc dudit individu est apte à mesurer les déplacements horizontaux ou l'inclinaison dudit câble par rapport à la verticale, permettant de déterminer la position du buste dudit individu par rapport à ladite structure mobile.In a particular embodiment of the invention, said sensor for measuring the position and / or the displacement of a portion of the trunk of said individual is able to measure the horizontal displacements or the inclination of said cable with respect to the vertical, to determine the position of the bust of said individual relative to said mobile structure.

Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, un dispositif de rééducation ambulatoire tel que décrit ci-dessus présente une sangle double dont les extrémités inférieures sont fixées respectivement sur l'avant et sur l'arrière dudit harnais et dont les extrémités supérieures sont fixées à une potence formant balancier.In a particular embodiment of the invention, an ambulatory rehabilitation device as described above has a double strap whose lower ends are fixed respectively on the front and on the back of said harness and whose upper ends are fixed to a gallows forming a pendulum.

Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, une extrémité dudit câble est fixée à une portion centrale de ladite potence.In a particular embodiment of the invention, an end of said cable is attached to a central portion of said bracket.

Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, un dispositif de rééducation ambulatoire tel que décrit ci-dessus comprend deux sangles doubles dont les extrémités supérieures sont séparées d'une distance égale à la largeur du thorax dudit individu.In a particular embodiment of the invention, an ambulatory rehabilitation device as described above comprises two double straps whose upper ends are separated by a distance equal to the width of the chest of said individual.

Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, ledit portique comprend deux bras latéraux s'étendant sensiblement dans la direction horizontale de sorte à écarter ledit harnais dans la direction horizontale de la zone de solidarisation du portique avec le châssis dudit chariot motorisé.In a particular embodiment of the invention, said gantry comprises two lateral arms extending substantially in the horizontal direction so as to spread said harness in the horizontal direction of the securing zone of the gantry with the chassis of said motorized carriage.

Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, ledit harnais est orienté par rapport audit portique de sorte que ledit portique soit placé dans le dos dudit individu lorsque ledit individu est équipé dudit harnais.In a particular embodiment of the invention, said harness is oriented relative to said gantry so that said gantry is placed in the back of said individual when said individual is equipped with said harness.

Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, ledit capteur de mesure de la position et/ou du déplacement d'une portion du tronc ou d'une zone de la partie inférieur du corps dudit individu appartient au groupe comprenant au moins :

  • centrale inertielle ;
  • capteur de force ;
  • dispositif de capture optique.
In a particular embodiment of the invention, said sensor for measuring the position and / or displacement of a portion of the trunk or an area of the lower part of the body of said individual belongs to the group comprising at least:
  • inertial unit;
  • force sensor;
  • optical capture device.

Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, un dispositif de rééducation ambulatoire tel que ceux décrits précédemment comprend des moyens de détermination d'une donnée représentative de la démarche dudit individu en fonction d'une pluralité d'informations représentatives de la position et du déplacement d'au moins une portion du tronc et/ou d'au moins une portion de chaque pied dudit individu collectées par ledit ou lesdits capteurs de mesure de la position et/ou du déplacement d'une portion du tronc, ou d'une zone de la partie inférieure du corps dudit individu, et en ce que ledit contrôleur temps réel embarqué pilote le déplacement dudit chariot motorisé en fonction de ladite donnée représentative de la démarche dudit individu en commandant des moyens d'actionnement d'au moins une roue motrice dudit chariot.In an advantageous embodiment of the invention, an ambulatory rehabilitation device such as those described above comprises means for determining a datum representative of said individual's gait as a function of a plurality of information representative of the position and displacement of at least a portion of the trunk and / or at least a portion of each foot of said individual collected by said one or more sensors for measuring the position and / or displacement of a portion of the trunk, or an area of the lower part of the body of said individual, and in that said on-board real-time controller controls the displacement of said motorized trolley according to said data representative of the gait of said individual by controlling means for actuating at least one wheel motor of said carriage.

Ainsi, le patient pilote le chariot d'une façon totalement intuitive et transparente pour lui.Thus, the patient drives the cart in a totally intuitive and transparent way for him.

Cette approche consistant à se baser sur l'observation de la démarche du patient pour guider le chariot, de façon automatique, s'avère particulièrement originale et innovante par rapport aux techniques connues, et apporte un grand confort d'utilisation au patient, qui peut ainsi oublier la présence du dispositif, et se concentrer sur sa progression, en toute sécurité.This approach of being based on the observation of the patient's gait to guide the carriage, automatically, is particularly original and innovative compared to known techniques, and provides a great comfort of use to the patient, who can forget the presence of the device, and focus on its progress, safely.

