WO2016050666A1 - Dispositif transportable pour la mesure de parametres physiques associes a l'articulation de la cheville d'un sujet, et bati d'un tel dispositif - Google Patents

Dispositif transportable pour la mesure de parametres physiques associes a l'articulation de la cheville d'un sujet, et bati d'un tel dispositif Download PDF

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WO2016050666A1
WO2016050666A1 PCT/EP2015/072205 EP2015072205W WO2016050666A1 WO 2016050666 A1 WO2016050666 A1 WO 2016050666A1 EP 2015072205 W EP2015072205 W EP 2015072205W WO 2016050666 A1 WO2016050666 A1 WO 2016050666A1
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WO
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receptacle
frame
subject
foot
activation member
Prior art date
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PCT/EP2015/072205
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Francis CANON
Didier GAMET
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Universite De Technologie De Compiegne
Centre National De La Recherche Scientifique
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    • A61B5/70—Means for positioning the patient in relation to the detecting, measuring or recording means
    • A61B5/702—Posture restraints

Definitions

  • Transportable device for measuring physical parameters associated with the articulation of the ankle of a subject, and frame of such a device
  • the invention relates to a transportable device for measuring physical parameters associated with the ankle joint of a subject, in particular a patient.
  • the invention also relates to a frame of such a device.
  • this type of measuring device is very bulky and, when the subject is installed on such a device with his foot on the pedal, his foot and his ankle may be partially or completely hidden by the study device by wires connecting the device to the different sensors ....
  • the measuring device is therefore very impressive for many subjects, especially for children, who then have trouble being relaxed when the "quick-release" test is performed. This tends to distort the test results which is undesirable.
  • such a measuring device can not be used to make measurements on subjects having difficulty moving or unable to move because it is then extremely difficult to install these subjects on the device.
  • An object of the invention is to provide a device for measuring physical parameters associated with the articulation of an ankle of a subject, even if the latter has difficulty in moving, which allows a more significant measurement of said physical parameters and a frame of such a device.
  • a transportable device for measuring physical parameters associated with the articulation of an ankle of a subject comprising:
  • a portable frame which has an open receptacle for receiving a foot of the subject, the receptacle being pivotally mounted on the frame about a given axis of rotation so as to be arranged at the end of the frame with an opening of the receptacle facing the outside of the device and so that the axis of rotation coincides with the axis of articulation of the subject's ankle when the foot thereof rests in the receptacle and which comprises means for temporarily blocking the receptacle in a first position ,
  • At least the locking means and the means for determining a pair being arranged in the frame behind the receptacle when the opening of the receptacle faces the subject.
  • the subject sees almost only the frame and the receptacle during the tests, a majority of the elements carried by the frame being masked from the view of the subject by the receptacle itself.
  • the frame according to the invention is thus compact and a simplified structure which gives it a more reassuring appearance for a subject.
  • the frame makes it possible in particular to prevent the foot and the ankle from being masked by elements of the device, other than any means of immobilizing the foot at the receptacle, during the tests, which tends to frighten certain subjects, especially children. .
  • the subjects can pass the tests in a more relaxed way which allows to have more significant test results.
  • the device according to the invention by its very arrangement, thanks to its portable frame, does not constrain the position of the subject.
  • the frame is of size and mass adapted to its handling by one person and to be placed in places suitable for subjects without them need to change position.
  • the device according to the invention is therefore particularly advantageous for the study of physical parameters related to the ankle joints of bedridden subjects, particularly bedridden patients. Indeed, it is possible to place the frame of the device according to the invention on a tray arranged astride the bed of the patient so that the tests can be performed without having to lift or move the patient. It suffices for the patient to only have to lengthen his leg to place his foot in the receptacle.
  • the device according to the invention is easily transportable from one bed to another again thanks to its portable frame.
  • the device can be used both for the left ankle as for the right ankle.
  • the device is therefore ambidextrous. The same device can therefore be used by a large number of subjects.
  • measurement means allowing a physical measurement of the parameter concerned as well as calculating means allowing an estimation by mathematical calculations of the parameter concerned that a combination of measuring means and means Calculation.
  • the invention also relates to a portable frame of a device as previously described, the frame comprising an open receptacle for receiving a foot of the subject, the receptacle being pivotally mounted on the frame about a given axis of rotation so as to be arranged at the end of the frame with an opening of the receptacle turned towards the outside of the device and so that the axis of rotation coincides with the axis of articulation of the ankle of the subject when the foot thereof rests in the receptacle, the frame comprising means for temporarily blocking the receptacle in a first position.
  • FIG. 1 is a diagram showing a subject bedridden with a transportable device according to the invention arranged astride the bed of the subject,
  • FIG. 2 is a perspective view of a part of the device illustrated in FIG. 1, the receptacle of said device being in its first position, the side walls of the frame being shown in dotted lines
  • FIG. 3 is a perspective view of the part of the device illustrated in Figure 2, the receptacle of said device being in its second position, the side walls of the frame being shown in dashed lines
  • Figure 4 is a perspective view identical to that of Figure 2 in which only the frame and the associated boxes are represented
  • Figure 5 is a perspective view identical to that of Figure 2 in which the side walls of the frame and the housings have not been shown.
  • the frame 2 here comprises a floor 3 and two side walls 4, 5 extending parallel from the floor 3 to face each other.
  • the frame 2 further comprises an open receptacle 6 for receiving a foot of the patient P.
  • the receptacle 6 here has substantially the shape of a rider comprising two wings 7, 8 and a base from which extend the two wings 7, 8.
  • the base forms a main wall 9 of the receptacle 6 on which the sole of the patient P is intended to rest.
  • the first flange 7 is pivotally mounted on the first main wall 4 about an axis of rotation X and the second flange 8 is pivotally mounted on the second main wall 5 about said axis of rotation X.
  • the receptacle 6 s' extends between the two side walls 4, 5 so as to be pivotally mounted about the same axis of rotation X.
  • the receptacle 6 is further arranged at the end of the frame 2 with an opening of the receptacle 6 facing outwardly of the frame 2.
  • the receptacle 6 is furthermore arranged so that the axis of rotation X coincides with the axis of articulation of the ankle of the patient P when the foot thereof rests in the receptacle 6. This ensures that the ankle will be able to rotate correctly during the measurement which will allow to have significant measurements. .
  • the frame 2 comprises means for immobilizing the foot at the receptacle 6.
  • the immobilizing means comprise for example a strap 26.
  • the frame 2 comprises means for locking the receptacle 6 in a first position.
  • the locking means comprise a first lever 10 which is pivotally mounted at its first end on the receptacle 6. More precisely here the first lever 10 is pivotally mounted about an axis B parallel to the axis of rotation X of the receptacle 6 at the bottom end of the main wall 9.
  • the first lever 10 comprises at its second free end a hook 11.
  • the frame 2 here comprises a plate 12 arranged between the two side walls 4, 5 at one end of the floor 3 opposite to that where the receptacle 6 is arranged.
  • the locking means further comprise a second lever 13, a first end of which is pivotally mounted on said plate 12 along an axis C parallel to the axis of rotation X of the receptacle 6.
  • the first end further comprises a hook 14 adapted to cooperate with the hook 11 of the first lever 10 to block the receptacle 6 in the first position.
  • the frame 2 comprises an activation member 15 of the locking means so that, when the activation member 15 is not powered, the blocking means are active. and that, when the activation member 15 is energized, the blocking means are non-active and do not block the receptacle 6 which can pivot relative to the frame 2.
  • the activation member 15 is for example of the electromagnetic type.
  • the frame 2 here comprises a first bar 16 extending transversely between the two side walls 4, 5 so as to be rigidly fixed at each of its ends to one of the side walls 4, 5, respectively.
  • a first portion 15a of the activating member 15 is integral with said first bar 16 and is here arranged substantially in the center of said first bar 16.
  • a second portion 15b of the activation member 15 is integral with the second end of the second lever 13.
  • the two portions of the activation member 15 attract each other so as to be secured to one another.
  • the second lever 13 extends parallel to the two side walls 4, 5 between the first portion 15a and the plate 12, the second end of the second lever 13 being secured to the frame 2 via the activation member 15
  • the first lever 10 extends between the receptacle 6 and the second lever 13 and substantially perpendicular to the first lever 13, the two hooks 11, 14 cooperating together so that the first lever 10 is secured to the frame 2 via the second lever 13.
  • the locking means are arranged so that, in the first position, the main wall 9 of the receptacle 6 extends perpendicular to the floor 3.
