WO2021234228A1 - Semelle intérieure et procédé de stimulation - Google Patents

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WO2021234228A1
WO2021234228A1 PCT/FR2020/050847 FR2020050847W WO2021234228A1 WO 2021234228 A1 WO2021234228 A1 WO 2021234228A1 FR 2020050847 W FR2020050847 W FR 2020050847W WO 2021234228 A1 WO2021234228 A1 WO 2021234228A1
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WO
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stimulation
insole
person
measurement
walking
Prior art date
Application number
PCT/FR2020/050847
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English (en)
Inventor
Alexis MATHIEU
Andrey MOSTOVOV
Damien JACOBS
Original Assignee
Feetme
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Publication date
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Priority to US17/925,398 priority patent/US20230180893A1/en
Priority to EP20740060.7A priority patent/EP4152993A1/fr
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    • 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

Definitions

  • the invention relates, in general, to the field of stimulation to enhance the ability and quality of walking of a person.
  • the objects of the invention are therefore, firstly, a shoe insole for the stimulation of a person, and secondly, a method of stimulating a person in which the person wears such a sole and a system comprising an integrated or associated stimulation unit.
  • document US20090240171 describes a device for analyzing the asymmetry of gait between the left and right feet of a person by measuring and comparing the time or the phases of support during gait. A sensory response is provided to the person when a difference between these measured times or phases exceeds a predetermined threshold.
  • such devices are difficult to personalize.
  • the same stimulation is not necessarily suitable for all people, given the variability of morphologies or the response to stimulation between people.
  • the implementation of these devices therefore requires the presence of medical personnel trained to determine and adapt the stimulation to the person, which further complicates their daily adoption and ease of use.
  • the stimulation of such devices is often repetitive and may see its effect diminish over time, in particular due to a well-known phenomenon of habituation or habituation of the person to any external stimulation, so that ' it is necessary to calibrate these devices at regular intervals over time so that they operate satisfactorily over time.
  • such devices can be difficult for the person to wear because they are uncomfortable to use over a long period of time.
  • a stimulation device which is simple to use, intelligent, accessible to non-medically trained personnel, which is compact and comfortable so as to be able to be used in a context of daily life, which reinforces noticeably the walking ability and quality of a person, which is easily adaptable to the person so that it can be used without complex modification by a variety of people and in a wide variety of everyday situations (sloping ground , staircase, etc.), or of a type of step that is simple and inexpensive to manufacture to ensure its accessibility to the general public.
  • the first object of the invention is an insole adapted to be placed in a shoe worn by a person, in particular during a period of the person's walking, the insole comprising:
  • a force and / or pressure measurement unit suitable for acquiring at least one measurement representative of the force and / or pressure exerted on the insole by the person
  • a movement measurement acquisition unit suitable for acquire at least one measurement representative of a movement of the person's foot
  • a processing unit suitable for receiving the measurement of force and / or pressure and the measurement of movement, for calculating at least one walking parameter and for controlling the emission of a stimulation at a time of walking as a function of the value of the run parameter.
  • the insole further comprises a stimulation unit adapted to be controlled by the treatment unit and to emit the stimulation to stimulate the person's foot,
  • the processing unit is suitable for determining in real time the moment of walking and for controlling the emission of the stimulation in real time.
  • the processing unit is adapted to receive a new measurement of force and / or pressure and a new measurement of movement acquired after the stimulation has been emitted, and to modify at least one parameter of the stimulation.
  • the processing unit is adapted to receive a new measurement of force and / or pressure and a new measurement of movement acquired after the stimulation has been emitted, and to modify the moment of walking during which is emits a subsequent stimulation.
  • the processing unit is suitable for analyzing a time series of walking parameters acquired and calculated previously over an hour, over a day, a few days or over an even longer period, and to modify at least one parameter. stimulation based.
  • the processing unit is suitable for analyzing a time series of the walking parameters acquired and calculated previously over one hour, over a day, a few days or even longer, and for the moment of walking during which a subsequent stimulation is emitted.
  • the stimulation unit is adapted to emit electrical stimulation. According to another embodiment, the stimulation unit is adapted to emit haptic stimulation.
  • the force and / or pressure measurement unit comprises capacitive sensors, each sensor comprising an upper electrode and a lower electrode, separated from each other by a dielectric layer.
  • the processing unit is adapted to implement a learning operation in order to determine parameters of the stimulation to be emitted by the stimulation unit.
  • the insole comprises a module for communication with an external server, controlled by the processing unit, and suitable for transferring the force and / or pressure measurement and the movement measurement stored to the external server, in particular after a period of walking the person.
  • the insole is autonomous, the processing unit being suitable for controlling the emission of a stimulation without communicating with an external server, in particular without communicating with an external server over a period of several hours, preferably several hours. days, preferably at least seven days.
  • the stimulation unit includes a plurality of stimulation elements distributed over an upper surface of the insole.
  • the processing unit is suitable for determining an activity of the person, and for controlling the emission of a stimulation only if the person performs said activity.
  • the subject of the invention is also a system comprising an insole according to the invention and a stimulation unit separate from the insole.
  • the subject of the invention is also a stimulation method in which an insole is placed in a shoe worn by a person, in particular during a period of walking by the person, the method implementing the following steps: a) acquire at least one measurement representative of the force and / or pressure exerted on the insole by the person, b) acquire at least one measurement of a movement of the person's foot, c) calculate a walking parameter and determining a time of walking based on the force and / or pressure measurement and the movement measurement, and d) providing stimulation to stimulate the person at the time of walking.
  • the determination of the moment of walking and the emission of the stimulation are carried out in real time.
  • the stimulation method further comprises the following steps: e) receiving a new measurement of force and / or pressure and a new measurement of movement acquired after the stimulation of step d) has been emitted, f) modification of at least one parameter of the stimulation, and g) reiteration of the steps of the stimulation process.
  • Fig. 1 shows a front view of a pair of shoes, each shoe including an insole according to one embodiment of the invention.
  • Fig. 2A shows a perspective view from above of an insole according to one embodiment of the invention.
  • Fig. 2B shows a perspective view from below of an insole according to one embodiment of the invention.
  • Fig. 3 shows an exploded view of the insole of FIG. 2A.
  • Fig. 4 shows a block diagram of an insole according to one embodiment of the invention.
  • Fig. 5 shows a diagram of the stimulation process according to one embodiment of the invention.
  • the first object of the invention is an insole 1 intended to be worn by a person.
  • the insole 1 is adapted to be inserted into a shoe C of the person.
  • the shoe insole 1 can also be permanently integrated into the shoe C, for example during the making of the shoe C, by forming part of the sole of the shoe C for example.
  • the shoe C can take many forms, such as a city shoe, a sports shoe or even an orthopedic shoe, this list not being exhaustive.
  • FIG. 1 illustrates a first insole 1a of a shoe, intended for example to be inserted into a right shoe CD, and a second insole 1b of a shoe, intended for example to be inserted into a left shoe CG.
  • the first shoe insole 1a can also be permanently integrated into the right shoe CD
  • the second shoe insole 1b can be permanently integrated into the left CG, for example when making said right shoe CD and left shoe CG, by forming part of the sole of the shoes for example.
  • the first insole 1a and the second insole 1b are substantially similar, except for transverse symmetry, and a single insole 1 will therefore be described below, the characteristics of which are shared by the first insole 1a and the second insole. 1b. In certain embodiments, however, certain characteristics may be reversed between the first and second insoles 1a, 1b.
  • the insole 1 is substantially planar and extends along a horizontal plane X, Y, perpendicular to a direction of thickness Z.
  • substantially planar is meant that the insole 1 extends substantially along a plane. , having large dimensions along a longitudinal direction X and a direction of transverse Y (the direction of transverse Y being perpendicular to the longitudinal direction X), and a relatively smaller dimension along a direction of thickness Z which is perpendicular to the longitudinal and transverse directions.
  • the insole 1 has a length or space in the longitudinal direction X, greater than a width or space in the transverse direction Y.
  • the length of the insole 1 is for example at least twice its width.
  • the insole 1 finally has a thickness or bulk according to the thickness direction Z, small in front of both its length and its width.
  • the thickness of the insole 1 is for example at least ten times smaller than its length.
  • the insole 1 can thus have, for example, a thickness of less than one centimeter, preferably less than 0.75 centimeters, for example of about 0.5 centimeters.
  • the insole 1 can have structures, bumps and small curves and therefore depart from a perfect plane. However, the extension of these structures, bumps and curves is understood to be small compared to the extension of the insole 1 in the longitudinal direction X and the transverse direction Y.
  • the insole 1 extends between a upper surface 3, and a lower surface 4.
  • the upper surface 3 is for example adapted to be in contact with a foot of a person accommodated in the shoe C.
  • the upper surface is in contact with a foot of a person
  • a suitable undergarment such as a sock
  • the lower surface 4 of the insole 1 is moreover adapted to be in contact with a sole assembly of the boot C.
  • the insole 1 comprises a front portion 11 arranged so as to come into contact with a front part of the foot, a middle portion 12 arranged to come into contact with a central part of the foot, for example an arch of the foot, and a portion rear 13 arranged to come into contact with a rear part of the foot.
  • the front portion 11, the middle portion 12 and the rear portion 13 are connected together to form a single element which may be more or less flexible.
  • the front portion 11 may in particular extend over a width greater than a width of the middle portion 12 in the transverse direction Y.
  • the insole 1 is a multilayer element, for example laminated or comprising one or more layers embedded in a material chosen for example from polyurethane, ethylene-vinyl acetate (EVA), thermoplastic polyurethane (TPU), a thermoplastic rubber or silicone material.
  • a material chosen for example from polyurethane, ethylene-vinyl acetate (EVA), thermoplastic polyurethane (TPU), a thermoplastic rubber or silicone material.
  • the insole 1 comprises for example an upper layer 20 which forms in particular the upper surface 3, and a lower layer 21 which forms in particular the lower surface 4.
  • the upper layer 20 and the lower layer 21 can be welded together, in particular on a circumference 22 of the insole 2.
  • the insole 1 can comprise a greater or lesser number of layers.
  • the insole 1 may include a housing 23. As illustrated in FIG. 3, the housing 23 forms the lower surface 4 with the lower layer 21.
  • the insole 1 comprises a force and / or pressure measurement unit 30, a movement measurement unit 50 and a processing unit 60.
  • the insole 1 can also advantageously include a stimulation unit 40.
  • the stimulation mimic 40 can be separate from the insole 1, as discussed below.
