FR3009945A1

FR3009945A1 - DEVICE FOR ANALYZING THE POSTURELE STABILITY OF A USER

Info

Publication number: FR3009945A1
Application number: FR1302067A
Authority: FR
Inventors: Melissa Estelle Berthelot
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-09-05
Filing date: 2013-09-05
Publication date: 2015-03-06

Abstract

Dispositif d'analyse de la stabilité posturale d'un utilisateur caractérisé en ce qu'il comprend au moins une chaussure intégrant des moyens de mesures de pression du pied de l'utilisateur sur la semelle, des moyens de mesures de la direction et de l'angle du pied et un micro générateur produisant de l'énergie électrique à partir des mouvements de l'utilisateur pour alimenter électriquement le dispositif. Pouvant s'utiliser quotidiennement, invisible et facile d'utilisation l'ensemble est peu coûteux et fiable. Le dispositif pallie fortement les installations hospitalières, humainement et matériellement coûteuses. L'invention permet un diagnostic rapide, de par le suivi de longue durée, et l'administration d'un traitement évolutif et adapté à la pathologie et la démarche du patient grâce à l'application mobile et au logiciel proposés. L'invention est particulièrement destinée à l'acquisition de paramètres de marche et à l'aide à la prise de diagnostic médical quant à la stabilité posturale.Device for analyzing the postural stability of a user, characterized in that it comprises at least one shoe incorporating means for measuring the user's foot pressure on the sole, means for measuring the direction and pressure of the foot. angle of the foot and a micro generator generating electrical energy from the user's movements to electrically power the device. Can be used daily, invisible and easy to use all is inexpensive and reliable. The device greatly overcomes the hospital facilities, humanly and materially expensive. The invention allows rapid diagnosis, by long-term monitoring, and the administration of an evolutionary treatment adapted to the pathology and the approach of the patient through the mobile application and the proposed software. The invention is particularly intended for the acquisition of walking parameters and for assisting with the medical diagnosis of postural stability.

Description

1 Domaine technique l'invention La présente invention concerne un dispositif de diagnostic et d'analyse de la stabilité posturale d'un utilisateur. 2 Etat de la technique antérieur Il est utile d'analyser les problèmes de stabilité posturale. Pour ce faire, les praticiens doivent récupérer un certain nombre d'informations liées au mouvement des pieds. Il existe, dans le cadre sportif, des chaussures qui récupèrent des données liées au mouvement du pied. Ces informations, utiles dans le but d'une analyse sportive, sont néanmoins insuffisantes pour un diagnostic médical. De plus, ces chaussures présentent une autonomie insuffisante pour récupérer des mesures qui doivent être faites sur de longues durées. Par ailleurs, les systèmes médicaux déjà existants sont complexes et longs à prendre en main pour les diagnosticiens, couteux, à la fois pour les patients, l'hôpital et la sécurité sociale, volumineux et exclusivement utilisés dans le cadre hospitalier. A chaque paramètre de marche correspond un instrument médical qu'il est particulièrement intéressant d'utiliser. Les patients devant effectuer ces analyses ont ainsi à se déplacer à l'hôpital pour faire des exercices fictifs et répétitifs, qui reprennent des mouvements ou situations dits naturels, sur de longues périodes et sur plusieurs machines. Les résultats obtenus sont donc faussés de par l'environnement dans lequel ils sont acquis, de par les différentes sollicitations demandées au patient, et, surtout, de par le stress développé par le patient. 3 Objectifs de l'invention La présente invention a pour but de pallier les inconvénients des systèmes médicaux existants en proposant un système de diagnostic moins encombrant, moins cher et facile 35 d'utilisation.TECHNICAL FIELD The invention relates to a device for diagnosing and analyzing the postural stability of a user. 2. State of the Prior Art It is useful to analyze the problems of postural stability. To do this, practitioners must retrieve a certain amount of information related to the movement of the feet. There are, in sports, shoes that retrieve data related to the movement of the foot. This information, useful for the purpose of a sports analysis, is nevertheless insufficient for a medical diagnosis. In addition, these shoes have insufficient autonomy to recover measures that must be made over long periods. In addition, already existing medical systems are complex and long to take in hand for diagnosticians, expensive, for both patients, hospital and social security, bulky and exclusively used in the hospital. Each walking parameter corresponds to a medical instrument that is particularly interesting to use. Patients who have to perform these tests have to move to the hospital to perform fictitious and repetitive exercises, which take movements or so-called natural situations, over long periods and on several machines. The results obtained are therefore distorted by the environment in which they are acquired, by the different demands on the patient, and, above all, by the stress developed by the patient. OBJECTS OF THE INVENTION The present invention aims to overcome the drawbacks of existing medical systems by providing a diagnostic system less bulky, cheaper and easy to use.

