WO2018087588A1 - Semelles de chaussures intelligentes equipées pour maîtriser les troubles neuropsychomoteurs des individus - Google Patents

Semelles de chaussures intelligentes equipées pour maîtriser les troubles neuropsychomoteurs des individus Download PDF

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WO2018087588A1
WO2018087588A1 PCT/IB2017/001292 IB2017001292W WO2018087588A1 WO 2018087588 A1 WO2018087588 A1 WO 2018087588A1 IB 2017001292 W IB2017001292 W IB 2017001292W WO 2018087588 A1 WO2018087588 A1 WO 2018087588A1
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WO
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vibrators
membrane
vibratory
soles
insoles
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PCT/IB2017/001292
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Inventor
Joël POUSTIS
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Hexabio Sarl
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Publication date
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    • A43—FOOTWEAR
    • A43B—CHARACTERISTIC FEATURES OF FOOTWEAR; PARTS OF FOOTWEAR
    • A43B7/00—Footwear with health or hygienic arrangements
    • A43B7/14—Footwear with health or hygienic arrangements with foot-supporting parts
    • A43B7/1405—Footwear with health or hygienic arrangements with foot-supporting parts with pads or holes on one or more locations, or having an anatomical or curved form
    • A43B7/1455—Footwear with health or hygienic arrangements with foot-supporting parts with pads or holes on one or more locations, or having an anatomical or curved form with special properties
    • A43B7/146—Footwear with health or hygienic arrangements with foot-supporting parts with pads or holes on one or more locations, or having an anatomical or curved form with special properties provided with acupressure points or means for foot massage
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A43—FOOTWEAR
    • A43B—CHARACTERISTIC FEATURES OF FOOTWEAR; PARTS OF FOOTWEAR
    • A43B3/00—Footwear characterised by the shape or the use
    • A43B3/34—Footwear characterised by the shape or the use with electrical or electronic arrangements

Definitions

  • An intelligent electronic object means that it shares information with another intelligent object without necessarily needing links between the devices, the data exchange being able to be done with or without contact by means of transmission in Radio Frequency according to different standards (Bluetooth®, Wifi, ).
  • the invention is an intelligent autonomous device that provides greater comfort and better well being for individuals, people with neuro - psychomotor disorders but also allows to accelerate the recovery modes after any sports effort causing physical fatigue.
  • the device of the invention is particularly applicable to the elderly, largely solving the problem of falls that become more frequent with age but also for some athletes who are looking for improvement in their recovery time after effort.
  • the targets and applications relate to the areas of podiatry for postural treatments, particularly in the elderly and diabetic patients, with the aim of reducing the risk of falls. and accidents while also allowing relaxation and recovery after sustained physical exertion.
  • WHO World Health Organization
  • people over the age of 65 are considered to be elderly.
  • life expectancy continues to increase, it is estimated that by 2050 the percentage of the world's population over 60 will double, from 605 million to two billion.
  • Post-fall conditions the elderly person in all his activities: loss of adaptation and decrease in physical abilities.
  • Falls are therefore at the origin of many hospitalizations and the loss of autonomy of individuals which is one of the major causes of entry into specialized houses (institutions).
  • plantar that will be called plantar receptors. If these receptors are affected, they lead to loss of information affecting postural control and increasing the risk of falls and dependence of this population whose muscular weakness is partly due to a failure in the ability of the nervous system to activate the muscles. motor neurons. All this is reported in numerous scientific papers and described in publications such as those in the Lancet (362, 2003) and Armais of Neurology (50, 2006) journals of the Journal Current Aging Science (4 (3), 2011), NeuroReport (13 (15), 2002) and the International Academy of Nutrition and Aging Conference (06, 2015).
  • the invention largely solves the problems of neuro-psychomotor disorders by the use of soles generating vibrations which causes stimulation of the receptors of the plantar arch. This results in an improvement in the detection and transmission of signals to the cerebral cortex, so as to facilitate the somatosensory integration and thus the regulation of postural oscillations and a rebalancing of the blood circulation in the lower limbs.
  • vibrations in a determined low frequency range, at the level of the sole of the foot, stimulate the centers of balance, allow postural maintenance and facilitate recovery after sustained physical effort.
  • the invention described below which derives from the results of previous research, therefore finds applications in the somatosensory system by relying on superficial (cutaneous) and deep (musculo-osteo-tendinous and articular) sensory receptors.
  • the invention is a way of reframing the proprioception and sensitivity affected by aging that would be largely responsible for the falls of the elderly and this starting from an intervention on the tactile somatosensory system of foot, which emulated by external vibrations, will play a major role in postural maintenance and contribute to any form of muscle relaxation after physical exertion.
  • Recl footpad receptors are sensory receptors that are very sensitive to vibrations, they detect a mechanical stimulus and convert it into energy.
  • These receptors are the first step necessary for detecting and transmitting the nervous message by the so-called afferent transmission pathways, they are assimilated in the present invention to physiological means and are connected to the central nervous system by the nerve fibers. It is the entry point to maintain the balance. A loss of exteroceptive sensitivity of these receptors is at the origin of the imbalance in the elderly.
  • nerve fibers are large diameter, they quickly convey the information recl receptors to the central nervous system ce. If they convey information less quickly when they are damaged or less sensitive, the postural responses to body movement are delayed. The center of gravity then moves faster and farther back and returns to the initial position more slowly causing the imbalance. This type of fiber is reduced in number and effectiveness with age, slowing the transmission of nerve impulses.
  • the individual with neuro-psychomotor disorders feels less sensations, more difficult to distinguish the skin stimulation and reacts more slowly to these excitations.
  • These physiological modifications explain that the sensory information conveyed from the receptors to the central nervous system is degraded.
  • the brain ce and more precisely its region of the somesthetic cortex cos, which receives information coming from the surface of the body whose qualities are diminished, which causes a decrease of capacity of the motor cortex com to activate the motor fibers leading to a difference of the answer to the expected answer. This difference, if it is too important, causes a loss of balance which can lead to a fall.
  • the somesthetic cortex cos, the motor cortex com and the cerebellum cerv are closely related. They control the agonist and antagonist muscle activities in order to have a consistent response. They modulate the amplitude, strength, speed and direction of movement and help coordinate movement and posture.
  • the motor cortex com integrates information from the somesthesic system of the cerebrum ce and the cervical cerebellum and directs the motor response adapted to the context with consistent execution of movements and posture.
  • the axons of the motor cortex com join the spinal cord and the brainstem by so-called efferent transmission pathways.
  • the morphology of the axons is detailed in Figure ld. They drive the nerve impulses from the nucleus nucleus to the extremities in the form of branched terminations ter. They convey information from the motor cortex com to the spinal cord me and the brainstem with the help of several nervous bundles up to the different muscles involved mus. This efferent ef path of neuronal signal transfer thus contributes to maintaining the balance and posture of the individual.
  • the recovery mode is based on an increase in blood flow initiated by a muscular pump mechanism.
  • the signals emitted by the shoes with vibrating soles solicit the motor commands of the tibial muscles with the consequence of allowing the contraction of these different muscles and to improve the blood circulation.
  • the sportsmen who equip themselves with vibrating soles with the intelligent electronic devices which are the subject of the invention, will feel an improvement in their physical condition due to a better circulation of the blood in their legs causing an evacuation of harmful metabolites produced during physical exertion. All this ultimately allows a physical recovery greatly facilitated for athletes.