  • the device 1 is energy efficient since the activation member 15 maintains the first portion 15a and the second portion 15b integral with each other as long as it is not powered.
  • a simple electrical pulse is enough to temporarily disable the activation member 15 and allow the tilting of the receptacle 6 from the first position to the second position. Said pulse is here less than one second which makes the device 1 particularly energy-efficient.
  • the frame 2 also comprises means for limiting an angular stroke of the receptacle 6 from the first position to the second position.
  • the limiting means here comprise a second bar 17 extending transversely between the two side walls 4, 5 so that the main wall 9 abuts on the second bar 17 when the receptacle 6 is in its second position .
  • Said means for limiting the angular travel of the receptacle 6 are preferably removable which allows for certain tests, as we shall see below, not to limit the angular travel of the receptacle 6 and thus the plantar flexion of the ankle.
  • the second bar 17 is thus removable here.
  • the second bar 17 when the second bar 17 is arranged on the frame, the second bar 17 is arranged so that in the second position the main wall 9 extends at most 45 degrees from the floor 3. This maximum value 45 degrees corresponds to an estimate of maximum non-traumatic plantar flexion for most subjects.
  • the second bar 17 is arranged so that in the second position the main wall 9 extends substantially 45 degrees from the floor 3.
  • the frame 2 is thus arranged so that the first position corresponds to a locked configuration of the receptacle 6 in which the foot extends 90 degrees from the tibia and so that the second position corresponds to an unlocked configuration of the receptacle 6 in which the foot extends substantially to 135 degrees of the tibia that is to say in which the foot is at its maximum non-traumatic plantar flexion for the patient.
  • the second bar 17 comprises pins 18 of elastically deformable material, for example rubber, for damping the fall of the receptacle 6 from the first position to the second position.
  • the frame 2 comprises means for determining a torque exerted on the receptacle 6 by the foot of the patient P.
  • the means for determining a torque here comprise a first force sensor 19.
  • Said first force sensor 19 is for example arranged in the center of the first bar 16 in the extension of the first portion 15a of the activation member 15. This makes it possible to measure the force exerted on the receptacle 6 by the foot of the patient P when the receptacle 6 is in its first position, via the first lever 10, the second lever 13 and the activation member 15.
  • the means of determining ent the torque exerted on the receptacle 6 by the foot of the patient P By multiplying said measured force by a coefficient taking into account the lengths of the lever arm (ie the distance orthogonal to the force between the hook 11 and the axis C, the distance orthogonal to the force between the axis B and the axis X and the distance orthogonal to the force between the first force sensor 19 and the axis C), the means of determining ent the torque exerted on the receptacle 6 by the foot of the patient P.
  • the means for determining a torque here comprise a second force sensor 27.
  • Said second force sensor 27 is here arranged at an upper end of the main wall 9, opposite to a lower end of the main wall 9 facing the floor 3.
  • the means for determining a torque here comprise a handle 28 which is secured to the second force sensor 27. handle 28 thus extends here to the outside of the frame substantially vertically when the receptacle 6 is in its first position.
  • the frame 2 further comprises means for determining an angular displacement of the receptacle 6 relative to the frame 2.
  • the means for determining an angular displacement comprise means for measuring an angular displacement of the receptacle 6.
  • the measuring means here comprise an angular displacement sensor 20 arranged on the first side wall 4 at the axis of rotation X.
  • the frame 2 further comprises means for determining an angular acceleration of the receptacle 6 during an angular displacement of the receptacle 6 relative to the frame 2.
  • the means for determining an angular acceleration comprise an accelerometer 22 arranged on one side of the main wall 9 opposite to that intended to receive the sole of the foot.
  • the frame 2 comprises means for measuring electromyographic signals.
  • Such means comprise, in a manner known per se, non-invasive surface electrodes, (not shown here), to be arranged at the level of the muscles mobilizing the ankle of the patient P.
  • the locking means, the activation member 15, the force sensors 19 and 27, the accelerometer 22 and the angular stroke limiting means are arranged so as to be masked by the receptacle 6 when the opening of the receptacle faces the patient P. Only the angular displacement sensor 20, the electrodes and for one embodiment the handle 28 are thus visible by the patient P during tests. This, however, does not obstruct the view of the patient P who can still see his foot in the receptacle 6 only covered with the strap 26.
  • the frame 2 is thus compact and simple in appearance which reassures the patient P.
  • the locking means, the activation member 15, the force sensors 19 and 27, the handle 28, the accelerometer 22, the angular stroke limiting means and the angular displacement sensor 20 here extend to a height lower than that of the receptacle 6 when the receptacle 6 is in its first position.
  • the frame 2 also comprises means for managing the force sensors 19 and 27, the angular displacement sensor 20, the accelerometer 22, the electromyographic signal measuring means and the activation member 15.
  • management means advantageously comprise means for conditioning and processing the signals generated by the force sensors 19 and 27, the angular displacement sensor 20, 1 1 accelerometer 22 and the electrodes data usable by the medical body.
  • the management means furthermore comprise wireless communication means, for example by a protocol ifi or Bluetooth.
  • the device further comprises a remote controller.
  • the wireless communication means here communicate with said remote control member.
  • the remote control device firstly allows said data to be used by the medical profession in order to complete the processing and to save the data, signals and results, and secondly to send commands to the management means in order to manage the different tests of the data. 'study.
  • the control member here is a tablet 30.
  • the control member may be a computer, a smartphone or a microcomputer.
  • the frame 2 further comprises means for autonomous supply of the frame 2, comprising for example a battery, which can be rechargeable.
  • the frame 2 very autonomous.
  • the frame 2 does not need to be connected to the mains, which makes it possible to dispense with an associated isolation amplifier. It is recalled that in the medical field, such an amplifier is mandatory when a medical device is used by a patient and connected to the mains.
  • the management means and the battery are here placed in two housings 23, 24 which are integral with the floor 3 and which are arranged on either side of the side walls 4, 5.
  • the management means, the battery and the two housings 23, 24 are arranged to be set back from the receptacle 6 when the patient P has the receptacle 6 turned towards him. This allows the receptacle to remain the most visible element for patient P.
  • the frame 2 is therefore completely autonomous thanks to the battery and the wireless communication means.
  • the frame 2 is very small and simple in appearance. The inventors have thus been able to develop a frame 2 whose floor is less than 500 millimeters long and less than 300 millimeters wide with a maximum height (between the floor and the receptacle when the receptacle is in its first position) less than 400 millimeters.
  • the frame 2 is therefore of size and mass adapted to its handling by a single person and to be placed in places suitable for the subjects without them needing to change their position. It is noted that not only the frame 2 is portable but that, moreover, by moving the frame, a major part of the device according to the invention is moved since the frame 2 carries the major part of the device determination means.
  • the device 1 is therefore ideally suited for the study of physical parameters associated with the ankle joint of bedridden patients since the frame 2 is sufficiently compact and ergonomic to be able to be placed above the patient's bed at the feet of the patients. .
  • the device 1 comprises a plate 25 which is here integral with the frame 2, the plate 25 being provided with adjustable feet in height.
  • the leg should preferably be in a particular position to obtain more significant data with, when the receptacle 6 is in the first position, a 90-degree angle between the foot and the tibia and an angle of 120 degrees between the femur and the tibia.
  • the adjustable feet of the plate 25 it is ensured that the receptacle 6 is always arranged at a height adequate for the leg of the patient P is in said particular position.
  • the device 1 comprises interface means with the patient and / or the medical body.
  • the interface means preferably comprises a screen 29 on which are indicated the values of the data acquired during tests and / or test instructions that the patient must perform. and which are generated by the tablet 30.
  • the device 1 makes it possible to implement numerous tests to acquire signals making it possible to determine various physical parameters associated with the ankle joint.
  • the device 1 allows for example to implement the following tests performed in condition of contraction or voluntary muscle relaxation of the ankle by patient P.
  • the receptacle 6 is not held blocked by the locking means.
  • the second bar 17 is withdrawn so as not to limit the movement of the receptacle 6.
  • the patient P simply place his foot in the receptacle 6 without exerting a voluntary effort on the main wall 9.
  • the electromyographic signal measuring means can estimate an absence of contraction of the muscles of the ankle of the patient P meaning that the patient P do not press the main wall 9.
  • a medical person such as a doctor, a physiotherapist, a physiotherapist ... causes movement of the ankle by manually moving the receptacle 6 at a slow speed to the maximum of plantar flexion and dorsal flexion of the ankle supported by the patient P.
