Brevet FR2449433A1 — publié le 19800919

La présente invention concerne les appareils permettant dans le domaine thérapeutique de contreler par visialisation la conformation des xenbres et plus partieulièreuent celle de la colonne vertébrale en vue de corriger les déformations telles que scoliose, cyphose ou lordose. La technique actuelloient utilisée pour la rééducation des déformations de la colonne vertébrale consiste à faire exécuter par le patient des souve- lents gymniques dont la prise de conscience et la bonne exécution se controlent par une visualisation de face pour le patient au doyen d'un tiroir quadrillé, ou d'un fil à plomb, avec repérage des épaules et des parties costales et corrections annelles fréquentes dans le but de faire percevoir par le dit patient un schéma corporel dont la déficience a toujours son origine au niveau de la colonne vertébrale qui reste invisible et méconnue. Le dispositif, suivant l'invention, permet de rendre visibles tant au patient qu'au soignant les déviations de la colonne vertébrale afin de pouvoir juger de leur amplitude et de la valeur corrective des mouvements effectués pour coibattre les déformations décelées par rapport aux axes principaux de la colonne vertébrale par représentation statique et dynamique de ceux-ci. Le dispositif, objet de l'invention, consiste en une bande adhésive, ou à coller, entierenent ou partiellenent transparente d'une souplesse et d'une élasticité coipatibles avec les mouvements du corps dans la zone de la colonne vertébrale tels que flexion, extension, inclinaisons latérales et rotations. Cette bande fixée sur l'axe de la colonne vertébrale contient ou supporte des capteurs tels que des capteurs électro-iagnétiq#es, ou à ultra-sons, ou à effet optique ou à curseur potenticiétrique sur fil résistant rigide ou snr axe cardan avec ou sans dispositif aiplificateur de la valeur angulaire de rotation transiettant leurs positions par l'intermédiaire d'un cible ou par transmission sans fil, ondes hertziennes ou faisceau optique à un écran qui peut titre divisé en deux parties, la programiation permettant de visualiser dans l'une d'elles les courbures antéro-postérieures et dans l'autre les défor nations latérales, lesquelles parties peuvent être visibles enseible ou sépa régent L'écran peut comporter des lignes de référence correspondant 8 la position correcte de la colonne vertébrale . ces lignes pourront titre soit surajoutées sur l'écran par coiiande électronique, soit placées en avant de celui-ci par un additif visuel. Le patient et le soignant peuvent être rensei- gnés par un signal sonore ou lumineux selon que la position corrigée se rapproche ou s'éloigne de la position correcte de référence. Les dessins annexés illustrent à titre d'exemples des iodes de réalisation du dispositif conformes à la présente invention Ceux-ci représentent : - en figure 1 et 2, su de dos et de profil, le dispositif placé sur le patient, - en figure 3, une vue en coupe longitudinale d'une variante de réalisation dtun support colportant des dispositif# capteurs potentiométriques, prenant leurs références par rapport à la verticale, - en figure 4, une vue de dessus du support correspondant à la figure 3, - en figure 5, une vue en coupe longitudinale d'une autre variante de réalisation d'un support colportant des dispositifs capteurs électro-iagnétiques par référence à la ligne droite, - en figure 6, une vue de face schématisée de l'écran de visualisation compor- tant deux parties d'affichage. Tel qu'il est représenté en figures 1 et 2, le dispositif se compose d'une bande adhésive ou d'un adhésif cutané 1 du type élastoplaste par exemple, entièrement ou partiellejent transparente d'une souplesse et d'une élasticité compatibles avec les nouvoients du corps et plus particulièrement au niveau de la colonne vertébrale sur le tracé des épineuses sur lequel elle est placée, lesquels mouvements pouvant titre des mouvements de flexion, d'extension, d'inclinaison latérale ou de rotation.Son positionnement sur l'axe de la colonne vertébrale est préalablement tracé su crayon deriographique. Cette bande adhésive sur ses deux faces est destinée à recevoir un support 2 en matière souple extensible et coapressible qui peut Titre en foras de soufflet hélicoTdal réalisant un guidage souple pernettant la transmission des dépla- ceints de la bande aux capteurs, lequel support colporte selon une de ses génératrices Me embase plane 5 dont la face d'appui peut comporter ou non une substance adhésive de façon à réaliser sa liaison avec la bande adhésive I. La liaison avec la bande 1 peut égaleneit se faire au moyen d'un dispositif du type bande VELCRO, consistant dans l'interpénétration d'aspérités mâles et femelles sur la face d'appui du support et sur la bande. Cette liaison peut égaleront ttre réalisée par des