Brevet FR2731158A1 — publié le 19960906

La présente invention concerne les dispositifs d'analyse et de rééducation de la fonction d'équilibration d'un patient, et en particulier un dispositif d'analyse et de rééducation de la perception vestibulaire d'un patient utilisée comme entrée sensorielle pour la mise en oeuvre de sa fonction d'équilibration. De façon générale, la fonction d'équilibration fait appel à trois entrées sensorielles : la vision, la proprioception et le labyrinthe postérieur de l'oreille (vestibule). Lorsqu'on désire analyser et stimuler ou rééduquer une des trois entrées sensorielles, la meilleure méthode consiste à perturber ou même annihiler les deux autres entrées. Ainsi, dans le but de perturber la vision du patient en tant qu'entrée sensorielle de manière à procéder à une rééducation vestibulaire, le brevet français 2.681.528 décrit un stimulateur optocinétique utilisant une boule à facettes réfléchissantes éclairée par une source lumineuse et mobile autour de deux axes de rotation. Il existe également des appareils permettant la rééducation de la proprioception par la musculation et l'entrainement sportif. Ces appareils proposent généralement des exercices des membres inférieurs du patient grace à une plate-forme mobile suivant un ou plusieurs degrés de liberté sur laquelle se trouve le patient. Ainsi, le brevet français 2.654.942 décrit un dispositif de rééducation proprioceptive composé d'une plate-forme d'appui mobile suspendue en quatre points par des liaisons élastiques telles que des ressorts, ce qui assure à la plate-forme trois degrés de liberté en translation et deux degrés de liberté en rotation. Un autre dispositif de rééducation de l'attitude proprioceptive d'un patient est décrit dans la demande de brevet français 2.702.667. Ce dispositif comporte un plateau d'appui mobile pivotant sur un axe en combinaison avec des moyens de mesure et d'affichage, le plateau étant asservi par une commande électronique programmable pour le freiner à volonté. Les appareils et dispositifs dont il est fait mention ci-dessus ont tous pour but la rééducation de l'attitude proprioceptive en ayant une caractéristique commune utilisable pour toute rééducation de la fonction d'équilibration, à savoir une plate-forme mobile sur laquelle est placé le patient. Malheureusement, aucun de ces appareils ne se préoccupe des autres entrées sensorielles, et en particulier de la perception vestibulaire. C'est pourquoi, le but principal de l'invention est de fournir un dispositif d'analyse et rééducation de la perception vestibulaire d'un patient en vue d'améliorer sa fonction d'équilibration. L'objet de l'invention est donc un dispositif d'analyse et de rééducation de la perception vestibulaire d'un patient, du type comprenant un cadre fixe et une plate-forme mobile selon au moins trois degrés de liberté gracie & des liaisons élastiques avec le cadre, notamment des ressorts, et sur laquelle le patient est debout avec ses pieds situés à un emplacement déterminé de la plateforme.Le dispositif comprend en outre un détecteur de centre de gravité fournissant la position de la projection verticale du centre de gravité du patient à l'intérieur de l'emplacement déterminé, un ordinateur pour recevoir les données concernant la position de la projection verticale du centre de gravité et les traiter selon un programme d'analyse prédéterminé, et un dispositif d'affichage connecté à l'ordinateur pour afficher un bilan de la perception vestibulaire du patient. Les buts, objets et caractéristiques de l'invention apparaîtront plus clairs à la lecture de la description qui suit faite en référence à la figure unique représentant un schéma synoptique du dispositif d'analyse et rééducation de la perception vestibulaire d'un patient. En référence à la figure, un dispositif selon l'invention comprend d'abord une plate-forme mobile 10 sur laquelle se tient le patient durant l'analyse et la rééducation de la perception vestibulaire avec le dispositif selon l'invention. La patient se tient debout en ayant ses pieds placés sur les empreintes de pieds 12 dessinées au centre de la plate-forme. La plate-forme 10 est suspendue à un cadre 14 par des ressorts tels que le ressort 16. Dans le mode de réalisation préféré de l'invention de la figure, 4 ressorts ont été représentés mais il va de soi que d'autres systèmes de suspension à plus de 4 ressorts, et même à 3 ressorts peuvent être utilisés sans sortir du cadre de l'invention.Ce type de suspension permet å la plate-forme 10 d'être mobile selon trois degrés de liberté en translation et deux degrés de liberté en rotation, le degré de liberté en rotation autour de l'axe vertical n'étant pas indispensable. On doit noter que, bien que le mode de réalisation illustré sur la figure utilise des ressorts de traction, il est également possible d'utiliser des ressorts travaillant en compression placés sous la plate-forme, ou tout autre système équivalent. Pendant la séance d'analyse ou de rééducation, le patient est donc sur une plate-forme mobile instable qui lui fait perdre sa perception proprioceptive qui est une des trois entrées sensorielles nécessaires à la fonction d'équilibration en même temps que les deux autres entrées qui sont la vision et le vestibule de l'oreille interne. De façon à pouvoir mieux analyser la perception vestibulaire du patient, il est nécessaire