WO2019097166A1 - Dispositif et procédé de détection d'activité musculaire d'un ou plusieurs muscles profonds par mesures non invasives - Google Patents

Dispositif et procédé de détection d'activité musculaire d'un ou plusieurs muscles profonds par mesures non invasives Download PDF

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Clément JOUANNEAU
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    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • A61B5/7235—Details of waveform analysis

Definitions

  • the present invention provides a device and method for directly and instantaneously measuring and quantifying the level of muscle activity of one or more deep muscles of the abdominal strap of a subject by non-invasive electromyographic measurements.
  • the field of the invention relates to a variety of applications such as functional rehabilitation, sport, well-being, aesthetics or functional diagnosis.
  • EMG electromyography
  • This method like other methods based on similar principles of inverse resolution from a model, requires a large number of electrodes (more than 100) to obtain the amount of information sufficient to solve the mathematical problem.
  • These methods are also mainly used for research purposes and are not necessarily adapted to industrial applications for which calculations must be made in real time with an easy-to-use device.
  • the device comprises a maximum of 5 measurement electrodes and makes it possible to display in real time the activity of each deep muscle of the abdominal strap, such as the transverse abdominal or the internal oblique.
  • the invention described in US Pat. No. 9,687,168 consists of a method of deep muscle surface electromyography.
  • the invention consists in arranging a matrix of mono-polar electrodes encircling the circumference of a part of the body in which is included the deep muscle that one seeks to investigate.
  • the application example selected relates to the measurement of the brachial muscle of the arm, by having two matrices of 6 electrodes each, configured in two concentric circles around the arm.
  • the number of electrodes of the matrix is necessarily greater than 5, even for a person of low body mass.
  • this patent does not teach the embodiment for applying the method for the deep muscles of the abdominal strap, since a specific calibration phase of the Muscle distribution of the investigated area is necessary for the application of the independent component analysis performed thereafter.
  • An object of the present invention is to provide a device and a method allowing a user performing movements, to visualize and evaluate in real time the muscular activity of the various deep muscles of the abdominal strap (Transverse abdominal and Internal Oblique) .
  • Another object of the invention is to provide a device for visualizing and evaluating in real time the muscle activity of the various deep muscles of the abdominal strap which is easily manipulated by the user.
  • the subject of the invention is a method for measuring the specific muscular activity of one or more deep muscles of the abdominal strap of a subject from non-invasive surface electromyographic sensors comprising:
  • a step of acquiring electrical signals from at least two sensors the method being characterized in that the number of sensors is between 2 and 5,
  • a sensor positioned in a band below the line formed by the two anterior superior iliac spines, and above the pubic symphysis. This sensor can be in this case positioned between the two inguinal ligaments.
  • Two sensors positioned symmetrically with respect to the subject's umbilical / pubis axis, in a band below the line formed by the two anterior superior iliac spines, and above the pubic symphysis. These two sensors can in this case be positioned between the two inguinal ligaments, and
  • Two sensors positioned symmetrically with respect to the subject's umbilical / pubis axis, in a band below the line formed by the two anterior superior iliac spines, and above the pubic symphysis. These two sensors can in this case be positioned between the two inguinal ligaments, and
  • Two sensors positioned symmetrically with respect to the subject's umbilical / pubis axis, in a band below the line formed by the two anterior superior iliac spines, and above the pubic symphysis. These two sensors can in this case be positioned between the two inguinal ligaments,
  • the sensors can be advantageously placed so as to specifically measure the muscle activity of each targeted deep muscle.
  • the sensors are positioned in a non-circular arrangement along the targeted muscle.
  • the invention comprises at least one of the following features:
  • Means for displaying acquired, recorded, processed signals or calculated indices It may be for example any suitable means known to those skilled in the art, such as for example a computer monitor, a touch pad or a mobile phone screen. Means for recording signals at a sampling frequency in the range of 500 Hz and 3000 Hz. It may be for example any suitable means known to those skilled in the art, such as a high resolution analog / digital conversion acquisition chain combined with a memory.
  • Wireless communication means for transmitting the acquired signals to the memory.
  • This may be for example any suitable means known to those skilled in the art, such as for example the Bluetooth protocol, the Bluetooth Low Energy protocol or the WIFI or LoRa protocol.
  • Means for measuring the muscular activity of one or more deep muscles of the abdominal strap of a subject from bipolar EMG electrodes may be any suitable means known to those skilled in the art, such as for example a bipolar EMG, for example the 3M electrodes positioned on the muscle.
  • the invention relates to a method for measuring the muscular activity of the internal oblique, or abdominal transverse of a subject from non-invasive surface electromyographic sensors.
  • the invention also relates to a device for measuring the specific muscular activity of one or more deep muscles of the abdominal strap of a subject from non-invasive surface electromyographic sensors comprising:
  • Means for displaying acquired, recorded, processed signals or calculated indices can be any suitable means known to the human being. of the profession, such as those mentioned above.
  • the calculation means may be any suitable means known to those skilled in the art, such as for example the execution of the algorithms within digital computing environments or within an appropriately programmed fast processor. .
  • the method and the device of the invention make it possible to measure the muscular activity of several deep muscles (denoted N) simultaneously, while obtaining a specific, that is, individualized, result for each muscle.
  • the method and the device of the invention make it possible to perform N specific measures for each of the N targeted muscles, and to obtain the value of N muscular activities.
  • N the activity of either a single deep muscle, for example the transverse muscle, or of several deep muscles at the same time, for example the transverse muscle and the internal oblique, while being able to attribute specifically to each of the muscles the value of the muscular activity measured for this muscle.
  • This result is quite different and advantageous compared to methods and devices of the state of the art, which simply measure the muscle activity of a group of deep muscles, without knowing what is or which are the muscles involved in this result, nor in what proportion.
  • the invention also relates to computer programs stored on an information medium, said programs comprising instructions for implementing the methods described above, when they are loaded and executed by a computer system.
  • the expression "specific muscular activity of one or more muscles” is understood to mean the individual muscular activity of each of the muscles whose measurement of the muscular activity is carried out, that the measurement is carried out on a single muscle. muscle, or on multiple muscles at the same time.
  • the specific muscular activity is therefore an individualized value of the muscular activity specific to each of the muscles subjected to the measurement.
  • the term "sensor” is intended to mean any device making it possible to measure the muscle activity of deep muscles. This may be for example any surface sensor such as electromyography electrodes (EMG) surface, unipolar and / or bipolar type, or an ultrasound probe, or EMG per needle.
  • EMG electromyography electrodes
  • the number of sensors used in the electrical signal acquisition step may be 2, or 3, or 4, or 5.
  • Deep Muscles refers to biological tissues composed of skeletal-type myocytes located under at least one other biological tissue composed of myocytes.
  • “Abdominal Strap” refers to the area bounded by the last odds of a human subject and the pubic symphysis.