  • the foot plays a fundamental role in the balance of the body and intervenes in many motor functions. This role comes in particular from the receivers which detect the information of the body and the environment preventing body oscillations. From there, are linked several physiological processes to transmit, integrate, analyze and provide the best motor response to compensate for the loss of balance or physical recovery after sustained effort. Other applications may also arise from the present invention.
  • H is also known from patents FR 2951566 and FR 2982130 as well as patents US 2004 0173220 A1, US 2006 7152345, US 2008 0161734 A1 and WO 2014 169151 A1, systems and devices with connected objects for applications in the field of health. , comfort and well being.
  • Patent FR 3042705 details the heart of a new intelligent device with connected objects whose control is performed in a simplified way in real time with extension of applications in the health, especially in the area of well-being, comfort but also of sports recovery.
  • our invention deals with an unresolved point in the prior art with an original technology of vibratory transfer between the said device and the sensory parts of the arch.
  • the current . invention brings new functionalities, in particular, it takes into account the notion of threshold perception of vibrations by the patient under his arch, this cutaneous sensitivity then becomes a major indicator of the individual that can be interpreted and prescribed by a health practitioner .
  • plate 2/6 bottom view of the two soles la and lb corresponding to each foot comprising the vibratory device emulating the arch.
  • FIG. 3/6 sectional view of a sole comprising the vibratory device 1 emulating the arch.
  • Figure 3a plate 3/6: sectional view of the detail of the positioning of the vibrator 2a under the membrane 7.
  • Figure 3b, plate 3/6 sectional view of the protection device 9 of the battery and electronic components.
  • FIG. 4 plate 4/6: top view of a sole having 15 measuring points for checking with the help of surface accelerometers spreading vibrations over the entire surface, the vibrators are respectively fixed below the membrane at the points ⁇ , ⁇ and ⁇ .
  • FIG. 5/6 sectional view of a shoe 20 containing the device of the invention 1 in its sole and foot footing of an individual using the said invention.
  • Figure 6, plate 6/6 top view of an inductive mat 6 battery charging by positioning the insoles la, b on said carpet.
  • a power supply consisting of at least one rechargeable battery 4 in a conventional manner, in particular by an electric charging adapter or by an inductive charger 5, from a mat 6 which allows the transfer of electrical or self-rechargeable energy by a piezoelectric device or according to a mechanical energy transfer technology capable of generating electricity,
  • the vibration emitters 2 a, b, c are specific vibrators which are low energy motors with a central oscillator 13, simultaneously excited by the voltage of the electric battery 4 through digital commands passing through the components of the electronic card 3. They allow signals to be transmitted to the receptors of the arch with the membrane 7 which distributes the vibrations with a mapping adapted to the foot receptors which has a homogeneous distribution of the fields vibration.
  • These vibrators 2a, b, c are composed of discs of small diameter (less than 10 millimeters), thin (less than 5 millimeters) and a very light weight (less than one gram). Their size, mass and size make their implantation compatible with their integration into the shoe sole 1 itself thin (close to one centimeter).
  • the so-called vibrators 2a, b, c are placed under the membrane 7 which is the surface in contact with the arch and this, so as to make it vibrate.
  • Protected wire ties 14 provide the physical connection between the vibrators 2a, b, c and the electronic elements of the card 3 which is connected to the electric battery 4.
  • the vibrators 2a, b, c deliver periodic signals at low frequencies (between 5 and 250 Hz) with configurable accelerations in modulated power that can reach speeds of 11,000 revolutions per minute for only 5 volts of power.
  • the supply voltage of the vibrators 2a, b, c is delivered simultaneously by the programming of the software of the electronic card 3 with a linear supply progressivity as shown by the data collected in Table 1 Table 1: Progressivity of the supply voltage rise of the vibrators 2a, b, c and corresponding vibration frequencies.
  • the consumption of the central mechanical oscillator 13 remains low (less than 100 mA) for only a maximum supply voltage of 5 volts.
  • the electronic card 3 is an on-board electronic device composed of electronic elements programmed in artificial intelligence and connected by wire links using the Universal Serial Bus (USB) connector 8 or by any other digital transmission mode with wireless links (in particular : Wifi, Bluetooth®, .
  • USB Universal Serial Bus
  • ATmega328P incorporates low-power technology which offers ultra-low power consumption and low-power sleep modes.
  • the electronic card 3 can be activated according to one of the two forms and digital configuration tools:
  • radio-frequency type from the remote control 18 to transmit start and stop orders to the vibrators 2a, b, c.
  • the operating sequences allow individual instructions on each sole or dual executions thereof. This is another feature of the invention.
  • the miniaturized electronic devices are fully integrated in the electronic card 3 and connected to the peripherals 4, 5 and 8.
  • the electronic card 3 and its attached peripherals 4,5 and 8 are placed in a protective device 9 which is a solid, flexible, waterproof, protective and resistant to severe environments such as: mechanical aggression, humidity, heat and more particularly pressure forces in compression from various positions of the user: rest, standing and walking of the individual.
  • the lightweight honeycomb structure of the sheath 9, preferably treated honeycomb type, provides robust physical protection in all aggressive environments.
  • the protective sheath 9 is made of completely sealed materials which also have high fatigue performance to protect the operation more particularly of the electronic card 3, the battery 4 and peripherals 5 and 8.
  • the rechargeable power supply 4 consists of a battery, preferably a lithium-polymer battery. This battery can undergo strong mechanical constraints that could affect the security of the electronic device. It is therefore intended to operate in an unstressed space surrounded by a rigid and tight mechanical protection, the sheath 9.
  • the battery 4 respects the characteristics of a storage battery without weakening aging characteristics. It is therefore protected to withstand dynamic stresses such as shocks and damping corresponding to the forces transmitted in the soles 1a and 1b this in each of the shoes 20 fitting the feet of the individual who is equipped.
  • the electric battery 4 is of an energetic capacity allowing a running autonomy of the vibratory device 1 of at least two hours of walking; it is rechargeable according to one of the following four modes:
  • USB 8 connection to a computer or a digital tablet or directly with an electrical adapter on the 220 Volts sector and all this via the electronic card 3, - by induction with its electromagnetic transfer device 5 from the charger belt 6 with a loading time not exceeding two hours of time,
  • the thin rigid membrane 7 is particular, it has a suitable ergonomic shape close to that of a classic leather sole and is characterized by specific performance as described below.
  • This membrane 7 has a sufficient flexibility related to its thickness less than 1 mm and its nature preferably polyurethane. This type of material is able to transmit in a unique and homogeneous way a vibration field without denaturing it in a pattern of propagation of vibratory waves in the plane which is homothetic to that of the arch of the person using the sole.
  • any other material does not have the capacity to reproduce such a vibratory frequency field as correctly and can not therefore operate the device of the invention.
  • the vibrations of the 3 vibrators 2a, b, c are transmitted by the thin membrane 7 which acts as a stretched "drum skin".
  • the field of experiment described hereinafter showed that there was no attenuation of the amplitude of the signals transmitted through the membrane 7 and that its outer wall perfectly transmitted the frequency range required for the application of the device of the invention.
  • the membrane 7 has a good coefficient of transmission of vibratory waves of low frequencies which can reach 250 Hz.
  • Table 2 below reports the vibratory frequency values measured at 15 points, indicated from a to o, in the upper part of the membrane while the vibrators were fixed as shown in the diagram of Figure 4 under the membrane at points ⁇ , ⁇ and ⁇ and being subjected to voltages varying up to 5 Volts which makes it possible to cover a range of targeted frequencies up to 250 Hz.