Avantageusement, un tel dispositif de rééducation ambulatoire comprend :

  • des moyens de détermination d'une donnée représentative de la posture dudit individu en fonction de ladite pluralité d'informations ; et
  • des moyens d'identification d'un état de déséquilibre dudit individu agencés de sorte à pouvoir activer lesdits moyens de contrôle de l'équilibre, comprenant des moyens de comparaison de ladite donnée avec au moins une donnée de référence prédéterminée.
Advantageously, such an ambulatory rehabilitation device comprises:
  • means for determining a data representative of the posture of said individual according to said plurality of information; and
  • means for identifying an unbalance state of said individual arranged so as to be able to activate said balance control means, comprising means for comparing said datum with at least one predetermined reference datum.

L'observation de la posture de l'individu permet notamment de discriminer les situations de déséquilibre avec précision.Observation of the posture of the individual makes it possible in particular to discriminate imbalance situations accurately.

De façon préférentielle, lesdits moyens de détermination de ladite donnée représentative de la démarche dudit individu sont configurés de sorte à pouvoir prendre en compte pour la détermination de ladite donnée au moins un paramètre propre audit individu appartenant au groupe comprenant :

  • donnée anthropométrique ;
  • pathologie dudit individu ;
  • stade de rééducation dudit individu ;
  • condition physique dudit individu.
Preferably, said means for determining said data representative of the approach of said individual are configured so as to take into account for the determination of said data at least one parameter specific to said individual belonging to the group comprising:
  • anthropometric data;
  • pathology of said individual;
  • stage of rehabilitation of said individual;
  • physical condition of said individual.

On peut ainsi proposer, avec un même dispositif, un programme de rééducation spécifique à chaque patient, et qui puisse être aménagé en fonction de l'état de fatigue du patient.One can thus propose, with the same device, a rehabilitation program specific to each patient, and which can be arranged according to the state of fatigue of the patient.

Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, on limite le nombre des capteurs de mesure à trois, et préférentiellement deux.In a particular embodiment of the invention, the number of measurement sensors is limited to three, and preferably two.

Dans au moins un mode de réalisation particulier de l'invention, une telle structure présente des moyens de calcul d'au moins une donnée comparative représentative du déplacement dudit individu, et notamment de la distance parcourue ou de la vitesse de déplacement dudit individu, et des moyens d'affichage de ladite ou desdites données comparatives.In at least one particular embodiment of the invention, such a structure has means for calculating at least one comparative datum representative of the displacement of said individual, and in particular of the distance traveled or the speed of movement of said individual, and means for displaying said one or more comparative data.

On stimule ainsi la motivation du patient qui réalise l'étendue de ses progrès.This stimulates the motivation of the patient who realizes the extent of his progress.

5. Liste des figures 5. List of figures

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation de l'invention, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels :

  • les figures 1A et 1B sont des vues schématiques en perspective, respectivement de devant et de derrière, de la structure mobile d'un dispositif de rééducation ambulatoire selon l'invention ;
  • la figure 2 est une vue de détail du support mobile déformable de la structure mobile présentée en référence aux figures 1A et 1B ;
  • la figure 3 est une vue d'un exemple de mode de réalisation d'un dispositif de rééducation ambulatoire selon l'invention guidé automatiquement à partir de l'observation de la démarche du patient et dont la structure a été présentée en référence aux figures 1A, 1B et 2 ;
  • la figure 4 est une représentation synoptique du système de contrôle du dispositif de rééducation ambulatoire présenté en référence à la figure 3.
Other characteristics and advantages of the invention will emerge more clearly on reading the following description of an embodiment of the invention, given as a simple illustrative and nonlimiting example, and the appended drawings among which:
  • the Figures 1A and 1B are schematic perspective views, respectively front and rear, of the mobile structure of an ambulatory rehabilitation device according to the invention;
  • the figure 2 is a detail view of the mobile deformable support of the mobile structure presented with reference to Figures 1A and 1B ;
  • the figure 3 is a view of an exemplary embodiment of an ambulatory rehabilitation device according to the invention automatically guided from the observation of the patient's gait and whose structure has been presented with reference to the Figures 1A, 1B and 2 ;
  • the figure 4 is a synoptic representation of the control system of the ambulatory rehabilitation device presented with reference to the figure 3 .