  • the muscles of the abdominal strap therefore relate to the skeletal muscles contained in this area, preferably but not limited to the muscles: Transverse Abdominal, Multifidus, Internal Oblique, Large Rights and External Oblique.
  • “Draw-in” refers to an abdominal transverse muscle recruitment exercise consisting of asking the elongated subject, kneeling at 90 ° on a chair (or bent feet on the floor), to perform a slow, controlled maximum forced expiration on belly, and then hold this contraction for 5 seconds while inhaling only into thoracic.
  • “Blocked Crunch” refers to an abdominal muscle recruitment exercise consisting of asking the subject lying on his back, kneeling at 90 ° on a support (or bent), arm behind his head, to attempt to raise the bust while an operator blocks the movement (via pressure on the shoulders) thus allowing the subject to raise his bust approximately 30 ° to the ground.
  • FIG. 1 is a representative diagram of a particular and nonlimiting device for implementing the method for measuring the muscular activity of one or more deep muscles of the abdominal strap of a subject from surface electromyographic sensors. non-invasive
  • FIG. 2 is a schematic representation of a particular but nonlimiting arrangement of measuring electrodes for implementing the invention.
  • Figure 3 is a schematic representation of the muscular anatomy of the abdominal strap
  • FIG. 4 is a representation of EMG recordings made during preliminary tests, using the electrode arrangement described according to FIG.
  • FIG. 5 is a representation of the temporal evolution of an index of muscle activity for the abdominal transverse muscle obtained by the application of the method on two different individuals during the execution of repeated "Draw-ln" maneuvers
  • FIG. 6 is a schematic representation of a particular but nonlimiting arrangement of measuring electrodes for implementing the invention.
  • FIG. 7 is a schematic representation of a particular but nonlimiting arrangement of 3 measuring electrodes for implementing the invention.
  • FIG. 8 is a schematic representation of a generalized arrangement of measuring electrodes in a band located under the line formed by the two anterior superior iliac spines and above the pubic symphysis allowing the implementation of the invention.
  • the device makes it possible to implement a method for measuring the muscular activity of one or more deep muscles of the abdominal strap of a subject from non-invasive surface electromyographic sensors comprising :
  • the device comprises 5 surface EMG measuring electrodes 11, 12, 13, 14 and 15.
  • bipolar electrodes Miniwave Infinity wireless system.
  • the simultaneous acquisition of the 5 sensors is synchronized by the triggering of a trigger 30.
  • Each measurement electrode is connected to a preprocessing unit 20.
  • This unit 20 then comprises an electrode acquisition chain 21, 22, 23, 24 and 25.
  • Each processing chain contains an amplification module, a filter module and an analog-digital conversion module.
  • the figure only shows in detail the acquisition chain 21 of the electrode 11, thus comprising the amplification module 211, the filtering module 212 and an analog-to-digital conversion module 213.
  • the filters applied to the signals are those conventionally used for the acquisition of EMG signals and known to those skilled in the art.
  • the analog-to-digital conversion was performed at 2kHz on 16bits.
  • the preprocessing unit 20 contains communication means for transferring the data thus acquired during step I to a processor 40.
  • these communication means can implement wireless communication protocols.
  • the processor 40 contains a memory 41 in which the acquired signals will be stored during the step II of recording the data.
  • This memory also calls for different signal processing algorithms used by the signal processing module 42 to carry out the signal processing step III.
  • the application of these signal processing algorithms will lead to the calculation of processed signals Si (t), where i is between 1 and 10, and then to the calculation of indices representative of the muscular activity of the deep muscles of the abdominal strap via an index calculation module 43.
  • These indices, as well as their temporal evolutions, are then viewable on a monitor 50.
  • This monitor 50 also makes it possible to display in real time the signals acquired during the acquisition step I, or to display them once recorded in the memory after the acquisition. step II of recording, or to view the signals s, (t) generated during the step III of signal processing.
  • a particular and nonlimiting implementation of the invention may consist in positioning 5 EMG measuring electrodes on the surface of the skin of a subject 201 according to the following anatomical sites:
  • the described implementation of the invention will be identical for: an electrode 11 placed between 1 cm and 5 cm laterally of the navel, to the left or to the right of the subject 201.
  • an electrode 12 placed between 10 cm and 25 cm laterally of the navel, to the left or to the right of the subject 201
  • Figure 3 shows schematically different muscles of the abdominal strap, composed of 4 pairs of muscles, which are organized symmetrically on both sides of the abdomen on three distinct layers. Among these abdominal muscles, we find the following pairs:
  • GD The Grand Right (Grand Right Right and Grand Left Right). Constituting the anterior wall of the abdomen, the Grand Right muscle descends from the thorax to the pubis in the form of a long flat muscle.
  • OE The external oblique, attached on the last 7 ribs, which extends from the center of the abdomen to the dorsal upper, thus occupying a good part of the sides of the abdomen.
  • transverse broad muscle, the deepest of the abdominal muscles. Located in the lateral part of the abdomen, the transverse muscle is horizontal, and thus passes behind the Grand Right muscle.
  • the device according to the invention thus makes it possible to measure in real time the electrical signals coming from each surface EMG measuring electrode 11, 12, 13, 14 and 15, each electrode thus measuring a combination of all the contributions from the muscular activities of the different muscles being close to the said electrode.
  • the objective of the method is to calculate indices representative of the muscular activity of the deep muscles of the abdominal strap.
  • the device will thus calculate 3 indices: ii: index of contraction of the internal oblique 01, equal to 1 if the internal oblique muscle is contracted, 0 otherwise
  • Î contraction index of the abdominal transverse TrA equal to 1 if the transverse abdominal muscle is contracted, 0 otherwise
  • Î index of the force of contraction of the abdominal transverse TrA, proportional to the force of contraction of the transverse abdominal muscle, and expressed as a percentage of the CVM for this muscle (Maximum Contraction Value)
  • the first step consists in applying a combination of different processing algorithms to clean the recorded signals.
  • Each electrode leads to a recorded signal noted EMG (1) for i ranging from 1 to 5 according to the nonlimiting example described.
  • EMG signal (li) was therefore treated as follows:
  • the method consists in using the device to record the signals coming from the electrodes while the subject is performing a "Draw-ln” maneuver or a "Crunch blocked” maneuver, for example.
  • Smoothing on a time window of 1ms it is a question of calculating the time average on a sliding window of 1ms.
  • the method can be implemented with a sliding window size of between 0.5ms and 100ms.
  • the signals of the surface electrodes are a combination of the contributions of the 4 muscles of the abdominal strap described in FIG. 3, namely the right eye (GD ), the external oblique (OE), the internal oblique (01) and the abdominal transverse (TrA).
  • the electrical activity of each of these muscles can be represented by the expressions AGD, AOE, AOI and A TrA , each electrode thus receiving a weighted sum of these activities at each instant (equation given for the electrode 11):
  • the mathematical method therefore consists in determining the values of the weighting coefficients in order to be able, by reversing the system thereafter, to isolate either the electrical activity Aoi making it possible to calculate the index ii, or the electrical activity A TrA , making it possible to calculate the indices h and. This was done by a source separation analysis, implemented in the Scilab (trademark) matrix calculation software.