de perturber ou d'annihiler également sa vision. Pour ce faire, soit le patient se maintient sur la plate-forme en ayant les yeux fermés, soit on utilise un dispositif de stimulation optocinétique 18 du type de celui décrit dans le brevet français 2.681.528. Ce dispositif utilise une boule mobile émettant des rayons lumineux de façon à éclairer la totalité de la pièce selon les 3 plans de l'espace. La boule est mobile autour de deux axes de rotation, ce qui résulte en un défilement de taches lumineuses sur les murs de la pièce perturbant totalement la perception visuelle du patient. Le patient debout sur la plate-forme a tendance à bouger pour retrouver son équilibre tout en restant placé sur les empreintes 12, et donc la projection de son centre de gravité sur le plan horizontal ne reste pas fixe. Les coordonnées de la projection du centre de gravité dans le plan horizontal sont détectées par un détecteur de centre de gravité 20. Selon une réalisation simple, ce détecteur peut être formé par 3 balances se trouvant sous les empreintes de pied 12, et la plate-forme reposant par 3 points d'appui sur chacune des balances. Ainsi, selon la portion de poids détectée par chaque balance, on peut en déduire aisément l'emplacement du centre de gravité dans le plan horizontal. Mais il est évident que tout autre système de détection du centre de gravité pourrait être utilisé. Les signaux analogiques fournis par le détecteur 20 sont ensuite convertis en signaux numériques utilisables par un ordinateur dans un convertisseur analogiquenumérique (A/D) 22. Les signaux numériques obtenus à la sortie du convertisseur sont transmis enfin à un ordinateur tel qu'un microprocesseur (cru) 24 pour être analysés. A l'aide des signaux relatifs au centre de gravité du patient dont les entrées sensorielles de proprioception et de vision ont été annihilées, il est facile au microprocesseur 24 disposant d'un logiciel approprié, d'en tirer un bilan exact de la perception vestibulaire du patient. Le microprocesseur 24 est connecté à une mémoire 26 dans laquelle sont emmagasinées les informations concernant chaque patient, à un dispositif d'affichage 28 sur lequel l'opérateur peut contrôler les résultats de l'analyse ou du bilan sous forme d'histogrammes, de diagrammes ou autres représentations significatives. En outre, le microprocesseur 24 dispose d'un clavier 30 au moyen duquel l'opérateur peut commander les différentes opérations effectuées par le microprocesseur et en particulier la visualisation sur le dispositif d'affichage 28. Ainsi, une commande que peut effectuer l'opérateur concerne la mise en route du dispositif de stimulation optocinétique 18 à partir du microprocesseur 24 ou la variation de ses paramètres de fonctionnement. A titre d'exemple, le logiciel peut être conçu pour qu'apparaisse sur l'écran la surface parcourue par le centre de gravité du patient lorsque celui-ci est sur la plate-forme mobile 10, au moyen de l'ensemble des points résultant de la localisation de centre de gravité dans le plan horizontal. Cette surface est utilisée pour afficher sur l'écran un histogramme dont la hauteur représente le taux de stabilité du patient, et qui est inversement proportionnelle à la grandeur de la surface parcourue par le centre de gravité. Deux autres paramètres sont calculés par le microprocesseur 24, la distance parcourue par la projection verticale du centre de gravité ainsi que la vitesse de déplacement. Ces deux paramètres peuvent être utilisés pour calculer l'énergie dépensée par le patient pour atteindre la meilleure stabilité possible.L'idéal est évidemment que la projection du centre de gravité parcourt la plus petite distance possible tout en conservant un taux ou niveau de stabilité (hauteur de l'histogramme) le plus grand possible. C'est pourquoi il est utile que le logiciel fournisse sur l'écran du dispositif d'affichage 28, également un histogramme donnant la distance parcourue par la projection du centre de gravité. La comparaison des deux histogrammes permet d'en déduire l'amélioration de la stabilité du patient. Ces histogrammes sont en outre emmagasinés en mémoire 26 pour pouvoir effectuer une comparaison d'une séance de rééducation à l'autre. On doit noter que le dispositif selon l'invention peut aussi être utilisé en "bio-feedback" visuel ou sonore où le sujet déplace volontairement son centre de gravité pour que ce dernier atteigne des positions déterminées que le patient suit, soit de façon visuelle sur l'écran 28, soit de façon sonore lorsqu'il a les yeux fermés. Enfin, une caractéristique importante du dispositif selon l'invention est la possibilité de faire varier l'importance de la proprioception pour en tirer un bilan de la perception vestibulaire. Ceci peut être obtenu par un moyen de blocage 32 qui a pour fonction de bloquer partiellement ou totalement la mobilité de la plate-forme 10. Ce moyen de blocage peut être par exemple un vérin supportant un plateau qui vient se placer sous la plateforme 10 lorsqu'on commande le vérin vers le haut et donc limite la mobilité de la plate-forme selon l'axe vertical. Un plateau est monté sur le vérin au moyen de Silentblocs (marque déposée) pour autoriser les mouvements de rotation de la plate-forme et fait contact avec la plate-forme à l'aide de billes pour autoriser les mouvements de translation de la plate-forme. Plus le vérin est remonté