6. Description détaillée de l'invention 6. Detailed description of the invention 6.1. Rappel du principe de l'invention 6.1. Recall of the principle of invention

Le principe de l'invention repose notamment sur la mise en oeuvre d'un chariot motorisé piloté de façon transparente par un patient permettant d'accompagner ce patient au cours d'une déambulation sur le sol, sans devoir mobiliser un thérapeute et sans prévoir une infrastructure complexe.The principle of the invention is based on the implementation of a motorized trolley controlled transparently by a patient to accompany the patient during a walk on the floor, without having to mobilize a therapist and without providing a complex infrastructure.

L'invention permet notamment de recréer des conditions de déambulation variées sur le sol s'approchant de la marche naturelle volontaire, permettant une rééducation complète de l'individu et une amélioration de son endurance. Par ailleurs, elle peut avantageusement être utilisée sur un sol présentant du relief, à l'extérieur d'un bâtiment par exemple.In particular, the invention makes it possible to recreate varied ambulation conditions on the ground approaching the voluntary natural walk, allowing complete rehabilitation of the individual and improvement of his endurance. Moreover, it can advantageously be used on a soil with relief, outside a building for example.

6.2. Structure du dispositif de rééducation ambulatoire 6.2. Structure of the outpatient rehabilitation system

Un exemple d'une structure mobile d'un dispositif de rééducation ambulatoire selon l'invention 40, assistant un patient 42 victime d'un accident vasculaire cérébral dans l'exercice de la marche le long d'un parcours 13, est représenté en perspective et de façon schématique au cours d'une séance de rééducation sur les figures 1A et 1B, respectivement vu de l'avant et vu de l'arrière.An example of a mobile structure of an ambulatory rehabilitation device according to the invention 40, assisting a patient 42 victim of a cerebrovascular accident in the exercise of walking along a path 13, is represented in perspective and schematically during a re-education session on Figures 1A and 1B , respectively seen from the front and seen from the back.

La structure mobile 11 comprend un chariot motorisé 41 guidé automatiquement en fonction des mouvements du torse et des déplacements du patient 42 dont le châssis 141 est surmonté d'un portique 15.The mobile structure 11 comprises a motorized carriage 41 automatically guided according to the movements of the torso and the movements of the patient 42 whose frame 141 is surmounted by a gantry 15.

Une coque 111 habille le portique 15 et le châssis 141 du chariot 41. Elle est percée d'une ouverture évasée 112 pour offrir un large champ de vision au patient 42.A shell 111 covers the gantry 15 and the frame 141 of the carriage 41. It is pierced with a flared opening 112 to provide a wide field of view to the patient 42.

Un dispositif de soutien 16 du patient 42 est monté sur le portique 15. Ce dispositif de soutien 16 comprend une potence mobile déformable 46 suspendue à l'extrémité d'un câble 121 s'enroulant sur un treuil 47 fixé au sommet du portique 15.A support device 16 of the patient 42 is mounted on the gantry 15. This support device 16 comprises a deformable mobile stem 46 suspended at the end of a cable 121 winding on a winch 47 fixed to the top of the gantry 15.

Comme on peut le voir sur la figure 2, dans une vue de détail, la potence 46 est formée d'une plateforme 21 portant deux bras télescopiques indépendants omnidirectionnels 22, 23, et de préférence à déplacement holonomique, actionnés chacun par un moteur distinct 24 ou 25.As can be seen on the figure 2 , in a detailed view, the bracket 46 is formed of a platform 21 carrying two independent omnidirectional telescopic arms 22, 23, and preferably of holonomic displacement, each actuated by a separate motor 24 or 25.

Une sangle double 118 est fixée à chacun des bras 22 et 23. Les extrémités de chaque sangle double 118 sont reliées à un harnais culotte 43 enserrant le bassin du patient 42.A double strap 118 is attached to each of the arms 22 and 23. The ends of each double strap 118 are connected to a panty harness 43 enclosing the patient's pelvis 42.

Le harnais de soutien 43 peut être déplacé vers le haut ou vers le bas, de sorte à diminuer ou au contraire à augmenter le poids supporté par les jambes du patient 42, en enroulant ou en déroulant le câble 121 du treuil 47.The support harness 43 can be moved up or down, so as to decrease or on the contrary increase the weight supported by the legs of the patient 42, by winding or unwinding the cable 121 of the winch 47.

La position du câble 121 est asservie en fonction de la mesure de l'intensité du courant électrique appelé par le moteur d'entraînement 122 du treuil 47 de façon à maintenir ce poids, et donc la charge supportée par le câble 121, constant.The position of the cable 121 is slaved according to the measurement of the intensity of the electrical current called by the drive motor 122 of the winch 47 so as to maintain this weight, and therefore the load supported by the cable 121, constant.