  • the force and / or pressure measurement unit 30 and the stimulation unit 40 are located in the front portion 11 and in the rear portion 13 of the insole 1.
  • the movement measurement unit 50 and the processing unit 60 are located in the middle portion 12 of the insole 1.
  • this embodiment is illustrative and non-limiting, the unit of measurement of force and / or pressure 30, the unit of stimulation 40, the movement measurement unit 50 and the processing unit 60 can be arranged differently in the insole 1.
  • the force and / or pressure measurement unit 30 comprises a plurality of sensors 34.
  • the sensors 34 are located in the front portion 11, the middle portion 12 and / or the rear portion 13.
  • the sensors 34 are suitable for measuring pressure, tensile force, compressive force and / or shear force.
  • the sensors 34 are advantageously capacitive, and include in particular an acquisition circuit (of the capacitance meter type; not illustrated) making it possible to acquire a capacitance value.
  • the sensors 34 can also be resistive or piezoelectric, or the like.
  • the force and / or pressure measurement unit 30 comprises a flexible upper layer 31 and a flexible lower layer 32.
  • the upper layer 31 and the lower layer 32 s' both extend generally along the longitudinal and transverse directions X, Y.
  • the upper layer 31 and the lower layer 32 therefore face each other in the thickness direction Z.
  • the force and / or pressure measurement unit 30 further comprises a dielectric layer 33.
  • the dielectric layer 33 is disposed between the upper layer 31 and the lower layer 32.
  • the dielectric layer 33 is advantageously a flexible insulating layer such as 'it will be detailed below.
  • each sensor 34 comprises an upper electrode 35a on the upper layer 31 and a lower electrode 35b on the lower layer 32.
  • the upper electrode 35a and the lower electrode 35b extend perpendicular to the thickness direction Z and meet each other. respectively face in the direction of the thickness Z.
  • the upper electrode 35a and the lower electrode 35b can be squares of about 5 mm square, or can be discs a few millimeters in diameter.
  • the upper electrode 35a and the lower electrode 35b are separated from each other at least by the dielectric layer 33.
  • Upper conductors 36a are also provided on the upper layer 31.
  • the upper conductors 36a are electrically connected to the upper electrodes 35a of the sensors 34.
  • lower conductors 36b are provided on the lower portion 32.
  • the lower conductors 36a are electrically connected. to the lower electrodes 35b of the sensors 34.
  • the upper conductors 36a and the lower conductors 36b can be arranged to connect the sensors 34 together.
  • the sensors 34 are advantageously distributed over the surface of the insole 1 in a matrix fashion.
  • in a matrix fashion is meant that the sensors 34 are interconnected so that they can be used with a small number of inputs / outputs.
  • the force and / or pressure measurement unit 30 comprises nine sensors 34, three input signals and three output signals are sufficient to be able to use the nine sensors 34. This results in a unit of measurement. particularly easy to implement force and / or pressure measurement.
  • the upper 36a and lower 36b conductors can be spatially multiplexed, that is to say arranged to connect each sensor 34 separately from each other.
  • the value of the capacitance C of a sensor 34 can be determined as a function of the thickness L of the dielectric layer 33 at the location of the sensor 34, of the surface S of the upper electrode 35a and of the lower electrode 35b and of the dielectric constant ⁇ of the material between the upper and lower electrodes 35a, 35b, in particular the dielectric layer 33, by the following equation:
  • the dielectric layer 33 is advantageously made of a dielectric material which is elastically deformable under tensile loads, compressive loads and lateral shear. Under the effect of a compressive or tensile load, the thickness L of the dielectric layer 33 at the location of the sensor 34 is modified and the capacitance C of the sensor 34 varies. Under the effect of lateral shearing, the overlap between the upper and lower electrodes varies and the capacitance C of the sensor 34 varies accordingly. Further, in order to increase the flexibility of the insole 1 while allowing proper operation of the force and / or pressure measuring unit 30, the top layer 31, the bottom layer 32, and / or the layer dielectric 33 may include openings 37.
  • the openings 37 extend rectilinearly in the transverse direction Y.
  • the openings 37 may have other shapes or orientations.
  • the sensors 34 are suitable for carrying out a pre-processing of the force and / or pressure measurements, for example at least one of the following pre-processing:
  • frequency filtering for example frequency filtering in a range of temporal frequencies of interest, - a unit of measurement conversion suitable, for example, to be converted into a base unit of the international system, and / or
  • the processing unit 60 receives the measurements from the sensors 34, possibly preprocessed as detailed above.
  • the processing unit 60 can in particular implement one and / or the other of the pretreatments detailed above. Stimulation unit
  • the stimulation intimacy 40 is adapted to emit stimulation.
  • the stimulation can be delivered to the person's leg or foot.
  • the stimulation can in particular act at the level of the sole of the person's foot, more particularly at the level of the arch, the heel or the metatarsal heads of the foot.
  • the stimulation can also be emitted at the level of another part of the body of the person, such as the anterior tibial nerve, the peroneal nerve, the median nerve of the arm, the spine, the abdomen. , the neck, the twin muscle, the hand, the ankle, the shoulder, the ischiojam, the quadriceps, the lower back, or the end of an amputated limb.
  • the stimulation thus makes it possible to act on muscle contraction, on blood circulation or even on the person's cerebral functioning.
  • the stimulation unit can be separate from the insole 1.
  • the stimulation unit is then placed against, or close to, the part of the body to be stimulated.
  • the stimulation unit 40 is more particularly suitable for emitting stimulation at the level of the sole of the person's foot.
  • the insole 1 then advantageously comprises the stimulation unit.
  • the stimulation unit 40 comprises a plurality of stimulation elements 41.
  • the stimulation elements 41 are located in the front portion 11, the middle portion 12 and / or the portion. rear 13.
  • the stimulation elements 41 can be distributed in a matrix fashion (this term to be understood as previously).
  • the stimulation elements 41 are located on the upper surface 3 of the insole 1.
  • the stimulation elements 41 are advantageously distributed over the surface of the insole 1.
  • the stimulation elements 41 are adapted to emit an electrical stimulation.
  • the stimulation elements 41 are adapted to emit a stimulation of the transcutaneous electrical neurostimulation type (“Transcutaneous Electrical Nerve Stimulation” (TENS) in English).
  • TENS Transcutaneous Electrical Nerve Stimulation
  • the stimulation emitted can thus be emitted in the form of a signal, in particular an electrical signal, defined by one or more parameters of the stimulation. These parameters can for example be chosen from the shape of the transmitted signal (for example sinusoidal, rectangular, triangular, or others), the amplitude and the frequency (s) of the wave.
  • the signal can for example be a pulse.
  • a stimulation can also consist of a plurality of signals emitted successively one after the other, for example in the form of a signal train, in which case a parameter of the stimulation can also be the frequency of repetition of the signal during the same stimulation.
  • the current emitted by the stimulation elements 41 can for example be of low amperage, for example of an intensity between 10 mA (milliamps) and 30 mA.
  • the stimulation elements 41 can emit pulses with a frequency between 40 Hz (Hertz - pulsation per second) and 150 Hz.
  • the stimulation elements 41 are adapted to emit haptic or vibratory stimulation.
  • the stimulation elements 41 can then be electromechanical devices comprising an electromagnet and a vibrating element.
  • the stimulation elements 41 are adapted to emit visual stimulation.
  • the stimulation elements 41 can then be one or more light sources.
  • the stimulation elements 41 are adapted to emit sound stimulation.
  • the stimulation elements 41 can then be one or more loudspeakers.
  • the movement measurement unit 50 is adapted to acquire at least one measurement of a movement of the person, or even a plurality of measurements of the movement.
  • the measurement of movement is advantageously an angular, speed or acceleration measurement.
  • An angular measurement can be used to adjust the intensity of stimulation. If the amplitude of rotation of the movement is insufficient, we can increase the intensity of the simulation.
  • an acceleration measurement can be used to quantify the speed of impact during movement and to adjust the frequency of the stimulation wave trains or the unit period of the stimulations. If the measured impact speed increases, it is possible to increase the frequency of the stimulation wave trains or reduce the unit period of the stimulations.
  • an acceleration measurement could be used to adjust the moment of emission of stimulation.
  • the movement measurement unit 50 comprises one or more accelerometers and / or one or more gyroscopes and / or one or more inclinometers (not shown) suitable for detecting linear, angular and tilting accelerations at the level of the body. person's foot. The combination of the different measuring tools makes it possible to improve the precision in the measurement of the rotational speed, in the measurement of the walking speed.
  • These elements of the movement measurement unit 50 can be arranged inside the housing 23 of the insole 1.
  • Processing Unit 60 of the insole 1 is now described in more detail.
  • the processing unit 60 may for example include on-board electronics or a processor (not shown) arranged inside the housing 23 of the insole 1.
  • the force and / or pressure measurement unit 30, the stimulation unit 40, the movement measurement unit 50 and the processing unit 60 are functionally connected to each other, in particular electrically. More particularly, the processing unit 60 is electrically connected to the sensors 34 and to the stimulation elements 41.
  • the processing unit 60 is suitable for controlling, and receiving information from, the force and / or pressure measuring unit 30 and the movement measuring unit 0, and is also suitable for controlling and control the emission of stimulation by the stimulation unit 40.
  • the communication between the force and / or pressure measurement unit 30, the stimulation unit 40, the movement measurement unit 50 and the processing unit 60 is particularly fast and high throughput given that they are all arranged in the insole 1, and therefore all relatively close to each other.
  • the pressure measurement and the movement measurement are made on the same printed circuit allowing a segmentation of the steps and a calculation of the spatio-temporal parameters of the walk in real time.
  • the processing unit 60 is adapted, in real time, to receive one or more measurements from the force and / or pressure measurement unit 30 and one or more measurements of the movement from the movement measurement unit 50, to calculate at least one, or even several, walking parameters (length / width of stride, speed of stride, time of contact with the ground, time of flight, time of single support, time of double support, displacement of the center of pressure) and in controlling the emission of a stimulation by the stimulation unit 40.
  • walking parameters length / width of stride, speed of stride, time of contact with the ground, time of flight, time of single support, time of double support, displacement of the center of pressure
  • the processing unit 60 is adapted to receive one or more measurements from the force and / or pressure measurement unit 30 and one or more measurements of the movement of the movement measurement unit 50 and one or more measurements of the force and / or pressure measurement unit 30 of the opposing sole and one or more measurements of the movement of the movement measurement unit 50 of the opposite flange to calculate combined parameters.
  • the walking parameter makes it possible to characterize the movement of the person.