  • the unique and homogenous vibratory signal is transmitted throughout the entire plantar arch (points indicated from a to o) with a standard deviation of less than 2% compared to the average vibration as evidenced by experimental recordings using surface accelerometers.
  • Figure 4 illustrates the topographic positioning of the measurement results of the
  • the thin membrane 7 makes it possible to include a stable and homogeneous vibratory state mapping over its entire surface in contact with the foot, which constitutes here a particularly innovative criterion.
  • This feature of the invention is very important to ensure a perfect transfer between the vibratory device of the invention and the user's arch.
  • Another specific feature of the invention is that the user can record his vibration perception threshold under his arch plant using the device of the invention.
  • This vibratory frequency of cutaneous sensitivity represents the digital signature of the individual, this therapeutic indicator being able to be interpreted and prescribed by a health practitioner.
  • One of the variants of the invention is to supply each vibrator 2 with a supply voltage that would be clean and that would be different from that of other vibrators. This makes it possible to create an area covered by resonance frequencies resulting from interactivity between the signals of each vibrator and which leads to obtaining several non-homogeneous vibratory zones on the membrane 7.
  • This conversion results from a very specific programming of the software of the electronic card 3 and aims at the application of these smart insoles for reflexological type stimulation under the soles of the feet.
  • the following three neuro-psychomotor zones are especially created: under the toe (regulation of the hypothalamus), centrally (correction of the solar plexus) and under the heel (care of the sciatic nerve).
  • a remote control 18 consisting of a 125 kHz frequency oscillator.
  • This remote control 18 can be substituted by an electronic device with wireless connection (Bluetooth®, Wifi, ).
  • the electromagnetic range in 125 kHz is at least 1 meter.
  • the other self charging systems of the electric battery 4 consist of

Abstract

La présente invention décrit un dispositif vibratoire autonome placé dans les semelles de chaussures intelligentes (1) comprenant des vibreurs (2..), une carte électronique (3), une batterie électrique (4) rechargeable par un moyen de génération d'énergie électrique (5) lesquels sont protégés dans la gaine (9) et une membrane (7) fixée sur le pourtour d'un corps de semelle rigide (10) et dont l'ensemble de ces moyens, pilotés par des logiciels spécifiques se combinent pour générer des vibrations mécaniques, sur décision des individus ayant des troubles neuro - psychomoteurs ou des sportifs ayant exercé un effort physique soutenu. Avec ce dispositif autonome intelligent (1), les individus vont bénéficier d'un mode de compensation de leur déficience permanente ou passagère en leur permettant de récupérer un confort qu'ils avaient perdu.

Description

TITRE
SEMELLES DE CHAUSSURES INTELLIGENTES EQUIPEES POUR MAÎTRISER LES TROUBLES NEUROPSYCHOMOTEURS DES INDIVIDUS.
DOMAINE DE L'INVENTION
Un objet électronique intelligent, signifie qu'il partage des informations avec un autre objet intelligent ceci sans avoir forcément besoin de liaisons fïlaires entre les appareils, l'échange de données pouvant se faire avec ou sans contact par des moyens de transmission en Radio - Fréquence selon différentes normes (Bluetooth®, Wifi, ...).
L'invention est un dispositif autonome intelligent qui procure un plus grand confort et un meilleur bien être pour les individus, personnes ayant des troubles neuro - psychomoteurs mais qui permet aussi d'accélérer les modes de récupération après tout effort sportif provoquant une fatigue physique. Le dispositif de l'invention s'applique plus particulièrement pour les personnes âgées, résolvant en grande partie la problématique des chutes qui deviennent de plus en plus fréquentes avec l'âge mais aussi pour certains sportifs qui sont à la recherche d'une amélioration de leur temps de récupération après effort.
Il s'agit d'un dispositif vibratoire intégré dans des semelles de chaussures qui sont connectées pour être programmées afin de développer des fonctions à caractère thérapeutique essentiellement de confort et de bien être sur les individus qui en sont équipés. PRÉAMBULE (ART ANTÉRIEUR)
Des études cliniques de neurosciences et de sarcopénie sur l'aggravation des performances physiques des individus ont été réalisées sur des personnes équipées de ces semelles intelligentes. Les résultats concernent principalement un traitement thérapeutique qui ressort d'un processus sous-jacent de motricité de l'individu car il s'attaque par exemple à la problématique des chutes avec séquelles traumatisantes liées à des pertes d'équilibre de ces personnes. Cette thérapie externe contribue à améliorer leur confort et leur état de santé, notamment l'instabilité posturale liée à l'âge.
Le postulat de base de plusieurs scientifiques est décrit dans les publications de la conférence du Gériatrie Research Education and Clinical Centers (10 : 2006), du Journal of Physiology (532 (3) : 2001), du Journals of Gerontology (9 et 12 : 2005) et du Journal of Rehabilitation Research and Development (45 (9) : 2008). Il stipule que des vibrations mécaniques à basse fréquence au niveau de la plante des pieds stimulent les centres corporels de l'équilibre et raffermissent ainsi la posture du patient mais aussi permettent de réduire des tensions musculaires des membres inférieurs et des troubles pathologiques similaires.
Dans les marchés de la santé, du bien-être et du confort, les cibles et les applications concernent les domaines de la podologie pour des traitements posturaux notamment chez les personnes âgées et les patients diabétiques, dans le but de réduire ainsi les risques de chutes et d'accidents tout en permettant également la relaxation et la récupération après un effort physique soutenu. D'après l'Organisation Mondiale de la Santé (OMS) et dans une publication du Journal of the American Geriatrics Society (50 (5) - 2002), sont considérés comme âgées les personnes de plus de 65 ans. L'espérance de vie ne cesse d'augmenter, on estime que d'ici 2050 le pourcentage de la population mondiale âgée de plus de 60 ans doublera, passant ainsi de 605 millions à deux milliards d'individus.
Chez ces personnes âgées, les chutes sont la première cause de décès accidentels et ont des conséquences qui peuvent être souvent majeures car elles sont de nature :
- traumatiques : fracture de la hanche, col du fémur, ...
- psychologiques : peur de la chute, syndrome «post-chute». L'après-chute conditionne la personne âgée dans toutes ses activités : perte d'adaptation et diminution des capacités physiques.
Les chutes sont donc à l'origine de nombreuses hospitalisations et de la perte d'autonomie des individus ce qui est une des causes majeures de l'entrée en maisons spécialisées (institutions).
Ceci représente un coût annuel estimé à 2 milliards d'Euros rien qu'en France.