Il convient de noter que progressivement, à chaque nouvelle séance du programme de rééducation, le thérapeute peut décider de réduire le soutien assuré par le harnais en fonction des progrès du patient.It should be noted that gradually, at each new session of the rehabilitation program, the therapist may decide to reduce the support provided by the harness based on the progress of the patient.

Lorsque le patient a retrouvé une autonomie suffisante pour ne plus nécessiter d'être allégé par le harnais, le maintien du port du harnais reste cependant utile au patient pour faire face à une perte d'équilibre ou à une baisse de capacité survenant au cours d'une séance, consécutive à de la fatigue ou à des douleurs articulaires, et nécessitant de rétablir un soutien.When the patient has regained sufficient autonomy to no longer need to be relieved by the harness, maintaining the wearing of the harness remains useful to the patient to deal with a loss of balance or a decrease in capacity occurring during one session, following fatigue or joint pains, and needing to restore support.

L'actionnement de la potence 46 et du treuil est piloté par un contrôleur électronique temps réel 17 embarqué sur la structure 11, représenté en traits pointillés sur les figures 1A et 1B.The actuation of the bracket 46 and the winch is controlled by a real-time electronic controller 17 embedded on the structure 11, shown in dotted lines on the Figures 1A and 1B .

Avantageusement, les situations dans lesquelles le patient est en déséquilibre sont identifiées en mesurant les déplacements horizontaux du câble 121 et en détectant les variations brusques de la puissance électrique absorbée par le moteur d'entrainement 122.Advantageously, the situations in which the patient is out of balance are identified by measuring the horizontal displacements of the cable 121 and by detecting sudden variations in the electrical power absorbed by the drive motor 122.

À cet effet, le contrôleur 17 acquiert en permanence des signaux délivrés par un capteur de position permettant de mesurer la position du câble 121 et par un capteur ampèremétrique mesurant la valeur de l'intensité du courant appelé par le moteur d'entraînement 122 du treuil 47.For this purpose, the controller 17 continuously acquires signals delivered by a position sensor making it possible to measure the position of the cable 121 and by an ammeter sensor measuring the value of the intensity of the current called by the drive motor 122 of the winch 47.

Lorsque le déplacement horizontal ou la variation de l'intensité mesurés dépasse un seuil de référence prédéterminé, un signal de commande des organes d'actionnement de la potence 115, et en l'occurrence des deux moteurs d'actionnement 24 et 25 des bras 22 est généré par le contrôleur 17, afin de déplacer les sangles 118 et ainsi agir sur la position du bassin du patient 42 pour rétablir l'équilibre du patient.When the horizontal displacement or the variation of the intensity measured exceeds a predetermined reference threshold, a control signal of the actuating members of the bracket 115, and in this case of the two actuating motors 24 and 25 of the arms 22 is generated by the controller 17, to move the straps 118 and thus act on the position of the pelvis of the patient 42 to restore the balance of the patient.

La potence est par ailleurs équipée d'un capteur mécatronique ou optique par exemple permettant de mesurer l'inclinaison du câble par rapport à la verticale (non représenté sur cette figure 1) dont les données sont utilisées par l'unité de supervision 125 du déplacement de la structure 11, pour déterminer la position du buste du patient.The stem is also equipped with a mechatronic or optical sensor for example to measure the inclination of the cable relative to the vertical (not shown on this figure 1 ) whose data are used by the supervision unit 125 of the displacement of the structure 11, to determine the position of the bust of the patient.

Le déplacement du chariot 41 est également piloté par le contrôleur temps réel embarqué 17.The displacement of the carriage 41 is also controlled by the on-board real-time controller 17.

Ce contrôleur 17 présente une interface de communication avec l'unité de supervision 125 embarquée, qui lui fournit des données de guidage du chariot.This controller 17 has a communication interface with the on-board supervision unit 125, which provides it with data for guiding the truck.

L'unité de supervision 125 est avantageusement construite autour d'une architecture logicielle modulaire, qui est donc évolutive et simple à reconfigurer.The supervision unit 125 is advantageously built around a modular software architecture, which is therefore scalable and easy to reconfigure.

Le contrôleur 17 permet de commander un servomoteur électrique 18 entraînant en rotation et dirigeant deux roues motrices à entraînement différentiel 142 montées à l'arrière du chariot 41 en fonction des consignes de commande reçues du contrôleur 17. Dans une variante de ce mode de réalisation, il peut également être envisagé de monter chacune des roues motrices au sein d'une tourelle moto-directrice spécifique, équipée d'un motoréducteur agissant sur la direction de la roue et d'un motoréducteur permettant d'entraîner la roue en rotation vers l'avant ou vers l'arrière.The controller 17 makes it possible to control an electric servomotor 18 driving in rotation and directing two drive wheels with differential drive 142 mounted on the rear of the carriage 41 according to the control instructions received from the controller 17. In a variant of this embodiment, it can also be envisaged to mount each of the driving wheels in a specific motor-steering turret, equipped with a geared motor acting on the direction of the wheel and a geared motor for driving the wheel in rotation to the forward or backward.