moyens mécaniques par ajustage, eiboi- tage, clipsage ou autre. De xtse, il peut ttre envisagé de fixer direeteuent le support sur la peau, la face d'appui de l'embase comportant alors un adhésif cutané. Dans ce support s'inscrivent à intervalles donnés des supports de capteurs, ces derniers pouvant être du type électro-magnétiques, à ultra-sons, à effet optique, à curseur potentiométrique, ou autres. Ces supports de capteurs peuvent titre groupés en plusieurs éléments. Selon les figures 3 et 4, les capteurs utilisés sont du type potentio métriques, indiquant leur position par rapport à la verticale. Ils sont cons titubés d'un boîtier ou d'un fourreau cylindrique 4 s'ajustant à l'intérieur du support 2, leur maintien en position étant assuré par les pressions de contact permanentes exercées par les spires intérieures du soufflet hélicoldal en raison de ltélasticité du matériau le constituant.Dans chacun de ces boitiers est monté oscillant un fléau ou contrepoids 5, de façon telle qu'il puisse se maintenir en position verticale quelle que soit la position occupée par le boitier, ce dernier s'orientant selon les déformations du tube support 2 Acet effet, le fléau ou contrepoids 5 est monté sur un axe 6 dont les extrémités tourillonnent sur deux cotés opposés d'un cadre 7, les autres cotés duquel comportant chacun respectivement une portion d'axes 8 et 9 alignés selon un axe situé dans le plan de l'axe 6 et perpendiculaire à celui-ci. Sur l'axe 6 est monté un potentiomètre 10 destiné à détecter les déviations antéropostérieures de la colonne vertébrale. Sur la portion d'axe 8 est également monté un potentiomètre 11 destiné à détecter les déviations latérales.Afin d'éviter l'incidence de mouvements pendulaires dus à l'inertie du fléau, il peut entre prévu sur les axes 8 ou 9 et sur l'axe 6 un dispositif de freinage à friction. Les déplacements du tube support 2 entrainent un changement de position des boîtiers ou fourreaux 4 provoquant une rotation partielle des axes 6, 8 et 9 ; à la valeur angulaire de cette rotation correspond l'émission d'une intensité de courant par les potentiomètres Cette valeur angulaire de rotation peut titre amplifiée au moyen d'un dispositif mécanique La figure 5 représente une variante de réalisation du dispositif équipé de capteurs électro-magnétiques Dans cette version les supports de capteurs sont constitués d'éléments cylindriques creux 12 articulés, les uns sur les autres selon des axes orthogonaux réalisant un type d'accouplement dit à la cardan, permettant deux mouvements de rotation dans deux plans perpendiculaires verticaux, l'un antéro-postérieur, l'autre latéral Chacun de ces éléments 12 porte des capteurs de proximité électro-magnétiques 13 à effet Hall, montés en opposition d'aimants 14, la distance séparant les capteurs et les aimants étant calculée en fonction de l'angulation maximum susceptibles de se produire sur une déformation extrême Afin d'éviter toute interférence des aimants 14 entre eux, ceux-ci sont positionnés à une distance maximum les uns des autres. Ce système qui peut entre équipé d'autres types de capteurs prend référence par rapport à la ligne droite Quels que soient les capteurs utilisés, les fils dtalimentation et de débit de ceux-ci seront positionnés à l'intérieur du support 2 ou noyés dans la matière le composant ou regroupés en un cible unique se logeant à l'intérieur du support 2 Selon un pliage accordéon, ou un enroulement spiralé ou toute autre configuration du mtme type permettant éviter toute contrainte au niveau du support 2. Ces fils ainsi groupés sont reliés à un boitier d'acquisition lui-m#me en liaison avec un boitier calculateur.Chaque mesure prise en compte à partir de l'élément inférieur est amplifiée et peut etre convertie en valeur digitale par un micro-calculateur. Selon le nombre de capteurs utilisés, il peut etre nécessaire de pouvoir multiplexer chaque voie de manière à pouvoir les scruter successivement. Le boitier calculateur est relié à un terminal vidéo ou à un écran de téléviseur. C1 est ainsi que les informations reçues par les capteurs sont portées sur un écran 15 selon le principe des jeux dits vidéo-télé, lequel écran peut titre divisé en deux parties tel que représenté en figure 6. L'une de ces parties 15a est destinée à reproduire les courbures antéro-postérieures, l'autre 15b les déviations latérales, ces deux parties de l'écran pouvant btre consultées ensemble ou séparément. Des lignes 16 et 17 de sur-impression représentant les positions correctes de la colonne vertébrale peuvent titre prévues sur l'écran. Les lignes de référence aux déformations antéro-postérieures seront adaptées à la taille et à la morphologie du sujet : ces lignes de référence peuvent Qtre matérialisées par un moyen mécanique disposé en avant de l'écran.Un signal lumineux ou sonore