Pour toutes ces raisons, la prévention des chutes constitue aujourd'hui un objectif prioritaire en santé publique. En effet, le vieillissement provoque notamment une baisse de la masse musculaire, donc des forces de la personne, une fatigue plus importante et une détérioration des fonctions sensorielles (audition, vision, sensibilité cutanée) nécessaires à l'équilibre. Plus particulièrement, le vieillissement est associé à une atrophie corticale, une diminution de l'excitabilité et de la plasticité corticale aboutissant à des déficits mesurables des facultés cognitives ainsi que des fonctions de différentes sensations qui proviennent de plusieurs régions du corps humain dites «somato-sensorielles» et des fonctions motrices. Lorsque l'on regarde plus spécifiquement les aspects de sensation somatique, le vieillissement conduit progressivement à une dégénérescence des fibres nerveuses autant motrices que sensorielles, ce qui, à terme, entraîne une perte de sensibilité des récepteurs neuronaux et notamment des récepteurs cutanés de la voûte plantaire que l'on nommera récepteurs plantaires. Si ces récepteurs sont atteints, ils induisent des pertes d'information affectant ainsi le contrôle postural et augmentant le risque de chute et de dépendance de cette population dont la faiblesse musculaire est en partie due à une défaillance dans la capacité du système nerveux à activer les neurones moteurs. Tout ceci est rapporté dans de nombreux documents scientifiques et décrit dans des publications telles que celles des revues Le Lancet (362, 2003) et Armais of Neurology (50, 2006), du Journal Current Aging Science (4 (3), 2011), du NeuroReport (13 (15), 2002) et dans la conférence de l'International Academy on Nutrition and Aging (06, 2015).
Une subtile application de vibrations mécaniques bien adaptées et effectuée au niveau de la plante des pieds stimule les centres neuronaux de l'équilibre, en raffermissant ainsi la posture et en améliorant le contrôle de l'équilibre notamment chez les personnes âgées et les patients diabétiques. Si l'on sensibilise à nouveau les récepteurs de la voûte plantaire, l'équilibre, debout pendant la marche, sera amélioré, c'est un des objets principaux de la présente invention.
Cette stimulation vibratoire sous le pied assure donc un meilleur contrôle de l'équilibre postural. Ceci est expliqué en détail dans les Annales Neurologiques (59, 2006) et dans le Journal of Rehabilitation Research & Development (45, 9, 2008). Dans les domaines d'activité du Sport et de la Santé, il est connu que pour atteindre un niveau de performance optimal, l'athlète doit réaliser de nombreuses séances d'entraînement, le plus souvent à des intensités maximales. Cependant, la répétition de ces efforts induit inévitablement une fatigue, qui se traduit par une diminution des performances (Acta
Physiologica Scandinavica (100, 1997); Medicine & Science in Sports & Exercise (39, 2007). Après la compétition, l'athlète va aussi chercher à récupérer au plus vite. Ainsi, dans le but d'accélérer la restauration de la performance maximale, le choix d'une récupération adéquate s'impose (études de Medicine & Science in Sports & Exercise (4, 1996) ;
International Journal of Sports Medicine (25, 2004)). Les résultats des études scientifiques qui sous-tendent ces processus de récupération par des applicateurs neurobiologiques vibratoires sont évoqués dans le Journal of Biomechanics (49, 2016) mais aussi sont en cours de publication scientifique (2017) par l'inventeur de ce brevet. Ils sont indiqués avec
l'utilisation de dispositifs de laboratoire qui ne sont pas directement applicables tels quels dans les semelles intelligentes qui font l'objet de l'invention.
Dans ce contexte général, l'invention résout en grande partie les problèmes de troubles neuro-psychomoteurs par l'utilisation de semelles engendrant des vibrations qui entraîne une stimulation des récepteurs de la voûte plantaire. Il en résulte une amélioration de la détection et de la transmission des signaux au cortex cérébral, de façon à faciliter l'intégration somato - sensorielle et donc la régulation des oscillations posturales et d'un rééquilibrage de la circulation sanguine dans les membres inférieurs.
En d'autres termes, cela signifie que les vibrations, dans une gamme de basses fréquences déterminée, au niveau de la plante du pied, stimulent les centres de l'équilibre, permettent le maintien postural et facilitent la récupération après un effort physique soutenu.
L'invention ci-après décrite qui découle des résultats des recherches précédents trouve donc des applications dans le système somato - sensoriel en s 'appuyant sur les récepteurs sensoriels superficiels (cutanés) et profonds (musculo-ostéo-tendineux et articulaires).
Plus précisément, l'invention s'inscrit comme un moyen de recadrer la proprioception et la sensibilité touchées par le vieillissement qui seraient en grande partie responsables des chutes des personnes âgées et ceci en partant d'une intervention sur le système somato-sensoriel tactile du pied, qui émulé par des vibrations externes, va jouer un rôle majeur dans le maintien postural et contribuer à toute forme de relaxation des muscles après un effort physique.
Le fonctionnement du système neuro psychomoteur s'explique par les moyens
physiologiques appartenant au corps humain ce qui est représenté sur la Figure 1.
Les récepteurs de la voûte plantaire recl sont des récepteurs sensoriels très sensibles aux vibrations, ils détectent un stimulus mécanique et le convertissent en énergie
électrochimique de façon à pouvoir être véhiculée vers les neurones.
Ces récepteurs sont la première étape nécessaire pour détecter et transmettre le message nerveux par les voies de transmission dites afférentes af, ils sont assimilés dans la présente invention à des moyens physiologiques et sont reliés au système nerveux central ce par les fibres nerveuses. C'est le point d'entrée pour maintenir l'équilibre. Une perte de sensibilité extéroceptive de ces récepteurs est à l'origine du déséquilibre chez les personnes âgées.
Ces fibres nerveuses sont de gros diamètre, elles véhiculent rapidement les informations des récepteurs recl vers le système nerveux central ce. Si elles véhiculent moins rapidement l'information quand elles sont endommagées ou moins sensibles, les réponses posturales au mouvement du corps sont différées. Le centre de gravité bouge alors plus vite et plus loin et revient en position initiale plus lentement provoquant le déséquilibre. Ce type de fibre voit leur nombre et leur efficacité diminués avec l'âge, ce qui ralentit la transmission des influx nerveux.
L'individu ayant des troubles neuro psychomoteurs ressent moins les sensations, distingue plus difficilement les stimulations cutanées et réagit plus lentement à ces excitations. Ces modifications physiologiques expliquent donc que l'information sensitive véhiculée des récepteurs vers le système nerveux central, est dégradée. Le cerveau ce et plus précisément sa région du cortex somesthésique cos, qui reçoit des informations venant de la surface du corps dont les qualités sont diminuées, ce qui provoque une baisse de capacité du cortex moteur com à activer les fibres motrices conduisant à un écart de la réponse par rapport à la réponse attendue. Cet écart, s'il est trop important, provoque une perte d'équilibre pouvant entraîner une chute.
Pour maintenir la posture, le cortex somesthésique cos, le cortex moteur com et le cervelet cerv sont en étroites relation. Ils contrôlent les activités musculaires agonistes et antagonistes de façon à avoir une réponse cohérente. Ils modulent l'amplitude, la force, la vitesse et la direction du mouvement et participent à la coordination des mouvements et de la posture. Le cortex moteur com intègre les informations du système somesthésique du cerveau ce et du cervelet cerv et dirige la réponse motrice adaptée au contexte avec exécution cohérente des mouvements et de la posture.
Pour transmettre les signaux moteurs aux récepteurs rec2 des muscles, les axones du cortex moteur com rejoignent la moelle épinière me et le tronc cérébral par des voies dites de transmission efférentes ef.
La morphologie des axones est détaillée dans la Figure ld. Us conduisent les influx nerveux depuis le noyau cellulaire noy jusqu'aux extrémités en forme de terminaisons branchues ter. Ils véhiculent les informations du cortex moteur com vers la moelle épinière me et le tronc cérébral à l'aide de plusieurs faisceaux nerveux jusqu'aux différents muscles concernés mus. Cette voie efférente ef de transfert de signaux neuronaux contribue ainsi au maintien de l'équilibre et de la posture de l'individu.