Le servomoteur 18 est alimenté en électricité par une batterie rechargeable 19, par exemple de type gel acide-plomb ou Lithium-ion. Des patins de charge 110 montés à l'extérieur du châssis 141 du chariot 41 permettent un rechargement de la batterie 19 sans la démonter.The servomotor 18 is supplied with electricity by a rechargeable battery 19, for example of the acid-lead gel or lithium-ion type. Load pads 110 mounted outside the chassis 141 of the carriage 41 allow recharging of the battery 19 without disassembly.

A l'avant du chariot 41, une roue libre de roulage 143 est montée dans l'axe du chariot ce qui permet à la structure 11 d'épouser de faibles rayons de courbure et de tourner sur elle-même, et facilite l'avance en marche arrière.At the front of the carriage 41, a freewheel 143 is mounted in the axis of the carriage which allows the structure 11 to marry small radii of curvature and to turn on itself, and facilitates the advance backwards.

On peut observer sur la figure 1A que la coque 111 porte une console d'affichage 113 qui délivre au patient 42 des informations sur ses progrès et ses performances, ce qui confère dans une certaine mesure un aspect ludique à la séance de rééducation, et permet d'encourager le patient et/ou de renforcer sa motivation.We can observe on the Figure 1A that the hull 111 carries a display console 113 which provides the patient 42 with information on its progress and its performances, which gives, to a certain extent, a playful aspect to the reeducation session, and makes it possible to encourage the patient and / or to reinforce your motivation.

Les informations restituées par la console 113 sont par exemple la vitesse d'avancement, la trajectoire, l'amplitude des foulées, les efforts de contact, ...The information output by the console 113 is, for example, the speed of travel, the trajectory, the amplitude of the strides, the contact forces, etc.

Il est également prévu que le patient puisse regarder une séquence d'exercices effectuée précédemment sur l'écran de la console 113.It is also expected that the patient can watch a sequence of exercises performed previously on the screen of the console 113.

Il convient de noter que, de façon avantageuse, le thérapeute peut également utiliser cette console comme un pupitre de commande, afin de régler certains paramètres de la séance.It should be noted that, advantageously, the therapist can also use this console as a console, to adjust certain parameters of the session.

Des organes de sécurité, tels que par exemple un scrutateur laser, destinés à prévenir un choc avec un objet ou une personne, et d'alerter le thérapeute lors qu'un choc est imminent sont prévus. Ainsi par exemple, lorsqu'un obstacle est détecté devant le chariot par des détecteurs photosensibles montés sur la portion frontale de la coque, le chariot ralenti progressivement. En cas de choc avec un objet ou avec le thérapeute enregistré par des détecteurs mécaniques équipant le chariot 14, l'arrêt du chariot s'opère automatiquement.Safety devices, such as for example a laser scanner, intended to prevent an impact with an object or a person, and to alert the therapist when a shock is imminent are provided. For example, when an obstacle is detected in front of the truck by photosensitive detectors mounted on the front portion of the hull, the truck gradually slowed down. In the event of an impact with an object or with the therapist registered by mechanical sensors equipping the carriage 14, the truck stops automatically.

6.3. Exemple de mode de réalisation de l'invention 6.3. Example of embodiment of the invention

On a représenté en référence à la figure 3 un exemple de mode réalisation d'un dispositif de rééducation ambulatoire selon l'invention, dont la structure 11 a été présentée en référence aux figures 1A, 1B et 2.It is shown with reference to the figure 3 an exemplary embodiment of an ambulatory rehabilitation device according to the invention, whose structure 11 has been presented with reference to Figures 1A, 1B and 2 .

Dans ce mode de réalisation de l'invention particulièrement original, le guidage automatique du chariot 41 du dispositif de rééducation 40 est opéré à l'aide d'une estimation de la démarche du patient 42, qui est interprétée comme un reflet des intentions de déplacement du patient.In this particularly novel embodiment of the invention, the automatic guidance of the carriage 41 of the rehabilitation device 40 is operated by means of an estimate of the patient's gait 42, which is interpreted as a reflection of the traveling intentions. of the patient.