Plus précisément, ces objectifs sont atteint à l'aide d'un dispositif d'analyse de la stabilité posturale d'un utilisateur caractérisé en ce qu'il comprend au moins une chaussure intégrant des moyens de mesures de pression du pied de l'utilisateur sur la semelle, des moyens de mesures de la direction et de l'angle du pied et un micro générateur produisant de l'énergie électrique à partir des mouvements de l'utilisateur pour alimenter électriquement le dispositif. 4 Exposé de l'invention Ainsi, cette chaussure permet l'analyse de la stabilité posturale de son utilisateur, en récupérant des données de pression, de direction et d'angle du pied, de manière brute et traitée. C'est un système très simple d'utilisation, puisqu'il faut juste que le patient porte la chaussure, invisible, léger et abordable financièrement. C'est un système récupérant l'ensemble des paramètres de marche de l'utilisateur, et ceci, à chaque pas effectué. Il peut être utilisé dans n'importe quel environnement où il est approprié de marcher. Pouvant s'utiliser quotidiennement, le patient oublie que ses chaussures enregistrent ses paramètres de marches. Par ailleurs la présence du micro générateur permet d'augmenter considérablement l'autonomie du système. Ses résultats sont donc plus réalistes, ce qui permet un 25 diagnostic rapide, car le suivi est fait sur une longue durée, et l'administration d'un traitement évolutif et adapté à la pathologie et à la démarche du patient. L'invention permet d'atteindre les objectifs, ainsi, la chaussure selon l'invention permet bien le diagnostic médical. 30 De plus, à partir des données récupérées, le calcul de la vitesse instantanée et moyenne, la distance d'un pied à un autre, ainsi que la distance parcourue pour un pied en un pas, peuvent être calculés, dans le but d'observer, d'analyser, de modéliser la régularité et la symétrie de la démarche du 35 patient pour en caractériser sa stabilité posturale.More specifically, these objectives are achieved with the aid of a device for analyzing the postural stability of a user, characterized in that it comprises at least one shoe incorporating means for measuring the user's foot pressure. on the sole, means for measuring the direction and angle of the foot and a micro generator generating electrical energy from the movements of the user to electrically power the device. Thus, this shoe allows the analysis of the postural stability of its user, by recovering pressure data, direction and angle of the foot, raw and processed. It is a very simple system of use, since it is just necessary for the patient to wear the shoe, invisible, light and affordable financially. It is a system that retrieves all of the user's walking parameters, and this, at each step taken. It can be used in any environment where it is appropriate to walk. Being able to be used daily, the patient forgets that his shoes record his parameters of steps. In addition, the presence of the micro-generator makes it possible to considerably increase the autonomy of the system. Its results are therefore more realistic, which allows a rapid diagnosis because the monitoring is done over a long period of time, and the administration of an evolutionary treatment adapted to the pathology and the gait of the patient. The invention achieves the objectives, thus, the shoe according to the invention allows the medical diagnosis. In addition, from the recovered data, the calculation of the instantaneous and average speed, the distance from one foot to another, as well as the distance traveled for a foot in one step, can be calculated, for the purpose of observe, analyze, model the regularity and symmetry of the patient's gait to characterize its postural stability.

Les revendications secondaires exposent des caractéristiques optionnelles de l'invention Présentation des figures 5 Les dessins annexés illustrent l'invention : La figure 1 représente la chaîne d'acquisition, traitement et transmission des données du dispositif de l'invention. La figure 2 représente le système d'alimentation de l'ensemble du dispositif de l'invention.The following claims illustrate optional features of the invention. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES The appended drawings illustrate the invention: FIG. 1 represents the data acquisition, processing and transmission chain of the device of the invention. Figure 2 shows the supply system of the entire device of the invention.