  • the person of the medical body uses the handle 28 to move the receptacle 6.
  • the passive torque developed by the patient P is then determined to follow the movement of the receptacle 6, to the using the second force sensor 27 and simultaneously the angular position of the receptacle during movement, using the angular displacement sensor 20 and the electromyographic signals with the help of the electrodes. This makes it possible to determine the following parameters: maximum articular ankle amplitude in plantar flexion and dorsal flexion and stiffness of the ankle according to its angular position.
  • the receptacle 6 is in its first position.
  • the patient P places his foot in the receptacle 6 and bears as strongly as possible on the main wall 9 in a plantar flexion gesture.
  • the torque developed by the patient P is then determined with the aid of the first force sensor 19 and the electromyographic signals with the aid of the electrodes. This makes it possible to determine the following parameter: maximum voluntary torque developed by patient P.
  • the receptacle 6 is kept locked in its first position.
  • the second bar 17 is in place on the frame 2.
  • the patient P places his foot in the receptacle 6 and presses in a gesture of plantar flexion on the main wall 9 to reach a constant torque level which is defined by a set torque generated by the tablet 30 and which corresponds to a given percentage of the maximum voluntary torque calculated previously.
  • Several instructions are successively generated for the patient P.
  • the patient P must place his foot in the receptacle 6 to successively achieve a constant torque level corresponding to 25, 50 and 75% of the maximum voluntary torque.
  • the "quick release" test does not make it possible to measure the torque developed by the patient P during the dynamic phase of the test, it is admitted that during the first moments of this phase, at the moment when the acceleration is maximum, the dynamic torque is equal to the static torque developed by the patient P when the receptacle 6 is in the first position, static torque which has therefore been measured. Knowing that the dynamic torque is equal to the product of the inertia of the ankle by the maximum angular acceleration of the ankle, or here of the maximum angular acceleration of the receptacle 6 measured during the dynamic phase, we deduce the inertia by:
  • Inertia Static torque measured before unblocking the receptacle 6 / Maximum angular acceleration measured during the dynamic phase
  • the musculotendinous stiffness is calculated for a period of 20 milliseconds of dynamic phase after the peak of acceleration consecutive to the unlocking of the receptacle 6 (this duration is deliberately chosen short for avoid that the stretch reflex occurring at the antagonistic muscles occurs during said period which would distort the results, the stretching reflex generally taking place after 30 milliseconds after the peak of acceleration) by the formula:
  • Musculotendinous stiffness Inertia. (Angular acceleration variation over the 20 millisecond period / Angular position variation over the 20 millisecond period)
  • the receptacle 6 is kept locked in its first position.
  • the patient P places his foot in the receptacle 6 and presses in a plantar flexion movement on the main wall 9 to reach a constant torque level which is defined by a torque setpoint generated by the tablet 30 and which corresponds to a given percentage. the maximum voluntary torque calculated previously.
  • Several instructions are successively generated for the patient P.
  • the patient P must place his foot in the receptacle 6 to successively achieve a constant torque level corresponding to 20, 40, 60 and 80% of the maximum voluntary torque.
  • the torque developed by the patient P is determined, using the first force sensor 19, and the electromyographic signal, using the electrodes. From the electromyographic signal for each level of torque developed by the patient P, the function connecting said signal and the pair developed by the patient P is deduced. An index of neuromuscular efficiency is then evaluated. considering the slope of the linear relationship between electromyographic signal and torque.
  • the device is used for the study of physical parameters related to the articulation of the ankle of a patient
  • the device can be used for the study of physical parameters related to the articulation of the patient. ankle of other categories of person and in particular on subjects not suffering from pathologies.
  • the device may comprise additional means for measuring physical parameters related to the articulation of an ankle of the subject such as a neurostimulator or an Achilles tendon percussion system comprising for example a pneumatic hammer.
  • additional means for measuring physical parameters related to the articulation of an ankle of the subject such as a neurostimulator or an Achilles tendon percussion system comprising for example a pneumatic hammer.
  • the device will thus make it possible to implement other tests based for example on a contraction imposed on the muscles of the ankle by percussion with the percussion system or by electrical stimulation with the neurostimulator (muscular jerk test, Hoffmann reflex test). , tendon reflex test, activation deficit test, ..).
  • the additional means will also be carried by the frame, the additional means preferably not obstructing the view of the receptacle for the subject so that the latter can always see his foot, possibly partially covered by the immobilizing means.
  • the means for measuring parameters associated with the articulation of the ankle of the subject may be different from what has been described.
  • the device may not include measuring means for measuring electromyographic signals.
  • the electrodes may be reusable or disposable.
  • the means for determining an angular acceleration of the receptacle comprise an accelerometer
  • the determination means may not include a sensor but means for calculating the angular acceleration of the receptacle by derivation of the data of the receptacle. angular position provided by the means for determining an angular displacement of the receptacle relative to the frame. In this case, said calculation means may not be carried by the frame but be integrated with the remote control member.
  • the means for determining a torque exerted on the receptacle may comprise a torque meter instead of a force sensor.
  • Said means for determining a torque may comprise neither handle nor force sensor linked to the handle.
  • the means for determining an angular displacement may comprise a goniometer instead of an angular position sensor.
  • the receptacle may have another shape than that described.
  • the receptacle may for example comprise a bottom wall connecting the two wings and the base of the rider.
  • the immobilizing means may comprise a cover that caps the top of the receptacle so that the assembly formed of the receptacle and the lid will form an open shoe at the heel.
  • This familiar form of shoe will also be reassuring for the patient especially as, apart from the lid, the patient will see his foot and his ankle throughout the measurement.
  • the means for limiting the angular travel of the receptacle are removable, it may be envisaged that these means are non-removable. Whether said means are removable or not, said means may also be movable relative to the frame so as to modify the definition of the second position of the receptacle relative to the frame. It will be possible to adapt the second position for each subject.
  • the device comprises a fixed plate of the frame comprising height adjustment means, such as adjustable feet
  • the device may have no plate, the frame being directly arranged on a support or on a plate independent of the device.
  • the device may comprise a non-integral plate of the frame but on which the frame rests.
  • the tray may also include temporary fastening means to the frame.
  • the management means may include storage means conditioned data and processed by the processing means.
  • the locking means may be different from what has been described.
  • the first lever and the second lever may not extend perpendicular to each other.
  • the receptacle may be removable. It will thus be possible to replace the receptacle with another receptacle of size and / or shape more adapted to the subject concerned. For example, we can consider a first receptacle size for adults and a second size receptacle for children. In the case of a child receptacle, the receptacle may not completely hide the various elements carried by the frame because of its lower height. Nevertheless, the different elements will still be arranged behind the receptacle which will make the building unimpressive for children.
  • the frame may include an actuating member of the receptacle, such as a motor, for a motorized movement of said receptacle.
  • an actuating member of the receptacle such as a motor
  • said member can then be temporarily disabled so that the receptacle remains manually movable by the subject or a medical person to perform other types of tests.
  • the frame may include a cover extending between the two side walls of the frame above the floor which will cover the various elements arranged behind the receptacle.
  • the cover may be pivotally mounted on one of the side walls to allow access to these different elements.
  • the frame may include a larger number of walls to cover the various elements of the frame so that only the receptacle is visible to the subject.
  • the entire frame will be protected by a speaker. Only the receptacle will be visible to the subject.

Abstract

L'invention concerne un dispositif (1) transportable comportant un bâti (2) qui comporte un réceptacle (9) destiné à recevoir un pied du sujet et monté pivotant sur le bâti et des moyens de blocage (10,13) temporaire du réceptacle dans une première position, le dispositif comprenant des moyens de détermination d'un couple exercé sur le réceptacle (19), des moyens de détermination d'un déplacement angulaire du réceptacle relativement au bâti (20) et des moyens de détermination d'une accélération angulaire du réceptacle lors d'un déplacement angulaire du réceptacle (22), au moins les moyens de blocage et les moyens de détermination d'un couple étant agencés dans le bâti derrière le réceptacle lorsque l'ouverture du réceptacle fait face au sujet. L'invention concerne également un bâti d'un tel dispositif.