Cette estimation de la démarche du patient est basée sur la détermination d'une donnée représentative de cette démarche. Elle est obtenue par une simulation en temps réel du comportement dynamique d'un mannequin virtuel représentant le patient 42, basée notamment sur une reconstruction numérique de la posture du patient 42.This estimation of the patient's gait is based on the determination of a data representative of this approach. It is obtained by a real-time simulation of the dynamic behavior of a virtual dummy representing the patient 42, based in particular on a digital reconstruction of the posture of the patient 42.

Pour permettre cette reconstruction, le patient est instrumenté avec un nombre limité de capteurs. On a en effet astucieusement choisi d'équiper la portion du harnais 43 en contact avec le dos du patient d'une centrale inertielle 44, et chaque pied du patient d'une autre centrale inertielle 45.To enable this reconstruction, the patient is instrumented with a limited number of sensors. It has indeed cleverly chosen to equip the portion of the harness 43 in contact with the patient's back of an inertial unit 44, and each foot of the patient of another inertial unit 45.

Dans des variantes de ce mode de réalisation de l'invention, il peut également être prévu d'équiper le patient de capteurs photoélectriques de capture de mouvement, pour détecter le mouvement des jambes et/ou du bassin du patient, ou de tout autre capteur connu permettant de mesurer la position et/ou le déplacement d'une zone de la partie inférieure du corps du patient.In variants of this embodiment of the invention, it may also be provided to equip the patient with photoelectric capture motion sensors, to detect the movement of the legs and / or the patient's pelvis, or any other known sensor for measuring the position and / or displacement of an area of the lower body of the patient.

Comme on peut le voir sur la figure 4 qui détaille le système de contrôle du dispositif de rééducation ambulatoire 40, les données fournies par les centrales inertielles 44 et 45 concernant la position et le déplacement du bassin et des pieds du patient sont collectées régulièrement par le module de supervision 51. Ces données sont exploitées au sein de ce module de supervision par une application logicielle 52 s'appuyant sur une modélisation dynamique du mannequin virtuel représentant le patient pour animer ce mannequin virtuel.As can be seen on the figure 4 which details the control system of the ambulatory rehabilitation device 40, the data provided by the inertial units 44 and 45 concerning the position and the displacement of the pelvis and feet of the patient are collected regularly by the supervision module 51. These data are used within this supervision module by a software application 52 based on a dynamic modeling of the virtual manikin representing the patient to animate this virtual model.

Le modèle de mannequin numérique virtuel mis en oeuvre dans ce mode de réalisation de l'invention est construit par couplage d'un modèle cinématique du squelette à 45 degrés de liberté construit autour d'une chaîne arborescente d'éléments rigides en butée articulaire, avec un modèle biomécanique prenant en compte des paramètres anthropométriques tels que le sexe, l'âge, et la taille du patient, et intégrant des paramètres propres à la pathologie du patient, permettant d'attribuer une enveloppe, ou peau, au mannequin et de gérer son interaction avec l'environnement extérieur.The model of virtual digital manikin implemented in this embodiment of the invention is built by coupling a kinematic model of the 45 degree of freedom skeleton built around a tree chain of rigid elements in articular abutment, with a biomechanical model taking into account anthropometric parameters such as sex, age, and patient size, and integrating parameters specific to the pathology of the patient, allowing to assign an envelope, or skin, to the manikin and manage its interaction with the external environment.

Dans des variantes de ce mode de réalisation de l'invention, il peut également être prévu que le modèle biomécanique utilisé pour la détermination de la donnée représentative de la démarche du patient prenne en compte le stade de rééducation et/ou la condition physique de celui-ci.In variants of this embodiment of the invention, it may also be provided that the biomechanical model used for determining the representative data of the patient's gait takes into account the stage of rehabilitation and / or the physical condition of the patient. -this.

L'animation de ce mannequin résulte de l'intégration des équations d'un modèle dynamique du mouvement.The animation of this manikin results from the integration of the equations of a dynamic model of the movement.

Les efforts exercés par le patient sur le dispositif 40 sont calculés au sein de l'application logicielle 52 et des stratégies d'optimisation par critère quadratique, consistant par exemple à minimiser la fatigue musculaire, sont appliquées pour gérer l'équilibre du mannequin de manière réflexe et générer des consignes transmises au contrôleur 53 commandant l'actionnement des bras de la potence mobile déformable 46 et/ou du treuil 47.The forces exerted by the patient on the device 40 are calculated within the software application 52 and optimization strategies by quadratic criterion, consisting for example of minimizing muscle fatigue, are applied to manage the equilibrium of the manikin so Reflex and generate instructions transmitted to the controller 53 controlling the actuation of the arms of the mobile deformable stem 46 and / or the winch 47.

