FR3009945A1 - An apparatus for investigating the stability of a user posturele - Google Patents

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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. An analysis of postural stability of a user characterized in that it comprises at least one shoe incorporating means for the user's foot pressure measurements on the sole, measurement means of management and of angle of the foot and a microwave generator generating electric power from the user's movements for electrically feeding the device. Pouvant s'utiliser quotidiennement, invisible et facile d'utilisation l'ensemble est peu coûteux et fiable. Can be used daily, invisible and easy to use overall is inexpensive and reliable. Le dispositif pallie fortement les installations hospitalières, humainement et matériellement coûteuses. The device overcomes the highly hospital facilities, human and material cost. 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. The invention allows rapid diagnosis, followed by the long term, and administration of an evolutionary process and adapted to the pathology and patient approach through the mobile application and the proposed software. 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. The invention is particularly intended for the acquisition of operating parameters and using the medical diagnostic taken on 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. 1 Technical Field the Invention The present invention relates to a diagnostic device and analysis of postural stability of a user. 2 Etat de la technique antérieur Il est utile d'analyser les problèmes de stabilité posturale. 2 State of the Prior Art It is useful to analyze the postural stability problems. Pour ce faire, les praticiens doivent récupérer un certain nombre d'informations liées au mouvement des pieds. To do this, practitioners must obtain a number of information related to the movement of the feet. Il existe, dans le cadre sportif, des chaussures qui récupèrent des données liées au mouvement du pied. There, in the sporting context, shoes that collect data related to the movement of the foot. Ces informations, utiles dans le but d'une analyse sportive, sont néanmoins insuffisantes pour un diagnostic médical. This information is useful for the purpose of sports analysis, are nevertheless insufficient for a medical diagnosis. De plus, ces chaussures présentent une autonomie insuffisante pour récupérer des mesures qui doivent être faites sur de longues durées. In addition, these shoes have insufficient autonomy to recover measures to be made over long periods. 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. Furthermore, existing medical systems are complex and long to handle for diagnosticians, expensive, both for patients, hospital and social security, large and exclusively used in the hospital setting. A chaque paramètre de marche correspond un instrument médical qu'il est particulièrement intéressant d'utiliser. With each step parameter is a medical device that is particularly interesting to use. 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. Patients to perform these analyzes and to move to the hospital to make fictitious and repetitive exercises, which take so-called natural movements or situations over long periods and on multiple 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. The results are therefore distorted by the environment in which they are acquired by the various stresses applied to the patient, and, above all, stress developed by the 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. 3 Objectives of the invention The present invention aims to overcome the disadvantages of existing medical systems by offering a more compact diagnostic system, cheaper and easier to use 35.