  • the index ii is then calculated as being equal to 1 if the amplitude of the signal A 01 is greater than a threshold set between 5% and 15% of its maximum value, 0 otherwise.
  • the index 1 3 is then calculated as being equal to 1 if the amplitude of the signal A TrA is greater than a threshold set between 5% and 15% of its maximum value, 0 otherwise.
  • the index 1 2 is then calculated as a percentage of the value of the signal A TrA .
  • the device thus makes it possible to visualize in real time the evolution of the value of the indices when the subject performs movements, or muscle strengthening exercises or re-education exercises.
  • FIG. 5 thus illustrates the representation of the contraction index of the abdominal transverse muscle 2 while the subject performs repeated Draw-ln maneuvers, interspersed with periods of 10 s of rest.
  • the device also makes it possible to display the activity of the abdominal transverse muscle in real time according to several modes: "on / off” (representing the index h), or a visualization of the intensity of contraction as a function of time ( index 1 3 ), which can be superimposed on an "ideal" setpoint which must be followed by the subject, thus consciously controlling the contraction of his muscles.
  • a particular and nonlimiting implementation of the invention may consist in positioning 5 EMG measuring electrodes on the surface of the skin of a subject 201 according to the following anatomical sites:
  • the described implementation of the invention will be identical for: an electrode 11 placed between 1 cm and 5 cm laterally of the navel, to the left or to the right of the subject 201.
  • an electrode 12 placed between 10 cm and 25 cm laterally of the navel, to the left or to the right of the subject 201
  • an electrode 13 positioned between 1 cm and 5 cm laterally of the electrode 12 towards the center of the subject
  • the signals recorded by the surface EMG measuring electrodes 13 and 14 can also be analyzed by a measure of the time correlation function in order to then condition the calculation of the indices h and.
  • the index ii will be equal to 1 if the amplitude of the signal A 01 is greater than a threshold set between 5% and 15% of its maximum value AND if the two signals EMG '13) and EMG' 14) are weakly correlated, 0 otherwise.
  • the index 1 3 is then calculated as being equal to 1 if the amplitude of the signal A TrA is greater than a threshold set between 5% and 15% of its maximum value AND if the two signals EMG '13) and EMG' 14 ) are strongly correlated, 0 otherwise.
  • the EMG signals (FIG. li) are analyzed by the application of a frequency analysis to condition the computation of indices ii and 13.
  • Fourier transforms EMG signals' (li) are calculated to represent the frequency spectra. We then identify a frequency band characteristic of the deep muscle that we are trying to characterize, or a characteristic frequency band ratio so as to condition the calculations of the indices li and l 2 .
  • fi and f 2 are two cutoff frequencies, fi is between 0 and 100Hz, and f 2 is between 50 and 200Hz. The values chosen for these two cutoff frequencies vary from one electrode to another.
  • the index ii is then calculated as being equal to 1 if the following conditions are commonly met: R M and R 13 are simultaneously greater than a threshold set between 0.55 and 0.8.
  • Ru is below a threshold between 0.1 and 0.35.
  • a particular and nonlimiting implementation of the invention may consist in positioning 3 EMG measuring electrodes on the surface of the skin of a subject according to the following anatomical sites: an electrode 11 at 3 cm laterally from the navel
  • An electrode 13 positioned 2 cm laterally from the anterior superior iliac spine towards the umbilicus, then 2 cm longitudinally towards the feet.

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Abstract

Dispositif et procédé de détection d'activité musculaire de muscles de la sangle abdominal d'un sujet en mouvement par mesures non invasives à partir de capteurs électromyographiques surfaciques (10) dont le nombre est compris entre 2 et 5. Les signaux électriques acquis à partir de ces capteurs sont enregistrés dans une mémoire (41) puis traités par une combinaison d'algorithmes dans un module de traitement de signal (42) pour délivrer et ainsi une pluralité de signaux et calculer dans un module de calcul d'indice (43) au moins un indice représentatif de l'activité musculaire recherchée. Ces signaux et indices sont visualisables sur un moniteur(50). Le dispositif pourra être utilisé en rééducation fonctionnelle, pour le sport, le bien-être, l'esthétique ou encore le diagnostic fonctionnel.

Description

Dispositif et procédé de détection d'activité musculaire d'un ou plusieurs muscles profonds par mesures non invasives
Domaine technique
La présente invention concerne un dispositif et un procédé permettant directement et instantanément de mesurer et de quantifier le niveau d'activité musculaire de un ou plusieurs muscles profonds de la sangle abdominale d'un sujet par des mesures électromyographiques non invasives.
Le domaine de l'invention concerne une variété d'applications comme la rééducation fonctionnelle, le sport, le bien-être, l'esthétique ou encore le diagnostic fonctionnel.
L'invention sera décrite principalement dans le cas de l'application à la rééducation fonctionnelle, mais sans que cette application n'ait aucun caractère restrictif.
Etat de la technique
Dans le domaine de la mesure non invasive de l'activité musculaire, on connaît la mesure par électromyographie (EMG), consistant à positionner des électrodes adhésives sur la peau du patient, stratégiquement par rapport à l'anatomie du muscle pour lequel on cherche à enregistrer l'activité musculaire.
Cette technique est limitée car le signal recueilli ne peut être spécifique du muscle ciblé que si ledit muscle est positionné juste en dessous de l'électrode de mesure. Elle s'applique donc principalement pour les muscles dits superficiels, situés juste en dessous de la peau. Le projet SENIAM (http://www.seniam.org/) a d'ailleurs été conduit dans le but de consolider la recherche appliquée dans le domaine de l'électromyographie de surface, ce qui a résulté en la publication de recommandations européennes concernant les capteurs, leur positionnement optimal par muscle ciblé et les méthodes de traitement de signal adaptées. Ces recommandations concernent donc 30 muscles individuels, mais ne comprennent pas les muscles profonds visés par la présente invention.
Parallèlement, il y a eu plusieurs tentatives pour mesurer l'activité musculaire de muscles profonds à partir d'électrodes EMG de surface. McGill et al (1996, J. Biomechanics, Vol 29, No 11, pp 1503-1507) ont étudié la possibilité de mesurer l'activité musculaire de 5 muscles spécifiques (le psoas, l'oblique externe, l'oblique interne, le transverse abdominal et le carré de lombes) à partir d'une unique électrode EMG de surface positionnée de façon stratégique pour chaque muscle. Cette étude montre que certains sites anatomiques de surface pourraient être utilisés pour refléter l'activité musculaire de muscles profonds comme le carré des lombes et le psoas. Cependant, l'erreur sur la mesure est de 6% à 12%. De plus, les conclusions montrent que la localisation qui permettrait de mesurer (avec une erreur de 15%) le transverse abdominal est la même que celle qui représente au mieux l'activité musculaire de l'oblique interne (15cm en latéral du nombril, juste au-dessus du ligament inguinal). Ainsi, cette localisation n'est pas spécifique d'un de ces deux muscles et la méthode ainsi décrite ne permet pas de répondre au problème technique résolu par la présente invention.