L'application 52 détermine par ailleurs automatiquement une donnée représentative de la démarche du patient à partir de laquelle est extraite l'intention du patient de changer de direction, ou encore d'accélérer ou de ralentir, par exemple. Elle transmet alors une consigne de guidage incluant une donnée directionnelle et une donnée de vitesse au contrôleur 53, qui à son tour commande le moteur d'actionnement des roues motrices du chariot 41 en conséquence.The application 52 also automatically determines a datum representative of the patient's gait from which is extracted the patient's intention to change direction, or to accelerate or slow down, for example. It then transmits a guidance instruction including directional data and speed data to the controller 53, which in turn controls the driving motor of the driving wheels of the carriage 41 accordingly.

La structure du dispositif de rééducation ambulatoire 40 se déplace donc de manière transparente pour le patient sans qu'il ait besoin d'interagir directement avec celle-ci.The structure of the ambulatory rehabilitation device 40 thus moves transparently for the patient without his having to interact directly with it.

On peut en outre observer sur la figure 4, que le patient, qui n'est pas tenu de saisir une poignée pour guider ou régler la vitesse du chariot 40, peut balancer ses bras le long du corps, dans une position de marche naturelle habituelle.We can also observe on the figure 4 that the patient, who is not required to grasp a handle to guide or adjust the speed of the carriage 40, can swing his arms along the body, in a normal natural walking position.

L'application logicielle 52 permet par ailleurs avantageusement de surveiller la posture du patient en calculant une donnée représentative de la posture du patient, et d'identifier si le patient se trouve dans un état de déséquilibre du patient, en comparant cette donnée à une base de données de référence prédéterminée.The software application 52 also advantageously makes it possible to monitor the patient's posture by calculating a datum representative of the patient's posture, and to identify whether the patient is in a state of imbalance of the patient, by comparing this datum with a base. predetermined reference data.

6.4. Autres caractéristiques optionnelles et avantages de l'invention Dans des variantes du mode de réalisation de l'invention détaillé ci-dessus, il peut également être prévu :

  • en cas de chute, de capter le mouvement du patient à l'aide d'un marqueur optique, tel qu'une boule réfléchissante à rayonnement infra-rouge, un accéléromètre, ou un marqueur magnétique ;
  • de transmettre vers le dispositif les informations relatives au parcours de la séance à partir d'un terminal distant, via une liaison wifi.
6.4. Other optional features and advantages of the invention In variants of the embodiment of the invention detailed above, it may also be provided:
  • in the event of a fall, to capture the movement of the patient with the aid of an optical marker, such as an infra-red reflective ball, an accelerometer, or a magnetic marker;
  • to transmit to the device the information relating to the course of the session from a remote terminal via a wifi link.

Dans une autre variante, il peut être envisagé, sans sortir du cadre de l'invention, de placer le portique et la coque dans le dos du patient, afin que ce patient oublie progressivement qu'il est assisté par une machine, par exemple s'il s'agit d'une personne âgée plus réticente envers l'usage d'une technologie nouvelle.In another variant, it may be envisaged, without departing from the scope of the invention, to place the gantry and the shell in the back of the patient, so that this patient gradually forgets that he is assisted by a machine, by example if it is an older person more reluctant to use a new technology.

Claims (10)