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. Specifically, these objectives are achieved by means of a postural stability analysis device of a user characterized in that it comprises at least one shoe incorporating means for the user's foot pressure measurements on the sole, means of measurements of the direction and angle of the foot and a microwave generator generating electric power from the user's movements for electrically feeding the device. 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. 4 Disclosure of the Invention Thus, this shoe allows the analysis of postural stability of the user, recovering pressure data, direction and angle of the foot, gross manner and processed. C'est un système très simple d'utilisation, puisqu'il faut juste que le patient porte la chaussure, invisible, léger et abordable financièrement. It is an easy to use system, since it just requires that the patient wears the shoe, invisible, light and affordable. C'est un système récupérant l'ensemble des paramètres de marche de l'utilisateur, et ceci, à chaque pas effectué. It is a system recovering all of the user's operating parameters, and this at every step made. Il peut être utilisé dans n'importe quel environnement où il est approprié de marcher. It can be used in any environment where it is appropriate to walk. Pouvant s'utiliser quotidiennement, le patient oublie que ses chaussures enregistrent ses paramètres de marches. Can be used daily, the patient forgets his shoes store user settings steps. Par ailleurs la présence du micro générateur permet d'augmenter considérablement l'autonomie du système. Moreover the presence of the microwave generator can significantly increase the autonomy of the system. 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. Its results are therefore more realistic, allowing a rapid diagnosis 25 because monitoring is done over a long period, and administration of an evolutionary process and adapted to the pathology and patient approach. L'invention permet d'atteindre les objectifs, ainsi, la chaussure selon l'invention permet bien le diagnostic médical. The invention achieves the objectives, the shoe according to the invention allows the medical diagnosis well. 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. 30 In addition, from the retrieved data, the calculation of the instantaneous and average speed, the distance from one foot to another, as well as the distance to a distance in one step, can be calculated, in order to observe, analyze, to model the regularity and symmetry of the patient 35 approach to characterize his 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. The dependent claims expose optional features of the invention DESCRIPTION OF THE FIGURES 5 The accompanying drawings illustrate the invention: Figure 1 shows the acquisition system, processing and transmitting data from the device of the invention. La figure 2 représente le système d'alimentation de l'ensemble du dispositif de l'invention. 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. Figure 3 shows the different layers constituting the device of 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. 6 Embodiment - The structure of the various parts or portions constituting the Invention The diagnosis and analysis device is comprised of a pair of shoes. Chaque chaussure (17) intègre plusieurs modules interagissant entre eux. Each shoe (17) includes several modules interacting together. 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. Firstly, a pressure sensor array (14) and a module (15) comprising an accelerometer, a gyroscope, a magnetometer, which allow to collect the user data and a processor. 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). Finally, a module containing the wireless communication system (13) and power modules comprising a battery (16) and a microwave generator (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). - Their arrangement The accelerometer, magnetometer, gyroscope, the miniaturized microcontroller are placed on a printed circuit which forms the module (15), itself built into the sole of the boot (18). Le module de communication sans fil (13) se 30 situe derrière le talon et est connecté au circuit imprimé (15) ; The wireless communication module (13) located behind the heel 30 and is connected to the printed circuit (15); il permet de communiquer avec l'extérieur selon la norme Bluetooth (marque déposée). it enables communication with the outside according to the Bluetooth standard (registered trademark). 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). The matrix of pressure sensors (14) is designed as a sheet incorporating resistive sensors such as those sold by Techno Concept and is below 35 the sole of the boot (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). Finally, a micro generator to produce electricity to increase the autonomy of the device is located at the heel of the boot (12). La batterie (16), elle, est située derrière le talon à proximité du module de communication sans fil (13). The battery (16), it is located behind the bead close to the wireless communication module (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). - Their operation From Figure 1, which shows the acquisition system, processing and transmitting data from the device of the invention, when the user makes a movement (1), the sensors, namely sensors 15 and the pressure die module (14) allow the recovery of gait parameters and acquire its data (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. Then, the sensors send the acquired data to the processor (3) which is responsible in particular to record gross manner, process and record the processed data. 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). After some time, this data is sent to the wireless communication module (13) which transmits them to the user's telephone (5) and to secure a medical server (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. A medical software installed on the phone (5) allows the display of relevant curves, their meanings and guidance to the user to improve his approach and thus its postural stability. Le serveur médical sécurisé (6) contient l'ensemble des enregistrements déjà effectué pour chaque patient. Secure medical server (6) contains all the recordings already made for each 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). Finally, the diagnostician can access the user running parameter data via the server (6) or via the mobile phone of the user (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. This data is handled through a dedicated software (7) allowing visualization of curves and tables, with aid for the recognition of so-called abnormal data, diagnosis and prescription of appropriate treatment. Pour prolonger l'autonomie de la batterie (16), le micro générateur (12) produit de l'énergie électrique pendant la marche. To extend the life of the battery (16), the microwave generator (12) generates electric energy while walking. 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. From Figure 2, which shows the power of the entire device system, microwave generator 35 includes a plurality of piezoelectric members (8) being placed on a circuit board. L'ensemble de l'énergie récupérée est transmise vers un système de conversion et de stockage interne (9). All of the recovered energy is transmitted to a conversion system and internal storage (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). When loaded, the stored energy is supplied to the battery (16), which feeds 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. 7 Industrial Applicability The device of the invention is particularly intended for the acquisition of operating parameters and using 10 the medical diagnostic arises as to the postural stability of the patient. En effet, il pallie beaucoup d'inconvénients rencontrés à l'heure actuelle: gestion de machines, entretiens de celles-ci, apprentissage de leurs manipulations. Indeed, it overcomes many of the drawbacks encountered at present: equipment management, maintenance of them, learning their 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. The device allows 15 also alleviate the human and material costs, to have reliable data to good medical care and the opportunity to obtain appropriate treatment faster and more easily scalable. Aussi, le dispositif selon l'invention peut être appliqué 20 à d'autres domaines que celui du médical. Also, the device according to the invention can be applied to 20 other areas as the medical. 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. Indeed, the information collected by the device according to the invention are more than sufficient for the establishment 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. 25 Finally, for a particular use, users can themselves improve their postural stability through the mobile application that collects data and displays the curves of developments along with their meanings and advice for possible improvements.

Claims (4)

  1. REVENDICATIONS1) 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. REVENDICATIONS1) An analysis of postural stability of a user characterized in that it comprises at least one shoe incorporating means for the user's foot pressure measurements on the sole, means of management measures and the angle of the foot and a microwave generator generating electric power from the user's movements for electrically feeding the device.
  2. 2) Dispositif d'analyse selon la revendication 1 caractérisé en ce que le dit micro générateur comprend un ensemble de composants piézoélectriques. 2) Analysis device according to claim 1 characterized in that said microwave generator comprises a set of piezoelectric components.
  3. 3) Dispositif d'analyse selon les revendications 1 ou 2 caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de traitements des données fournies par les moyens de mesures. 3) Analysis device according to claims 1 or 2 characterized in that it comprises data processing means provided by the measurement means.
  4. 4) Dispositif d'analyse selon les revendications 1, 2 ou 3 caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de communication sans fil permettant la transmission des données traités ou non fournies par les moyens de mesures. 4) Analysis device according to claims 1, 2 or 3 characterized in that it comprises a wireless communication means for transmitting the data processed or not supplied by the measurement means.
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