Jesinger et Stonick (1994, 6th IEEE DSP Workshop Proc., p57-60) proposent de résoudre un problème inverse basé sur une modélisation en éléments finis de l'activité électrique des muscles profonds et de sa propagation jusqu'à la surface de la peau. Cette méthode, comme d'autres méthodes basées sur des principes similaires de résolution inverse issues d'un modèle, nécessite un nombre élevé d'électrodes (plus de 100) pour obtenir la quantité d'information suffisante permettant de résoudre le problème mathématique. Ces méthodes sont d'ailleurs principalement utilisées à des fins de recherche et ne sont pas nécessairement adaptées à des applications industrielles pour lesquelles les calculs doivent être faits en temps réel avec un dispositif simple d'utilisation. Dans la présente invention, a contrario, le dispositif comprend au maximum 5 électrodes de mesures et permet d'afficher en temps réel l'activité de chaque muscle profond de la sangle abdominale, comme le transverse abdominal ou l'oblique interne.
L'invention décrite dans le brevet US 9,687,168 consiste en une méthode d'électromyographie de surface des muscles profonds. L'invention consiste à disposer une matrice d'électrodes mono polaires encerclant la circonférence d'une partie du corps dans laquelle est incluse le muscle profond que l'on cherche à investiguer. L'exemple d'application retenu concerne la mesure du muscle brachial du bras, en disposant de deux matrices de 6 électrodes chacune, configurées en deux cercles concentriques autour du bras. Ainsi, si l'on cherche à appliquer la méthode au cas des muscles profonds de la sangle abdominale, le nombre d'électrodes de la matrice est nécessairement supérieur à 5, même pour une personne de faible corpulence. De plus, ce brevet n'enseigne pas le mode de réalisation permettant d'appliquer la méthode pour les muscles profonds de la sangle abdominale, étant donné qu'une phase de calibration spécifique de la distribution des muscles de la zone investiguée est nécessaire à l'application de l'analyse en composants indépendants réalisée par la suite.
A l'heure actuelle, il n'existe donc aucun dispositif et aucune méthode permettant de mesurer l'activité musculaire spécifique à chaque muscle profond de la sangle abdominale basés sur des mesures électromyographiques non invasives, par un arrangement non circulaire de 1 à 5 capteurs EMG de surface placés sur la peau du sujet en mouvement.
Un but de la présente invention est de fournir un dispositif et une méthode permettant à un utilisateur réalisant des mouvements, de visualiser et d'évaluer en temps réel l'activité musculaire des différents muscles profonds de la sangle abdominale (Transverse abdominal et Oblique Interne).
Un autre but de l'invention est de fournir un dispositif permettant de visualiser et d'évaluer en temps réel l'activité musculaire des différents muscles profonds de la sangle abdominale qui soit facilement manipulable par l'utilisateur.
Description de l'invention
A cet effet, l'invention a pour objet une méthode de mesure de l'activité musculaire spécifique d'un ou plusieurs muscles profonds de la sangle abdominale d'un sujet à partir de capteurs électromyographiques surfaciques non invasifs comprenant :
Une étape d'acquisition des signaux électriques issus d'au moins deux capteurs, la méthode étant caractérisée par le fait que le nombre de capteurs est compris entre 2 et 5,
Une étape d'enregistrement des signaux électriques acquis pendant l'étape d'acquisition dans une mémoire,
Une étape de traitement des signaux enregistrés à l'étape d'enregistrement des signaux basée sur l'application sur les signaux enregistrés d'une combinaison d'algorithmes de traitement de signal dans un module de traitement de signal et délivrant ainsi une pluralité de signaux traités, Une étape de calcul d'au moins un indice représentatif de l'activité musculaire de chacun des au moins un muscle profond de la sangle abdominale du sujet et son évolution temporelle dans un module de calcul d'indice.
Par exemple, dans le cas d'une mise en oeuvre de l'invention avec 2 capteurs, ceux-ci peuvent être placés sur la peau d'un sujet selon les indications suivantes : Un capteur positionné dans une bande située sous la ligne formée par les deux épines iliaques antéro-supérieures, et au-dessus de la symphyse pubienne. Ce capteur peut être dans ce cas positionné entre les deux ligaments inguinaux.
Par exemple, dans le cas d'une mise en oeuvre de l'invention avec 3 capteurs, ceux-ci peuvent être placés sur la peau d'un sujet selon les indications suivantes :
Deux capteurs positionnés de façon symétrique par rapport à l'axe ombilic/pubis du sujet, dans une bande située sous la ligne formée par les deux épines iliaques antéro- supérieures, et au-dessus de la symphyse pubienne. Ces deux capteurs peuvent dans ce cas être positionnés être entre les deux ligaments inguinaux, et
Un capteur positionné sur le muscle Grand Droit.
Par exemple, dans le cas d'une mise en oeuvre de l'invention avec 4 capteurs, ceux-ci peuvent être placés sur la peau d'un sujet selon les indications suivantes :
Deux capteurs positionnés de façon symétrique par rapport à l'axe ombilic/pubis du sujet, dans une bande située sous la ligne formée par les deux épines iliaques antéro- supérieures, et au-dessus de la symphyse pubienne. Ces deux capteurs peuvent dans ce cas être positionnés être entre les deux ligaments inguinaux, et
Deux capteurs positionnés sur le muscle Grand Droit.
Par exemple, dans le cas d'une mise en oeuvre de l'invention avec 5 capteurs, ceux-ci peuvent être placés sur la peau d'un sujet selon les indications suivantes :
Deux capteurs positionnés de façon symétrique par rapport à l'axe ombilic/pubis du sujet, dans une bande située sous la ligne formée par les deux épines iliaques antéro- supérieures, et au-dessus de la symphyse pubienne. Ces deux capteurs peuvent dans ce cas être positionnés être entre les deux ligaments inguinaux,
Deux capteurs positionnés sur le muscle Grand Droit, et
Un capteur en face dorsale, sur une ligne reliant l'épine iliaque antéro-supérieure et l'espace intervertébral L1-L2, au niveau de l'apophyse épineuse L5.
Les capteurs peuvent être avantageusement placés de manière à mesurer spécifiquement l'activité musculaire de chaque muscle profond ciblé. Par exemple, les capteurs sont positionnés en un arrangement non circulaire le long du muscle ciblé. Avantageusement, mais facultativement, l'invention comprend au moins l'une des caractéristiques suivantes :
Des moyens de visualisation des signaux acquis, enregistrés, traités, ou des indices calculés. Il peut s'agir par exemple de tout moyen adapté connu de l'homme du métier, comme par exemple un moniteur d'ordinateur, une tablette tactile ou un écran de téléphone portable. Des moyens d'enregistrements des signaux à une fréquence d'échantillonnage comprise en 500Hz et 3000Hz. Il peut s'agir par exemple de tout moyen adapté connu de l'homme du métier, comme par exemple une chaîne d'acquisition de conversion analogique/digital haute résolution combinée à une mémoire.