Le schéma du parcours des flux nerveux afférents af (circuits d'émission) dessiné en en ligne pointillée discontinue et des flux efférents ef (circuits de réception) en ligne continue, des récepteurs (rec 1 ou 2) vers ou depuis le cortex cérébral pour repositionner le centre de gravité de la personne physique, a donc été rappelé en détail comme on vient de le voir grâce au dessin général de la Figure 1.
En ce qui concerne les sportifs, dans le but d'accélérer la restauration de leur performance maximale, le choix d'une récupération active est privilégié. Le mode de récupération repose sur une augmentation du flux sanguin initiée par un mécanisme de pompe musculaire.
En effet, la contraction des muscles du mollet, en comprimant les nombreuses veines dont ils sont dotés, chasse très efficacement le sang veineux vers le cœur, permettant ainsi une augmentation du flux sanguin. L'augmentation du flux veineux dans les membres inférieurs s'accompagne donc d'une augmentation du flux artériel facilitant l'apport d'oxygène et de nutriments et cela permet également d'évacuer les métabolites (plus couramment appelés toxines) accumulés lors de l'effort.
De nombreuses études prouvent qu'une récupération active permet, dans certains cas, de restaurer la performance maximale plus rapidement qu'une récupération passive avec élimination de composés comme le lactate par exemple.
Grâce à leurs fréquences vibratoires, les signaux émis par les chaussures avec semelles vibrantes sollicitent les commandes motrices des muscles jambiers avec pour conséquence de permettre la contraction de ces différents muscles et d'améliorer la circulation sanguine.
Lors des phases de récupération, les sportifs, qui s'équipent de semelles vibrantes avec les dispositifs électroniques intelligents qui font l'objet de l'invention, vont ressentir une amélioration de leur condition physique due à une meilleure circulation du sang dans leurs jambes provoquant une évacuation des métabolites néfastes produites durant l'effort physique. Tout ceci permet en final une récupération physique grandement facilitée pour les sportifs.
En résumé, le pied joue un rôle fondamental dans l'équilibre du corps et intervient dans de nombreuses fonctions motrices. Ce rôle provient notamment des récepteurs qui détectent les informations du corps et de l'environnement prévenant des oscillations corporelles. A partir de là, s' enchaînent plusieurs processus physiologiques pour transmettre, intégrer, analyser et apporter la meilleure réponse motrice pour notamment compenser la perte d'équilibre ou la récupération physique après effort soutenu. D'autres applications peuvent également découler de la présente invention.
Il est connu que, dans le domaine de la santé, des dispositifs intelligents munis de circuits électroniques embarqués ont été expérimentés pour permettre de rétablir l'équilibre des personnes âgées en s' appuyant sur le concept dit de résonance stochastique. Mais tous ces premiers dispositifs ne contribuent pas à un confort aussi développé que celui que procure la présente invention qui est ci-après décrite.
On connaît déjà, notamment dans les documents WO 2010-079207A1, US 2004 / 173220 Al, US 7 210253 une chaussure dont la semelle intérieure est équipée d'un dispositif vibrant, un accumulateur électrique et un système de commande électronique. Les brevets US 5 592 759 ; 7 152 345 et 0 161 734 s'attachent à protéger la fabrication de chaussures comprenant un système électronique vibratoire, c'est à dire un moteur de pulsations/vibrations activé par un courant électrique mais dont les commandes sont manuelles. Le brevet US 2006/174522 revendique un processus pour un massage électromagnétique délivré par des chaussures équipées d'éléments électriques conducteurs. Tous ces dispositifs réalisent à basse fréquence, un massage par des ondes électromagnétiques à un pied ou globalement au travers des deux pieds. Dans tous ces cas, il s'agit d'applicateurs vibratoires utilisés dans la thérapie et les soins de personnes âgées et de patients diabétiques afin d'améliorer le maintien postural ou de réduire des tensions musculaires et des troubles pathologiques similaires mais dont l'efficacité n'a pas été démontrée ce qui est différent des résultats obtenus avec l'application du dispositif de la présente invention. Par ailleurs, ces systèmes et dispositifs sont intrinsèquement rigides car ils sont établis avec des programmations figées et peu évolutives et présentent des applications relativement restreintes avec pas de possibilités d'extension vers des utilisations en temps réel.
H est aussi connu des brevets FR 2951566 et FR 2982130 ainsi que des brevets US 2004 0173220 Al, US 2006 7152345, US 2008 0161734 Al et WO 2014 169151 Al, des systèmes et dispositifs avec objets connectés pour des applications dans le domaine de la santé, du confort et du bien être.
Un autre brevet US 2012 0186101 Al revendique l'application d'un dispositif de massage de toutes les parties du pied et met en avant la connexion sans fil Bluetooth® opérée par un téléphone mobile.
Le brevet FR 3042705 détaille le cœur d'un nouveau dispositif intelligent avec des objets connectés dont le pilotage s'effectue de façon simplifiée en temps réel avec extension des applications dans la santé, notamment dans le secteur du bien être, du confort mais aussi de la récupération sportive.
Nous citerons aussi le document WO 2006 014622 qui présente une invention qui concerne une chaussure comprenant uniquement un appareil de récupération d'énergie piézoélectrique par polarisation électrique sous contrainte mécanique dans l'élément de semelle alors que le brevet FR 564650 et le document WO 2004 014214 dans une version plus complexe décrivent des éléments de système de recharge de micro piles électriques par utilisation d'une technologie de courant inductif.
Enfin, les documents US 8970054 et US 9716419A2 proposent des systèmes mécaniques incorporés dans des chaussures de marche pour créer des courants électriques capables de recharger des mini batteries par récupération de l'énergie pendant que les phases actives des utilisateurs (marche, course, ...).
Pour toutes ces inventions qui utilisent des commandes sans fil (depuis téléphone portable par exemple) des autorisations de développement d'applications sont accordées aux fabricants. A ce titre, l'homme de métier doit prendre en considération les critères décrits dans les documents US2001047125, EP1895895, PCT WO20010145014 et WO2005078248 qui sont complétés par les méthodes et appareils de santé et de maladie combinant la surveillance de données du patient avec la connectivité internet sans fil.
Contrairement aux différents brevets cités, notre invention traite d'un point non résolu dans l'art antérieur avec une technologie originale de transfert vibratoire entre le dit dispositif et les parties sensitives de la voûte plantaire.
La présente . invention apporte des nouvelles fonctionnalités, notamment, elle prend en compte la notion de seuil de perception des vibrations par le patient sous sa voûte plantaire, cette sensibilité cutanée devient alors un indicateur majeur de l'individu pouvant être interprété et prescrit par un praticien de santé.
La structure particulière des dispositifs de notre invention et le rôle que joue la fine membrane contribuent à une différentiation importante par rapport aux documents
précédemment cités dans cet art antérieur récent. Tous ces critères font l'objet de la description précise de l'invention qui suit. Les figures servant à la compréhension de l'invention sont : Figure 1, planche 1/6 : vue en coupe des parcours afférents (circuit d'émission) et efférents (circuits de réception) du flux des récepteurs vers le cortex cérébral et son retour vers les récepteurs du corps humain (Art antérieur).
Figure ld, planche 1/6 : détail de la morphologie d'un axone (Art antérieur).
Figure 2, planche 2/6 : vue de dessous des deux semelles la et lb correspondant à chaque pied comportant le dispositif vibratoire émulant la voûte plantaire.
