Brevet FR2414327A1 — publié le 19790810

Dans certains traitements relevant de la médecine physique, il est habituel d'appliquer une force sur un membre, fréquemment une jambe, par exemple pour sa rééducation. Jusqu'ici une telle force est celle qui résulte du poids d'un objet lourd, comme un sac de sable, relié au membre par une corde passant sur un tambour ou analogue. Cet équipement présente de nombreux inconvénients Son intervention exige des précautions pour éviter l'exercice d'une force brutale. Un relSchement de l'effort musculaire développé par le patient peut avoir des conséquences mâcheuses. La manipulation des sacs de sable, qui doivent être relativement nombreux pour assurer la gradation de la rééducation, est mal c-iode. Les effets sont limités. L'appareil selon l'invention pallie ces lacunes et évite ces difficultés. I1 est caractérisé par ce fait que la force exercée sur le membre résulte de l'effort d'entratnement d'un moteur électrique avec, dans la transmission entre le moteur et le membre, un limiteur d'effort. Le limiteur d'effort est avantageusement un coupleur dont la faculté de transmission d'un couple est réglable électriquement. Un tel coupleur est de préférence électromagnétique, soit h poudre, soit A entrefer, soit à courants de Foucault. 'intensif du conrant magnétisant est alors représentative de la force appliquée. L'invention vise une forme de réalisation suivant laquelle des moyens sont prévus pour l'enregistrement de la valeur de la force appliquée. Pour cet enregistrement, on fait avantageusement application d'un système d'asservissement photo-électrique dans lequel une carte d'enregistrement joue le rible d'occulteur entre une source lumineuse et une cellule photo-électrique. Dans une variante, le systbme d'asservissement est du type pot ont iciétrique. L'invention vise un procédé de traitement s'appliquant à un sombre du corps humain, notamment une jambe, pour sa rééducation, caractérisé par ce fait que la force exercée sur le membre est va riable périodiquement avec le temps. wrle vise un iode d'exécution du procédé à l'aide d'un appareil coae ci-dessus, caractérisé en ce que la variation de la force exercée sur le membre est obtenue par variation du courant magnéti- sant appliqué au coupleur. Outre sa simplicité, son efficacité et sa souplesse, l'appareil selon l'invention est d'une sécurité totale. L'invention prévoit à cet égard de eontrbler le couple auquel est soumis le tambour ou analogue sur lequel passe la corde de traction sur le membre, par comparaison d'une tension électrique dépendant dudit couple avec une tension électrique dépendant du courant magnétisant appliqué au coupleur. On peut ainsi immédiatement déceler une anomalie, et si une telle anomalie se produit, interrompre de manière automatique la traction exercée sur le membre. La description qui suit, faite à titre d'exemple, se réfère aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 est un schéma d'un appareil selon l'invention - la figure 2 est un schéma d'un appareil selon l'invention comprenant des moyens d'enregistrement ; - la figure 3 est une vue schématique d'une partie d'un dispositif d'enregistrement ; - la figure 4 est une vue analogue aux figures t et 2, mais l'appareil comportant en outre des moyens pour faire varier de manière périodique l'effort exercé sur la corde - la figure 5 est un diagramme ;; - la figure 6 est une vue d'une carte d'enregistrement de effort - la figure 7 est un schéma électrique d'un appareil selon l'invention, pour un mode d'exécution ; - la figure 8 est une vue d'un organe faisant partie de l'appareil montré sur la figure 7 ; et - la figure 9 montre des diagramme3. Sur un tambour 11 (figure 1), monté à rotation autour d'un axe 12, est enroulée une corde 13 dont l'extrémité 14 est attachée en un point fixe 15 du tambour. A partir du tambour il, la corde passe sur deux poulies 16 et 17 pendues au plafond P et c'est à l'extrémité 18 de la corde qu'est attaché le membre, par exemple la Jambe, à rééduquer. L'arbre 21 du tambour il est solidaire de l'organe de sortie 22 awun coupleur électromagnétique 23, du type à poudre, ou à entrefer ou à courants de Fouoault, dont l'organe d'entrée 24 est entre né k partir d'un moteur dlectrique 25, à réducteur. Le courant magnétisant du coupleur 23 est appliqué à ce dernier par un circuit 26, suivant une intensité qui varie en fonction de la position du curseur 27 d'un potentiomètre 28, le moteur 25 et le coupleur 23 étant alimentés à partir d'un secteur électrique 29 auquel le moteur 25 est relié par des conducteurs 31 et 32 et le colleur 23, outre le circuit 26, par un conducteur 33. La position du curseur 27 du potentiomètre 28, faisant partie d'un régulateur 30 (figure 2), ou analogue, dépend de celle d'un bouton 34 dont l'index 35 se déplace devant une graduation 36. La valeur de la tension fournissant le courant magnétisant, comme délivré par le régulateur 30, est appliquée par un circuit 37 à une entrée 38 d'un comparateur de tensions 39. L'autre entrée 41 du comparateur 39 est reliée à une cellule photo-électrique 42 qui peut être photo-résistante ou photoconductrice. En face de la cellule 42 est une source lumineuse constituée par une lampe électrique 43. Une carte d'enregistrement 44, opaque, est montée à coulissement entre deux guides 45 et 46 et elle peut venir occulter par son bord 47 le faisceau issu de la lampe 45 et dirigé sur la cellule 42 (figure 3). Le déplacement de la carte 44 est sous la dépendance d'un petit moteur électrique 47 entratnant un dispositif de galets 50 dont l'alimentation est reliée à la sortie 49 du comparateur 39. En re gard de la carte 44 est placé un stylet marqueur 51 dont la pointe 52 est en contact avec la carte. En variante, le dispositif d'enregistrement est du type poten tiomdtrique. Un contrtleur de couple 53 (figure 4) a ses éléments 54 et 55 interposés le premier sur l!arbre 56 reliant le moteur 25 au coupleur 23, le second sur l'arbre 21. La sortie du contrôleur de couple 53 est une tension électrique qui, par un circuit 57, est appli quée à la première entrée 58 d'un comparateur de tensions 59 dont la seconde entrée 61 est reliée au circuit 62 réunissant le bouton 34 et le dispositif régulateur 30. Ua modulateur 64 est propre, par un circuit 65, à faire varier, en chaque position du bouton 34, le courant magnétisant circulant dans le circuit 26. La variation est de préférence telle que le diagramme représentatif du courant circulant dans le circuit 26 d'alimentation du coupleur 23 soit, comme montré sur la figure 5, un diagramme du type triangulaire, c' est-à-dire qu'à partir d'une valeur du courant correspondant à la position du bouton 34, comme montré par le segment a, le courant varie en croissant suivant la ligne droite b jusqu'à atteindre une valeur maximale c, puis en décroissant suivant la ligne d, symétrique de la ligne b par rapport à la verticale passant par le sommet o, reprenant la valeur initiale, comme montré par le segment e, la variation étant ensuite périodique, comme montré par les segments b , d1, etc. Le modulateur 64 peut etre commandé à partir de circuits d'en trée 71, 72, 73, grace à des boutons ou analogues, respectivement 74, 75 et 76, prévus pour ajuster à volonté respectivement l'amplitude de la variation, la pente, c'est-à-dire l'angle des segments b, b avec l'horizontale, la période de ladite variation, c'est-à-dire l'intervalle de temps séparant deux points homologues des parties constitutives du diagramme de la figure 5. Le fonctionnement est le suivant Le membre du patient étant attaché à l'extrémité 18 de la corde 13, on soumet ladite corde à un effort de traction en alimentant progressivement le coupleur 23 et cela en actionnant le bouton 34. L'échelle 36 est graduée directement en kilos. On manoeuvre le bouton 34 progressivement jusqu'à ce que l'index 55 soit devant la graduation requise. Si, au cours du traitement, on désire modifier l'effort auquel est soumis le membre à rééduquer, il suffit de déplacer l'index 35 pour l'amener devant le chiffre de la graduation 36 représentatif de l'effort modifié. Si on souhaite soumettre le membre non pas à un effort de traction constant mais à un effort variable, on fait intervenir le modulateur 64 et la variation de l'effort peut être de tout type désiré et etre réglée par actionnement d'un ou de plusieurs des boutons 74, 75, 76. L'expérience a démontré que la traction supportée par un patient peut atteindre une valeur plus élevée lorsqu'elle varie suivant ui diagramme du type montré sur la figure 5 que lorsqu'elle est maintenue constante comme habituel jusqu'ici. Si, pour une raison quelconque, le couple exercé sur le tambour Il auquel est liée la corde 13 prend une valeur différente de celle qui correspond à la valeur du courant magnétisant appliqué au coupleur par le circuit 26 et qui est celle affichée devant l'indes 35, le comparateur 59 décèle cette anomalie. Au comparateur peut être associé un dispositif d'arr8t automatique de 11 appareil et/ou un avertisseur relié à la sortie 81 du comparateur 59. A tout moment, la carte 44, qui fait partie d'une boucle d'asservissement comprenant le comparateur 39, le moteur 47 et la cellule photo-électrique 42, a une position qui correspond à l'égalité des tensions appliquées aux entrées 38 et 41 du comparateur 39. la carte 44 se déplace, le cas échéant, Jusqu'à prendre une position qui corresponde à l'intensité du courant magnétisant appliqué