Brevet FR2803507A1 — publié le 20010713

La présente invention concerne un dispositif d'évaluation d'une position d'équilibre du corps humain, notamment d'une position d'équilibre de la colonne vertébrale. diagnostic des douleurs vertébrales repose généralement sur l'interprétation d'une ou plusieurs radiographies aux rayons X, réalisées à l'aide d'un appareil comprenant une source de rayons X, des moyens supports de plaque cible sensible aux rayons X, des moyens supports de patient adaptés pour supporter un patient en position fixe entre la source de rayons X et les moyens supports de plaque cible. Le praticien doit interpréter les radiographies, pour en déduire les causes probables des douleurs vertébrales du patient. analyse des radiographies est une opération délicate, et, malgré la grande expérience des praticiens, une telle analyse ne permet pas de rendre compte de façon suffisamment fiable et complète des causes d'apparition de certaines affections vertébrales. Dans certains cas, les radiographies conduisent des erreurs de diagnostic. Le problème proposé par la présente invention est de concevoir un nouveau dispositif permettant d'effectuer une analyse plus complète du squelette humain, dans le but de mieux connaître l'origine de certaines douleurs du dos des patients. Un autre problème est de faciliter l'interprétation des mesures obtenues par des appareils de contrôle, en minimisant ainsi les risques d'erreur de diagnostic. Pour atteindre ces objets ainsi que d'autres, un dispositif d'évaluation selon l'invention, pour évaluer une position d'équilibre du corps humain, comprend une source de rayons X, des moyens supports de plaque cible sensible aux rayons X, des moyens supports de patient adaptés pour supporter un patient en position fixe entre la source de rayons X et les moyens supports de plaque cible, et des moyens associés aux moyens supports de patient pour détecter la position horizontale de l'axe global de gravité du patient lors du fonctionnement de la source de rayons X. L'information sur la position horizontale de l'axe global de gravité du patient lors de la prise d'une radiographie peut avoir deux intérêts. Selon un premier intérêt, on peut ainsi lassurer que, lors deux clichés radiographiques successifs, le patient a la même position déterminée par son poids et son centre de gravité, et il est immobile. Selon un second intérêt, on peut visualiser la position centre de gravité du patient sur les clichés radiographiques, caractérisant ainsi l'équilibre du patient. Selon un mode de réalisation avantageux, moyens supports patient, les moyens de source de rayons X et les moyens supports plaque cible sont conformés pour réaliser une radiographie et un repérage simultané de l'axe global gravité d'un patient en position debout. Dans ce cas, le dispositif peut avantageusement être agencé pour prendre une radiographie de la zone thoracique, de la zone lombaire, de la zone pelvienne et de la zone fémorale supérieure patient. De préférence, les moyens supports de patient comprennent des appuie-bras sur lesquels le patient peut appuyer ses bras dans une position définie. Dans un mode de réalisation avantageux, moyens supports de patient sont montés rotatifs autour d'un axe vertical médian, permettant d'orienter angulairement le patient par rapport à la direction entre la source de rayons X et les moyens supports de plaque cible. D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante de modes de réalisation particuliers, faite en relation avec figures jointes, dans lesquelles : - la figure 1 représente schématiquement et en perspective un dispositif évaluation selon un mode de réalisation de présente invention ; - la f igure 2 est une vue de face en coupe diamétrale des moyens supports patient dans le dispositif d'évaluation la f igure 1 ; et - la figure 3 illustre en vue de dessus le dispositif d'évaluation de la figure 1. Dans le mode de réalisation illustré sur les figures 1 et 3, le dispositif comprend une source de rayons X 1, des moyens supports de plaque cible 2 pour supporter une plaque cible sensible aux rayons X et positionnée verticalement à une certaine distance de la source de rayons X 1, et des moyens supports de patient 3 adaptés pour supporter un patient 4 en position fixe entre la source de rayons X 1 et les moyens supports de plaque cible 2. Dans cette disposition, le dispositif selon l'invention est une installation pour la prise de radiographies. Autrement dit, la source de rayons X 1, et les moyens supports de plaque cible 2 peuvent avoir une structure telle que celles habituellement utilisées dans les installations de radiographie médicales. Selon l'invention, les moyens supports de patient 3 comprennent des moyens pour détecter la position horizontale, c'est-à-dire les coordonnées dans le plan horizontal, de l'axe global de gravité 5 du patient ou axe vertical passant par le centre de gravité G du patient 4, lors du fonctionnement de la source de rayons X 1. A priori, l'invention peut s'appliquer à l'analyse