Des moyens d'appliquer des algorithmes de traitement de signal sélectionnés parmi des algorithmes de lissage, de seuillage, de moyennage, de normalisation, d'analyse fréquentielle, d'analyse de corrélation temporelle entre au moins deux signaux, ou sur une analyse en composantes indépendantes, ou une combinaison de ces méthodes.
Des moyens de communication sans fil pour transmettre les signaux acquis vers la mémoire. Il peut s'agir par exemple de tout moyen adapté connu de l'homme du métier, comme par exemple le protocole Bluetooth, le protocole Bluetooth Low Energy ou le protocole WIFI ou LoRa.
Des moyens de mesure de l'activité musculaire d'un ou plusieurs muscles profonds de la sangle abdominale d'un sujet à partir d'électrodes EMG bipolaires. Il peut s'agir de tout moyen adapté connu de l'homme du métier, comme par exemple une EMG bipolaire, par exemple les électrodes 3M positionnées sur le muscle.
Avantageusement, mais facultativement, l'invention concerne une méthode de mesure de l'activité musculaire de l'oblique interne, ou du transverse abdominal d'un sujet à partir de capteurs électromyographiques surfaciques non invasifs.
L'invention concerne également un dispositif de mesure de l'activité musculaire spécifique d'un ou plusieurs muscles profonds de la sangle abdominale d'un sujet à partir de capteurs électromyographiques surfaciques non invasifs comprenant :
Des moyens d'acquisition des signaux électriques issus d'au moins deux capteurs, le dispositif étant caractérisé par le fait que le nombre de capteurs est compris entre 2 et 5. Des moyens d'enregistrement des signaux électriques acquis grâce aux moyens d'acquisition dans une mémoire. Des moyens de traitement des signaux enregistrés par les moyens d'enregistrement, permettant d'appliquer sur les signaux enregistrés une combinaison d'algorithmes de traitement de signal pour délivrer ainsi une pluralité de signaux traités.
Des moyens de calcul d'au moins un indice représentatif de l'activité musculaire de chacun des au moins un muscle profond de la sangle abdominale du sujet et son évolution temporelle.
Des moyens de visualisation des signaux acquis, enregistrés, traités, ou des indices calculés. Au sens de la présente invention, les moyens d'acquisition des signaux électriques, les moyens d'enregistrement des signaux électriques, les moyens de traitement des signaux enregistrés, et les moyens de visualisation des signaux peuvent être tout moyen adapté connu de l'homme du métier, comme par exemple ceux cités précédemment.
Au sens de la présente invention, les moyens de calcul peuvent être tout moyen adapté connu de l'homme du métier, comme par exemple l'exécution des algorithmes au sein d'environnements de calcul numérique ou au sein d'un processeur rapide convenablement programmé.
Avantageusement, la méthode et le dispositif de l'invention permettent de mesurer l'activité musculaire de plusieurs muscles profonds (notés N) simultanément, tout en obtenant un résultat spécifique, c'est-à-dire individualisé, pour chaque muscle. En d'autres termes, la méthode et le dispositif de l'invention permettent de réaliser N mesures spécifiques à chacun des N muscles visés, et d'obtenir la valeur de N activités musculaires. Ainsi, il est possible de mesurer de manière spécifique, c'est-à-dire individualisée, l'activité soit d'un seul muscle profond, par exemple le muscle transverse, ou bien de plusieurs muscles profonds en même temps, par exemple le muscle transverse et l'oblique interne, tout en pouvant attribuer spécifiquement à chacun des muscles la valeur de l'activité musculaire mesurée pour ce muscle. Ce résultat est tout à fait différent et avantageux par rapport aux méthodes et dispositifs de l'état de la technique, qui permettent simplement de mesurer l'activité musculaire d'un groupe de muscles profonds, sans savoir quel est ou quels sont les muscles impliqués dans ce résultat, ni en quelle proportion.
L'invention concerne aussi les programmes d'ordinateur stockés sur un support d'informations, lesdits programmes comportant des instructions permettant de mettre en oeuvre les méthodes précédemment décrites, lorsqu'ils sont chargés et exécutés par un système informatique.
Définitions Dans la présente invention, les termes ci-dessous sont définis de la manière suivante :
On entend par « activité musculaire spécifique d'un ou plusieurs muscles », au sens de la présente invention, l'activité musculaire individuelle de chacun des muscles dont la mesure de l'activité musculaire est réalisée, que la mesure soit réalisée sur un seul muscle, ou sur plusieurs muscles en même temps. L'activité musculaire spécifique est donc une valeur individualisée de l'activité musculaire propre à chacun des muscles soumis à la mesure.
On entend par « capteur », au sens de la présente invention, tout dispositif permettant de mesurer l'activité musculaire de muscles profonds. Il peut s'agir par exemple de de tout capteur de surface comme des électrodes d'électromyographie (EMG) de surface, de type unipolaire et/ou bipolaire, ou encore d'une sonde échographique, ou bien d'EMG par aiguille. Par exemple, le nombre de capteurs utilisés dans l'étape d'acquisition des signaux électriques peut être de 2, ou de 3, ou de 4, ou de 5.
« Muscles profonds » concerne les tissus biologiques composés de myocytes de type squelettiques localisés sous au moins un autre tissu biologique composé de myocytes.
« Sangle Abdominale » concerne la zone délimitée par les dernières cotes d'un sujet humain et la symphyse pubienne. Ainsi, dans le sens de l'invention, les muscles de la sangle abdominale concernent donc les muscles squelettiques contenus dans cette zone, préférentiellement mais ne se limitant pas, aux muscles: Transverse Abdominal, Multifidus, Oblique Interne, Grands Droits et Oblique Externe.
« Draw-in » concerne un exercice de recrutement du muscle transverse abdominal consistant à demander au sujet allongé, genoux à 90° posés sur une chaise (ou fléchis pieds au sol), d'effectuer une expiration forcée maximale lente et contrôlée en rentrant le ventre, puis de tenir cette contraction pendant 5 secondes tout en inspirant uniquement en thoracique.
« Crunch bloqué » concerne un exercice de recrutement des muscles de la sangle abdominale consistant à demander au sujet allongé sur le dos, genoux à 90° sur un support (ou fléchis), bras derrière la tête, de tenter de relever le buste pendant qu'un opérateur bloque le mouvement (via une pression sur les épaules) laissant ainsi le sujet relever son buste d'environ30° par rapport au sol.