au coupleur 24, donc à l'effort auquel est soumis le membre. On a représenté sur la figure 6, à titre d'exemple, les tra eRs tl, t2, etc., obtenus au cours de séances successives, l'extré- mité supérieure de chaque tracé permettant la lecture, sur une échelle d'ordonnées, de l'effort auquel le membre a été soumis pendant ladite séance. On se réfère maintenant à la figure 7 qui est un schéma électrique d'un appareil selon l'invention, pour une forme d'exécution. Le moteur 101, muni d'un réducteur, et dont la vitesse de sortie est d'environ 96 tours/minute, entralne le coupleur 102 par l'interné diaire d'un ressort à boudin 103 fixé à ses extrémités respectivement à un premier flasque 104 et à un second flasque 105 munis cha cpn d'une roue crantée 106 (figure 6). Les roues crantées 106 ont leur tranche en regard d'un bobinage à noyau de ferrite, respectivement 107 et 108, faisant partie d'un circuit d'un pont de mesure différentiel comprenant un oscillateur 109 et un transformateur dif frentiel 110 qui contrôle les courants circulant dans les bobina ges 107 et 108.La fréquence de Itoscillateur est de l'ordre de 100 kiz. Bien entendu, les indications numériques données n'ont pas de caractère limitatif. Le secondaire 99 du transformateur différen tiel 110 est relié à l'entrée d'un amplificateur 111. La tension amplifiée est intégrée par un condensateur 112 et la tension obtenue est appliquée à un amplificateur 113. La tension de sortie de l'am plifloateur 113, apyres intégration par le condensateur 114 est ap plique i l'une des branches d'un amplificateur différentiel 115. La sortie de l'amplificateur différentiel 115 commande un relais 116. Le coupleur 102 a sa sortie reliée å un pignon denté 117 qui entrains, par 1' intermédiaire d'une ehatne 118 avec un rapport de transmission de 1/4, un pignon 119 lié à un tambour fileté 120. la corde 121 pour la traction du membre s'enroule sur le tambour 120. Un transformateur 122 délivre i sa sortie une tension qui est redressée, dans le redresseur 98, et filtrée pour l'alimentation des amplificateurs 111, 113 et 115 et de l'oscillateur 109. Cette tension est régule par une diode Zener 123 et est appliquée par l'intermédiaire du potentiomètre d'affichage de l'effort 124 à la base d'un transistor ballast 125 qui délivre un courant proportionnel à la tension appliquée sur sa base. Ce courant alimente un bobinage 126 faisant partie du coupleur 102. Le potentiomètre 124 alimente également la seconde entrée de l'amplificateur différentiel 115. La base du transistor 125 est reliée par un condensateur 97 à l'oscillateur de très basse fréquence formé de l'amplificateur 127 et des potentiomètres 128 et 129. Le relais 130 permet d'alimenter le moteur 101 par ses contacts de travail lorsqu'vil est excité. Un contact 131 est lié mécaniquement au potentiomètre 124. Il ferme le circuit lorsque le poten tiomètre est en position zéro. Il ouvre le circuit dès que le curseur du potentiomètre 124 entame sa course. Un bouton-poussoir 132 permet 11 excitation du relais 130 lorsque les conditions sont atteintes. Un bouton-poussoir 133 permet la coupure du relais 130. Le voltmètre 134 indique l'effort appliqué. Le fonctionnement de cette forme de réalisation est le suivant : Pour la mise en route, le potentiomètre 124 étant en position zéro, le contact 131 est établi ; une pression sur le bouton-poussoir 132 excite le relais ~30, le relais 116 étant en position de travail. Le secteur est appliqué au moteur 101 qui tourne. Aucune tension n'est appliquée au coupleur 102. Le tambour 120 n'est pas entraîné. En déplaçant le curseur du potentiomètre 124, le courant circule dans le bobinage 126 du coupleur 1020 Le tambour 120 est entrat- n# et la corde 121 s'enroule jusqu'à ce que la résistance qu'elle prdsente à l'enroulement corresponde à un effort que le coupleur 102 est incapable de vaincre. En déplaçant le curseur du potentiomètre 128, on augmente pfriodiquement la tension appliquée à la base du transistor 125, dinc l'intensité du courant circulant dans le bobinage 126 du coupleur 102, ce qui provoque une augmentation périodique de effort. En appuyant sur le contact 123, le relais 116 est désexcité et tout effort sur la corde 121 cesse. Uhe nouvelle mise en route ne peut être effectuée qutaprbs que l'effort susceptible d'être transmis par le coupleur 102 ait été rqis à zéro, et cela par le potentiomètre 124. Les roues crantées 104 et 105 en regard des bobinages 107 et 106 modifient, par la proximité des excroissances métalliques desdites roues, les conditions de circulation du courant dans les circuits auxquels appartiennent lesdits bobinages. Si les crans des roues se présentent simultanément face aux bobinages, le circuit est toujours