Figure 3, planche 3/6 : vue en coupe d'une semelle comportant le dispositif vibratoire 1 émulant la voûte plantaire.
Figure 3 a, planche 3/6 : vue en coupe du détail du positionnement du vibreur 2a sous la membrane 7. Figure 3b, planche 3/6 : vue en coupe du dispositif de protection 9 de la batterie et des composants électroniques.
Figure 4, planche 4/6 : vue de dessus d'une semelle comportant 15 points de mesure pour vérifier à l'aide d'accéléromètres de surface l'étalement des vibrations sur toute la surface, les vibreurs étant respectivement fixés en dessous de la membrane aux points ε, ζ et μ.
Figure 5, planche 5/6 : vue en coupe d'une chaussure 20 contenant le dispositif de l'invention 1 dans sa semelle et chaussant le pied d'un individu utilisant la dite invention.
Figure 6, planche 6/6 : vue de dessus d'un tapis inductif 6 de rechargement de la batterie par positionnement des semelles intelligentes la,b sur ledit tapis.
DESCRIPTION
H s'agit de semelles de chaussures intelligentes qui se caractérisent par le fait qu'elles comprennent les moyens et équipements suivants:
- au moins trois vibreurs spécifiques 2a,b,c,
- une carte électronique adaptée 3,
- une alimentation électrique consistant en au moins une batterie 4 rechargeable de façon classique notamment par un adaptateur de chargement électrique ou par un chargeur inductif 5 depuis un tapis 6 qui permet le transfert d'énergie électrique ou auto-rechargeable par un dispositif piézo - électrique ou selon une technologie de transfert d'énergie mécanique pouvant générer de l'électricité,
- une membrane particulière 7 posée sur un corps de semelle en matériau rigide 10.
Ces moyens et équipements autonomes sont pilotés par des logiciels spécifiques et sont combinés pour permettre de générer des vibrations mécaniques sous la voûte plantaire, sur demande ou décision des individus, personnes ayant des troubles neuro - psychomoteurs (personnes âgées ou patients diabétiques) qui portent les semelles situées dans leurs chaussures.
Les vibrations mécaniques sont aussi transmises par les semelles intelligentes des sportifs qui recherchent les effets bénéfiques de l'invention pour améliorer la récupération après des efforts physiques soutenus avec accumulation des toxines principalement liées à la fatigue de l'exercice.
Démontrées lors de nombreuses expérimentations in vivo, ces vibrations mécaniques ont pour effets de compenser la déficience permanente ou passagère de ces individus en leur permettant de récupérer un confort qu'ils avaient perdu.
Dans l'invention ci-après décrite, les émetteurs de vibration 2 a,b,c sont des vibreurs spécifiques qui sont des moteurs de basse énergie avec un oscillateur central 13, excités simultanément par la tension de la batterie électrique 4 au travers d'ordres numériques transitant par les composants de la carte électronique 3. Us permettent de transmettre des signaux vers les récepteurs de la voûte plantaire grâce à la membrane 7 qui distribue les vibrations avec une cartographie adaptée aux récepteurs du pied ce qui présente une distribution homogène des champs vibratoires.
Ces vibreurs 2a,b,c sont composés de disques de petit diamètre (inférieurs à 10 millimètres), de faible épaisseur (inférieure à 5 millimètres) et d'une masse très légère (inférieure au gramme). Leur taille, masse et encombrement rendent leur implantation compatible avec leur intégration dans la semelle de chaussure 1 elle même de faible épaisseur (voisine du centimètre).
Les dits vibreurs 2a,b,c sont placés sous la membrane 7 qui est la surface en contact avec la voûte plantaire et ce, de façon solidaire afin de la faire vibrer. Il existe un espace libre 12 qui doit être judicieusement défini pour permettre au vibreur de fonctionner sans contrainte dans cet espace libre. Ceci est une des particularités de l'invention.
Des attaches filaires protégées 14 assurent la liaison physique entre les vibreurs 2a,b,c et les éléments électroniques de la carte 3 laquelle est reliée à la batterie électrique 4.
Les vibreurs 2a,b,c délivrent des signaux périodiques à basses fréquences (entre 5 et 250 Hz) avec des accélérations paramétrables en puissance modulée pouvant atteindre des vitesses de rotation de 11 000 tours/minute pour seulement 5 Volts d'alimentation.
La tension d'alimentation des vibreurs 2a,b,c est délivrée en simultané par la programmation des logiciels de la carte électronique 3 avec une progressivité d'alimentation linéaire comme le montre les données rassemblées dans le Tableau 1 Tableau 1 : Progressivité de la montée en tension d'alimentation des vibreurs 2a,b,c et fréquences vibratoires correspondantes.
Figure imgf000011_0001
La consommation de l'oscillateur mécanique central 13 reste faible (inférieure à 100 mA) pour seulement une tension d'alimentation maximale de 5 Volts.
La carte électronique 3 est un dispositif à électronique embarquée composé d'éléments électroniques programmés en intelligence artificielle et connectés par des liaisons filaires utilisant le connecteur Universal Sériai Bus (USB) 8 ou par tout autre mode de transmission numérique avec des liaisons sans fil (notamment : Wifi, Bluetooth®, ...).
Parmi les composants électroniques, un micro - contrôleur bien spécifique de 8 bits
ATmega328P intègre une technologie de faible puissance ce qui offre une consommation ultra faible et des modes de veille à faible consommation.
La carte électronique 3 peut s'activer selon une des deux formes et outils de configuration numérique :
- soit en mode sans fil Bluetooth® ou Wifi qui conjugue en bi - directionnel des consignes en temps réel avec des signaux de puissance vibratoire transmis aux vibreurs 2a,b,c.
- soit de type radio - fréquence venant de la télécommande 18 pour transmettre des ordres de mise en marche et d'arrêt aux vibreurs 2a,b,c.
Les séquences de fonctionnement autorisent des consignes individuelles sur chaque semelle ou des exécutions en duo de celles-ci. Ceci est une autre particularité de l'invention. Les dispositifs électroniques miniaturisés sont entièrement intégrés dans la carte électronique 3 et reliés aux périphériques 4, 5 et 8.
La carte électronique 3 et ses périphériques attachés 4,5 et 8 sont placés dans un dispositif de protection 9 qui est une gaine solide, souple, étanche, protectrice et résistant à des environnements sévères tels que : agressions mécaniques, humidité, chaleur et plus particulièrement aux forces de pression en compression issues des diverses positions de l'utilisateur : repos, station debout et marche de l'individu. La structure alvéolaire légère de la gaine 9, de préférence de type nid d'abeilles traité, assure une protection physique robuste dans tous les environnements agressifs.
A titre d'exemple, parmi les essais expérimentaux in vivo pour déterminer les caractéristiques physiques des assemblages qui assureront les conditions optimales d'application, il a été retenu une force pour l'utilisation des semelles au repos de 200 Newtons, une force de 770 Newtons lors des positions debout de la personne et une force maximale de 850 Newtons en situation de marche ou de mouvement. Ces résultats sont obtenus après normalisation pour un poids et une taille d'un utilisateur adulte de taille et poids moyens, s'agissant de forces qui s'exercent principalement en vertical sur les deux semelles.
II a été aussi tenu compte des contraintes de fatigue et d'agressivité dans des milieux chauds et humides et ceci au cours du temps. Pour résoudre ces problèmes, la gaine de protection 9 est fabriquée dans des matériaux totalement étanches qui de plus présentent des hautes performances en fatigue pour protéger le fonctionnement plus particulièrement de la carte électronique 3, de la batterie 4 et des périphériques 5 et 8.