Description

Dispositif transportable pour la mesure de paramètres physiques associés à l'articulation de la cheville d'un sujet, et bâti d'un tel dispositif
L' invention concerne un dispositif transportable pour la mesure de paramètres physiques associés à l'articulation de la cheville d'un sujet en particulier d'un patient. L'invention concerne également un bâti d'un tel dispositif.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L' INVENTION
L'étude de paramètres physiques qui sont associés à l'articulation de la cheville, et plus précisément qui sont associés aux effecteurs musculaires permettant le mouvement de l'articulation de la cheville, est intéressant pour de nombreux domaines. Bien entendu pour le domaine médical, il s'avère important de comprendre le fonctionnement et l'évolution de ces effecteurs musculaires. Ceci est d'autant plus intéressant pour les patients alités. En effet, lors d'un alitement, les caractéristiques musculaires telles que les caractéristiques contractiles et/ou élastiques (amplitudes articulaires maximales de la cheville en flexion plantaire et en flexion dorsale, raideur de la cheville en fonction de sa position angulaire, couple maximal volontaire développé, index de raideur musculo-tendineuse, index d'efficacité neuromusculaire ...) peuvent être amenées à changer. Mais l'étude des paramètres physiques liés à la cheville d'un patient s'avère également importante pour d'autres domaines comme par exemple le domaine sportif dans une optique d'amélioration des performances des athlètes.
Dès lors, différents tests sont connus pour mesurer des paramètres physiques associés à l'articulation d'une cheville d'un sujet comme par exemple le test permettant de mesurer l'index de raideur musculo-tendineuse de la cheville plus connu sous le nom de test « quick release ». Ce test consiste à installer le sujet sur un appareil de mesure comprenant un dispositif d'étude comportant une pédale et de demander au sujet d'appuyer le plus fortement possible sur ladite pédale, la pédale étant maintenue fixe avant d'être subitement débloquée au cours du test. Différents capteurs raccordés à l'appareil de mesure permettent alors d'enregistrer des données au cours de ce test comme la force exercée sur la pédale par le sujet, le déplacement angulaire de la pédale lorsque celle-ci est débloquée ...
Toutefois, ce type d'appareil de mesure s'avère très volumineux et, lorsque le sujet est installé sur un tel appareil avec son pied sur la pédale, son pied et sa cheville peuvent se trouver partiellement ou totalement masqués par le dispositif d'étude, par des fils liant le dispositif aux différents capteurs ... .
L'appareil de mesure s'avère donc très impressionnant pour de nombreux sujets, notamment pour les enfants, qui ont alors du mal à être détendus lorsque le test « quick- release » est effectué. Ceci a tendance à fausser les résultats du test ce qui n'est pas souhaitable.
Par ailleurs, un tel appareil de mesure ne peut être utilisé pour réaliser des mesures sur des sujets ayant des difficultés de déplacement ou ne pouvant se déplacer puisqu'il s'avère alors extrêmement délicat d'installer ces sujets sur l'appareil.
OBJET DE L' INVENTION
Un but de l'invention est de proposer un dispositif pour la mesure de paramètres physiques associés à l'articulation d'une cheville d'un sujet, même si celui-ci présente des difficultés à se mouvoir, qui permette une prise de mesures plus significatives desdits paramètres physiques ainsi qu'un bâti d'un tel dispositif.
BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION
En vue de la réalisation de ce but, on propose un dispositif transportable pour la mesure de paramètres physiques associés à l'articulation d'une cheville d'un sujet, le dispositif comportant:
un bâti portable qui comporte un réceptacle ouvert destiné à recevoir un pied du sujet, le réceptacle étant monté pivotant sur le bâti autour d'un axe de rotation donné de sorte à être agencé en extrémité du bâti avec une ouverture du réceptacle tournée vers l'extérieur du dispositif et de sorte que l'axe de rotation coïncide avec l'axe d'articulation de la cheville du sujet lorsque le pied de celui-ci repose dans le réceptacle et qui comporte des moyens de blocage temporaire du réceptacle dans une première position,
des moyens de détermination d'un couple exercé sur le réceptacle,
des moyens de détermination d'un déplacement angulaire du réceptacle relativement au bâti,
des moyens de détermination d'une accélération angulaire du réceptacle lors d'un déplacement angulaire du réceptacle,
au moins les moyens de blocage et les moyens de détermination d'un couple étant agencés dans le bâti derrière le réceptacle lorsque l'ouverture du réceptacle fait face au sujet.
Grâce à l'agencement du réceptacle, le sujet ne voit quasiment que le bâti et le réceptacle au cours des tests, une majeure partie des éléments portés par le bâti étant masqués de la vue du sujet par le réceptacle lui-même.
Le bâti selon l'invention s'avère ainsi compact et d'une structure simplifiée ce qui lui donne un aspect plus rassurant pour un sujet. Le bâti permet notamment d'éviter que le pied et la cheville soient masqués par des éléments du dispositif, autre que d'éventuels moyens d'immobilisation du pied au réceptacle, au cours des tests ce qui avait tendance à effrayer certains sujets notamment les enfants.
Grâce au dispositif selon l'invention, les sujets peuvent passer les tests de façon plus détendue ce qui permet d'avoir des résultats de tests plus significatifs.
En outre, il s'avère plus facile de transporter le dispositif selon l'invention notamment du fait du volume réduit et de la structure simplifiée du bâti.
De plus, mis à part le fait que le pied du patient doit être agencé dans le réceptacle ouvert, le dispositif selon l'invention de par son agencement même, grâce à son bâti portable, ne contraint pas la position du sujet. En effet, le bâti est de taille et de masse adaptée à sa manutention par une seule personne et à être placé à des endroits adaptés aux sujets sans que ceux-ci n'aient besoin de changer de position.
Le dispositif selon l'invention s'avère donc particulièrement avantageux pour l'étude de paramètres physiques liés aux articulations de chevilles de sujets alités en particulier des patients alités. En effet, il s'avère possible de poser le bâti du dispositif selon l' invention sur un plateau agencé à califourchon sur le lit du patient de sorte que les tests puissent être effectués sans avoir à lever ou à déplacer le patient. Il suffit en effet au patient d'avoir seulement à allonger sa jambe pour placer son pied dans le réceptacle.
Ceci est d'autant plus intéressant que l'étude du comportement de la cheville d'un patient alité s'avère particulièrement importante car, lors d'un alitement, les caractéristiques musculaires de la cheville telles que les caractéristiques contractiles et/ou élastiques (amplitudes articulaires maximales de la cheville en flexion plantaire et en flexion dorsale, raideur de la cheville en fonction de sa position angulaire, couple maximal volontaire développé, index de raideur musculo-tendineux, index d'efficacité neuromusculaire ...) peuvent être amenées à changer .
En outre, le dispositif selon l'invention est aisément transportable d'un lit à un autre encore une fois grâce à son bâti portable.
De plus, grâce au réceptacle ouvert et au fait que le bâti peut être déplacé relativement à la position du sujet, le dispositif peut donc être utilisé aussi bien pour la cheville gauche que pour la cheville droite. Le dispositif est donc dit ambidextre. Un même dispositif peut donc être utilisé par un grand nombre de sujets.
Pour la présente demande, par moyens de détermination on entend tout aussi bien des moyens de mesure permettant une mesure physique du paramètre concerné que des moyens de calcul permettant une estimation par calculs mathématiques du paramètre concerné qu'une combinaison de moyens de mesure et de moyens de calcul.
L'invention concerne également un bâti portable d'un dispositif tel que précédemment décrit, le bâti comportant un réceptacle ouvert destiné à recevoir un pied du sujet, le réceptacle étant monté pivotant sur le bâti autour d'un axe de rotation donné de sorte à être agencé en extrémité du bâti avec une ouverture du réceptacle tournée vers l'extérieur du dispositif et de sorte que l'axe de rotation coïncide avec l'axe d'articulation de la cheville du sujet lorsque le pied de celui-ci repose dans le réceptacle, le bâti comportant des moyens de blocage temporaire du réceptacle dans une première position.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
L' invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui suit d'un mode de réalisation particulier non limitatif de l'invention. Il sera fait référence aux figures ci-jointes, parmi lesquelles :
la figure 1 est un schéma représentant un sujet alité avec un dispositif transportable selon l'invention agencé à califourchon sur le lit du sujet,
la figure 2 est une vue en perspective d'une partie du dispositif illustré à la figure 1, le réceptacle dudit dispositif étant dans sa première position, les parois latérales du bâti étant représentées en pointillés, la figure 3 est une vue en perspective de la partie du dispositif illustré à la figure 2, le réceptacle dudit dispositif étant dans sa deuxième position, les parois latérales du bâti étant représentées en pointillés, la figure 4 est une vue en perspective identique à celle de la figure 2 dans laquelle seuls le bâti et les boîtiers associés sont représentés,
la figure 5 est une vue en perspective identique à celle de la figure 2 dans laquelle les parois latérales du bâti et les boîtiers n'ont pas été représentés. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION En référence aux figures 1 à 5, le dispositif transportable 1 pour la mesure de paramètres physiques associés à l'articulation d'une cheville d'un sujet, qui est ici un patient P, de l'invention comporte un bâti portable 2. Le bâti 2 comporte ici un plancher 3 et deux parois latérales 4, 5 s' étendant parallèlement à partir du plancher 3 pour se faire face.