Présentation des dessins D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d'un exemple non limitatif de mise en œuvre, donné au regard des figures :
La figure 1 est un diagramme représentatif d'un dispositif particulier et non limitatif de mise en œuvre de la méthode de mesure de l'activité musculaire d'un ou plusieurs muscles profonds de la sangle abdominale d'un sujet à partir de capteurs électromyographiques surfaciques non invasifs
La figure 2 est une représentation schématique d'un agencement particulier mais non limitatif de 5 électrodes de mesure permettant la mise en œuvre de l'invention
La figure 3 est une représentation schématique de l'anatomie musculaire de la sangle abdominale
La figure 4 est une représentation d'enregistrements EMG effectués lors de tests préliminaires, utilisant l'agencement d'électrodes décrit selon la figure 2
La figure 5 est une représentation de l'évolution temporelle d'un indice d'activité musculaire pour le muscle transverse abdominal obtenu par l'application de la méthode sur deux individus distincts pendant l'exécution de manœuvres de « Draw-ln » répétées
La figure 6 est une représentation schématique d'un agencement particulier mais non limitatif de 5 électrodes de mesure permettant la mise en œuvre de l'invention.
La figure 7 est une représentation schématique d'un agencement particulier mais non limitatif de 3 électrodes de mesure permettant la mise en œuvre de l'invention.
La figure 8 est une représentation schématique d'un agencement généralisé des électrodes de mesure dans une bande située sous la ligne formée par les deux épines iliaques antéro-supérieures et au-dessus de la symphyse pubienne permettant la mise en œuvre de l'invention.
Description détaillée de l'invention - Exemple de réalisation
En référence à la figure 1, le dispositif permet la mise en œuvre d'une méthode de mesure de l'activité musculaire d'un ou plusieurs muscles profonds de la sangle abdominale d'un sujet à partir de capteurs électromyographiques surfaciques 10 non invasifs comprenant :
Une étape I d'acquisition des signaux électriques issus d'au moins deux capteurs 10, la méthode étant caractérisée par le fait que le nombre de capteurs est compris entre 2 et 5, Une étape II d'enregistrement des signaux électriques acquis pendant l'étape I dans une mémoire 41, Une étape III de traitement des signaux enregistrés à l'étape II basée sur l'application sur les signaux enregistrés à l'étape II d'une combinaison d'algorithmes de traitement de signal dans un module de traitement de signal 42 et délivrant ainsi une pluralité de signaux traités (si(t), s2(t), s3(t)....sn(t)),
Une étape IV de calcul d'au moins un indice représentatif de l'activité musculaire d'au moins un muscle profond de la sangle abdominale du sujet et son évolution temporelle dans un module de calcul d'indice 43.
Dans l'exemple décrit, représentatif mais non limitatif, le dispositif comporte 5 électrodes de mesure EMG de surface 11, 12, 13, 14 et 15. Dans l'exemple décrit il s'agit d'électrodes bipolaires (système wireless Miniwave Infinity). L'acquisition simultanée des 5 capteurs est synchronisée grâce au déclenchement d'un trigger 30. Chaque électrode de mesure est reliée à une unité de prétraitement 20. Cette unité 20 comprend ensuite une chaîne d'acquisition par électrode 21, 22, 23, 24 et 25. Chaque chaîne de traitement contenant un module d'amplification, un module de filtrage et un module de conversion analogique-digitale. La figure représente de manière détaillée uniquement la chaîne d'acquisition 21 de l'électrode 11, comprenant donc le module d'amplification 211, le module de filtrage 212 ainsi qu'un module de conversion analogique- numérique 213. Dans l'exemple décrit, les filtres appliqués aux signaux sont ceux classiquement utilisés pour l'acquisition des signaux EMG et connus de l'homme du métier. La conversion analogique-digitale a été effectuée à 2kHz sur 16bits.
L'unité de prétraitement 20 contient des moyens de communication pour le transfert des données ainsi acquises pendant l'étape I à un processeur 40.
Avantageusement, mais facultativement, ces moyens de communication peuvent mettre en oeuvre des protocoles de communication sans fil.
Le processeur 40 contient une mémoire 41 dans laquelle les signaux acquis seront stockés pendant l'étape II d'enregistrement des données.
Cette mémoire appelle également différents algorithmes de traitement de signal utilisés par le module de traitement des signaux 42 pour mener à bien l'étape III de traitement des signaux. L'application de ces algorithmes de traitement de signal va conduire au calcul de signaux traités Si(t), i étant compris entre 1 et 10, puis au calcul d'indices représentatifs de l'activité musculaire des muscles profonds de la sangle abdominale via un module de calcul d'indices 43. Ces indices, ainsi que leurs évolutions temporelles sont ensuite visualisables sur un moniteur 50. Ce moniteur 50 permet aussi de visualiser en temps réel les signaux acquis pendant l'étape d'acquisition I, ou de les visualiser une fois enregistrés dans la mémoire après l'étape II d'enregistrement, ou encore de visualiser les signaux s,(t) générés pendant l'étape III de traitement des signaux.
En référence à la figure 2, une implémentation particulière et non limitative de l'invention peut consister à positionner 5 électrodes de mesure EMG sur la surface de la peau d'un sujet 201 selon les sites anatomiques suivants :
Une électrode 11 à 3 cm en latéral du nombril
Une électrode 12 à 15 cm en latéral du nombril
Une électrode 13 positionnée sous l'électrode 12, juste au-dessus du ligament inguinal Une électrode 14 placée symétriquement à l'électrode 13
Une électrode 15 en face dorsale, sur une ligne reliant l'épine iliaque antéro-supérieure et l'espace intervertébral L1-L2, au niveau de l'apophyse épineuse L5.
La mise en oeuvre décrite de l'invention sera identique pour : une électrode 11 placée entre 1 cm et 5 cm en latéral du nombril, vers la gauche ou bien vers la droite du sujet 201.
une électrode 12 placée entre 10 cm et 25 cm en latéral du nombril, vers la gauche ou vers la droite du sujet 201
une électrode 13 positionnée sous l'électrode 12, à une distance comprise entre 4 cm et 15 cm, sans dépasser le ligament inguinal du sujet 201
La figure 3 représente schématiquement de différents muscles de la sangle abdominale, composée 4 paires de muscles, qui sont organisés symétriquement de part et d'autre de l'abdomen sur trois couches distinctes. On retrouve donc parmi ces muscles abdominaux les paires suivantes :
Noté GD sur la figure : Le Grand droit (le Grand Droit droit et le Grand Droit gauche). Constituant la paroi antérieure de l'abdomen, le muscle Grand Droit descend du thorax au pubis sous la forme d'un long muscle plat. Noté OE sur la figure : L'oblique externe, attaché sur les 7 dernières côtes, qui s'étend du centre de l'abdomen jusqu'au grand dorsal, occupant ainsi une bonne partie des côtés de l'abdomen.