L'alimentation électrique rechargeable 4 est constituée d'une batterie de préférence lithium-polymère. Cette batterie peut subir de fortes contraintes mécaniques qui pourraient , affecter la sécurité du dispositif électronique. Elle est donc prévue pour fonctionner dans un espace non contraint entouré d'une protection mécanique rigide et étanche, la gaine 9.
La batterie 4 respecte les caractéristiques d'un accumulateur d'énergie sans affaiblir des caractéristiques de vieillissement. Elle est donc protégée pour résister aux sollicitations dynamiques telles que chocs et amortissements correspondant aux efforts transmis dans les semelles la et 1 b ceci dans chacune des chaussures 20 chaussant les pieds de l'individu qui s'en est équipé.
La batterie électrique 4 est d'une capacité énergétique permettant une autonomie de marche du dispositif vibratoire 1 d'au moins deux heures de marche ; elle est rechargeable selon l'un des quatre modes suivants :
- par connexion USB 8 à un ordinateur ou à une tablette numérique ou directement avec un adaptateur électrique sur le secteur 220 Volts et tout ceci via la carte électronique 3, - par induction avec son dispositif de transfert électro magnétique 5 depuis le tapis chargeur 6 avec une durée de chargement ne dépassant pas les deux heures de temps,
- par un système de production d'électricité avec des dispositifs piézo - électriques,
- par un processus électro - mécanique de génération d'électricité pour auto-recharger la batterie 4.
Tous ces moyens sont choisis pour assurer une faible consommation de l'oscillateur mécanique central 13 pour lui conférer une capacité énergétique suffisante qui peut atteindre les 2 heures d'autonomie de fonctionnement des vibreurs, ce qui correspond à une durée de marche conséquente avant rechargement. Dans un mode de réalisation préférentiel, la fine membrane rigide 7 est particulière, elle a une forme ergonomique adaptée proche de celle d'une semelle en cuir classique et elle se caractérise par des performances spécifiques telles que décrites ci-après.
Cette membrane 7 a une souplesse suffisante liée à son épaisseur inférieure à 1 mm et à sa nature de préférence en polyuréthane. Ce type de matériau est apte à transmettre de façon unique et homogène un champ de vibrations sans le dénaturer dans une configuration de propagation des ondes vibratoires dans le plan lequel est homothétique à celui de la voûte plantaire de la personne qui utilise la semelle.
Tout autre matériau n'a pas la capacité de restituer aussi correctement un tel champ de fréquences vibratoires et ne peut donc pas faire fonctionner le dispositif de l'invention. Les vibrations des 3 vibreurs 2a,b,c sont transmises par la fine membrane 7 qui agit comme une «peau de tambour» tendue.
Le champ d'expérimentation décrit ci-après a montré qu'il n'y avait pas d'atténuation de l'amplitude des signaux transmis au travers de la membrane 7 et que sa paroi extérieure transmettait parfaitement la gamme de fréquences requises pour l'application du dispositif de l'invention. La membrane 7 présente un bon coefficient de transmission d'ondes vibratoires de faibles fréquences lesquelles peuvent atteindre 250 Hz.
Le Tableau 2 ci-après rapporte les valeurs des fréquences vibratoires mesurées sur 15 points, indiqués de a à o, en partie supérieure de la membrane alors que les vibreurs étaient fixés comme indiqué dans le schéma de la Figure 4 sous la membrane aux points ε, ζ et μ et étant soumis à des voltages variant jusqu'à 5 Volts ce qui permet de couvrir une gamme de fréquences ciblées allant jusqu'à 250 Hz.
Tableau 2 : Données expérimentales sur la cartographie de la membrane 7.
Figure imgf000013_0001
Le signal vibratoire unique et homogène est transmis sous toute la voûte plantaire de la personne (points indiqués de a à o) avec un écart type inférieur à 2% par rapport à la vibration moyenne comme le prouvent les enregistrements expérimentaux utilisant des accéléromètres de surface.
La Figure 4 illustre le positionnement topographique des résultats de mesure de la
propagation des vibrations issues des 3 vibreurs 2a,b,c et se propageant sur la surface de la membrane 7 alors que la relation entre le signal électrique émis (source) et le signal vibratoire propagé (Hertz) en chaque point de la membrane ressort des indications rapportées dans le Tableau 2.
Il a donc été vérifié que par transmission vibratoire, la membrane particulière 7 est apte à transmettre de façon unique et homogène un champ de vibrations stabilisé.
Cette homogénéité des vibrations en surface de la membrane 7 résulte aussi des différents modes de fixation qui prennent en compte :
- la nature de l'attache physique et la localisation des vibreurs 2a,b,c sous la membrane 7,
- la fixation de la membrane ergonomique 7 qui est supportée par le pourtour du matériau peu compressif que constitue le corps de la semelle en matrice rigide 10.
La fine membrane 7 permet de figurer une cartographie d'état vibratoire stable et homogène sur toute sa surface en contact avec le pied ce qui constitue ici un critère particulièrement innovant.
Cette particularité de l'invention est très importante pour assurer un transfert parfait entre le dispositif vibratoire de l'invention et la voûte plantaire de l'utilisateur. Une autre des particularités spécifiques de l'invention est que l'utilisateur peut enregistrer son seuil de perception des vibrations sous sa voûte plantaire en utilisant le dispositif de l'invention.
Cette fréquence vibratoire de sensibilité cutanée représente la signature numérique de l'individu, cet indicateur thérapeutique pouvant être interprété et prescrit par un praticien de santé.
Une des variantes de l'invention consiste à alimenter chaque vibreur 2 avec une tension d'alimentation qui lui serait propre et qui serait différente de celle des autres vibreurs. Ceci permet de créer une zone couverte par des fréquences de résonance issues d'une interactivité entre les signaux de chaque vibreur et qui conduit à l'obtention de plusieurs zones vibratoires non homogènes sur la membrane 7.
Cette conversion résulte d'une programmation très spécifique des logiciels de la carte électronique 3 et vise à l'application de ces semelles intelligentes pour des stimulations de type réflexologiques sous la plante des pieds. Notamment sont plus particulièrement créées les trois zones neuro-psychomotrices suivantes : sous l'orteil (régulation de l'hypothalamus), en central (correctif du plexus solaire) et sous le talon (soin du nerf sciatique).
Si l'on prend l'option technique de l'induction électromagnétique pour recharger indirectement la batterie électrique 4 en utilisant le tapis de rechargement 6, la dite
configuration est composée des équipements suivants :
- un bloc secteur 15 de caractéristiques physiques 220 -/+ 12 Volts et 100 mA,
- une antenne 16 accordée sur 125 kHz,
- un oscillateur de fréquence 125 kHz avec son amplificateur de puissance 17,
- une télécommande 18 constituée d'un oscillateur de fréquence 125 kHz.
Cette télécommande 18 peut être substituée par un dispositif électronique avec connexion sans fil (Bluetooth®, Wifi, ...).
La portée électro - magnétique en 125 kHz est d'au moins de 1 mètre.
Les autres systèmes d'auto chargement de la batterie électrique 4, sont constitués
- soit par des dispositifs de polarisation piézo - électrique sous l'action d'une contrainte mécanique,
- soit par des mécanismes de conversion mécanique de mouvements linéaires en mouvements rotatifs avec couplage à un générateur électrique.