Le bâti 2 comporte en outre un réceptacle 6 ouvert destiné à recevoir un pied du patient P. Le réceptacle 6 a ici sensiblement la forme d'un cavalier comprenant deux ailes 7, 8 et une base à partir de laquelle s'étendent les deux ailes 7, 8. La base forme une paroi principale 9 du réceptacle 6 sur laquelle la plante de pied du patient P est destinée à reposer. La première aile 7 est montée pivotante sur la première paroi principale 4 autour d'un axe de rotation X et la deuxième aile 8 est montée pivotante sur la deuxième paroi principale 5 autour dudit axe de rotation X. Ainsi agencé, le réceptacle 6 s'étend entre les deux parois latérales 4, 5 de sorte à être monté pivotant autour du même axe de rotation X. Le réceptacle 6 est en outre agencé en extrémité du bâti 2 avec une ouverture du réceptacle 6 tournée vers l'extérieur du bâti 2.
Ainsi, lorsque le patient P regarde le bâti 2 de sorte à avoir l'ouverture du réceptacle 6 tourné vers lui, tout ce qui est contenu entre les deux parois latérales 4, 5 est derrière le réceptacle 6 et donc masqué de la vue du patient P par le réceptacle 6.
Le réceptacle 6 est en outre agencé de sorte que l'axe de rotation X coïncide avec l'axe d'articulation de la cheville du patient P lorsque le pied de celui-ci repose dans le réceptacle 6. On s'assure ainsi que la cheville va correctement pouvoir tourner au cours de la prise de mesures ce qui va permettre d'avoir des mesures significatives. .
Afin d'éviter que le pied du patient ne glisse ou ne se déplace involontairement au cours de la prise de mesures, ce qui fausserait les résultats, le bâti 2 comporte des moyens d' immobilisation du pied au réceptacle 6. Les moyens d'immobilisation comportent par exemple une sangle 26.
Par ailleurs, le bâti 2 comporte des moyens de blocage du réceptacle 6 dans une première position.
Typiquement, les moyens de blocage comportent un premier levier 10 qui est monté pivotant à sa première extrémité sur le réceptacle 6. Plus exactement ici le premier levier 10 est monté pivotant autour d'un axe B parallèle à l'axe de rotation X du réceptacle 6 en extrémité basse de la paroi principale 9. Le premier levier 10 comporte à sa deuxième extrémité libre un crochet 11. Le bâti 2 comporte ici une platine 12 agencée entre les deux parois latérales 4, 5 à une extrémité du plancher 3 opposée à celle où le réceptacle 6 est agencé. Les moyens de blocage comportent en outre un deuxième levier 13 dont une première extrémité est montée pivotante sur ladite platine 12 selon un axe C parallèle à l' axe de rotation X du réceptacle 6. La première extrémité comporte en outre un crochet 14 apte à coopérer avec le crochet 11 du premier levier 10 pour bloquer le réceptacle 6 dans la première position . Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le bâti 2 comporte un organe d' activation 15 des moyens de blocage de telle manière que, lorsque l'organe d' activation 15 n'est pas alimenté, les moyens de blocage sont actifs et que, lorsque l'organe d' activation 15 est alimenté, les moyens de blocage sont non actifs et ne bloquent pas le réceptacle 6 qui peut pivoter relativement au bâti 2. L'organe d' activation 15 est par exemple de type électromagnétique. Le bâti 2 comporte ici une première barre 16 s' étendant transversalement entre les deux parois latérales 4, 5 de sorte à être rigidement fixée à chacune de ses extrémités à respectivement l'une des parois latérales 4, 5. Une première portion 15a de l'organe d' activation 15 est solidaire de ladite première barre 16 et est ici agencée sensiblement au centre de ladite première barre 16. Une deuxième portion 15b de l'organe d' activation 15 est solidaire de la deuxième extrémité du deuxième levier 13.
Ainsi, lorsque l'organe d' activation 15 n'est pas alimenté, les deux portions de l'organe d' activation 15 s'attirent l'une l'autre de sorte à être solidaires l'une de l'autre. Dans cette position, le deuxième levier 13 s'étend parallèlement aux deux parois latérales 4, 5 entre la première portion 15a et la platine 12, la deuxième extrémité du deuxième levier 13 étant rendue solidaire du bâti 2 via l'organe d' activation 15. Le premier levier 10 s'étend lui entre le réceptacle 6 et le deuxième levier 13 et sensiblement perpendiculairement au premier levier 13, les deux crochets 11, 14 coopérant ensemble de sorte que le premier levier 10 soit rendu solidaire du bâti 2 via le deuxième levier 13. Ceci définit la première position du réceptacle 6. Les moyens de blocage sont agencés de sorte que, dans la première position, la paroi principale 9 du réceptacle 6 s'étende perpendiculairement au plancher 3.
Lorsque l'organe d'activation 15 est alimenté, les deux portions de l'organe d'activation 15 se désolidarisent entraînant alors la libération de la rotation du deuxième levier 13 autour de la platine 12 selon l'axe C et donc une désolidarisation des deux leviers 10, 13. De la sorte la rotation du premier levier 10 autour du réceptacle 6 selon l'axe B est autorisée ce qui entraîne une rotation du réceptacle 6 autour de son axe de rotation X. En alimentant l'organe d'activation 15, il est ainsi possible de faire basculer le réceptacle 6 de la première position à une deuxième position.
De façon avantageuse, le dispositif 1 s'avère peu gourmand en énergie puisque l'organe d'activation 15 maintient la première portion 15a et la deuxième portion 15b solidaires entre elles tant qu'il n'est pas alimenté. Une simple impulsion électrique suffit pour désactiver temporairement l'organe d'activation 15 et permettre le basculement du réceptacle 6 de la première position à la deuxième position. Ladite impulsion est ici inférieure à une seconde ce qui rend le dispositif 1 particulièrement peu gourmand en énergie.
Pour basculer le réceptacle 6 de la deuxième position à la première position et de nouveau maintenir le réceptacle 6 bloqué dans la première position, il convient de réenclencher le dispositif 1 ce qui peut être effectué très simplement par exemple par une personne du corps médical ou éventuellement par le patient P lui-même dans un mouvement de flexion dorsale de la cheville. Le bâti 2 comporte également des moyens de limitation d'une course angulaire du réceptacle 6 de la première position à la deuxième position. A cet effet, les moyens de limitation comportent ici une deuxième barre 17 s 'étendant transversalement entre les deux parois latérales 4, 5 de sorte que la paroi principale 9 vienne en butée sur la deuxième barre 17 lorsque le réceptacle 6 est dans sa deuxième position. Lesdits moyens de limitation de la course angulaire du réceptacle 6 sont de préférence amovibles ce qui permet pour certains tests, comme nous le verrons plus bas, de ne pas limiter la course angulaire du réceptacle 6 et donc la flexion plantaire de la cheville. La deuxième barre 17 est ainsi ici amovible.
Dans un mode de réalisation particulier, lorsque la deuxième barre 17 est agencée sur le bâti, la deuxième barre 17 est agencée de sorte que dans la deuxième position la paroi principale 9 s'étende au maximum à 45 degrés du plancher 3. Cette valeur maximale de 45 degrés correspond à une estimation de la flexion plantaire maximale non traumatisante pour la plupart des sujets. Ici la deuxième barre 17 est agencée de sorte que dans la deuxième position la paroi principale 9 s'étende sensiblement à 45 degrés du plancher 3.
Le bâti 2 est ainsi agencé de sorte que la première position corresponde à une configuration verrouillée du réceptacle 6 dans laquelle le pied s'étend à 90 degrés du tibia et de sorte que la deuxième position corresponde à une configuration déverrouillée du réceptacle 6 dans laquelle le pied s'étend sensiblement à 135 degrés du tibia c'est-à-dire dans laquelle le pied est à son maximum de flexion plantaire non traumatisante pour le patient P. De préférence, la deuxième barre 17 comprend des pions 18 en matière élastiquement déformable, par exemple en caoutchouc, permettant d'amortir la chute du réceptacle 6 de la première position à la deuxième position.