Noté Ol sur la figure : L'oblique interne, qui s'insère sur toute la partie antérieure de la crête iliaque (comme le transverse, mais plus en surface)
Noté TrA sur la figure : Le transverse, muscle large, le plus profond des muscles abdominaux. Situé dans la partie latérale de l'abdomen, le muscle transverse est horizontal, et passe ainsi derrière le muscle Grand Droit.
Grâce à ces éléments, le dispositif selon l'invention permet ainsi de mesurer en temps réel les signaux électriques issus de chaque électrode de mesure EMG de surface 11, 12, 13, 14 et 15, chaque électrode mesurant ainsi une combinaison de toutes les contributions issues des activités musculaires des différents muscles étant à proximité de la dite électrode.
L'objectif de la méthode est de calculer des indices représentatifs de l'activité musculaire des muscles profonds de la sangle abdominale.
Dans l'exemple détaillé ici, le dispositif va ainsi calculer 3 indices : ii : indice de contraction de l'oblique interne 01, égal à 1 si le muscle oblique interne est contracté, 0 sinon
Î : indice de contraction du transverse abdominal TrA égal à 1 si le muscle transverse abdominal est contracté, 0 sinon
Î : indice de la force de contraction du transverse abdominal TrA, proportionnel à la force de contraction du muscle transverse abdominal, et exprimé en pourcentage de la MCV pour ce muscle (Maximum Contraction Value)
Ces indices et leurs évolutions temporelles seront calculés sur la même période d'échantillonnage que l'acquisition.
Pendant l'étape III de traitement du signal, la première étape, représentative de l'invention mais non limitative, consiste à appliquer une combinaison de différents algorithmes de traitement afin de nettoyer les signaux enregistrés. Chaque électrode conduit à un signal enregistré noté EMG(1,) pour i allant de 1 à 5 selon l'exemple non limitatif décrit. Chaque signal EMG(li) a donc été traité de la façon suivante :
Redressement : il s'agit, après avoir évalué la ligne de base, puis corrigé le signal EMG(li) de cet offset, de ne conserver que la valeur absolue du signal pour récupérer un signal strictement positif.
Normalisation par rapport à des valeurs maximales mesurées sur des enregistrements obtenus lorsque le sujet effectue des exercices spécifiques qui permettent de conduire à des contractions quasi maximales des différents muscles de la sangle abdominale du sujet, dans la mesure de la capacité du sujet. Pour obtenir ces valeurs maximales, la méthode consiste à utiliser le dispositif pour enregistrer les signaux issus des électrodes pendant que le sujet effectue une manoeuvre de « Draw-ln » ou une manoeuvre de « Crunch bloqué » par exemple.
Lissage sur une fenêtre temporelle de 1ms : il s'agit de calculer la moyenne temporelle sur une fenêtre glissante de 1ms. La méthode peut être mise en oeuvre avec une taille de fenêtre glissante comprise entre 0,5ms et 100ms.
Ces étapes conduisent donc à des signaux EMG(li) modifiés, notés EMG'(li) par la suite.
Dans l'exemple décrit, représentatif mais non limitatif de l'invention, il est supposé que les signaux des électrodes de surface sont une combinaison des contributions des 4 muscles de la sangle abdominale décrit sur la figure 3, à savoir le grand droit (GD), l'oblique externe (OE), l'oblique interne (01) et le transverse abdominal (TrA). L'activité électrique de chacun de ces muscles peut être représentée par les expressions AGD, AOE, AOI et ATrA, chaque électrode recevant donc une somme pondérée de ces activités à chaque instant (équation donnée pour l'électrode 11):
EMG{ 11) = all. AGD + b11. A0E + yll. A0I + ôll. ATrA
Il s'agit donc ici d'un système de 5 équations à 20 paramètres et 4 inconnues, basé sur 5 enregistrements de 4 activités musculaires qui seront considérées comme indépendants statistiquement. La méthode mathématique consiste donc à déterminer les valeurs des 20 coefficients pondérateurs afin de pouvoir, en inversant le système par la suite, isoler soit l'activité électrique Aoi permettant de calculer l'indice ii, soit l'activité électrique ATrA, permettant de calculer les indices h et . Ceci a été effectué par une analyse de séparation de sources, implémentée dans le logiciel de calcul matriciel Scilab (marque déposée).
L'indice ii est ensuite calculé comme étant égal à 1 si l'amplitude du signal A01 est supérieure à un seuil fixé entre 5% et 15% de sa valeur maximale, 0 sinon.
L'indice 13 est ensuite calculé comme étant égal à 1 si l'amplitude du signal ATrA est supérieure à un seuil fixé entre 5% et 15% de sa valeur maximale, 0 sinon.
L'indice 12 est ensuite calculé comme étant un pourcentage de la valeur du signal ATrA.
Le dispositif permet ainsi de visualiser en temps réel l'évolution de la valeur des indices lorsque que le sujet effectue des mouvements, ou des exercices de renforcement musculaire ou encore des exercices de rééducation.
La figure 5 illustre ainsi la représentation de l'indice de contraction du muscle transverse abdominal Î2 pendant que le sujet effectue des manoeuvres de Draw-ln répétées, entre coupées de périodes de 10 s de repos.
Le dispositif permet aussi d'afficher en temps réel l'activité du muscle transverse abdominal suivant plusieurs modes : « on/off » (en représentant l'indice h), ou bien une visualisation de l'intensité de contraction en fonction du temps (indice 13), pouvant se superposer à une consigne « idéale » qui doit être suivie par le sujet contrôlant ainsi de façon consciente la contraction de ses muscles.
En référence à la figure 6, une implémentation particulière et non limitative de l'invention peut consister à positionner 5 électrodes de mesure EMG sur la surface de la peau d'un sujet 201 selon les sites anatomiques suivants :
Une électrode 11 à 3 cm en latéral du nombril
Une électrode 12 à 15 cm en latéral du nombril, puis en remontant jusqu'à la 8eme côte Une électrode 13 positionnée 2cm à gauche de l'électrode 12, vers le centre du sujet Une électrode 14 positionnée à 15cm à droite du nombril su sujet, puis en redescendant jusqu'au ligament inguinal
Une électrode 15 en face dorsale, sur une ligne reliant l'épine iliaque antéro-supérieure et l'espace intervertébral L1-L2, au niveau de l'apophyse épineuse L5. La mise en œuvre décrite de l'invention sera identique pour : une électrode 11 placée entre 1 cm et 5 cm en latéral du nombril, vers la gauche ou bien vers la droite du sujet 201.
une électrode 12 placée entre 10 cm et 25 cm en latéral du nombril, vers la gauche ou vers la droite du sujet 201
une électrode 13 positionnée entre 1cm et 5 cm en latéral de l'électrode 12, vers le centre du sujet
Dans un autre mode de réalisation, concernant un dispositif comprenant 5 électrodes positionnées à nouveau comme le montre la figure 2 ou encore comme le montre la figure 6, les signaux enregistrés par les électrodes de mesure EMG de surface 13 et 14 pourront être analysés également par une mesure de la fonction de corrélation temporelle afin de conditionner ensuite le calcul des indices h et .