Ces technologies assez complexes ne sont pas à ce jour suffisamment fiables et miniaturisées pour apporter une valeur ajoutée à notre invention.

Claims

REVENDICATIONS 1- Semelles de chaussures intelligentes (1) caractérisées en ce que chaque semelle comprend une alimentation électrique rechargeable (4) et comprenant aussi :
- au moins trois vibreurs spécifiques (2a,b,c)
- une carte électronique adaptée (3),
- une membrane particulière (7) posée sur un corps de semelle rigide (10),
et en ce que, ces moyens et équipements de ces semelles intelligentes sont autonomes et pilotables par émulation de logiciels spécifiques, qui permettent de générer des vibrations, sur décision des individus équipés par exemple d'un moyen de transmission numérique ou d'une télé commande, ce qui fait que cesdits individus ayant des troubles neuro - psychomoteurs permanents ou passagers pourront récupérer leur forme initiale pur effectuer tous les exercices physiques qu'ils souhaitent.
2 - Semelles de chaussures intelligentes (1) selon la revendication 1 caractérisées en ce qu'elles comprennent des vibreurs spécifiques (2a,b,c) qui sont des moteurs de basse énergie avec oscillateur central (13) excité par la tension de la batterie électrique (4) au travers d'ordres transitant par la carte électronique (3), ces vibreurs permettant de transmettre des signaux vers les récepteurs de la voûte plantaire grâce à la membrane (7) qui propage les vibrations mécaniques avec une cartographie adaptée aux récepteurs du pied et qui présente une distribution homogène des champs vibratoires sur la membrane (7). 3 - Semelles de chaussures intelligentes (1) selon les revendications 1 et 2 caractérisées en ce que ces vibreurs spécifiques (2a,b,c) sont composés de disques de petit diamètre et de faible épaisseur et masse; leur taille, masse et encombrement rendant leur implantation compatible avec leur intégration dans une fine semelle de chaussure (1), les dits vibreurs (2a,b,c) étant placés sous la membrane adaptée (7), surface en contact étroit avec la voûte plantaire et qui par une transmission vibratoire la font vibrer, grâce également à un espace libre (12) qui permet au vibreur de fonctionner sans contrainte dans cet espace libre (12).
4 - Semelles de chaussures intelligentes (1) selon la revendication 3 caractérisées en ce que des attaches filaires protégées (14) assurent la liaison physique entre les vibreurs (2a,b,c) et les éléments électroniques de la carte électronique (3) laquelle est reliée à la batterie (4) afin que celle-ci puisse l'alimenter en tension électrique, la batterie (4) pouvant être rechargée par une liaison à un ordinateur par clé USB (8), par un adaptateur électrique, par un tapis inductif (6) ou par tout moyen équivalent générateur d'énergie électrique. 5 - Semelles de chaussures intelligentes (1) selon les revendications 3 et 4 caractérisées en ce que les vibreurs (2a,b,c) délivrent des signaux périodiques à basse fréquence (entre 5 et 250 Hz) avec des accélérations modulables en puissance et paramétrables pour atteindre des vitesses de rotation de 11 000 tours/minute pour seulement 5 Volts d'alimentation ce qui permet d'obtenir une consommation de l'oscillateur mécanique central (13) très faible. 6 - Semelles de chaussures intelligentes (1) selon les revendications 3, 4 et 5 caractérisées en ce que la carte électronique (3) de ces semelles intelligentes est un dispositif à électronique embarquée programmable en intelligence artificielle et connecté par des liaisons filaires utilisant le connecteur USB (8) ou tout autre mode de liaison numérique sans fil (Wifi, Bluetooth®,... ) et qu'elle comprend outre ses composants électroniques, un micro - contrôleur bien spécifique qui intègre une technologie fonctionnant à faible puissance énergétique. 7 - Semelles de chaussures intelligentes (1) selon l'une quelconque des précédentes revendications caractérisées en ce que la carte électronique (3) peut être activée selon les 2 modes suivants :
- soit en mode sans fil Bluetooth® ou Wifi qui conjugue en bi - directionnel des consignes en temps réel avec des signaux de puissance vibratoire transmis aux vibreurs (2a,b,c).
- soit de type radio - fréquence venant de la télécommande (18) pour transmettre des ordres de marche aux vibreurs (2a,b,c).
8 - Semelles de chaussures intelligentes (1) selon l'une quelconque des précédentes revendications caractérisées en ce qu'il existe une programmation de la carte électronique (3) qui permet d'effectuer des séquences de fonctionnement autorisant des consignes
individuelles sur chaque semelle ou des exécutions en duo de celles-ci.
9 - Semelles de chaussures intelligentes (1) selon les revendications de 1 à 8 caractérisées en ce que les dispositifs électroniques miniaturisés de la carte électronique (3) et les autres moyens périphériques (4), (5) et (8) sont placés dans une gaine de protection (9) réalisée à l'aide d'une structure alvéolaire légère de préférence de type nid d'abeilles traité, la gaine (9) étant solide, souple, étanche et protectrice pour résister à des environnements sévères tels que: agressions mécaniques, humidité, chaleur et plus particulièrement aux forces de compression engendrées par l'utilisateur.
10 - Semelles de chaussures intelligentes (1) selon les revendications 1 à 9 caractérisées en ce que la fine membrane rigide (7), a une forme ergonomique adaptée proche de celle d'une semelle classique, et qu'elle possède des performances spécifiques :
- de souplesse suffisante liée à sa faible épaisseur, elle est fabriquée dans un matériau apte à transmettre les vibrations de façon unique et homogène agissant sans dénaturer le champ de vibration et la configuration de propagation d'ondes vibratoires,
- de transmission vibratoire sans atténuation dans un plan homothétique à celui de la voûte plantaire de l'individu qui utilise la semelle,
- de bonne restitution homogène du signal transmis par la fine membrane (7) qui agit comme une « peau de tambour » tendue avec un écart type de distribution inférieur à 2% par rapport à la fréquence de vibration moyenne.
11- Semelles de chaussures intelligentes (1) selon les revendications de 1 à 10 caractérisées en ce que la fine membrane rigide (7) est particulièrement adaptée pour procurer une homogénéité vibratoire résultant des différents modes de fixation et qui prennent en compte :
- la nature des attaches physiques et la localisation des vibreurs (2a,b,c) sous la membrane (7),
- le type de fixation de la membrane ergonomique (7) supportée par le pourtour du matériau peu compressif que constitue le corps de la semelle rigide (10),
ces moyens assurant un transfert parfait entre le dispositif vibratoire de l'invention et la voûte plantaire de l'utilisateur en donnant une cartographie d'état vibratoire stable et homogène sur toute sa surface en contact avec le pied .
12 - Semelles de chaussures intelligentes (1) selon les revendications 1 à 11 permettant à l'utilisateur d'enregistrer son seuil de perception des vibrations sous sa voûte plantaire en utilisant le dispositif (1) de l'invention, cette signature numérique devenant un indicateur thérapeutique de sensibilité cutanée de l'individu pouvant être interprété et prescrit par un praticien de santé.
13- Semelles de chaussures intelligentes (1) selon l'une quelconque des précédentes revendications caractérisé en ce que le dispositif (1) réalise des stimulations localisées sous la plante des pieds, découlant d'un décalage de fréquence entre chacun des vibreurs (2) ce qui crée des zones de résonance vibratoire très spécifiques à l'utilisation par les individus pour de la réflexologie plantaire.
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