Par ailleurs, le bâti 2 comporte des moyens de détermination d'un couple exercé sur le réceptacle 6 par le pied du patient P. A cet effet, les moyens de détermination d'un couple comportent ici un premier capteur de force 19. Ledit premier capteur de force 19 est par exemple agencé au centre de la première barre 16 dans le prolongement de la première portion 15a de l'organe d' activation 15. Ceci permet de mesurer la force exercée sur le réceptacle 6 par le pied du patient P lorsque le réceptacle 6 est dans sa première position, via le premier levier 10, le deuxième levier 13 et l'organe d' activation 15. En multipliant ladite force mesurée par un coefficient tenant compte des longueurs de bras de levier (c'est-à-dire la distance orthogonale à la force entre le crochet 11 et l'axe C, la distance orthogonale à la force entre l'axe B et l'axe X et la distance orthogonale à la force entre le premier capteur de force 19 et l'axe C) , les moyens de détermination déterminent le couple exercé sur le réceptacle 6 par le pied du patient P.
Selon un mode de réalisation particulier, les moyens de détermination d' un couple comportent ici un deuxième capteur de force 27. Ledit deuxième capteur de force 27 est ici agencé à une extrémité supérieure de la paroi principale 9, opposée à une extrémité inférieure de la paroi principale 9 faisant face au plancher 3. Les moyens de détermination d'un couple comportent ici une poignée 28 qui est solidarisée au deuxième capteur de force 27. La poignée 28 s'étend donc ici vers l'extérieur du bâti sensiblement à la verticale lorsque le réceptacle 6 est dans sa première position.
Ceci permet de déterminer un couple passif exercé sur le réceptacle 6 par le pied du patient P lorsque le réceptacle 6 est déplacé manuellement par une personne du corps médical.
Le bâti 2 comporte en outre des moyens de détermination d'un déplacement angulaire du réceptacle 6 relativement au bâti 2. A cet effet, les moyens de détermination d'un déplacement angulaire comportent des moyens de mesure d'un déplacement angulaire du réceptacle 6. Les moyens de mesure comportent ici un capteur de déplacement angulaire 20 agencé sur la première paroi latérale 4 au niveau de l'axe de rotation X.
Le bâti 2 comporte de plus des moyens de détermination d'une accélération angulaire du réceptacle 6 lors d'un déplacement angulaire du réceptacle 6 relativement au bâti 2. A cet effet, les moyens de détermination d'une accélération angulaire comportent un accéléromètre 22 agencé sur une face de la paroi principale 9 opposée à celle destinée à recevoir la plante du pied.
De préférence, le bâti 2 comporte des moyens de prise de mesure de signaux électromyographiques . De tels moyens comportent de façon connue en soi des électrodes de surface, non invasive, (non illustrées ici) , à agencer au niveau des muscles mobilisant la cheville du patient P.
Selon un mode de réalisation privilégié, les moyens de blocage, l'organe d'activation 15, les capteurs de force 19 et 27, l' accéléromètre 22 et les moyens de limitation de la course angulaire sont agencés de sorte à être masqués par le réceptacle 6 lorsque l'ouverture du réceptacle fait face au patient P. Seul le capteur de déplacement angulaire 20, les électrodes et pour un mode de réalisation la poignée 28 sont ainsi visibles par le patient P lors des tests. Ceci n'obstrue toutefois pas la vue du patient P qui peut toujours voir son pied dans le réceptacle 6 seulement recouvert de la sangle 26.
Le bâti 2 s'avère ainsi compact et simple d'aspect ce qui rassure le patient P.
De préférence, les moyens de blocage, l'organe d'activation 15, les capteurs de force 19 et 27, la poignée 28, 1 ' accéléromètre 22, les moyens de limitation de la course angulaire et le capteur de déplacement angulaire 20 s'étendent ici à une hauteur inférieure de celle du réceptacle 6 lorsque le réceptacle 6 est dans sa première position .
Ceci rend le bâti 2 peu volumineux. En outre, le réceptacle 6 demeure la pièce la plus volumineuse du bâti 2. Ceci rassure encore davantage le patient P.
Le bâti 2 comporte également des moyens de gestion des capteurs de force 19 et 27, du capteur de déplacement angulaire 20, de l' accéléromètre 22, des moyens de prise de mesure de signaux électromyographiques et de l'organe d'activation 15. Les moyens de gestion comportent avantageusement des moyens de conditionnement et de traitement des signaux générés par les capteurs de force 19 et 27, le capteur de déplacement angulaire 20, 11 accéléromètre 22 et les électrodes en données exploitables par le corps médical.
Les moyens de gestion comportent de plus, des moyens de communication sans fil, par exemple par un protocole ifi ou Bluetooth. Le dispositif comporte en outre un organe de commande distant. Les moyens de communication sans fil communiquent ici avec ledit organe de commande distant .
L'organe de commande distant permet premièrement de recevoir lesdites données exploitables par le corps médical afin de compléter les traitements et de sauvegarder les données, signaux et résultats, et deuxièmement d'envoyer des commandes aux moyens de gestion afin de gérer les différents tests d'étude.
L'organe de commande est ici une tablette 30. En variante, l'organe de commande pourra être un ordinateur, un smartphone ou bien encore un micro-ordinateur.
Le bâti 2 comporte de plus des moyens d'alimentation autonome du bâti 2, comprenant par exemple une batterie, pouvant être rechargeable.
Ceci rend le bâti 2 très autonome. En outre, le bâti 2 n' a pas besoin d' être branché sur secteur ce qui permet de s'affranchir d'un amplificateur d'isolement associé. On rappelle que dans le domaine médical, un tel amplificateur est obligatoire dès lors qu'un dispositif médical est utilisé par un patient et branché sur secteur.
Les moyens de gestion et la batterie sont ici placés dans deux boîtiers 23, 24 qui sont solidaires du plancher 3 et qui sont agencés de part et d'autre des parois latérales 4, 5. De préférence, les moyens de gestion, la batterie et les deux boîtiers 23, 24 sont agencés de sorte à être en retrait du réceptacle 6 lorsque le patient P a le réceptacle 6 tourné vers lui. Ceci permet que le réceptacle demeure l'élément le plus visible pour le patient P. Le bâti 2 s'avère donc entièrement autonome grâce notamment à la batterie et aux moyens de communication sans fil.
En outre, le bâti 2 s'avère très peu volumineux et simple d'aspect. Les inventeurs ont ainsi pu mettre au point un bâti 2 dont le plancher fait moins de 500 millimètres de longueur sur moins de 300 millimètres de largeur avec une hauteur maximale (entre le plancher et le réceptacle lorsque le réceptacle est dans sa première position) inférieure à 400 millimètres.
La bâti 2 est donc de taille et de masse adaptée à sa manutention par une seule personne et à être placé à des endroits adaptés aux sujets sans que ceux-ci n'aient besoin de changer de position. On constate que non seulement le bâti 2 est portable mais qu'en plus, en déplaçant le bâti, on déplace une majeure partie du dispositif selon l'invention puisque le bâti 2 porte la majeure partie des moyens de détermination du dispositif.
Le dispositif 1 est donc parfaitement adapté pour l'étude de paramètres physiques associés à l'articulation de chevilles de patients alités puisque le bâti 2 est suffisamment compact et ergonomique pour pouvoir être disposé au-dessus du lit des patients au niveau des pieds des patients.
De préférence, le dispositif 1 comporte un plateau 25 qui est ici solidaire du bâti 2, le plateau 25 étant pourvu de pieds réglables en hauteur.
De la sorte, il est possible de régler la hauteur du bâti 2, et donc du réceptacle 6, par rapport au lit L du patient P lorsque le bâti 2 est agencé sur le plateau 25 comme illustré à la figure 1. Pour les différents tests d'étude de paramètres physiques liés à l'articulation de la cheville, la jambe doit préférentiellement être dans une position particulière pour obtenir des données plus significatives avec, lorsque le réceptacle 6 est dans la première position, un angle de 90 degrés entre le pied et le tibia et un angle de 120 degrés entre le fémur et le tibia. Grâce aux pieds réglables du plateau 25, on s'assure que le réceptacle 6 soit toujours agencé à une hauteur adéquate pour que la jambe du patient P soit dans ladite position particulière.
Le dispositif 1 comporte des moyens d' interface avec le patient et/ou le corps médical. En plus de l'organe de commande précité, ici une tablette 30, les moyens d'interface comporte de préférence un écran 29 sur lequel sont indiquées les valeurs des données acquises lors des tests et/ou des consignes de tests que le patient doit effectuer et qui sont générées par la tablette 30.