en équilibre s aucune tension n'apparatt au secondaire du trsnaror ateur 110. Si les crans se présentent alternativement devent les bobinages 107 et 108, le circuit est alternativement désé- quilibré et une tension apparat au rythme du passage des crans.La longueur des créneaux est proportionnelle à l'angle de déphasage des deux roues crantées, donc proportionnelle à effort appliqué au ressort 103. En intégrant la succession des créneaux, on obtient une tension qui varie depuis la valeur zéro jusqu'à une valeur maximale disponible sur l'amplificateur. Cette tension indique l'effort réel appliqué. Elle est mise en opposition avec la tension représentant l'effort affiché, comme provenant du potentiomètre 124 ; une diffé rence positive apparat en faveur de l'effort appliqué ; le relais 116, actionné par l'amplificateur 115, se désexcite et coupe le relais 130 qui arrête le moteur 102. Sur la figure 9, les diagrammes A1 A2, AD sont représentatifs de la sortie de l'amplificateur 111 pour des décalages angulai re des roues crantées 104 et 105 respectivement de 0, 150, 300 et lei, diagrammes B1, B2, représentatifs de la sortie de l'amplifica teur 113, fournissent, par la largeur des créneaux, la mesure de l'effort pour les décalages ou déphasages de 0, 150 et 300 mention nés ci-dessus. Le diagramme Bj est celui de la mesure d'un effort nul. Le diagramme B3 correspond à la valeur de l'effort maximal représenté par la distance entre deux lignes verticales successives en traits pointillés. Le diagramme B2 correspond à la mesure d'une valeur intermédiaire de l'effort, donnée par la largeur du créneau. REVENDICATIONS 1. Appareil pour l'application d'un effort de traction sur un membre du corps humain, par exemple dans un but de rééducation, comprenant une corde, ou analogue, dont l'extrémité est attachable audit membre et dont l'autre extrémité est soumise à une force, caractérisé en ce que la traction est fournie par un moteur électrique, avec interposition d'un coupleur propre à transmettre seulement des couples inférieurs à une valeur prédéterminée. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un tambour, ou analogue, sur lequel est enroulée l'extrémité de la corde opposée à celle attachée au membre, le tam bowr étant calé sur l'organe de sortie du coupleur. 3. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le coupleur est du type électromagnétique à courant magnétisant. 4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'on prévoit des moyens pour faire varier le courant magnétisant. 5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que la variation du courant magnétisant s'effectue en dépendance de la position d'un bouton se déplaçant en face d'une échelle graduée pour l'affichage de l'effort. 6. Appareil selon la revendica#tion 4, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour moduler le courant magnétisant. 7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que la modulation est du type périodique, à partir de la valeur qui cor rebond à une valeur affichée. 8. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'on prévoit des moyens pour faire varier l'amplitude de la modulation. 9. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'on prévoit des moyens pour faire varier la période de la modulation. 10. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'on prévoit des moyens pour faire varier la pente de la modulation. 11. Appareil selon l'une quelconque des revendications prdoé- dentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour fournir une tension électrique dépendant du couple auquel est soumis le tambour, ou analogue, et des moyens pour comparer ladite tension à celle correspondant au courant magnétisant. 12. appareil selon l'une des revendications 1 à 11, caracté- risé en ce qu'il comprend un moyen pour l'enregistrement de la valeur de l'effort appliqué sur la corde. 13. Appareil selon la revendication 12, caractérisé en ce que les moyens d'enregistrement comprennent une carte, faisant partie d'un système d'asservissement à cellule photo-électrique, et mobile de manière à conserver l'égalité entre une tension magnétisante et la sortie de la cellule, un stylet marqueur fixe coopérant avec ladite carte mobile. 14. Appareil selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'en variante le dispositif d'enregistrement est du type potentiométrique. 15. Procédé pour le traitement, notamment en vue de sa rééducation, d'un membre du corps humain, par traction sur celui-ci, caractérisé en ce que la traction varie périodiquement. 16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que la valeur minimale de la traction périodique est celle qui correspond à l'effort statique que le membre peut supporter.