Dispositif de rééducation ambulatoire (40) destiné à accompagner et sécuriser un individu (12) non autonome en cours de rééducation lors de sa progression sur le sol, formé d'une structure mobile (11) d'assistance dudit individu dans l'exercice d'au moins un mouvement de la marche comprenant un chariot motorisé (41) et des moyens de soutien dudit individu montés sur un portique (15) monté sur le châssis (141) dudit chariot motorisé, comprenant un harnais de soutien (43) apte à enserrer au moins une portion du tronc dudit individu, de préférence une portion du bassin et/ou de la ceinture pelvienne dudit individu, caractérisé en ce qu'il comprend en outre : - au moins un capteur de mesure de la position et/ou du déplacement d'une portion du tronc, par exemple du buste ou du bassin, ou d'une zone de la partie inférieure du corps dudit individu ; - un contrôleur temps réel embarqué (17) apte à piloter le déplacement dudit chariot motorisé (41) en réponse à un mouvement dudit individu à partir des mesures fournies par ledit capteur de mesure de la position et/ou du déplacement d'une portion du tronc ou d'une zone de la partie inférieure du corps de l'individu. Ambulatory rehabilitation device (40) for accompanying and securing a non-autonomous individual (12) being rehabilitated during its progression on the ground, formed of a mobile structure (11) for assisting said individual in the exercise of at least one movement of the step comprising a motorized carriage (41) and support means of said individual mounted on a gantry (15) mounted on the frame (141) of said motorized carriage, comprising a support harness (43) adapted to enclosing at least a portion of the trunk of said individual, preferably a portion of pelvis and / or pelvic girdle of said individual, characterized in that it further comprises: at least one sensor for measuring the position and / or displacement of a portion of the trunk, for example of the bust or pelvis, or of an area of the lower part of the body of said individual; an on-board real-time controller (17) capable of controlling the movement of said motorized carriage (41) in response to a movement of said individual from measurements provided by said sensor for measuring the position and / or displacement of a portion of the trunk or area of the lower body of the individual. Dispositif de rééducation ambulatoire selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit harnais (43) est monté mobile par rapport audit portique (15).Ambulatory rehabilitation device according to claim 1, characterized in that said harness (43) is movably mounted relative to said gantry (15). Dispositif de rééducation ambulatoire selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit harnais (43) est solidarisé à un câble (121).Ambulatory rehabilitation device according to claim 2, characterized in that said harness (43) is secured to a cable (121). Dispositif de rééducation ambulatoire selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit capteur de mesure de la position et/ou du déplacement d'une portion du tronc dudit individu est apte à mesurer les déplacements horizontaux ou l'inclinaison dudit câble (121) par rapport à la verticale, permettant de déterminer la position du buste dudit individu par rapport à ladite structure mobile (11).Ambulatory rehabilitation device according to claim 3, characterized in that said sensor for measuring the position and / or displacement of a portion of the trunk of said individual is able to measure the horizontal displacements or the inclination of said cable (121) by vertical ratio, for determining the position of the bust of said individual relative to said movable structure (11). Dispositif de rééducation ambulatoire selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il présente une sangle double (118) dont les extrémités inférieures sont fixées respectivement sur l'avant et sur l'arrière dudit harnais (43) et dont les extrémités supérieures sont fixées à une potence (46) formant balancier.Ambulatory rehabilitation device according to one of Claims 1 to 4, characterized in that it has a double strap (118) whose lower ends are fixed respectively on the front and on the rear of said harness (43) and whose upper ends are fixed to a gallows (46) forming a rocker arm. Dispositif de rééducation ambulatoire selon la revendication 3 ensemble la revendication 5, caractérisé en ce qu'une extrémité dudit câble (121) est fixée à une portion centrale de ladite potence (46).An ambulatory rehabilitation device according to claim 3 together with claim 5, characterized in that one end of said cable (121) is attached to a central portion of said bracket (46). Dispositif de rééducation ambulatoire selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend deux sangles doubles (118) dont les extrémités supérieures sont séparées d'une distance égale à la largeur du thorax dudit individu (42).Ambulatory rehabilitation device according to claim 5, characterized in that it comprises two double straps (118) whose upper ends are separated by a distance equal to the width of the thorax of said individual (42). Dispositif de rééducation ambulatoire selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ledit portique (15) comprend deux bras latéraux s'étendant sensiblement dans la direction horizontale de sorte à écarter ledit harnais (43) dans la direction horizontale de la zone de solidarisation du portique (15) avec le châssis (141) dudit chariot motorisé (41).Ambulatory rehabilitation device according to any one of claims 1 to 7, characterized in that said gantry (15) comprises two lateral arms extending substantially in the horizontal direction so as to move said harness (43) in the horizontal direction of the securing zone of the gantry (15) with the frame (141) of said motorized carriage (41). Dispositif de rééducation ambulatoire selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit harnais (43) est orienté par rapport audit portique (15) de sorte que ledit portique (15) soit placé dans le dos dudit individu (12) lorsque ledit individu est équipé dudit harnais (43).Ambulatory rehabilitation device according to claim 8, characterized in that said harness (43) is oriented relative to said gantry (15) so that said gantry (15) is placed in the back of said individual (12) when said individual is equipped said harness (43). Dispositif de rééducation ambulatoire selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que ledit capteur de mesure de la position et/ou du déplacement d'une portion du tronc ou d'une zone de la partie inférieur du corps dudit individu appartient au groupe comprenant au moins : - centrale inertielle ; - capteur de force ; - dispositif de capture optique. Ambulatory rehabilitation device according to any one of claims 1 to 9, characterized in that said sensor for measuring the position and / or displacement of a portion of the trunk or an area of the lower part of the body of said individual belongs to the group comprising at least: - inertial unit; - force sensor; - optical capture device.
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