peut être prévipour indiquer au patient ou au soignant qu'il se rapproche ou s'écarte de la position correcte de référence. La représentaition sur l'écran des points simulant la position des vertèbres prendra comme pint de référence les capteurs situés à la partie inférieure de la colonne vertébrale, et ceci pour chacune des représentations visualisées sur les deux parties de l'écran. La représentation peut se faire par rapport à la ligne droite et par rapport à la verticale selon l'option choisie. La visualisation sur l'écran se fera par la concrétisation d'une suite ou série de points, chacun d'eux correspondant à un capteur ; ce point pourra etre élargi ou augmenté en hauteur de façon à représenter une ligne continue vue à distance normale par le patient et le thérapeute. Le point supérieur sera positionné par rapport au point inférieur ou inversement sur chacune des deux figures de manière à représenter la position de la colonne vertébrale dans l'espace. Le tube support contenant les capteurs est rangé en dehors des périodes d'utilisation dans un boitier de façon telle qu'il se situe parfaitement rectiligne, un tel positionnement permettant le contrtle du bon fonctionnement des capteurs et des deux lignes de référence qui seront à ce moment parfaitement droites. Les types de capteurs décrits ci-dessus et correspondant aux figures 3, 4 et 5 sont du type dits capteurs d'angles. Du fait de la longueur fixe de chaque élément ne pouvant subir d'él ongation, ces ensembles de mesure doivent coulisser librement dans le support, lui-mtme lié au dos par la bande adhésive Une variante consiste à remplacer les éléments rectilignes par des segments de courbes assimilées à des cercles ; ces capteurs permettent la mesure d'une fraction de l'arc de cercle constituant chaque segment de courbe, à condition que la longueur de chaque segment de courbe soit fixe et connue. Ces capteurs peuvent etre des jauges de contraintes ou des capteurs de proximité à effet Hall Le support guide doit éviter que les capteurs puissent se vrier.Un autre type de capteurs consiste à utiliser des segments de courbes déformables de longueurs variables permettant de mesurer non seulement une fraction d'arc des différents segments mais aussi la longueur de ces arcs. Enfin, les capteurs peuvent être du type permettant de mesurer directement entre au moins trois points drun référent situé sur le patient ou éloigné et des points situés sur la colonne vertébrale : ces capteurs peuvent titre des émetteurs et récepteurs à ultra-sons, ou optiques. L'invention ne se limite aucunement au mode de réalisation de ses différentes parties spécialement décrites. Elle admet toutes les variantes possibles à condition que celles-ci ne soient pas en contradiction avec l'objet de chacune des revendications annexées à la présente description. Dans le cas d'une visualisation des membres tels que les bras et les jambes, les bandes captrices peuvent titre intégrées à des vêtements collants ajustés au plus près sur le corps ou à des manchons adhérant aux membres. Ce système permettrait la mesure et le contrele des différentes articulations du corps par exemple coude-genou etc Le dispositif permet de guider le traitement d'une rééducation en jugeant de l'efficacité des mouvements et de créer chez le patient une image mentale lui permettant de connaître et de mémoriser la position correcte de sa colonne vertébrale ou de la partie du corps concernée. Le dispositif, objet de l'invention, peut être utilisé dans tous les cas où il est nécessaire d'obtenir une visualisation de la colonne vertébrale ou des membres en vue d'une rééducation ou d'un traitement correctif. - EBVEEDICA!IoSS i,- Dispositif permettant, par reproduction sur un écran, la visualisation par le patient et le soignant de toutes déformations de la colonne vertébrale ou de-certains membres, en vue de guider leur traitement et de juger immédiatement de l'efficacité des mouvements correctifs ou de rééducation en créant chez le patient une image mentale lui permettant de connaître et de mémoriser la position correcte de la partie du corps concernée par représentation statique et dynamique des axes principaux de la colonne vertébrale ou des membres, caractérisé en ce qu'il est constitué de moyens permettant cette reproduction à partir de la mesure de paramètres définissant les positions relatives de segments de droite ou de courbe situées entre des points disposés sur le tracé axial des apophyses épineuses de la colonne vertébrale et liés au dos par un support adhésif ou intégrés à des vbtements collants ou des manchons adhérant aux membres. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un support en matière souple extensible et compressible, en forme de soufflet hélicoTdal muni selon ltune de ses génératrices d'une embase plane dont la face d'appui comporte une substance adhésive de façon à réaliser directement ou par interposition d'une bande adhésive cutanée son positionnement exact et sa fixation sur l'axe de la colonne vertébrale préalablement tracé au crayon deriographique. 3.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la bande adhésive cutauVe est entièrement ou partiellement transparente et présente une souplesse et une élasticité compatibles avec les mouvements de flexion, d'extension d'inclinaison latérale ou de rotation du corps. 4.- Dispositif selon les revendications 1, 2 et 3 prises ensemble, caractérisé en ce que la liaison entre le support en matière souple extensible et compressible et la bande adhésive cutanée s'effectue par des moyens méca- niques tels qu*ajustage, emboîtage, clipsage ou autre. 5.- Dispositif selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le support ou soufflet hélicordal sert au maintien et au guidage de supports de capteurs disposés à intervalles réguliers à l'intérieur de ce support, lesquels capteurs peuvent ttre du type électrique, électro-magnétiques, à ultra-sons, à effet optique ou à curseur potentiométrique. 6.- Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les capteurs du type électro-magnétique sont logés dans des supports cylindriques creux, s'ajustant dans le soufflet hélico#dal et articulés les uns sur les autres selon des axes orthogonaux au moyen d'un accouplement à la cardan permettant deux mouvements de rotation dans deux plans perpendiculaires verticaux, l'un transversal antéro-postérieur, l'autre latéral, lesquels capteurs dits capteurs de proximité à effet Hall sont montés en opposition à des aimants à une distance calculée en fonction de l'angulation maximum pouvant se produire sur une déformation extrême, lesquels aimants sont positionnés à une distance maximum les uns des autres pour éviter toute interférence entre eux. 7.- Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les capteurs du type potentiométriques logés chacun dans un fourreau cylindrique s'ajustant dans le soufflet hélicoTdal sont constitués d'un cadre comportant sur l'un de ses axes médians un axe tourillonnant sur les deux cetés opposés du cadre et sur lequel axe est fixé un contrepoids ou fléau, lequel cadre comporte à chacune des extrémités de l'autre axe médian, deux portions d'axes tourillonnant dans des paliers du fourreau, une telle disposition permettant au contrepoids ou fléau de se maintenir en position verticale quelles que soient les déformations du tube support, 11 axe supportant le fléau et l'un des axes d'extrémité du cadre portant chacun un potentiomètre destiné à détecter respectivement les déviations antéro-postérieures et les déviations latérales, la valeur angulaire de la rotation de ces axes provoquant l'émission d'une intensité de courant par les dits potentiomètres, laquelle valeur angulaire peut etre amplifiée au moyen d'un dispositif mécanique. 8.- Dispositif selon les revendications 5, 6 et 7 caractérisé en ce que les mesures relevées par les capteurs sont transmises à un ensemble électronique comportant un boîtier d'acquisition et un boitier calculateur en liaison avec un écran de visualisation, chaque mesure analogique étant amplifiée et convertie en mesure digitale, chaque voie correspondant à chacun des capteurs étant multiplexée de manière à pouvoir la scruter indépendamment. 9.- Dispositif selon les revendications 1 et 8, caractérisé en ce que 11 écran de visualisation est un terminal vidéo ou un écran de téléviseur divisé en deux parties reproduisant les déformations selon les deux plans verticaux orthogonaux, l'un antéro-postérieur, l'autre latéral, les deux demi-parties pouvant entre consultées ensemble ou séparément, la visualisation steffectuant par concrétisation d'une suite ou série de points correspondant chacun à un capteur et pouvant être amplifié dimensionnellement de façon à réaliser une ligne continue. 10.- Dispositif selon les revendications I et 9, caractérisé en ce que des lignes de référence correspondant à des positions correctes de l'ossature sont sur-imprimées sur 11 écran. Il.- Dispositif selon les revendications 1 et 9, caractérisé en ce que des lignes de référence correspondant à des positions correctes de l'ossature sont matérialisées par un moyen mécanique placé en avant de l'écran. 12.- Dispositif selon les revendications 1 et 9, caractérisé en ce qu'il comporte un signal sonore ou lumineux avertissant le patient et le soignant selon que la position prise par le patient se rapproche ou s'écarte de la position correcte de référence. 13.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est rangé en dehors des périodes d'utilisation dans un boitier, d'une façon rectiligne permettant le contrôle du bon fonctionnement des capteurs et de la parfaite rectitude des lignes de référence