La figure 3 représente les différentes couches constituant le dispositif selon l'invention.FIG. 3 represents the various layers constituting the device according to the invention.

6 Mode de réalisation - La structure des différentes pièces ou parties constituant l'invention Le dispositif de diagnostic et d'analyse est constitué d'une paire de chaussures. Chaque chaussure (17) intègre plusieurs modules interagissant entre eux. Tout d'abord, une matrice de capteurs de pression (14), puis, un module (15) comprenant un accéléromètre, un gyroscope, un magnétomètre, qui permettent de recueillir les données de l'utilisateur et un processeur. Enfin, un module contenant le système de communication sans fil (13) et les modules d'alimentation comprenant une batterie (16) et un micro générateur (12). - Leur disposition L'accéléromètre, le magnétomètre, le gyroscope, le microcontrôleur miniaturisés sont placés sur un circuit imprimé qui forme le module (15), lui-même intégré dans la semelle de la chaussure (18). Le module de communication sans fil (13) se 30 situe derrière le talon et est connecté au circuit imprimé (15) ; il permet de communiquer avec l'extérieur selon la norme Bluetooth (marque déposée). La matrice de capteurs de pressions (14) se présente comme une feuille intégrant des capteurs résistifs comme ceux vendu par Techno Concept et se situe sous 35 la semelle de la chaussure (18). Enfin, un micro générateur permettant de produire de l'électricité pour augmenter l'autonomie du dispositif se situe au niveau du talon de la chaussure (12). La batterie (16), elle, est située derrière le talon à proximité du module de communication sans fil (13). - Leur fonctionnement D'après la figure 1, qui représente la chaîne d'acquisition, traitement et transmission des données du dispositif de l'invention, dès que l'utilisateur fait un mouvement (1), les capteurs, à savoir, les capteurs du module 15 et la matrice de pression (14), permettent la récupération des paramètres de marche et acquièrent ses données (2). Puis, les capteurs envoient les données acquises vers le processeur (3) qui se charge notamment de les enregistrer de manière brute, de les traiter et d'enregistrer les données traitées. Après un certain temps, ces données sont envoyées vers le module de communication sans fil (13) qui les transmet vers le téléphone de l'utilisateur (5) et vers un serveur médical sécurisé (6). Un logiciel médical installé sur le téléphone (5) permet l'affichage de courbes pertinentes, de leurs significations et de conseils pour que l'utilisateur puisse améliorer sa démarche et donc sa stabilité posturale. Le serveur médical sécurisé (6) contient l'ensemble des enregistrements déjà effectué pour chaque patient. Enfin, le diagnosticien peut accéder aux données de paramètres de marche de l'utilisateur via le serveur (6) ou via le téléphone mobile de l'utilisateur (5). Ces données sont manipulées grâce à un logiciel dédié (7) permettant la visualisation de courbes et de tableaux, avec une aide à la reconnaissance de données dites anormales, au diagnostic et à la prescription de traitement adapté. Pour prolonger l'autonomie de la batterie (16), le micro générateur (12) produit de l'énergie électrique pendant la marche. D'après la figure 2, qui représente le système d'alimentation de l'ensemble du dispositif, le micro générateur 35 comprend un ensemble de composants de piézoélectriques (8) pouvant être posés sur une carte imprimée. L'ensemble de l'énergie récupérée est transmise vers un système de conversion et de stockage interne (9). Lorsqu'il est chargé, l'énergie emmagasinée est envoyée vers la batterie (16), qui alimente le module de communication sans fil (13), la matrice de capteurs de pressions (14) et le module (15).Embodiment - The structure of the various parts or parts constituting the invention The diagnostic and analysis device consists of a pair of shoes. Each shoe (17) integrates several modules interacting with each other. Firstly, a matrix of pressure sensors (14), then a module (15) comprising an accelerometer, a gyroscope, a magnetometer, which collect the data of the user and a processor. Finally, a module containing the wireless communication system (13) and the power supply modules comprising a battery (16) and a micro-generator (12). - Their arrangement The accelerometer, the magnetometer, the gyroscope, the microcontroller miniaturized are placed on a printed circuit which forms the module (15), itself integrated into the sole of the shoe (18). The wireless communication module (13) is located behind the heel and is connected to the printed circuit (15); it allows to communicate with the outside according to the Bluetooth (registered trademark) standard. The pressure sensor array (14) is a sheet incorporating resistive sensors such as those sold by Techno Concept and is located under the sole of the shoe (18). Finally, a micro generator for generating electricity to increase the autonomy of the device is at the heel of the shoe (12). The battery (16) is located behind the heel near the wireless communication module (13). Their operation According to FIG. 1, which represents the chain of acquisition, processing and transmission of the data of the device of the invention, as soon as the user makes a movement (1), the sensors, namely the sensors of the module 15 and the pressure matrix (14) allow the recovery of the operating parameters and acquire its data (2). Then, the sensors send the acquired data to the processor (3), which in particular takes care of recording them raw, processing them and recording the processed data. After a while, this data is sent to the wireless communication module (13) which transmits it to the user's telephone (5) and to a secure medical server (6). Medical software installed on the phone (5) allows the display of relevant curves, their meanings and advice so that the user can improve his gait and thus his postural stability. The secure medical server (6) contains all the records already made for each patient. Finally, the diagnostician can access the user's walk parameter data via the server (6) or via the mobile phone of the user (5). These data are manipulated thanks to a dedicated software (7) allowing the visualization of curves and tables, with an aid to the recognition of so-called abnormal data, the diagnosis and the prescription of adapted treatment. To extend the battery life (16), the micro-generator (12) produces electrical energy during operation. From Figure 2, which shows the supply system of the entire device, the micro generator 35 comprises a set of piezoelectric components (8) can be placed on a printed circuit board. All of the recovered energy is transmitted to an internal conversion and storage system (9). When charged, the stored energy is sent to the battery (16), which powers the wireless communication module (13), the pressure sensor array (14) and the module (15).