de l'équilibre de patients 4 dans diverses positions telles que la position debout, ou la position assise par exemple. Sur la figure 1, on a représenté le dispositif selon l'invention dans le mode de réalisation dans lequel les moyens supports de patient 3, les moyens de source de rayons X 1 et les moyens supports de plaque cible 2 sont conformés pour réaliser une radiographie et un repérage simultané de l'axe global de gravité 5 d'un patient 4 en position debout. Dans cette position debout, pour l'analyse de la colonne vertébrale, le dispositif est agencé pour prendre une radiographie de la zone thoracique, de la zone lombaire, de la zone pelvienne et de la zone fémorale supérieure du patient 4. Dans le mode de réalisation dans lequel le patient 4 est en position debout, il est important que les bras 6 et 7 du patient aient une position définie constante, car leur position influe sur celle du centre de gravité G. Par exemple, comme illustré sur la figure, les moyens supports de patient 3 comprennent des appuie- bras 8 et 9 tels que des tiges verticales, sur lesquels le patient 4 peut appuyer ses bras 6 et 7 en position horizontale, agrippant les tiges 8 et 9 dans ses mains. De préférence, les moyens supports de patient 3 sont montés rotatifs autour d'un axe vertical médian 10, permettant d'orienter angulairement le patient 4 par rapport à la direction reliant la source de rayons X 1 et les moyens supports de plaque cible 2, selon plusieurs positions angulaires successives dans lesquelles plusieurs radiographies peuvent être prises, par exemple de face, puis de profil. Dans le mode de réalisation avantageux illustré sur les f igures 2 et 3, patient 4 repose sur des moyens supports de patient 3 comprenant un plateau de force de balance modifiée 15 muni d'une pluralité de capteurs de force tels que les capteurs Cl, C2 et C3, répartis selon des positions repérées par rapport à un repère XbObYb, et associés à des moyens de calcul pour calculer la position 0., dans le plan horizontal, de la résultante des forces dans ledit repère XbObYb- Le repère XbObYb peut avantageusement être centré en Ob sur le plan XOZ vertical passant par la source de rayons X 1 et perpendiculaire aux moyens supports de plaque cible 2 sensible aux rayons X. Par exemple, comme illustré en vue de face en coupe sur la figure 2, les moyens supports de patient 3 comprennent un plateau fixe 12, qui peut être implanté dans le sol, sur lequel est monté un plateau tournant 13 qui tourillonne autour d'un pivot supérieur 14 du plateau fixe 12. Le pivot supérieur 14 définit ainsi l'axe de rotation du plateau tournant 13, qui est également l'axe vertical médian 10 des moyens supports de patient 3. Le plateau tournant 13 porte un plateau de force de balance modifiée 15, utilisé comme surface d'appui du patient pendant le fonctionnement du dispositif d'évaluation de l'invention. Par exemple, le plateau de force de balance modifiée 15 peut avoir une forme de disque, comme on le voit sur la figure 3. La plaque constituant le plateau de force de balance modifiée 15 est reliée au plateau tournant 13 par l'intermédiaire de trois capteurs de force Cl, C2 et C3, adaptés pour évaluer la force verticale lappui entre le plateau de force de balance modifiée 15 et le plateau tournant 13. Par exemple, comme illustré sur la figure 3, les capteurs de force Cl, C2 et C3 sont repartis à 120' les uns des autres et à équidistance autour du centre Ob. Les trois capteurs Cl, C2 et C3 sont sollicités par des forces verticales Fl, F2 et F3. Le barycentre des emplacements des capteurs Cl, et C3 affectés des coefficients Fl, F2 et F3 est le point 0. où l'axe global de gravité 5 du patient coupe le plan d'appui. Ce point 0. est déterminé par un calcul élémentaire à partir des coordonnées connues des positions des capteurs Cl, C2 et C3 et des valeurs des forces Fl, F2 et F3 mesurées. Le calcul applique la relation : FI 'ObC' + F2'ObC2 + F3'ObC3 = (FI + F2 + 173)-obog Ce calcul peut être réalisé par un microcontrôleur incorporé dans le plateau de force de balance modifiée 15, ou disposé dans un autre emplacement, et programmé d'une façon appropriée qui est à la portée de l'homme du métier. Selon un mode de réalisation avantageux, le dispositif comprend en outre des moyens de calcul pour calculer par homothétie la position de l'image Hg de l'axe global de gravité 5 sur le plan vertical de la plaque cible sensible aux rayons X portée par les moyens supports de plaque cible 2. Par exemple, comme illustré sur la figure, le dispositif, à partir des coordonnées dans le plan horizontal XbObYb de l'axe global de gravité 5, calcule la position de l'image Hg. On peut avantageusement prévoir en outre des moyens pour numériser par balayage l'image radiographique du patient sur les moyens supports de plaque cible 2. on peut pour cela utiliser tous moyens connus de numérisation d'une image radiographique. Selon l'invention, on prévoit en outre des moyens de calcul et de traitement d'image pour superposer à ladite image