  • the gait parameter can indicate whether it is necessary, and if so to what extent, to stimulate the person. For example, it will be possible to identify whether the person is in an active phase of walking and thus stop the stimulation. For example, if the person's walking speed increases, it will be possible to increase the frequency of the wave trains or decrease the period of them.
  • Walking is a cyclical movement in which easily recognizable events are repeated.
  • a step is thus defined each time a leg of the person is propelled forward.
  • a gait cycle begins with the initial contact of one foot and ends with the next contact of the same foot, which in turn constitutes the initial contact of the next gait cycle.
  • the gait cycle can thus be divided into a stance phase, in which one foot is in contact with the ground, and an oscillation phase, in which the same foot, in the air, rests. moves forward.
  • the stance phase comprises phases of double support, in which the two feet of the person are in contact with the ground, and phases of single support in which only one foot is in contact with the ground.
  • the support phase represents, on average, 60% of the cycle against 40% for the oscillation phase. These two phases are delimited by the appearance of the toe detachment (around 60%) and by the two contacts of one of the heels defining the start (0%) and the end of the walking cycle (100%).
  • the walking parameters include spatio-temporal parameters and angular parameters making it possible to characterize the movement of the person.
  • a spatial parameter can be chosen from stride length, stride length, stride angle, stride width (in distance or angle), stride width or stride height. It is also possible to determine the position of the center of gravity of the pressure for each foot of the person or its trajectory for example.
  • a temporal parameter can be chosen from the cadence of the person (number of steps per minute), the walking speed, the time of double support, the time of single support (duration of the support phase in which a single foot is in contact with the ground), the asymmetry of the parameters (difference between the two limbs) of a limb likely to be stimulated or of the other limb.
  • An angular parameter can be selected from relative joint movement between limbs of the person initiating the gait, such as the ankle. Joint movements can vary in particular in the sagittal, frontal or transverse plane of the person.
  • the operating parameters indicated above are not limiting and other parameters are possible or include a combination of the spatio-temporal and angular parameters above.
  • the force and / or pressure measurement unit 30 measures a strong pressure exerted at the heel of the person's foot, and the movement measurement unit 50 measures a sudden deceleration, it can be considered that the person goes from an oscillation phase to a stance phase by putting your foot on the ground and whether you are at the start or end of the walking cycle. It can then be finally measured the stride length of the person for example.
  • the emission of the stimulation by the stimulation unit 40 can thus be synchronized with a moment of walking.
  • a moment of walking can, for example, be the moment when a person's foot comes into contact with the ground, or the moment when the foot is in the oscillation phase or the moment of the double support phase.
  • stimulation of the anterior tibialis can be triggered when the toes are detached ("toe-off") or even stop the stimulation at the time of the heel strike ("heel strike”). More finely, we can gradually increase the intensity of the stimulation in anticipation of the toe peeling.
  • the stimulation is thus possible to emit the stimulation at a time when it is likely to be most effective and have a satisfactory effect on the person. For example, delivering the stimulation at the exact moment of the heel strike or just before the toes come off will improve the fluidity of walking. For example, the emission of the stimulation at the time of the double support phase will indicate the foot to be lifted as a priority.
  • real time is meant an implementation of the stimulation operation such that the processing unit 60 can determine a moment of walking and control the emission of a stimulation synchronized with this moment of walking and depending on the stimulation parameters.
  • the parameters of the stimulation by the stimulation unit 40 can also be modified. It is thus possible to emit an appropriate and sufficient stimulation, likely to be the most effective and to have a satisfactory effect on the person.
  • Mobility disorders can in particular be muscle fatigue, spasticity, freezing (“freezing of gait”), foot drop, loss of balance, asymmetry of gait. walking (between the two lower limbs), venous insufficiency, overactive bladder, pain related to the phantom limb ("phantom limb pain" in English).
  • Mobility disorders are often associated with certain pathologies or problems related to the person more general, such as Parkinson's disease, the occurrence of a stroke, multiple sclerosis, the subject's age, obesity , etc.
  • the processing unit 60 and the stimulation unit 40 are then adapted to implement an operation for stimulating the person, an operation which will now be described in more detail.
  • the implementation of the stimulation operation according to the invention may not be imitated by walking the person but may also be performed during other trips on foot, for people with prostheses on one of the lower limbs. for example during a run for example, or even during other types of activities which require a pressure effort at the level of the arch of the person (by bicycle for example).
  • the processing unit 60 can, from the acquisition of the force and / or pressure measurements, the movement measurements, and the calculation of the walking parameter, determine the moment a walk.
  • the gait parameter may indicate that the person's foot comes into contact with the ground by exerting a higher pressure force on one side of the foot at the expense of the other side of the foot.
  • the walking parameter may also indicate an unbalanced tilt of the foot.
  • the walk parameter may indicate that the person's step is abnormally small.
  • the processing unit 60 is then adapted to control the stimulation unit 40 so that a stimulation is emitted synchronously with the moment of walking.
  • stimulation can be emitted when the person's foot comes into contact with the ground, in order to restore the person's balance and ensure that the latter exerts an equal pressure force on both sides of the foot.
  • a stimulation can be emitted in order to force the person to take a step of greater length.
  • the stimulation can be emitted by only certain stimulation elements 41 in order to stimulate certain regions of the foot only, for example the front portion 11, the middle portion 12 and / or the rear portion 13, or else an inner side and / or the outside of the foot or a series of these zones depending on the progress of the step.
  • the processing unit 60 is also suitable for controlling the stimulation unit 40 so that stimulation is delivered with satisfactory simulation parameters.
  • the processing unit 60 is adapted to acquire again the force and / or pressure measurements and the movement measurement (s).
  • the stimulation operation thus operates in a closed loop, as illustrated in FIG. 5. It can thus be assessed whether the stimulation has had an effect on the person from the force and / or pressure measurements and the movement measurements newly acquired by the systems of one or both lower limbs. More particularly, it can be assessed whether the person's ability to move has been satisfactorily modified by the emission of the stimulation.
  • the processing unit 60 may be adapted to change the timing of gait or to adapt the stimulation parameters.
  • the stimulation may be decided to increase the intensity of the stimulation in order to improve the effectiveness of the next stimulations. that will be issued.
  • the stimulation may be decided to bring forward the moment when the stimulation must be emitted, in particular during the next one. cycle, in order to improve its efficiency.
  • the stimulation is then advantageously repeated several times when walking, in particular during a period of walking the person.
  • a stimulation operation is then emitted periodically, or almost periodically, during a period of movement of the person.
  • stimulation can be emitted with each step or each walking cycle of a person during a given period.
  • the parameters of the stimulation and / or the choice of the moment of walking are likely to change as the stimulations emitted, it is thus possible to implement a learning operation by reinforcement to refine the parameters of the stimulation, for example the amplitude, the shape of the stimulation signal, or the like.
  • the frequency of the wave trains or the intensity of simulation by reduction or increase the unit period of the stimulations, or the number of stimulation in the wave train, or the duration between two stimulations in a wave train, or the period between two wave trains; or by shifting the delay for the implementation of post-stimulation stimulation.
  • the processing unit 60 can be adapted to control a stimulation as a function of the values of walking parameters, and / or of the values of measurements of force and / or of pressure and of movement previously acquired, thus taking into account the all of the history of measurements and values acquired during previous stimulations concerning the person's movement.
  • the processing unit 60 can implement an artificial intelligence algorithm, for example a neural network.
  • Such a reinforcement learning operation is particularly indicated insofar as the force and / or pressure measurements, or the movement measurements, are highly variable from one person to another.
  • this makes it possible to take into account the phenomenon of habituation to stimulation in the same person over time, in order to ensure that the stimulation operation continues to be effective over time and in different environments.
  • the parameters of the stimulation can thus be adjusted at the corners of the implementation of the stimulation operation, for example to adjust said parameters to the person.
  • the autonomous sole 1 can comprise a memory 70.
  • the memory 70 is adapted to be mounted on the autonomous sole 1, for example in the housing 23.
  • the memory 70 can be permanently mounted or can be a removable module, for example.
  • a memory card such as an SD card (acronym for the term "Secure Digital").
  • the memory 70 is in particular functionally linked to the processing unit 60.
  • the memory 70 can be controlled by the processing unit 60 so as to store the force and / or pressure measurements, the movement measurements, the parameters. stimulation and / or the moment of walking, over a period of several days, for example at least seven days so as to cover one week of a person for use in autonomy.
  • the autonomous sole 1 can further comprise a module for communication 80 with an external server 100, illustrated in FIG. 1.
  • the communication module 80 can be mounted on the stand-alone sole 1 and controlled by the processing unit 60.
  • the processing unit 60 can in particular be adapted to control the communication module 80 to transfer the force and / or pressure measurements, the movement measurements, the stimulation parameters and / or the moment of walking stored in the device. memory 70, to the outside server 100 or to the sole of the opposite limb. This transfer operation can in particular be implemented after a period of walking the person.
  • the communication module 80 can advantageously be a wireless communication module, for example a module implementing a protocol such as Bluetooth, Wi-Fi, SIGFOX or LoRa technology.
  • a wireless communication module for example a module implementing a protocol such as Bluetooth, Wi-Fi, SIGFOX or LoRa technology.
  • the insole 1 can comprise at least one battery 90.
  • the battery 90 can advantageously be flexible.
  • the battery 90 can in particular be recharged by wireless induction.
  • the battery 90 stores electrical energy and can in particular be adapted to supply the force and / or pressure measurement unit 30, the stimulation unit 40 and the treatment unit 60, as well as, where appropriate , the memory 70 and the communication module 80.
  • the battery 90 is preferably adapted to supply energy over a period of several days without recharging.
  • the insole 1 can function autonomously during a period of movement of the person on foot.
  • the insole 1 is autonomous and suitable for implementing one or more stimulation operations without communicating with the external server 100, in particular without communicating with the external server 100 over a period of several days, preferably at least seven days with par example a detection of phases of inactivity.
  • autonomous is thus meant that the insole 1 can operate for an extended period, preferably several days, in particular at least seven times, without needing to be recharged with electrical energy, to communicate with external elements.
  • external elements such as the external server 100 or else to be structurally linked to an external device.
  • the insole 1 is adapted to be used in the daily life of the person without imposing particular constraints.
  • the insole includes all the elements necessary to perform the stimulation operation as described above, and can therefore be easily implemented.