En plus d'être d'un volume restreint et d'un agencement ergonomique et simplifié, grâce notamment à son bâti 2, le dispositif 1 permet de mettre en œuvre de nombreux tests pour acquérir des signaux permettant de déterminer différents paramètres physiques associés à l'articulation de la cheville. Le dispositif 1 permet par exemple de mettre en œuvre les tests suivants réalisés en condition de contraction ou de relâchement musculaire volontaire de la cheville par le patient P.
a) Test de mesure de la flexibilité articulaire et de la raideur passive
Le réceptacle 6 n'est pas maintenu bloqué par les moyens de blocage. La deuxième barre 17 est retirée pour ne pas limiter le mouvement du réceptacle 6. Le patient P place simplement son pied dans le réceptacle 6 sans exercer d'effort volontaire sur la paroi principale 9. Les moyens de prise de mesure de signaux électromyographiques permettent d' estimer une absence de contraction des muscles de la cheville du patient P signifiant que le patient P ne presse pas la paroi principale 9.
Dans ce cas, une personne du corps médical telle qu'un médecin, un physiothérapeute, un masseur-kinésithérapeute ... provoque un mouvement de la cheville en déplaçant manuellement à vitesse lente le réceptacle 6 jusqu'au maximum de flexion plantaire et flexion dorsale de la cheville supportées par le patient P. A cet effet, la personne du corps médical utilise la poignée 28 pour déplacer le réceptacle 6. On détermine alors le couple passif développé par le patient P pour suivre le mouvement du réceptacle 6, à l'aide du deuxième capteur de force 27 et simultanément la position angulaire du réceptacle au cours du mouvement, à l'aide du capteur de déplacement angulaire 20 et les signaux électromyographiques à l'aide des électrodes. Ceci permet de déterminer les paramètres suivants : amplitudes articulaires maximales de la cheville en flexion plantaire et en flexion dorsale et raideur de la cheville en fonction de sa position angulaire.
b) Test de mesure de la force maximale volontaire que peut développer le patient P
Le réceptacle 6 est dans sa première position. Le patient P place son pied dans le réceptacle 6 et appuie le plus fortement possible sur la paroi principale 9 dans un geste de flexion plantaire. On détermine alors le couple développé par le patient P à l'aide du premier capteur de force 19 et les signaux électromyographiques à l'aide des électrodes. Ceci permet de déterminer le paramètre suivant : couple maximal volontaire développé par le patient P.
c) Test de mesure de la raideur musculo-tendineuse (ou test de « quick-release »)
Le réceptacle 6 est maintenu bloqué dans sa première position. La deuxième barre 17 est en place sur le bâti 2. Le patient P place son pied dans le réceptacle 6 et appuie dans un geste de flexion plantaire sur la paroi principale 9 pour atteindre un niveau de couple constant qui est défini par une consigne de couple générée par la tablette 30 et qui correspond à un pourcentage donné du couple maximal volontaire calculé précédemment. Plusieurs consignes sont successivement générées à l'attention du patient P. Typiquement, le patient P doit placer son pied dans le réceptacle 6 pour atteindre successivement un niveau de couple constant correspondant à 25, 50 et 75% du couple maximal volontaire.
Lorsque le niveau de couple constant est atteint et est stable, une impulsion électrique est transmise à l'organe d'activation 15 qui débloque soudainement les moyens de blocage du réceptacle 6 de sorte que le réceptacle 6 bascule soudainement dans sa deuxième position. On détermine alors le couple développé par le patient P à l'aide du premier capteur de force 19 quelques dixièmes de seconde avant le déblocage du réceptacle 6. On détermine en outre, la position angulaire du réceptacle 6 à l'aide du capteur de déplacement angulaire 20 et l'accélération angulaire à l'aide de 1 ' accéléromètre 22 pendant le mouvement du réceptacle 6 de la première position à la deuxième position soit pendant la phase dynamique du test. De plus, les signaux électromyographiques sont enregistrés tout le long du test, à l'aide des électrodes.
Le test de « quick release » ne permettant pas de mesurer le couple développé par le patient P pendant la phase dynamique du test, il est admis que pendant les premiers instants de cette phase, au moment où l'accélération est maximale, le couple dynamique est égal au couple statique développé par le patient P lorsque le réceptacle 6 est dans la première position, couple statique qui a donc été mesuré. Sachant que le couple dynamique est égal au produit de l'inertie de la cheville par l'accélération angulaire maximale de la cheville, soit ici de l'accélération angulaire maximale du réceptacle 6 mesurée au cours de la phase dynamique, on en déduit l' inertie par :
Inertie = Couple statique mesuré avant le déblocage du réceptacle 6 / Accélération angulaire maximale mesurée lors de la phase dynamique
Par ailleurs, pour chaque niveau de couple développé par le patient P, la raideur musculo-tendineuse est calculée pour une période de 20 millisecondes de phase dynamique après le pic d'accélération consécutif au déblocage du réceptacle 6 (cette durée est volontairement choisie courte pour éviter que le réflexe d' étirement se produisant au niveau des muscles antagonistes ait lieu durant ladite période ce qui fausserait les résultats, le réflexe d' étirement ayant généralement lieu au bout de 30 millisecondes après le pic d'accélération) par la formule :
Raideur musculo-tendineuse = Inertie. (Variation d'accélération angulaire sur la période de 20 millisecondes / Variation de position angulaire sur la période de 20 millisecondes)
A partir de la raideur musculo-tendineuse calculée pour chaque niveau de couple développé par le patient P, on en déduit la fonction reliant raideur musculo-tendineuse et couple développé par le patient P. Un index de raideur musculo-tendineux est alors évalué en considérant la pente de la relation linéaire entre raideur musculo-tendineuse et couple ou activité électromyographique .
d) Test de mesure de l'efficacité neuromusculaire
Le réceptacle 6 est maintenu bloqué dans sa première position. Le patient P place son pied dans le réceptacle 6 et appuie dans un geste de flexion plantaire sur la paroi principale 9 pour atteindre une niveau de couple constant qui est défini par une consigne de couple générée par la tablette 30 et qui correspond à un pourcentage donné du couple maximal volontaire calculé précédemment. Plusieurs consignes sont successivement générées à l'attention du patient P. Typiquement, le patient P doit placer son pied dans le réceptacle 6 pour atteindre successivement un niveau de couple constant correspondant à 20, 40, 60 et 80% du couple maximal volontaire.
Lorsque le niveau de couple constant est atteint et est stable, on détermine alors le couple développé par le patient P, à l'aide du premier capteur de force 19, et le signal électromyographique, à l'aide des électrodes. A partir du signal électromyographique pour chaque niveau de couple développé par le patient P, on déduit la fonction reliant ledit signal et le couple développé par le patient P. Un index d'efficacité neuromusculaire est alors évalué en considérant la pente de la relation linéaire entre signal électromyographique et couple.
Bien entendu l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et on peut y apporter des variantes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention tel que défini par les revendications.
En particulier, bien qu' ici le dispositif soit utilisé pour l'étude de paramètres physiques liés à l'articulation de la cheville d'un patient, le dispositif pourra être employé pour l'étude de paramètres physiques liés à l'articulation de la cheville d'autres catégories de personne et notamment sur des sujets non atteints de pathologies .
En outre, le dispositif pourra comporter des moyens supplémentaires de mesure de paramètres physiques liés à l'articulation d'une cheville du sujet comme un neurostimulateur ou encore un système de percussion du tendon d'Achille comprenant par exemple un marteau pneumatique. Le dispositif permettra ainsi de mettre en œuvre d' autres tests basés par exemple sur une contraction imposée aux muscles de la cheville par percussion avec le système de percussion ou par stimulation électrique avec le neurostimulateur (test de la secousse musculaire, test du réflexe de Hoffmann, test du réflexe tendineux, test du déficit d'activation ,..) . De préférence, les moyens supplémentaires seront également portés par le bâti, les moyens supplémentaires n' obstruant de préférence pas la vue du réceptacle pour le sujet afin que celui-ci puisse toujours voir son pied, éventuellement recouvert partiellement par les moyens d'immobilisation. Les moyens de mesure de paramètres associés à l'articulation de la cheville du sujet pourront être différents de ce qui a été décrit. Le dispositif pourra ne pas comporter de moyens de prise de mesure de signaux électromyographiques . Dans le cas où le dispositif comporte de tels moyens, les électrodes pourront être réutilisables ou à usage unique. Par ailleurs, bien qu'ici les moyens d' détermination d'une accélération angulaire du réceptacle comportent un accéléromètre, les moyens de détermination pourront ne pas comporter de capteur mais des moyens de calcul de l'accélération angulaire du réceptacle par dérivation des données de position angulaire fournies par les moyens de détermination d'un déplacement angulaire du réceptacle relativement au bâti. Dans ce cas, lesdits moyens de calcul pourront ne pas être portés par le bâti mais être intégrés à l'organe de commande distant. Les moyens de détermination d' un couple exercé sur le réceptacle pourront comprendre un couplemètre au lieu d'un capteur de force. Lesdits moyens de détermination d'un couple pourront ne comprendre ni poignée ni capteur de force lié à la poignée. Les moyens de détermination d'un déplacement angulaire pourront comprendre un goniomètre au lieu d'un capteur de position angulaire.
