Brevet FR2820628A1 — publié le 20020816

La présente invention a en particulier pour but de permettre l'évaluation des forces et mouvements chez une personne dans les cas d'analyse de vigilance ou de bilan d'une déficience motrice. Elle s'applique particulièrement mais non exclusivement au diagnostic médical et à la rééducation. A titre d'exemple, chez beaucoup de malades atteints de troubles neurologiques ou musculaires graves entraînant une paralysie totale ou partielle, on constate que de très faibles mouvements pourraient être exploités pour pallier aux besoins de la vie courante et leur permettre une meilleure autonomie. De même, chez les personnes âgées, une même approche complétée d'une analyse de l'évolution de la dégénérescence des forces musculaires peut s'avérer utile. Enfin, cette invention est particulièrement adaptée à l'étude des forces et mouvements obtenus en pré et post opératoire dans le domaine de la chirurgie des membres supérieurs. Une autre utilisation consiste à enregistrer sur une période de temps la force qu'exerce un conducteur sur un organe de conduite mais aussi son délai de réflexe par rapport à un signal venant de l'extérieur ; c'est donc la vigilance qui ici peut être estimée. Cette application est particulièrement intéressante notamment pour les conducteurs de train. Elle intéresse aussi l'ensemble des fabricants d'interrupteurs et contacteurs électriques qui peuvent ainsi évaluer les forces nécessaires à leur actionnement. La présente invention se compose donc d'un ou de plusieurs capteurs (Fig 1) dont la particularité est de ne pas modifier la posture naturelle, d'un boîtier de mesure (Fig 3) capable de transmettre à un ordinateur les données reçues par le ou les capteurs et d'un programme informatique permettant d'enregistrer sous forme de courbes paramétrables dans l'espace temps les variations des forces mesurées et d'autres signaux témoin. Pour l'évaluation de faibles mouvements, il est indispensable de pouvoir mesurer les forces et déplacements que la personne ou le patient est capable d'exercer volontairement. Pour la vigilance, il est utile de connaître en fonction du temps écoulé la force exercée par l'opérateur sur un organe de commande. Il est aussi utile de connaître les temps de réaction, et les possibilités de maintenir un effort soutenu et constant. En outre, très souvent, pour des actions de faible amplitude, on constate des mouvements parasites incontrôlés indispensables à identifier : tremblements, athétoses, contractures, spasmes... La présente invention se propose de donner des indications fiables et une traçabilité. De nombreux appareils d'évaluation existent, les plus simples de type analogique permettent d'évaluer les forces et mouvements à un moment donné. Ils présentent l'inconvénient de ne pas mémoriser la mesure. D'autres appareils mémorisent cette mesure sous forme d'une courbe mais ne permettent pas d'indiquer à quel moment l'ordre d'exercer cet effort a été donné. Dans bien des cas, les capteurs sont peu adaptés à ce type d'utilisation. En effet, pour effectuer une mesure fiable, il convient que la personne ou le malade soit et reste au moment de la mesure dans une position la plus naturelle possible. La présente invention a donc pour but de remédier à ces inconvénients. Suivant un mode de réalisation préférentiel mais nullement limitatif, le capteur se présente sous la forme d'une pastille d'environ 20 mm de diamètre et de 0,8 mm d'épaisseur. Cette pastille est constituée de deux membranes souples conductrices entre lesquelles on dispose d'un liquide conducteur de l'électricité. Suivant un autre mode de réalisation, le capteur ou les capteurs peut présenter dans le même principe des formes adaptées à l'organe de commande. La résistivité de ce liquide est fonction de la pression exercée sur la membrane. Deux fils conducteurs transmettent cette variation de résistance à un boîtier de mesure. Un exemple de réalisation consiste à placer cette résistance variable dans un pont diviseur de tension pour obtenir en sortie une variation de tension proportionnelle à la force exercée sur les deux membranes. Cette variation de tension sera ensuite transformée en un signal numérique par un convertisseur A/D et transmise grâce à un microprocesseur à un port de communication d'un ordinateur. Le programme d'analyse utilisé par le micro-ordinateur permettra d'envoyer ou de recevoir d'un capteur, au choix de l'opérateur, d'une façon séquentielle ou aléatoire, un signal au boîtier de mesure. Ce signal se manifestera par un bip sonore ou l'allumage d'un témoin. L'envoi de ce signal ou la réception de ce signal sera repéré à l'écran de l'ordinateur par un trait vertical dans l'axe des abscisses visualisant le temps. L'axe des ordonnés sera quant à lui gradué en Nw ou en grammes si l'on désire mesurer une force et permettra de visualiser la force exercée par le patient sur les membranes. Exemple d'utilisation Le patient étant placé dans sa position normale de repos, on dispose par exemple si l'on veut évaluer la force exercée entre le pouce et l'index le capteur à membranes entre ces deux doigts. L'opérateur demande ensuite au malade d'exercer une pression entre le pouce et l'index lorsque le signal sonore ou visuel se manifestera. Cette pression devra être par exemple maintenu jusqu'au prochain signal. L'invention sera mieux comprise eu égard aux dessins ci annexés où l'on visualise : - en figure (1) un exemple de capteur avec en repère (1) la membrane conductrice supérieure, en repère (2) la membrane conductrice inférieure et en repère (3) les fils conducteurs ; - en figure (2) la courbe caractéristique de ce type de capteur où l'on constate qu'il est particulièrement adapté pour la mesure de faible force ou pression ; - en figure (3) le synoptique de la chaîne de mesure où l'on distingue en repère (4) le capteur à membranes relié au boîtier de mesure (a) comprenant quant à lui en (5) le pont diviseur, en (6) le convertisseur analogique, en (7) l'interface de communication reliée à l'ordinateur repère (8), l'écran étant représenté repère (9) ; le contacteur de commande permettant de déclencher la mesure représenté repère (10) pouvant être un périphérique de l'ordinateur. Un autre exemple d'utilisation consiste à étudier la vigilance d'un conducteur de train à grande vitesse. Dans ce mode de transport, le conducteur doit pour signaler sa vigilance avoir constamment entre les mains un organe de conduite. Ce dispositif est communément appelé homme mort . Sur ces trains à grande vitesse, les signaux placés sur la voie sont transmis dans la cellule du conducteur. Il peut être intéressant d'analyser le temps de réflexe et la vigilance du conducteur par rapport aux signaux reçus. Dans ce cas, un signal reçu dans la cabine sera repéré sur le graphe de l'ordinateur par un trait vertical. Le temps de réaction du conducteur peut être facilement mesuré en appréciant l'écart entre le signal et la courbe des forces de maintien sur l'organe de conduite. REVENDICATIONS 1) Dispositif d'enregistrement de forces ou de déplacements musculaires caractérisé en ce qu'il comporte au moins un capteur de force (4), associé à un pont diviseur (5), puis à un convertisseur analogique (6), et à une interface de communication (7) relié à un ordinateur (8), dont le programme permet de visualiser sur un écran (9) en ordonnées, la valeur des forces ou déplacements obtenus sur le ou les capteurs, et en abscisses, l'échelle des temps complétée par la visualisation à l'écran de signaux émis ou reçus permettant d'apprécier le moment du déclenchement de l'action. 2) Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend un moyen d'émission ou de réception d'un signal permettant d'apprécier le moment du déclenchement de Faction musculaire destiné à être perçu par l'utilisateur d'une manière visible ou audible, le dit signal étant émis par une commande de l'ordinateur et du programme associé. 3) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que la mesure est obtenue à l'aide d'un capteur ne modifiant pas la posture naturelle de la personne à étudier, le capteur étant constitué de deux membranes Isolées l'une par rapport à l'autre, entre lesquelles on place une encre semi-conductrice dont la résistivité varie avec la force exercée sur une membrane par rapport à l'autre.