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Abstract

Semelle intérieure (1) adaptée pour être disposée dans une chaussure portée par une personne, notamment au cours d'une période de marche à pied de la personne, la semelle intérieure (1) comprenant : - unité de mesure de force et/ou de pression (30) adaptée pour acquérir au moins une mesure représentative de la force et/ou la pression exercée sur la semelle intérieure (1) par la personne, - une unité d'acquisition de mesure de mouvement (50) adaptée pour acquérir au moins une mesure représentative d'un mouvement du pied de la personne, et - une unité de traitement (60) adaptée pour recevoir la mesure de force et/ou de pression et la mesure du mouvement, pour calculer au moins un paramètre de marche et pour commander V émission d'une stimulation à un moment de la marche en fonction de la valeur du paramètre de marche.

Description

SEMELLE INTÉRIEURE ET PROCÉDÉ DE STIMULATION
DOMAINE TECHNIQUE
L’invention concerne, de façon générale, le domaine de la stimulation pour renforcer les capacités et la qualité de marche à pied d’une personne.
L’invention a donc pour objets, en premier lieu, une semelle intérieure de chaussure pour la stimulation d’une personne, et en deuxième lieu, un procédé de stimulation d’une personne dans lequel la personne porte une telle semelle et un système comprenant une unité de stimulation intégré ou associé.
TECHNIQUE ANTÉRIEURE
On connaît ainsi des dispositifs permettant de stimuler une personne, notamment afin d’améliorer ses capacités de marche à pied.
A titre d’exemple, le document US20090240171 décrit un dispositif pour analyser l'asymétrie de marche entre les pieds gauche et droit d'une personne en mesurant et en comparant le temps ou les phases d’appui pendant la marche. Une réponse sensorielle est fournie à la personne lorsqu’une différence entre ces temps ou phases mesurés dépasse un seuil prédéterminé. PROBLÈME TECHNIQUE
De tels dispositifs présentent toutefois des inconvénients.
En effet, ceux-ci sont souvent encombrants et peu propices à être utilisé dans un contexte quotidien.
En outre, bien que susceptibles d’avoir une efficacité temporaire satisfaisante, de tels dispositifs ne permettent pas d’avoir un effet prolongé étant donné qu’ils sont utilisés pendant une période relativement courte. En effet, ces dispositifs sont le plus souvent utilisés lors de session spécifique dans une structure de soins, à l’hôpital ou autre.
Par ailleurs, de tels dispositifs sont difficilement personnalisables. Or, une même stimulation n’est pas nécessairement adaptée pour toutes les personnes, étant donné la variabilité des morphologies ou de la réponse aux stimulations entre les personnes. De plus, il est souvent nécessaire de vérifier si la stimulation est adaptée à la personne lors de la marche et non en situation statique. La mise en œuvre de ces dispositifs nécessite donc la présence d’un personnel médical formé pour déterminer et adapter la stimulation à la personne, ce qui complique encore leur adoption au quotidien et leur facilité d’emploi. Par ailleurs, la stimulation de tels dispositifs est souvent répétitive et peut voir son effet diminuer dans le temps, notamment du fait d’un phénomène bien connu d’habituation ou d’accoutumance de la personne à une stimulation extérieure quelconque, de sorte qu’il est nécessaire de calibrer ces dispositifs à intervalle régulier dans le temps afin qu’ils fonctionnent de façon satisfaisante sur la durée. Enfin, de tels dispositifs peuvent être pénibles à porter par la personne car peu confortable d’utilisation sur une longue durée.
11 existe ainsi un besoin pour un dispositif de stimulation qui soit d’utilisation simple, intelligent, accessible à un personnel non-médicalement formé, qui soit peu encombrant et confortable de sorte à pouvoir être utilisé dans un contexte de vie quotidienne, qui renforce de manière notable les capacités et la qualité de marche à pied d’une personne, qui soit aisément adaptable à la personne pour pouvoir être utilisé sans modification complexe par une variété de personnes et dans une grande variété de situations de la vie courante (terrain en pente, escalier, etc.), ou de type de marche qui soit simple et peu coûteux à fabriquer pour garantir son accessibilité au grand public.
EXPOSÉ DE L’INVENTION
A cet effet, l'invention a pour premier objet une semelle intérieure adaptée pour être disposée dans une chaussure portée par une personne, notamment au cours d’une période de marche à pied de la personne, la semelle intérieure comprenant :
- une unité de mesure de force et/ou de pression adaptée pour acquérir au moins une mesure représentative de la force et/ou de la pression exercée sur la semelle intérieure par la personne, - une unité d’acquisition de mesure de mouvement adaptée pour acquérir au moins une mesure représentative d’un mouvement du pied de la personne, et
- une unité de traitement adaptée pour recevoir la mesure de force et/ou de pression et la mesure du mouvement, pour calculer au moins un paramètre de marche et pour commander l’émission d’une stimulation à un moment de la marche en fonction de la valeur du paramètre de marche.
Selon une réalisation, la semelle intérieure comprend en outre une unité de stimulation adaptée pour être commandée par l’unité de traitement et pour émettre la stimulation pour stimuler le pied de la personne,
Selon une autre réalisation, l’unité de traitement est adaptée pour déterminer en temps réel le moment de la marche et pour commander en temps réel l’émission de la stimulation.
Selon une autre réalisation, l’unité de traitement est adaptée pour recevoir une nouvelle mesure de force et/ou de pression et une nouvelle mesure du mouvement acquises après que la stimulation ait été émise, et pour modifier au moins un paramètre de la stimulation.
Selon une autre réalisation, l’unité de traitement est adaptée pour recevoir une nouvelle mesure de force et/ou de pression et une nouvelle mesure du mouvement acquises après que la stimulation ait été émise, et pour modifier le moment de la marche lors duquel est émise une stimulation subséquente.
Selon une autre réalisation, l’unité de traitement est adaptée pour analyser une série temporelle des paramètres de marche acquis et calculés précédemment sur une heure, sur une journée, quelques jours ou sur une durée plus longue encore, et pour modifier au moins un paramètre de la stimulation en fonction.
Selon une autre réalisation, l’unité de traitement est adaptée pour analyser une série temporelle des paramètres de marche acquis et calculés précédemment sur une heure, sur une journée, quelques jours ou sur une durée plus longue encore, et pour le moment de la marche lors duquel est émise une stimulation subséquente.
Selon une autre réalisation, l’unité de stimulation est adaptée pour émettre une stimulation électrique. Selon une autre réalisation, 1 ’ unité de stimulation est adaptée pour émettre une stimulation haptique.
Selon une autre réalisation, l’unité de mesure de force et/ou de pression comprend des capteurs capacitifs, chaque capteur comprenant une électrode supérieure et une électrode inférieure, séparées entre elles par une couche diélectrique. Selon une autre réalisation, l’unité de traitement est adaptée pour mettre en œuvre une opération d’apprentissage afin de déterminer des paramètres de la stimulation à émettre par l’unité de stimulation.
Selon une autre réalisation, la semelle intérieure comprend un module de communication avec un serveur extérieur, commandé par l’unité de traitement, et adapté pour transférer la mesure de force et/ou de pression et la mesure du mouvement mémorisées au serveur extérieur, notamment après une période de déplacement à pied de la personne.
Selon une autre réalisation, la semelle intérieure est autonome, l’unité de traitement étant adaptée pour commander l’émission d’une stimulation sans communiquer avec un serveur extérieur, notamment sans communiquer avec un serveur extérieur sur une durée de plusieurs heures, préférentiellement plusieurs jours, préférentiellement au moins sept jours.
Selon une autre réalisation, l’unité de stimulation comprend une pluralité d’éléments de stimulation répartis sur une surface supérieure de la semelle intérieure.
Selon une autre réalisation, l’unité de traitement est adaptée pour déterminer une activité de la personne, et à commander l’émission d’une stimulation uniquement si la personne effectue ladite activité. L’invention a également pour objet un système comprenant une semelle intérieure selon l’invention et une unité de stimulation distincte de la semelle intérieure.
L’invention a également pour objet un procédé de stimulation dans lequel une semelle intérieure est disposée dans une chaussure portée par une personne, notamment au cours d’une période de marche à pied de la personne, le procédé mettant en œuvre les étapes suivantes : a) acquérir au moins une mesure représentative de la force et/ou de la pression exercée sur la semelle intérieure par la personne, b) acquérir au moins une mesure d’un mouvement du pied de la personne, c) calculer un paramètre de marche et déterminer un moment de la marche en fonction de la mesure de force et/ou de pression et de la mesure du mouvement, et d) émettre une stimulation pour stimuler la personne au moment de la marche.
Selon une réalisation, la détermination du moment de la marche et l’émission de la stimulation sont réalisés en temps réel. Selon une autre réalisation, le procédé de stimulation comprend en outre les étapes suivantes : e) réception d’une nouvelle mesure de force et/ou de pression et d’une nouvelle mesure du mouvement acquises après que la stimulation de l’étape d) ait été émise, f) modification d’au moins un paramètre de la stimulation, et g) réitération des étapes du procédé de stimulation.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
D’autres caractéristiques, détails et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels :
La Fig. 1 montre une vue de face d’une paire de chaussures, chaque chaussure comprenant une semelle intérieure selon un mode de réalisation de l’invention.
La Fig. 2A montre une vue en perspective de dessus d’une semelle intérieure selon un mode de réalisation de l’invention. La Fig. 2B montre une vue en perspective de dessous d’une semelle intérieure selon un mode de réalisation de l’invention.
La Fig. 3 montre une vue éclatée de la semelle intérieure de la Fig. 2A.
La Fig. 4 montre un schéma synoptique d’une semelle intérieure selon un mode de réalisation de l’invention.
La Fig. 5 montre un diagramme du procédé de stimulation selon un mode de réalisation de l’invention.
DESCRIPTION DES MODES DE RÉALISATION Les dessins et la description ci-après contiennent, pour l’essentiel, des éléments de caractère certain. Ils pourront donc non seulement servir à mieux faire comprendre la présente invention, mais aussi contribuer à sa définition, le cas échéant.
En se référant tout d’abord à la Fig. 1, l’invention a pour premier objet une semelle intérieure 1 destinée à être portée par une personne. La semelle intérieure 1 est adaptée pour être insérée dans une chaussure C de la personne.
La semelle intérieure 1 de chaussure peut également être intégrée de manière permanente dans la chaussure C, par exemple lors de la confection de la chaussure C, en faisant partie du semelage de la chaussure C par exemple.
La chaussure C peut prendre de nombreuses formes, telles qu'une chaussure de ville, une chaussure de sport ou encore une chaussure orthopédique, cette liste n’étant pas limitative.