L'indice ii sera égal à 1 si l'amplitude du signal A01 est supérieure à un seuil fixé entre 5% et 15% de sa valeur maximale ET si les deux signaux EMG' 13) et EMG' 14) sont faiblement corrélés, 0 sinon.
L'indice 13 est ensuite calculé comme étant égal à 1 si l'amplitude du signal ATrA est supérieure à un seuil fixé entre 5% et 15% de sa valeur maximale ET si les deux signaux EMG' 13) et EMG' 14) sont fortement corrélés, 0 sinon.
Dans un autre mode de réalisation non limitatif de l'invention, concernant un dispositif comprenant 5 électrodes positionnées à nouveau comme le montre la figure 2, ou la figure 6, ou comprenant 3 électrodes comme décrit à la figure 7, les signaux EMG'(li) sont analysés par l'application d'une analyse fréquentielle permettant de conditionner le calcul des indices ii et 13. Les transformées de fourrier des signaux EMG'(li) sont calculées pour représenter les spectres fréquentiels. On identifie ensuite une bande de fréquence caractéristique du muscle profond que l'on cherche à caractériser, ou un rapport de bandes de fréquence caractéristique pour ainsi conditionner les calculs des indices li et l2 .
Par exemple, si X,(f) sont les transformées de Fourrier respectives des signaux EMG'(li), et DSP,, les densités spectrales de puissance de ces transformées de fourrier, calculées sur un temps d'intégration adapté. On opère alors le calcul suivant sur chaque voie de mesure :
Figure imgf000017_0001
Ou fi et f2 sont deux fréquences de coupures, fi est comprise entre 0 et 100Hz, et f2 comprise entre 50 et 200Hz. Les valeurs choisies pour ces deux fréquences de coupures varient d'une électrode à une autre.
Par exemple, pour les électrodes 11, 14 et 13, l'invention peut être mise en oeuvre en choisissant fi = 65Hz et f2 = 95Hz.
L'indice ii est ensuite calculé comme étant égal à 1 si les conditions suivantes sont communément réunies : - RM et R13 sont simultanément supérieures à un seuil fixé entre 0.55 et 0.8.
Ru est inférieure à un seuil compris entre 0.1 et 0.35.
Sinon, ii vaut 0.
Une implémentation particulière et non limitative de l'invention peut consister à positionner 3 électrodes de mesure EMG sur la surface de la peau d'un sujet selon les sites anatomiques suivants : - Une électrode 11 à 3 cm en latéral du nombril
Une électrode 13 positionnée 2 cm en latéral de l'épine iliaque antéro-supérieure vers l'ombilic, puis 2 cm en longitudinal vers les pieds.
Une électrode 14 placée symétriquement à l'électrode 13.
Les modes de réalisation décrits ci-dessus sont particuliers et non limitatifs de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS
1- Une méthode de mesure de l'activité musculaire spécifique d'un ou plusieurs muscles profonds de la sangle abdominale d'un sujet à partir de capteurs électromyographiques surfaciques non invasifs (10) comprenant :
a. Une étape (I) d'acquisition des signaux électriques issus d'au moins deux capteurs (10), la méthode étant caractérisée par le fait que le nombre de capteurs est compris entre 2 et 5,
b. Une étape (II) d'enregistrement des signaux électriques acquis pendant l'étape (I) dans une mémoire (41),
c. Une étape (III) de traitement des signaux enregistrés à l'étape (II) basée sur l'application sur les signaux enregistrés à l'étape (II) d'une combinaison d'algorithmes de traitement de signal dans un module de traitement de signal (42) choisis parmi un redressement, une normalisation, un lissage, un seuillage, une analyse fréquentielle, ou sur une analyse de séparation de sources, ou sur une combinaison de ces méthodes, et délivrant ainsi une pluralité de signaux traités (Si(t), s2(t), s3(t)....sn(t)),
d. Une étape (IV) de calcul d'au moins un indice représentatif de l'activité musculaire de chacun des au moins un muscle profond de la sangle abdominale du sujet et son évolution temporelle dans un module de calcul d'indice (43).
2- Méthode selon la revendication 1, comprenant une étape de visualisation des signaux acquis, enregistrés, traités, ou des indices calculés.
3- Méthode selon l'une des revendications 1 à 2, dans laquelle les muscles profonds de la sangle abdominale peuvent être l'oblique interne et le transverse abdominal.
4- Méthode selon l'une des revendications 1 à 3, dans laquelle les enregistrements de l'étape (I) sont effectués à une fréquence d'échantillonnage comprise en 500Hz et 3000Hz.
5- Méthode selon l'une des revendications 1 à 4, dans laquelle les capteurs (10) sont des électrodes EMG bipolaires.
6- Méthode selon l'une des revendications 1 à 5, dans laquelle la communication des signaux acquis pendant l'étape (I) vers la mémoire (41) est mise en oeuvre par un procédé de communication de données sans fil. 7- Dispositif de mesure de l'activité musculaire d'un ou plusieurs muscles profonds de la sangle abdominale d'un sujet à partir de capteurs électromyographiques surfaciques non invasifs (10) comprenant :
a. Des moyens d'acquisition (I) des signaux électriques issus d'au moins deux capteurs (10), le dispositif étant caractérisé par le fait que le nombre de capteurs est compris entre 2 et 5,
b. Des moyens (II) d'enregistrement des signaux électriques acquis grâce aux moyens d'acquisition (I) dans une mémoire (41),
c. Des moyens (III) de traitement des signaux enregistrés par les moyens (II) d'enregistrement, permettant d'appliquer sur les signaux enregistrés une combinaison d'algorithmes de signal dans un module de traitement de signal (42) choisis parmi un redressement, une normalisation, un lissage, un seuillage, une analyse fréquentielle, ou sur une analyse de séparation de sources, ou sur une combinaison de ces méthodes pour délivrer ainsi une pluralité de signaux traités (Si(t), s2(t), s3(t)....sn(t)),
d. Des moyens (IV) de calcul d'au moins un indice représentatif de l'activité musculaire de chacun des au moins un muscle profond de la sangle abdominale du sujet et son évolution temporelle dans un module de calcul d'indice (43), e. Des moyens de visualisation des signaux acquis, enregistrés, traités, ou des indices calculés.
8- Utilisation du dispositif de mesure de l'activité musculaire d'un ou plusieurs muscles profonds de la sangle abdominale d'un sujet selon la revendication 7 pour l'une quelconque des applications choisies parmi des exercices de renforcement musculaire à des fins esthétiques ou sportives et le diagnostic fonctionnel.
9 Produit programme d'ordinateur téléchargeable depuis un réseau de communication et/ou stocké sur un support lisible par ordinateur et/ou exécutable par un microprocesseur, caractérisé en ce qu'il comprend des instructions de code de programme pour l'exécution de la méthode selon l'une au moins des revendications 1 à 6, lorsqu'il est exécuté sur un ordinateur.
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