radiographique numérisée du patient l'image Hg de l'axe global de gravité 5 dans le plan vertical de la plaque sensible aux rayons X. De préférence, les moyens de calcul sont associés à des moyens de mémorisation assurant la mémorisation des coordonnées de la position 0. de la résultante des forces sur le plateau de force de balance modifiée 15 à l'instant de prise de la radiographie. Ainsi, la position relative de l'image radiographique du patient et de l'image Hg de l'axe global de gravité 5 correspond exactement, en tenant compte du grandissement résultant du principe même de radiographie, à la position relative entre le squelette du patient 4 et la position de son axe global de gravité 5 dans l'attitude définie de prise de radiographie. on comprend que le dispositif selon l'invention permet meilleure compréhension du mécanisme de l'équilibre sagittal. Les risques d'erreur sont minimisés, car le dispositif donne de façon automatique la position relative de l'axe global de gravité 5 et du squelette humain. Dans le mode de réalisation pour prise de radiographies en position debout, l'invention permet de prendre en compte membres inférieurs, et de mieux interpréter les défauts de courbure de la colonne vertébrale. A partir de l'image radiographique complétée de l'image de l'axe global de gravité 5, le praticien peut mesurer l'écart entre 'axe global de gravité 5 et l'axe des hanches. Il peut également repérer les centres des têtes fémorales pour évaluer l'écart antéropostérieur entre l'axe global de gravité 5 et les têtes femorales. Après marquage sur la radiographie de points de repère spécifiques par un opérateur, le dispositif peut également, à l'aide ordinateur programmé de façon appropriée, reconstruire un modèle vertébral et pelvien permettant de caractériser et d'évaluer au mieux les courbures des différents tronçons de la colonne vertébrale. La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui ont été explicitement décrits, mais elle en inclut les diverses variantes et généralisations contenues dans le domaine des revendications ci-après. REVENDICATIONS 1 - Dispositif d'évaluation d'une position d'équilibre du corps humain, comprenant une source de rayons X (1), des moyens supports de plaque cible (2) sensible aux rayons X, des moyens supports de patient (3) adaptés pour supporter un patient (4) en position fixe entre la source de rayons X (1) et les moyens supports de plaque cible (2), caractérisé en ce que les moyens supports de patient (3) comprennent des moyens pour détecter la position horizontale de l'axe global de gravité (5) du patient (4) lors du fonctionnement de la source de rayons X (1). 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens supports de patient (3), les moyens de source de rayons X (1) et les moyens supports de plaque cible (2) sont conformés pour réaliser une radiographie et un repérage simultané de l'axe global de gravité (5) d'un patient (4) en position debout. 3 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il est agencé pour prendre une radiographie de la zone thoracique, de la zone lombaire, de la zone pelvienne et de la zone fémorale supérieure du patient (4). 4 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens supports de patient (3) comprennent des appuie-bras (8, 9) sur lesquels le patient (4) peut appuyer ses bras (6, 7) dans une position définie. 5 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens supports de patient (3) sont montés rotatifs autour d'un axe vertical médian (10), permettant d'orienter angulairement le patient (4) par rapport à la direction entre la source de rayons X (1) et les moyens supports de plaque cible (2). 6 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de calcul pour calculer par homothétie la position de l'image (Hg) de l'axe global de gravité (5) sur le plan de la plaque cible (2) sensible aux rayons X. 7 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour numériser par balayage l'image radiographique du patient, et des moyens pour superposer à ladite image radiographique numérisée du patient 1 image (Hg) de l'axe global de gravité (5). 8 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le patient (4) repose sur un plateau de force de balance modifiée (15), muni d'une pluralité capteurs de force répartis selon des positions repérées par rapport à un repère (XbObYb), et associé à des moyens de calcul pour calculer la position (0g) de la résultante des forces dans ledit repère (XbObYb)- 9 - Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce ledit repère (XbObYb) est centré (Ob) sur le plan (XOZ) vertical passant par la source de rayons X (1) et perpendiculaire aux moyens supports de plaque cible (2) sensible aux rayons X. 10 - Dispositif selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que les moyens de calcul sont associés à des moyens de mémorisation assurant la mémorisation des coordonnées de position (0,,) de la résultante des forces sur plateau de force de balance modifiée (15) à l'instant de prise de la radiographie.