En particulier, la Fig. 1 illustre une première semelle intérieure la de chaussure, destinée par exemple à être insérée dans une chaussure droite CD, et une seconde semelle intérieure 1b de chaussure, destinée par exemple à être insérée dans une chaussure gauche CG. La première semelle intérieure la de chaussure peut également être intégrée de manière permanente dans la chaussure droite CD, et la seconde semelle intérieure 1b de chaussure peut être intégrée de manière permanente dans la gauche CG, par exemple lors de la confection desdites chaussure droite CD et chaussure gauche CG, en faisant partie du semelage des chaussures par exemple.
La première semelle intérieure la et la seconde semelle intérieure 1b sont sensiblement similaires, à une symétrie transversale près, et une seule semelle intérieure 1 sera donc décrite ci-dessous, dont les caractéristiques sont partagées par la première semelle intérieure 1a et la seconde semelle intérieure 1b. Dans certains modes de réalisation toutefois, certaines caractéristiques pourront être inversées entre les première et seconde semelles intérieures 1a, 1b.
Comme illustré plus précisément sur la Fig. 2A et la Fig. 2B, la semelle intérieure 1 est sensiblement plane et s’étend selon un plan horizontal X, Y, perpendiculaire à une direction d’épaisseur Z. Par « sensiblement plane », on entend que la semelle intérieure 1 s’étend sensiblement selon un plan, ayant de grandes dimensions le long d'une direction longitudinale X et une direction de transversale Y (la direction de transversale Y étant perpendiculaire à la direction longitudinale X), et une dimension relativement plus petite le long d'une direction d’épaisseur Z qui est perpendiculaire aux directions longitudinale et transversale. La semelle intérieure 1 présente une longueur ou encombrement selon la direction longitudinale X, supérieure à une largeur ou encombrement selon la direction transversale Y.
La longueur de la semelle intérieure 1 est par exemple au moins deux fois supérieure à sa largeur. La semelle intérieure 1 présente enfin une épaisseur ou encombrement selon la direction d’épaisseur Z, petit devant à la fois sa longueur et sa largeur. L’épaisseur de la semelle intérieure 1 est par exemple au moins dix fois plus petite que sa longueur.
La semelle intérieure 1 peut ainsi présenter par exemple une épaisseur de moins d'un centimètre, de préférence inférieure à 0,75 centimètres, par exemple d'environ 0,5 centimètres.
Il est à noter que la semelle intérieure 1 peut présenter des structures, des bosses et des petites courbes et donc départir d'un plan parfait. Cependant, l'extension de ces structures, ces bosses et ces courbes est entendue comme étant faible par rapport à l'extension de la semelle intérieure 1 dans la direction longitudinale X et la direction transversale Y. La semelle intérieure 1 s’étend entre une surface supérieure 3, et une surface inférieure 4.
La surface supérieure 3 est par exemple adaptée pour être en contact avec un pied d’une personne accueillie dans la chaussure C.
Par « la surface supérieure est en contact avec un pied d’une personne », on entend que le pied de la personne, le cas échéant entouré par un sous-vêtement approprié comme une chaussette, est en contact intime, sans intermédiaire, avec la surface supérieure 3 de la semelle intérieure 1.
La surface inférieure 4 de la semelle intérieure 1 est par ailleurs adaptée pour être en contact avec un semelage de la chaussure C.
Comme illustrée sur la Fig. 3, la semelle intérieure 1 comprend une portion frontale 11 agencée de manière à venir en contact avec une partie avant du pied, une portion médiane 12 agencée pour venir en contact avec une partie centrale du pied, par exemple une voûte plantaire, et une portion arrière 13 agencée pour venir en contact avec une partie arrière du pied.
La portion frontale 11 , la portion médiane 12 et la portion arrière 13 sont reliées ensemble pour former un seul élément qui peut être plus ou moins souple. La portion frontale 11 peut notamment s’étendre sur une largeur supérieure à une largeur de la portion médiane 12 selon la direction transversale Y.
Comme illustrée sur la Fig. 3, la semelle intérieure 1 est un élément multicouche, par exemple laminé ou comprenant un ou plusieurs couches noyées dans un matériau choisi par exemple parmi le polyuréthane, l’éthylène-acétate de vinyle (EVA), le polyuréthane thermoplastique (TPU), un caoutchouc thermoplastique ou un matériau silicone.
La semelle intérieure 1 comprend par exemple une couche supérieure 20 qui forme notamment la surface supérieure 3, et une couche inférieure 21 qui forme notamment la surface inférieure 4. La couche supérieure 20 et la couche inférieure 21 peuvent être soudées entre elles, notamment sur un pourtour 22 de la semelle intérieure 2.
Bien que six couches soient illustrées sur la Fig. 3, il est entendu que la semelle intérieure 1 peut comprendre un nombre plus ou moins élevé de couches.
En outre, la semelle intérieure 1 peut comprendre un boîtier 23. Comme illustré Fig. 3, le boîtier 23 forme la surface inférieure 4 avec la couche inférieure 21. La semelle intérieure 1 comprend une unité de mesure de force et/ou de pression 30, une unité de mesure de mouvement 50 et une unité de traitement 60.
La semelle intérieure 1 peut également avantageusement comprendre une unité de stimulation 40. En variante, l'imité de stimulation 40 peut être distincte de la semelle intérieure 1 , comme discuté ci-après. Dans le mode de réalisation de l'invention illustré sur la Fig. 2A, la Fig. 2B et la Fig. 3, l’unité de mesure de force et/ou de pression 30 et l’unité de stimulation 40 sont situées dans la portion frontale 11 et dans la portion arrière 13 de la semelle intérieure 1. L’unité de mesure de mouvement 50 et l’unité de traitement 60 sont situées dans la portion médiane 12 de la semelle intérieure 1. Toutefois, ce mode de réalisation est illustratif et non-limitatif, l’unité de mesure de force et/ou de pression 30, l’unité de stimulation 40, l’unité de mesure de mouvement 50 et l’unité de traitement 60 pouvant être disposées différemment dans la semelle intérieure 1. Unité de mesure de force et/ou de pression
En se référant à la Fig. 3, l’unité de mesure de force et/ou de pression 30 de la semelle intérieure 1 est maintenant décrite plus en détails.
L’unité de mesure de force et/ou de pression 30 comprend une pluralité de capteurs 34. Les capteurs 34 sont situés dans la portion frontale 11, la portion médiane 12 et/ou la portion arrière 13.
Il est ainsi possible de mesurer une répartition de pression, ou encore une valeur quantitative de la force ou la pression exercée sur le pied, au niveau d’une ou plusieurs régions de la plante du pied de la personne. Selon un exemple, il est ainsi possible de connaître la position du centre de gravité de la personne. En outre, en mesurant la force et/ou la pression au cours du temps, il est possible d’obtenir des informations dynamiques sur la force exercée par la personne sur la semelle intérieure 1.
Les capteurs 34 sont adaptés pour mesurer une pression, une force de traction, une force de compression et/ou une force de cisaillement. Les capteurs 34 sont avantageusement capacitifs, et comprennent notamment un circuit d’acquisition (de type capacimètre ; non illustré) permettant d’acquérir une valeur de capacité. Mais les capteurs 34 peuvent aussi être résistifs ou piézoélectriques, ou autres.
Selon le mode de réalisation illustré où les capteurs 34 sont capacitifs, l’unité de mesure de force et/ou de pression 30 comprend une couche supérieure flexible 31 et une couche inférieure flexible 32. La couche supérieure 31 et la couche inférieure 32 s'étendent toutes deux globalement le long des directions longitudinale et transversale X, Y. La couche supérieure 31 et la couche inférieure 32 se font donc face dans la direction d'épaisseur Z.
L’unité de mesure de force et/ou de pression 30 comprend en outre une couche diélectrique 33. La couche diélectrique 33 est disposée entre la couche supérieure 31 et la couche inférieure 32. La couche diélectrique 33 est avantageusement une couche isolante flexible telle qu'elle sera détaillée ci-après. En se référant plus particulièrement à la Fig. 3, chaque capteur 34 comprend une électrode supérieure 35a sur la couche supérieure 31 et une électrode inférieure 35b sur la couche inférieure 32. L'électrode supérieure 35a et l'électrode inférieure 35b s'étendent perpendiculairement à la direction d'épaisseur Z et se font respectivement face dans le sens de l'épaisseur Z.
Par exemple, l'électrode supérieure 35a et l'électrode inférieure 35b peuvent être des carrés d'environ 5 mm de côté, ou peuvent être des disques de quelques millimètres de diamètre.
L'électrode supérieure 35a et l'électrode inférieure 35b sont séparées l'une de l'autre au moins par la couche diélectrique 33.
Des conducteurs supérieurs 36a sont également prévus sur la couche supérieure 31. Les conducteurs supérieurs 36a sont connectés électriquement aux électrodes supérieures 35a des capteurs 34. De même, des conducteurs inférieurs 36b sont prévus sur la partie inférieure 32. Les conducteurs inférieurs 36a sont connectés électriquement aux électrodes inférieures 35b des capteurs 34.
Dans un mode de réalisation de l'invention, les conducteurs supérieurs 36a et les conducteurs inférieurs 36b peuvent être agencés pour connecter ensemble les capteurs 34. Les capteurs 34 sont avantageusement répartis sur la surface de la semelle intérieure 1 de façon matricielle. Par « de façon matricielle », on entend que les capteurs 34 sont reliés entre eux de sorte à pouvoir être utilisés avec un nombre restreint d’entrées/sorties. A titre d’exemple, si l’unité de mesure de force et/ou de pression 30 comprend neuf capteurs 34, trois signaux d’entrée et trois signaux de sortie suffisent pour pouvoir utiliser les neuf capteurs 34. Il en résulte une unité de mesure de force et/ou de pression 30 particulièrement simple à mettre en œuvre.
Dans un autre mode de réalisation de l'invention, les conducteurs supérieurs 36a et inférieurs 36b peuvent être multiplexés spatialement, c'est-à-dire disposés pour connecter chaque capteur 34 séparément les uns des autres. En l'absence de charges de traction, de compression ou de cisaillement latéral, la valeur de la capacité C d'un capteur 34 peut être déterminée en fonction de l'épaisseur L de la couche diélectrique 33 à l'emplacement du capteur 34, de la surface S de l'électrode supérieure 35a et de l’électrode inférieure 35b et de la constante diélectrique ε du matériau entre les électrodes supérieure et inférieure 35a, 35b, notamment la couche diélectrique 33, par l'équation suivante :
C = εS/L
La couche diélectrique 33 est avantageusement constituée d'un matériau diélectrique qui est déformable élastiquement sous des charges de traction, des charges de compression et un cisaillement latéral. Sous l'effet d'une charge de compression ou de traction, l'épaisseur L de la couche diélectrique 33 à l'emplacement du capteur 34 est modifiée et la capacité C du capteur 34 varie. Sous l'effet d'un cisaillement latéral, le recouvrement entre les électrodes supérieure et inférieure varie et la capacité C du capteur 34 varie en conséquence. En outre, afin d’augmenter la flexibilité de la semelle intérieure 1 tout en permettant un bon fonctionnement de l’unité de mesure de force et/ou de pression 30, la couche supérieure 31, la couche inférieure 32, et/ou la couche diélectrique 33 peuvent comprendre des ouvertures 37.
De telles ouvertures dans une semelle sont par exemple décrites dans la demande de brevet EP 3235428.
Selon le mode de réalisation de la Fig. 3, les ouvertures 37 s’étendent de façon rectiligne selon la direction transversale Y. Toutefois, les ouvertures 37 peuvent avoir d’autre formes ou d’autres orientations.
Dans un mode de réalisation de l’invention, les capteurs 34 sont adaptés pour réaliser un prétraitement des mesures de force et/ou de pression, par exemple au moins l’un des prétraitements suivants :
- un filtrage fréquentiel, par exemple un filtrage fréquentiel dans une gamme de fréquences temporelles d’intérêt, - une conversion d’unité de mesure apte, par exemple, à convertir dans une unité de base du système international, et/ou
- un échantillonnage des mesures apte, par exemple, à échantillonner les mesures avec un taux d’échantillonnage. L’unité de traitement 60 reçoit les mesures des capteurs 34, éventuellement prétraités comme détaillé ci-avant.
Si les mesures de force et/ou de pression reçus ne sont pas prétraitées, l’unité de traitement 60 peut notamment mettre en œuvre l’un et/ou l’autre des prétraitements détaillés ci-avant. Unité de stimulation
L’imité de stimulation 40 est adaptée pour émettre une stimulation.
La stimulation peut être émise au niveau de la jambe ou du pied de la personne. La stimulation peut notamment agir au niveau de la plante du pied de la personne, plus particulièrement au niveau de l’arche, du talon ou des têtes métatarsiennes du pied.
Toutefois, selon une autre réalisation, la stimulation peut également être émise au niveau d’une autre partie du corps de la personne, tels que le nerf tibial antérieur, le nerf péronier, le nerf médian du bras, la colonne vertébrale, l’abdomen, le cou, le muscle jumeau, la main, la cheville, l’épaule, l’ischiojambier, le quadriceps, le bas du dos, ou encore l’extrémité d’un membre amputé.
La stimulation permet ainsi d’agir sur la contraction musculaire, sur la circulation sanguine ou encore le fonctionnement cérébral de la personne.
A cet effet, l’unité de stimulation peut être distincte de la semelle intérieure 1. L’unité de stimulation est alors placée contre, ou à proximité de, la partie du corps à stimuler.
Selon le mode de réalisation illustré, l’unité de stimulation 40 est plus particulièrement adaptée pour émettre une stimulation au niveau de la plante du pied de la personne.
La semelle intérieure 1 comprend alors avantageusement l’unité de stimulation. A cet effet, comme illustré sur la Fig.2A, 1 ’unité de stimulation 40 comprend une pluralité d’éléments de stimulation 41. Les éléments de stimulation 41 sont situés dans la portion frontale 11, la portion médiane 12 et/ou la portion arrière 13. Les éléments de stimulation 41 peuvent être répartis de façon matricielle (ce terme devant être compris comme précédemment).
Les éléments de stimulation 41 sont situés sur la surface supérieure 3 de la semelle intérieure 1. Les éléments de stimulation 41 sont avantageusement répartis sur la surface de la semelle intérieure 1.
Il est ainsi possible de stimuler une ou plusieurs régions de la plante du pied de la personne sélectivement ou simultanément.
Selon un premier mode de réalisation, les éléments de stimulation 41 sont adaptés pour émettre une stimulation électrique.
Selon une réalisation, les éléments de stimulation 41 sont adaptés pour émettre une stimulation de type neurostimulation électrique transcutanée (« Transcutaneous Electrical Nerve Stimulation » (TENS) en anglais).
La stimulation émise peut ainsi être émise sous la forme d’un signal, notamment électrique, définie par un ou plusieurs paramètres de la stimulation. Ces paramètres peuvent être par exemple être choisis parmi la forme du signal émis (par exemple sinusoïdal, rectangulaire, triangulaire, ou autres), l’amplitude et la ou les fréquences de l’onde. Le signal peut par exemple être une impulsion.
En outre, une stimulation peut être également constitués d’une pluralité de signaux émis successivement les unes à la suite des autres, par exemple sous la forme d’un train de signaux, auquel cas un paramètre de la stimulation peut également être la fréquence de répétition du signal lors d’une même stimulation. Dans le mode de réalisation où la stimulation est électrique, le courant émis par les éléments de stimulation 41 peut par exemple être de faible ampérage, par exemple d’une intensité comprise entre 10 mA (milliampères) et 30 mA. Les éléments de stimulation 41 peuvent émettre des pulsations dont la fréquence se situe entre 40 Hz (Hertz - pulsation par seconde) et 150 Hz.
Selon un autre mode de réalisation, les éléments de stimulation 41 sont adaptés pour émettre une stimulation haptique ou vibratoire. Les éléments de stimulation 41 peuvent alors être des dispositifs électromécaniques comprenant un électroaimant et un élément vibrant.
Selon un autre mode de réalisation, les éléments de stimulation 41 sont adaptés pour émettre une stimulation visuelle. Les éléments de stimulation 41 peuvent alors être une ou plusieurs sources lumineuses. Selon un autre mode de réalisation, les éléments de stimulation 41 sont adaptés pour émettre une stimulation sonore. Les éléments de stimulation 41 peuvent alors être un ou plusieurs haut-parleurs.
Unité de mesure de mouvement
L’unité de mesure de mouvement 50 est adaptée pour acquérir au moins une mesure d’un mouvement de la personne, voire une pluralité de mesures du mouvement.
La mesure du mouvement est avantageusement une mesure angulaire, de vitesse ou d’accélération.
Une mesure angulaire pourra être utilisée pour ajuster l’intensité de stimulation. Si l’amplitude de rotation du mouvement est insuffisante, on pourra augmenter l’intensité de la simulation.
Une mesure d’accélération pourra être utilisée pour quantifier la vitesse d’impact lors du mouvement et ajuster la fréquence des trains d’onde de stimulation ou la période unitaire des stimulations. Si la vitesse d’impact mesurée augmente on pourra augmenter fréquence des trains d’onde de stimulation ou diminuer la période unitaire des stimulations. Par ailleurs, une mesure d’accélération pourra être utilisée pour ajuster le moment d’émission de stimulation. A cet effet, l’unité de mesure de mouvement 50 comprend un ou plusieurs accéléromètres et/ou un ou plusieurs gyroscopes et/ou un ou plusieurs inclinomètres (non illustrés) adaptés pour détecter les accélérations linéaires, angulaires et les inclinaisons, au niveau du pied de la personne. La combinaison des différents outils de mesure permet d’améliorer la précision dans la mesure de la vitesse de rotation, dans la mesure de la vitesse de marche.
Ces éléments de l’unité de mesure de mouvement 50 peuvent être disposés à l’intérieur du boîtier 23 de la semelle intérieure 1.
Unité de traitement L’unité de traitement 60 de la semelle intérieure 1 est maintenant décrite plus en détails.
L’unité de traitement 60 peut par exemple comprendre une électronique embarquée ou un processeur (non illustré) disposé à l’intérieur du boîtier 23 de la semelle intérieure 1.
L’unité de mesure de force et/ou de pression 30, l’unité de stimulation 40, l’unité de mesure de mouvement 50 et l’unité de traitement 60 sont reliées fonctionnellement entre elles, notamment de façon électrique. Plus particulièrement, l’unité de traitement 60 est électriquement connectée aux capteurs 34 et aux éléments de stimulation 41.
Ainsi, l’unité de traitement 60 est adaptée pour commander, et recevoir des informations de, l’unité de mesure de force et/ou de pression 30 et de l’unité de mesure de mouvement 0, et est également adaptée pour commander et contrôler l’émission d’une stimulation par l’unité de stimulation 40.
Dans le mode de réalisation où la semelle intérieure 1 comprend l’unité de stimulation 40, la communication entre l’unité de mesure de force et/ou de pression 30, l’unité de stimulation 40, l’unité de mesure de mouvement 50 et l’unité de traitement 60 est particulièrement rapide et à haut débit étant donné qu’elles sont toutes disposées dans la semelle intérieure 1, et donc tous relativement proches les uns des autres. De préférence, la mesure de pression et la mesure du mouvement (accéléromètres, gyroscopes) sont faites sur le même circuit imprimé permettant une segmentation des pas et un calcul des paramètres spatio-temporels de la marche en temps réel.
L’unité de traitement 60 est adaptée, en temps réel, pour recevoir une ou des mesures de l’unité de mesure de force et/ou de pression 30 et une ou des mesures du mouvement de l’unité de mesure de mouvement 50, à calculer au moins un, voire plusieurs, paramètres de marche (longueur/largeur de foulée, vitesse de foulée, temps de contact au sol, temps de vol, temps d’appui simple, temps de double appui, déplacement du centre de pression) et à commander l’émission d’une stimulation par l’unité de stimulation 40. L’unité de traitement 60 est adaptée pour recevoir une ou des mesures de l’unité de mesure de force et/ou de pression 30 et une ou des mesures du mouvement de l’unité de mesure de mouvement 50 et une ou des mesures de l’unité de mesure de force et/ou de pression 30 de la semelle opposée et une ou des mesures du mouvement de l’unité de mesure de mouvement 50 de la semelle opposée pour calculer des paramètres combinés. Le paramètre de marche permet de caractériser le déplacement de la personne. Ainsi, le paramètre de marche peut indiquer s’il est nécessaire, et le cas échéant dans quelle mesure, de stimuler la personne. Par exemple on pourra identifier si la personne est dans une phase active de marche et ainsi stopper la stimulation. Par exemple, si la vitesse de marche de la personne augmente, il sera possible d’augmenter la fréquence des trains d’onde ou de diminuer la période de ceux-ci.
La marche est un mouvement cyclique dans lequel des événements facilement reconnaissables se répètent.
Un pas est ainsi défini à chaque fois qu’une jambe de la personne se propulse vers l’avant.
Un cycle de marche commence par le contact initial d’un pied et se termine par le contact suivant du même pied, qui constitue lui-même le contact initial du cycle de marche suivant.
Le cycle de marche peut ainsi être divisé en une phase d’appui, dans laquelle un pied est en contact avec le sol, et une phase d’oscillation, dans laquelle le même pied, en l’air, se déplace vers l’avant. La phase d’appui comprend des phases de double appui, dans lesquelles les deux pieds de la personne sont en contact avec le sol et des phases de simple appui dans lesquelles un seul pied est en contact avec le sol.
Pour un cycle de marche normal, la phase d’appui représente, en moyenne, 60 % du cycle contre 40 % pour la phase d’oscillation. Ces deux phases sont délimitées par l’apparition du décollement des orteils (vers 60 %) et par les deux contacts d’un des talons définissant le début (0 %) et la fin du cycle de marche (100 %).
Les paramètres de marche comprennent des paramètres spatio-temporels et des paramètres angulaires permettant de caractériser le déplacement de la personne. Un paramètre spatial peut être choisi parmi la longueur de pas, la longueur d’enjambée, l’angle du pas, la largeur du pas (en distance ou en angle), la largeur d’enjambée ou la hauteur du pas. Il est également possible de déterminer la position du centre de gravité de la pression pour chaque pied de la personne ou sa trajectoire par exemple.
Un paramètre temporel peut être choisi parmi la cadence de la personne (nombre de pas par minute), la vitesse de marche, le temps de double appui, le temps d’appui simple (durée de la phase d’appui dans laquelle un seul pied est en contact avec le sol), l’asymétrie des paramètres (différence entre les deux membres) d’un membre susceptible d’être stimulé ou de l’autre membre.
Un paramètre angulaire peut être choisi parmi un mouvement articulaire relatif entre des membres de la personne à l’origine de la marche, tels que la cheville. Les mouvements articulaires peuvent notamment varier dans le plan sagittal, frontal ou transversal de la personne.
Les paramètres de marche indiqués ci-dessus ne sont pas limitatifs et d’autres paramètres sont possibles ou comprendre une combinaison des paramètres spatio-temporels et angulaires ci-dessus.
A titre d’exemple, si l’unité de mesure de force et/ou de pression 30 mesure une forte pression exercée au niveau du talon du pied de la personne, et que l’unité de mesure de mouvement 50 mesure une décélération brusque, il peut être considéré que la personne passe d’une phase d’oscillation à une phase d’appui en posant le pied au sol et que l’on se situe en début ou en fin du cycle de marche. Il peut alors être finalement mesuré la longueur de pas de la personne par exemple.
A partir du calcul du paramètre de marche, l’émission de la stimulation par l’unité de stimulation 40 peut ainsi être synchronisée avec un moment de la marche.
Par « synchronisé avec un moment de la marche », on entend notamment que la stimulation émise par l’unité de stimulation 40 est synchronisée dans le temps avec un moment précis du cycle de marche. Un moment de la marche peut par exemple être le moment où un pied de la personne vient au contact du sol, ou encore le moment où le pied est en phase d’oscillation ou encore le moment de la phase de double appui. On pourra par exemple enclencher la stimulation du tibial antérieur au moment du décollement des orteils («toe-off» en anglais) ou encore stopper la stimulation au moment de l’attaque du talon (« heel strike » en anglais). De manière plus fine, on pourra augmenter progressivement l’intensité de la stimulation en anticipation du décollement des orteils.
Il est ainsi possible d’émettre la stimulation à un moment où celle-ci est susceptible d’être le plus efficace et d’avoir un effet satisfaisant sur la personne. Par exemple, l’émission de la stimulation au moment exact de l’attaque du talon ou juste avant le décollement des orteils permettra d’améliorer la fluidité de la marche. Par exemple, l’émission de la stimulation au moment de la phase de double appui permettra d’indiquer le pied à lever en priorité.
Par « temps réel », on entend une mise en œuvre de l’opération de stimulation telle que l’unité de traitement 60 puisse déterminer un moment de la marche et commander l’émission d’une stimulation synchronisée avec ce moment de la marche et en fonction des paramètres de la stimulation.
A partir du calcul du paramètre de marche, les paramètres de la stimulation par l’unité de stimulation 40 peuvent également être modifiés. Il est ainsi possible d’émettre une stimulation adaptée et suffisante, susceptible d’être le plus efficace et d’avoir un effet satisfaisant sur la personne.
Procédé de stimulation
Il est connu que des modifications des paramètres de marche tels que la vitesse, la hauteur du pas, la longueur et la fréquence de pas chez une personne sont des signes révélant une atteinte ou une dégradation des capacités ou de la qualité de marche.
Ces difficultés peuvent apparaître en raison d’une déficience, d’une paralysie, ou d’une position anormale du pied.
Les troubles de la mobilité peuvent notamment être la fatigue musculaire, la spasticité, le freezing (« freezing of gait » en anglais), le pied tombant (« foot drop » en anglais), la perte d’équilibre, l’asymétrie de la marche (entre les deux membres inférieurs), l’insuffisance veineuse, l’hyperactivité vésicale, la douleur liée au membre fantôme (« phantom limb pain » en anglais).
Les troubles de la mobilité sont souvent associés à certaines pathologies ou problèmes liés à la personne plus généraux, telles que la maladie de Parkinson, la survenue d’un accident vasculaire cérébral, la sclérose en plaques, l’âge su sujet, l’obésité, etc.
L’unité de traitement 60 et l’unité de stimulation 40 sont alors adaptées pour mettre en œuvre une opération de stimulation de la personne, opération qui va maintenant être décrite plus en détail. La mise en œuvre de l’opération de stimulation selon l’invention peut ne pas être Imitée à la marche de la personne mais peut également être réalisée au cours d’autres déplacements à pied, pour des personnes dotées de prothèses sur un des membres inférieurs par exemple lors d’une course à pied par exemple, voire lors d’autres types d’activités qui nécessitent un effort de pression au niveau de la voûte plantaire de la personne (en vélo par exemple). Pour mettre en œuvre l’opération de stimulation, l’unité de traitement 60 peut, à partir de l’acquisition des mesures de force et/ou de pression, des mesures du mouvement, et du calcul du paramètre de marche, déterminer le moment de la marche.
A titre d’exemple, le paramètre de marche peut indiquer que le pied de la personne vient en contact avec le sol en exerçant une force de pression plus élevée d’un côté du pied, au détriment de l’autre côté du pied. En outre, le paramètre de marche peut également indiquer une inclinaison du pied déséquilibrée.
Selon un autre exemple, le paramètre de marche peut indiquer que le pas de la personne est anormalement petit. L’unité de traitement 60 est alors adaptée pour commander l’unité de stimulation 40 pour qu’une stimulation soit émise de façon synchronisée avec le moment de la marche.
Ainsi, une stimulation peut par exemple être émise lorsque le pied de la personne vient en contact avec le sol, ceci afin de rétablir l’équilibre la personne et faire en sorte que celle-ci exerce une force de pression égale des deux côtés du pied. Selon un autre exemple, une stimulation peut être émise afin de forcer la personne à effectuer un pas de longueur plus grande.
A cet effet, la stimulation peut être émise par seulement certains éléments de stimulation 41 afin de stimuler certaines régions du pied seulement, par exemple la portion frontale 11, la portion médiane 12 et/ou la portion arrière 13, ou encore un côté intérieur et/ou extérieur du pied ou une suite de ces zones en fonction du déroulé du pas.
L’unité de traitement 60 est également adaptée pour commander l’unité de stimulation 40 pour qu’une stimulation soit émise avec des paramètres de simulation satisfaisants.
Après ou en parallèle de l’émission de la stimulation, l’unité de traitement 60 est adaptée pour acquérir de nouveau les mesures de force et/ou de pression et la ou les mesures du mouvement.
L’opération de stimulation fonctionne ainsi en boucle fermée, comme illustré sur la Fig. 5. Il peut ainsi être évalué si la stimulation a eu un effet sur la personne à partir des mesures de force et/ou de pression et des mesures du mouvement nouvellement acquises par les systèmes d’un ou des deux membres inférieurs. Plus particulièrement, il peut être évalué si la capacité de déplacement de la personne a été modifiée de façon satisfaisante grâce à l’émission de la stimulation.
En fonction des mesures de force et/ou de pression et des mesures du mouvement nouvellement acquises, l’unité de traitement 60 peut être adaptée pour modifier le moment de la marche ou adapter les paramètres de la stimulation.
A titre d’exemple, s’il apparaît que la stimulation a eu un effet bénéfique, mais que celui- ci est faible, il peut être décidé d’augmenter l’intensité de la stimulation afin d’améliorer l’efficacité des prochaines stimulations qui seront émises.
Selon un autre exemple, s’il apparaît que la stimulation a été émise de façon synchronisée avec un moment de la marche trop tardif ou mal sélectionné, il peut être décidé d’avancer le moment où la stimulation doit être émise, notamment lors du prochain cycle de marche, afin d’améliorer son efficacité.
La stimulation est alors réitérée avantageusement plusieurs fois lors de la marche, notamment au cours d’une période de déplacement à pied de la personne.
Une opération de stimulation est alors émise de façon périodique, ou quasi périodique, pendant un période de déplacement de la personne. Une stimulation peut par exemple être émise à chaque pas ou chaque cycle de marche d’une personne pendant une période donnée.
Etant donné que les paramètres de la stimulation et/ou le choix du moment de la marche sont susceptibles d’évoluer au fur et à mesure des stimulations émises, il est ainsi possible de mettre en œuvre une opération d’apprentissage par renforcement pour affiner les paramètres de la stimulation, par exemple l’amplitude, la forme du signal de stimulation, ou autres.
Par exemple, si l’efficacité de la stimulation se réduit, on pourra par exemple changer la fréquence des trains d’onde ou l’intensité de simulation par réduction ou augmentation de la période unitaire des stimulations, ou du nombre de stimulation dans le train d’onde, ou de la durée entre deux stimulations dans un train d’onde, ou de la période entre deux trains d’onde ; ou par décalage du délai pour la mise en place de la stimulation post stimulation. Par exemple, on pourra étudier les paramètres de la marche sur une période assez longue afin d’identifier des tendances dans l’amélioration de ces paramètres. Si les paramètres n’évoluent plus ou évoluent trop lentement, on pourra augmenter l’amplitude de stimulation ou changer de type de train d’onde ou sa fréquence.