De même, le réceptacle pourra avoir une autre forme que celle décrite. Le réceptacle pourra par exemple comporter une paroi de fond reliant les deux ailes et la base du cavalier.
Au lieu d'une sangle, les moyens d'immobilisation pourront comprendre un couvercle venant coiffer le haut du réceptacle de sorte que l'ensemble formé du réceptacle et du couvercle formera une chaussure ouverte au niveau du talon. Cette forme familière de chaussure sera également rassurante pour le patient d'autant plus que, mis à part au niveau du couvercle, le patient pourra voir son pied et sa cheville tout au long de la prise de mesures.
Par ailleurs, bien qu'ici les moyens de limitation de la course angulaire du réceptacle soient amovibles, on pourra envisager que ces moyens soient non amovibles. Que lesdits moyens soient amovibles ou non, lesdits moyens pourront également être mobiles relativement au bâti de sorte à modifier la définition de la deuxième position du réceptacle par rapport au bâti. Il sera ainsi possible d'adapter la deuxième position pour chaque sujet.
Bien qu' ici le dispositif comporte un plateau solidaire du bâti comprenant des moyens de réglage en hauteur, tels que des pieds réglables, le dispositif pourra ne comporter aucun plateau, le bâti étant directement agencé sur un support ou sur un plateau indépendant du dispositif. En variante, le dispositif pourra comporter un plateau non solidaire du bâti mais sur lequel le bâti repose. Le plateau pourra également comprendre des moyens de solidarisation temporaire au bâti.
Les moyens de gestion pourront comporter des moyens de stockage des données conditionnées et traitées par les moyens de traitement.
Les moyens de blocage pourront être différents de ce qui a été décrit. Par exemple, le premier levier et le deuxième levier pourront ne pas s'étendre à la perpendiculaire l'une de l'autre.
Le réceptacle pourra être amovible. Il sera ainsi possible de remplacer le réceptacle par un autre réceptacle de taille et/ou de forme plus adaptées au sujet concerné. Par exemple, on pourra envisager une première taille de réceptacle pour les adultes et une deuxième taille de réceptacle pour les enfants. Dans le cas d'un réceptacle pour enfant, le réceptacle pourra ne pas masquer totalement les différents éléments portés par le bâti du fait de sa plus faible hauteur. Néanmoins, les différents éléments seront malgré tout agencés derrière le réceptacle ce qui rendra le bâti peu impressionnant pour les enfants.
Le bâti pourra comporter un organe d' actionnement du réceptacle, comme un moteur, pour un déplacement motorisé dudit réceptacle. De préférence, ledit organe pourra alors être désactivé de façon temporaire pour que le réceptacle demeure déplaçable de façon manuelle par le sujet ou une personne médicale afin d'effectuer d'autres types de tests.
Toujours dans une optique de rendre le bâti d'aspect plus simple pour rassurer le sujet, le bâti pourra comporter un couvercle s' étendant entre les deux parois latérales du bâti au-dessus du plancher ce qui permettra de recouvrir les différents éléments agencés derrière le réceptacle. Le couvercle pourra être monté pivotant sur l'une des parois latérales pour permettre d'avoir malgré tout accès à ces différents éléments. Le bâti pourra comporter un nombre plus important de parois pour recouvrir les différents éléments du bâti afin que seul le réceptacle soit visible pour le sujet. En variante, à l'exception du réceptacle, tout le bâti sera protégé par une enceinte. Seul le réceptacle sera ainsi visible pour le sujet.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif (1) transportable pour la mesure de paramètres physiques associés à l'articulation d'une cheville d'un sujet, le dispositif comportant:
un bâti (2) portable qui comporte un réceptacle (6) ouvert destiné à recevoir un pied du sujet, le réceptacle étant monté pivotant sur le bâti autour d'un axe de rotation (X) donné de sorte à être agencé en extrémité du bâti avec une ouverture du réceptacle tournée vers l'extérieur du dispositif et de sorte que l'axe de rotation coïncide avec l'axe d'articulation de la cheville du sujet lorsque le pied de celui-ci repose dans le réceptacle et qui comporte des moyens de blocage temporaire (10, 13) du réceptacle dans une première position,
des moyens de détermination d'un couple (19) exercé sur le réceptacle,
des moyens de détermination . d'un déplacement angulaire (20) du réceptacle relativement au bâti,
des moyens de détermination d' une accélération angulaire (22) du réceptacle lors d'un déplacement angulaire du réceptacle,
au moins les moyens de blocage et les moyens de détermination d'un couple étant agencés dans le bâti derrière le réceptacle lorsque l'ouverture du réceptacle fait face au sujet.
2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel les moyens de blocage sont agencés de sorte que, dans la première position, une paroi principale (9) du réceptacle (6) sur laquelle la plante de pied est destinée à reposer, s'étende perpendiculairement par rapport au plancher (3) du bâti (2) .
3. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le bâti (2) comporte un organe d' activation (15) des moyens de blocage de telle manière que, lorsque l'organe d' activation n'est pas alimenté, les moyens de blocage sont actifs et que, lorsque l'organe d' activation est alimenté, les moyens de blocage ne bloquent pas le réceptacle qui peut pivoter relativement au bâti.
4. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel les moyens de blocage comportent un premier levier (10) qui est monté pivotant sur le réceptacle (6) et qui comprend à son extrémité libre un crochet (11) , les moyens de blocage comportant en outre un deuxième levier (13) dont l'une des extrémités est montée pivotante sur le bâti (2) et comprend un crochet (14) apte à coopérer avec le crochet du premier levier pour bloquer le réceptacle dans la première position, le deuxième levier étant en outre relié à sa deuxième extrémité à l'organe d' activation (15) de sorte que, lorsque l'organe d' activation n'est pas alimenté, la deuxième extrémité est également solidaire du bâti via l'organe d' activation .
5. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel l'organe d' activation (15) est de type électromagnétique et comporte une première portion (15a) solidaire du bâti et une deuxième portion (15b) portée par la deuxième extrémité du deuxième levier qui se désolidarisent lorsque l'organe d' activation est alimenté.
6. Dispositif selon la revendication 1, comportant en outre des moyens de limitation d'une course angulaire du réceptacle entre la première position et une deuxième position ( 17 ) .
7. Dispositif selon la revendication 6, dans lequel les moyens de limitation d'une course angulaire du réceptacle sont amovibles.
8. Dispositif selon la revendication 6, dans lequel les moyens de limitation sont agencés de sorte que, dans la deuxième position, une paroi principale (9) du réceptacle (6) sur laquelle la plante de pied est destinée à reposer s'étende au maximum à 45 degrés d'un plancher (3) du bâti (2) .
9. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le réceptacle (6) est conformé en un cavalier comprenant deux ailes (7, 8) et une base à partir de laquelle s'étendent les deux ailes, la base formant une paroi principale (9) du réceptacle sur laquelle la plante de pied du sujet est destinée à reposer.
10. Dispositif selon la revendication 1, comportant en outre un plateau (25) comprenant des pieds réglables en hauteur sur lequel repose le bâti (2) .
11. Bâti portable d'un dispositif selon l'une des revendications précédentes, le bâti comportant un réceptacle (6) ouvert destiné à recevoir un pied du sujet, le réceptacle étant monté pivotant sur le bâti autour d'un axe de rotation (X) donné de sorte à être agencé en extrémité du bâti avec une ouverture du réceptacle tournée vers l'extérieur du dispositif et de sorte que l'axe de rotation coïncide avec l'axe d'articulation de la cheville du sujet lorsque le pied de celui-ci repose dans le réceptacle, le bâti comportant des moyens de blocage temporaire (10, 13) du réceptacle dans une première position .
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