7 Application Industrielle Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné à l'acquisition de paramètres de marche et à l'aide à 10 la pose de diagnostic médical quant à la stabilité posturale du patient. En effet, il pallie beaucoup d'inconvénients rencontrés à l'heure actuelle: gestion de machines, entretiens de celles-ci, apprentissage de leurs manipulations. Le dispositif permet 15 aussi d'alléger les coûts humains et matériels, d'avoir des données fiables qui permettent un bon suivi médical et la possibilité d'obtenir un traitement adapté plus rapidement et plus facilement évolutif. Aussi, le dispositif selon l'invention peut être appliqué 20 à d'autres domaines que celui du médical. En effet, les informations recueillies par le dispositif selon l'invention sont plus que suffisantes à la mise en place d'un entraînement sportif adapté, à l'amélioration de performances ciblées.INDUSTRIAL APPLICATION The device according to the invention is particularly intended for the acquisition of walking parameters and for assisting the medical diagnosis pose with regard to the postural stability of the patient. Indeed, it overcomes many disadvantages encountered at the moment: management of machines, interviews of them, learning their manipulations. The device also makes it possible to reduce the human and material costs, to have reliable data which allow a good medical follow-up and the possibility of obtaining an adapted treatment more quickly and more easily evolutive. Also, the device according to the invention can be applied to other areas than the medical one. Indeed, the information collected by the device according to the invention is more than sufficient for the implementation of a suitable sports training, to improve targeted performance.

25 Enfin, pour une utilisation particulière, les utilisateurs peuvent d'eux-mêmes améliorer leur stabilité posturale grâce à l'application mobile qui recueille les données et affiche des courbes d'évolutions accompagnées de leurs significations et de conseils pour d'éventuelles améliorations.Finally, for a particular use, the users can themselves improve their postural stability thanks to the mobile application which collects the data and displays evolutions curves accompanied by their meanings and advice for possible improvements.

Claims

CLAIMS1) Device for analyzing the postural stability of a user characterized in that it comprises at least one shoe incorporating means for measuring the user's foot pressure on the sole, means for measuring the direction and of the foot angle and a micro generator generating electrical energy from the user's movements to electrically power the device.

2) Analysis device according to claim 1 characterized in that said micro generator comprises a set of piezoelectric components.

3) Analysis device according to claims 1 or 2 characterized in that it comprises data processing means provided by the measuring means.

4) Analysis device according to claims 1, 2 or 3 characterized in that it comprises a wireless communication means for transmitting processed data or not provided by the measuring means.