Par exemple, on pourra varier différents paramètres de stimulation (la fréquence et/ou l’intensité), en observer l’effet et sélectionner les paramètres les plus efficaces pour le patient donné.
Par exemple, on pourra étudier le moment de stimulation pendant un certain nombre de cycles de marche, identifier le meilleur moment de stimulation et adapter les paramètres de stimulation. Ainsi, l’unité de traitement 60 peut être adaptée pour commander une stimulation en fonction des valeurs de paramètres de marche, et/ou des valeurs de mesures de force et/ou de pression et de mouvement précédemment acquises, prenant en compte ainsi l’ensemble de l’historique des mesures et des valeurs acquises lors de précédentes stimulations concernant le déplacement de la personne. A cet effet, l’unité de traitement 60 peut mettre en œuvre un algorithme d’intelligence artificielle, par exemple un réseau de neurones.
Une telle opération d’apprentissage par renforcement est particulièrement indiquée dans la mesure où les mesures de force et/ou de pression, ou les mesures du mouvement, sont fortement variables d’une personne à l’autre. En outre, cela permet de prendre en compte le phénomène d’habituation aux stimulations chez une même personne au cours du temps, afin de s’assurer que l’opération de stimulation continue à être efficace sur la durée et dans les différents environnements. Les paramètres de la stimulation peuvent ainsi être ajustés au coins de la mise en œuvre de l’opération de stimulation, par exemple pour ajuster lesdits paramètres à la personne.
Comme illustré sur la Fig. 4, la semelle autonome 1 peut comprendre une mémoire 70. La mémoire 70 est adaptée pour être montée sur la semelle autonome 1, par exemple dans le boîtier 23. La mémoire 70 peut être montée de manière permanente ou peut être un module amovible, par exemple une carte mémoire telle qu’une carte SD (acronyme anglo- saxon du terme « Secure Digital »).
La mémoire 70 est notamment reliée fonctionnellement à l’unité de traitement 60. La mémoire 70 peut être commandée par l’unité de traitement 60 de telle sorte à mémoriser les mesures de force et/ou de pression, les mesures du mouvement, les paramètres de la stimulation et/ou le moment de la marche, sur une durée de plusieurs jours, par exemple au moins sept jours de sorte à couvrir une semaine d’une personne pour une utilisation en autonomie.
Par ailleurs, comme illustré sur la Fig.4, la semelle autonome 1 peut en outre comprendre un module de communication 80 avec un serveur extérieur 100, illustré sur la Fig. 1. Le module de communication 80 peut être monté sur la semelle autonome 1 et commandé par l’unité de traitement 60.
L’unité de traitement 60 peut notamment être adaptée pour commander le module de communication 80 pour transférer les mesures de force et/ou de pression, les mesures du mouvement, les paramètres de la stimulation et/ou le moment de la marche mémorisés dans la mémoire 70, au serveur extérieur 100 ou à la semelle du membre opposé. Cette opération de transfert peut notamment être mise en œuvre après une période de déplacement à pied de la personne.
Le module de communication 80 peut avantageusement être un module de communication sans-fil, par exemple un module mettant en œuvre un protocole tel que le Bluetooth, le Wi-Fi, la technologie SIGFOX ou LoRa. De cette manière, lorsque la personne est dans une période de déplacement à pied, elle n’est pas gênée par des câbles, notamment s’il est nécessaire de réaliser des transmissions de données durant la période de déplacement à pied.
Par ailleurs, comme illustré sur la Fig.4, la semelle intérieure 1 peut comprendre au moins une batterie 90. La batterie 90 peut avantageusement être flexible. La batterie 90 peut être notamment rechargée par induction sans fil.
La batterie 90 stocke de l’énergie électrique et peut être notamment adaptée pour alimenter l’unité de mesure de force et/ou de pression 30, l’unité de stimulation 40 et l’unité de traitement 60, ainsi que, le cas échéant, la mémoire 70 et le module de communication 80. La batterie 90 est de préférence adaptée pour fournir de l’énergie sur une durée de plusieurs jours sans recharge.
De cette façon, la semelle intérieure 1 peut fonctionner de manière autonome pendant une période de déplacement à pied de la personne. Ainsi, la semelle intérieure 1 est autonome et adaptée pour mettre en œuvre une ou plusieurs opérations de stimulation sans communiquer avec le serveur extérieur 100, notamment sans communiquer avec le serveur extérieur 100 sur une durée de plusieurs jours, préférentiellement au moins sept jours avec par exemple une détection des phases d’inactivité.
Par « autonome », on entend ainsi que la semelle intérieure 1 peut fonctionner pendant une période prolongée, de préférence de plusieurs jours, en particulier au moins sept joins, sans avoir besoin d’être rechargé en énergie électrique, de communiquer avec des éléments extérieurs tels que le serveur extérieur 100 ou encore d’être relié structurellement à un dispositif extérieur.
De cette manière, la semelle intérieure 1 est adaptée pour être utilisée dans la vie quotidienne de la personne sans imposer de contraintes particulières. En outre, la semelle intérieure comprend tous les éléments nécessaires pour mettre en œuvre l’opération de stimulation telle que décrite ci-avant, et peut donc être facilement mis en œuvre.
Bien évidemment, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits précédemment et fournis uniquement à titre d'exemple. Elle englobe diverses modifications, formes alternatives et autres variantes que pourra envisager l'homme du métier dans le cadre de la présente invention et notamment toutes combinaisons des différents modes de fonctionnement décrits précédemment, pouvant être pris séparément ou en association.

Claims

REVENDICATIONS
1. Semelle intérieure (1) adaptée pour être disposée dans une chaussure (C) portée par une personne, notamment au cours d’une période de marche à pied de la personne, la semelle intérieure (1) comprenant :
- une unité de mesure de force et/ou de pression (30) adaptée pour acquérir au moins une mesure représentative de la force et/ou de la pression exercée sur la semelle intérieure (1) par la personne,
- une unité d’acquisition de mesure de mouvement (50) adaptée pour acquérir au moins une mesure représentative d’un mouvement du pied de la personne, et
- une unité de traitement (60) adaptée pour recevoir la mesure de force et/ou de pression et la mesure du mouvement, pour calculer au moins un paramètre de marche et pour commander l’émission d’une stimulation à un moment de la marche en fonction de la valeur du paramètre de marche.
2. Semelle intérieure (1) selon la revendication 1, comprenant en outre une unité de stimulation (40) adaptée pour être commandée par l’unité de traitement (60) et pour émettre la stimulation pour stimuler le pied de la personne,
3. Semelle intérieure (1) selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle l’unité de traitement (60) est adaptée pour déterminer en temps réel le moment de la marche et pour commander en temps réel l’émission de la stimulation.
4. Semelle intérieure (1) selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle Vunité de traitement (60) est adaptée pour recevoir une nouvelle mesure de force et/ou de pression et une nouvelle mesure du mouvement acquises après que la stimulation ait été émise, et pour modifier au moins un paramètre de la stimulation.
5. Semelle intérieure (1) selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle l’unité de traitement (60) est adaptée pour recevoir une nouvelle mesure de force et/ou de pression et une nouvelle mesure du mouvement acquises après que la stimulation ait été émise, et pour modifier le moment de la marche lors duquel est émise une stimulation subséquente.
6. Semelle intérieure (1) selon la revendication 2, dans laquelle l’unité de stimulation (40) est adaptée pour émettre une stimulation électrique.
7. Semelle intérieure (1) selon l’une quelconque des revendications 2, dans laquelle l’unité de stimulation (40) est adaptée pour émettre une stimulation haptique.
8. Semelle intérieure (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l’unité de mesure de force et/ou de pression (30) comprend des capteurs capacitifs (34), chaque capteur (34) comprenant une électrode supérieure (35a) et une électrode inférieure (35b), séparées entre elles par une couche diélectrique (33).
9. Semelle intérieure (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l’unité de traitement (60) est adaptée pour mettre en œuvre une opération d’apprentissage des paramètres de la stimulation émise.
10. Semelle intérieure (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant un module de communication (80) avec un serveur extérieur (100), commandé par l’unité de traitement (60), et adapté pour transférer la mesure de force et/ou de pression et la mesure du mouvement mémorisées au serveur extérieur ( 100), notamment après une période de déplacement à pied de la personne.
11. Semelle intérieure (1) selon la revendication 10, dans laquelle la semelle intérieure (1) est autonome, l’unité de traitement (60) étant adaptée pour commander l’émission d’une stimulation sans communiquer avec un serveur extérieur (100), notamment sans communiquer avec le serveur extérieur (100) sur une durée de plusieurs heures, préférentiellement plusieurs jours, préférentiellement au moins sept jours.
12. Semelle intérieure (1) selon la revendication 2, dans laquelle l’unité de stimulation (40) comprend une pluralité d’éléments de stimulation (41) répartis sur une surface supérieure (3) de la semelle intérieure (1).
13. Semelle intérieure (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l’unité de traitement (60) est adaptée pour déterminer une activité de la personne, et à commander l’émission d’une stimulation uniquement si la personne effectue ladite activité.
14. Système comprenant une semelle intérieure (1) selon l’une quelconque des revendications 1 et 3 à 13, et une unité de stimulation (40) distincte de la semelle intérieure (1).
15. Procédé de stimulation dans lequel une semelle intérieure (1) est disposée dans une chaussure (C) portée par une personne, notamment au cours d’une période de marche à pied de la personne, le procédé mettant en œuvre les étapes suivantes : a) acquérir au moins une mesure représentative de la force et/ou de la pression exercée sur la semelle intérieure (1) par la personne, b) acquérir au moins une mesure représentative d’un mouvement du pied de la personne, c) calculer un paramètre de marche et déterminer un moment de la marche en fonction de la mesure de force et/ou de pression et de la mesure du mouvement, et d) émettre une stimulation pour stimuler la personne au moment de la marche.
16. Procédé de stimulation selon la revendication 15, dans laquelle la détermination du moment de la marche et l’émission de la stimulation sont réalisés en temps réel.
17. Procédé de stimulation selon la revendication 15 ou 16, comprenant en outre les étapes suivantes : e) réception d’ une nouvelle mesure de force et/ou de pression et d’une nouvelle mesure du mouvement acquises après que la stimulation de l’étape d) ait été émise, f) modification d’au moins un paramètre de la stimulation, et g) réitération des étapes a) à d).
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