vers le haut, moins la plate-forme est mobile jusqu'à être totalement bloquée dans ses mouvements au moyen du plateau et de rouleaux 34 fixés au cadre 14 juste au dessus de la plate-forme au repos. Cette possibilité d'entraver partiellement la mobilité de la plate-forme 10 permet à l'opérateur de diminuer l'importance de la proprioception dans la fonction d'équilibration et donc d'affiner les analyses sur la perception vestibulaire du patient. Le moyen de blocage 32 peut être commandé à volonté par l'opérateur entrant ses commandes à l'aide du clavier 30. Mais il peut être commandé directement par le microprocesseur à la suite des informations qu'il reçoit du convertisseur 22. En effet, suite à un premier bilan, un programme de rééducation de la perception vestibulaire peut être mis en oeuvre, dans lequel le microprocesseur 24 commande le blocage de la plate-forme par le moyen de blocage 32 de manière à obtenir un certain résultat pour la perception vestibulaire. Au fur et à mesure que celle-ci s'améliore, ce qui est mesuré directement par les signaux du centre de gravité du patient détectés par le détecteur 20, le microprocesseur 24 commande le moyen de blocage 32 pour que la plate-forme acquière une mobilité de plus en plus grande. De la même façon, on peut concevoir que ce même programme induise la commande automatique du dispositif de stimulation optocinétique 18 par le microprocesseur 24, également en réponse aux signaux du détecteur 20, l'importance de la mise en oeuvre de la stimulation optocinétique étant de plus en plus grande au fur et à mesure de l'amélioration de la perception vestibulaire. On doit noter que grâce au dispositif de l'invention, il est possible de faire l'analyse comparée des 3 entrées sensorielles concourant à la fonction d'équilibration, puisque chaque entrée sensorielle peut être perturbée ou annihilée à volonté, l'annihilation de la perception vestibulaire pouvant être réalisée par des mouvements de rotation du cou et de la tête du patient. Il est donc possible de visualiser sur le dispositif d'affichage 28 et d'enregistrer dans la mémoire 30 , des valeurs de mesure de chacune des 3 entrées sensorielles. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'analyse et rééducation de la perception vestibulaire d'un patient comprenant un cadre fixe (14) et une plate-forme mobile (10) selon au moins trois degrés de liberté grâce à des moyens de ressorts reliant la plate-forme au cadre, le patient se tenant debout sur la plate-forme avec ses pieds étant situés à un emplacement déterminé (12) de ladite plate-forme ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre un détecteur de centre de gravité (20) fournissant la position de la projection verticale du centre de gravité du patient à l'intérieur dudit emplacement déterminé, un ordinateur (24) pour traiter les données correspondant à ladite position de la projection verticale du centre de gravité selon un programme d'analyse prédéterminé, et un dispositif d'affichage (28) connecté audit ordinateur pour afficher un bilan de la perception vestibulaire du patient. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel ledit détecteur de centre de gravité (20) fournit en sortie des signaux analogiques qui sont convertis en signaux numériques exploitables par ledit ordinateur (24) dans un convertisseur analogique-numérique (22). 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, dans lequel ledit détecteur de centre de gravité (20) est formé de trois balances et ladite plate-forme (10) dispose de trois points d'appui sur le pourtour dudit emplacement déterminé (12) placés respectivement sur chacune desdites balances pour que celle-ci détermine la portion de poids du patient qu'elle supporte par l'intermédiaire du point d'appui correspondant. 4. Dispositif selon la revendication 1, 2 ou 3, comportant en outre un moyen de blocage (32) destiné à bloquer partiellement ou totalement ladite plate-forme. 5. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel ledit moyen de blocage (32) comporte un vérin solidaire d'un plateau qui limite la mobilité de ladite plate-forme (10) selon l'axe vertical, le mouvement dudit vérin étant commandé par ledit ordinateur (24). 6. Dispositif selon la revendication 5, dans lequel la commande dudit moyen de blocage (32) pour bloquer partiellement ladite plate-forme (10) se fait automatiquement par ledit ordinateur (24) en fonction des données indiquant la position de la projection verticale du centre de gravité du patient fournies par ledit détecteur de centre de gravité (20). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant en outre un dispositif de stimulation optocinétique (18). 8. Dispositif selon la revendication 7, dans lequel ledit dispositif de stimulation optocinétique (18) est commandé automatiquement par ledit ordinateur (24) en fonction des données indiquant la position de la projection verticale du centre de gravité du patient fournies par ledit détecteur de centre de gravité (20). 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ladite plate-forme (10) est suspendue audit cadre au moyen de 4 ressorts (16) situés de part et d'autre de ladite plate-forme. 10. Méthode d'analyse et de rééducation de la perception vestibulaire d'un patient dans le but d'améliorer sa fonction d'équilibration, utilisant un dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes.