Brevet FR2884702A1 — publié le 20061027

DISPOSITIF POUR EVALUER L'APTITUDE PHYSIQUE D'UN INDIVIDU La présente invention se rapporte à un dispositif pour évaluer l'aptitude physique d'un individu. Il existe de nombreux tests permettant de contrôler certaines caractéristiques physiques d'un individu telles que son endurance, sa souplesse,... Par exemple, on peut utiliser une bicyclette ergométrique pour l'endurance. Dans ce cas, on mesure la fréquence cardiaque de l'individu lors du test, l'effort résistif du pédalage étant progressivement augmenté. Pour vérifier la qualité de la ceinture abdominale, l'individu est amené à effectuer des mouvements répétitifs en contractant ses abdominaux, la qualité de la ceinture abdominale étant fonction du nombre de mouvements pendant une période donnée. Pour la composition corporelle, il existe des balances impédancemétriques telles que décrites par exemple dans le document EP-940.120. Pour évaluer le maintien de l'équilibre, selon un mode opératoire, l'individu doit se maintenir debout sur un pied, puis sur l'autre les yeux fermés, la qualité de l'équilibre étant fonction de la durée du maintien en équilibre. Ces tests sont généralement mis en oeuvre de manière indépendante et ne peuvent pas être mis en pratique généralement de manière autonome. Un programme EUROFIT a été mis en place pour développer une batterie de tests communs à l'ensemble des pays Européens, permettant d'évaluer l'aptitude physique, de tout sujet de 7 à 90 ans. Ces tests permettent de mesurer des composantes structurelles (par exemple la taille, le poids, la masse grasse), des 2884702 2 composantes fonctionnelles (par exemple l'endurance, la force) et des composantes relatives à la coordination (par exemple l'équilibre). Ils existent de nombreux tests pour effectuer ces mesures. Toutefois, ces derniers ne peuvent être mis en oeuvre que par une personne compétente qui détermine de manière empirique une fourchette de l'aptitude physique de l'individu au regard des résultats aux différents tests. En effet, il n'existe aucune méthode pour analyser les mesures obtenues directement lors de ces tests et en déduire une évaluation de l'aptitude physique d'un individu. Par ailleurs, pour être objective, cette évaluation est relativement longue et nécessite la mise en oeuvre de nombreux tests. Aussi, la présente invention vise à pallier les inconvénients de l'art antérieur en proposant un dispositif permettant à un individu d'évaluer de manière autonome son aptitude physique, et ceci de manière fiable. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif pour évaluer l'aptitude physique 15 d'un individu caractérisé en ce qu'il comprend: des moyens de mesure de l'endurance, - des moyens de mesure de la composition corporelle, - des moyens de mesure de la force musculaire, des moyens de mesure d'au moins une caractéristique relative à la 20 coordination ou à la motricité, - des moyens de stockage comportant pour chaque mesure une courbe de répartition pour différentes populations, des moyens pour permettre d'identifier la population d'appartenance de l'individu, et - des moyens de traitement pour déterminer pour chaque mesure une note en comparant la valeur mesurée avec la courbe de répartition correspondant à la population d'appartenance de l'individu. 2884702 3 D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre de l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement, en regard des dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est un schéma illustrant le dispositif de l'invention, - la figure 2 est une vue en perspective d'une borne de mesure de paramètres relatifs à l'aptitude physique, - la figure 3 est une vue en perspective des moyens de mesure de la souplesse de l'individu, - la figure 4 est une vue en perspective des moyens de mesure de la force des membres supérieurs, - la figure 5 est une vue de dessus d'une balance impédancemétrique, et - la figure 6 est une vue en élévation d'une ceinture utilisée pour déterminer la qualité de la ceinture abdominale. 5ur la figure 1, on a représenté de manière schématique en 10 un dispositif pour évaluer l'aptitude ou la condition physique d'un individu. Cette évaluation permet d'obtenir une valeur à un instant donné. Ce dispositif d'évaluation de l'aptitude physique comprend des moyens de mesure et de saisie, des moyens de contrôle pour piloter l'ensemble des éléments, des moyens de traitement des mesures ainsi que des moyens pour restituer les résultats. Les moyens de mesure sont regroupés sur une borne 12, illustrée en détails sur la figure 2. Cette borne 12 comprend des moyens 14 de saisie, des moyens 16 de mesure de l'endurance, des moyens 18 de mesure de la composition corporelle, des moyens 20 de mesure de la force musculaire, et des moyens 22 de mesure d'au moins une caractéristique relative à la coordination ou à la motricité. De préférence, les moyens 14 de saisie comprennent un écran 24 et/ou un clavier pour permettre à l'individu de saisir son âge, son sexe, sa taille et 2884702 4 éventuellement tout autre renseignement permettant d'affiner les différentes populations d'individus. D'autres moyens 14 pourraient être envisagés pour déterminer la population d'appartenance de l'individu. Les moyens 16 de mesure de l'endurance permettent d'évaluer l'aptitude de l'individu à un effort prolongé. Selon un mode de réalisation, on utilise à cet effet une bicyclette ergométrique 26. Selon un exemple de test, pour réaliser la mesure, l'individu est invité à pédaler pendant une durée de l'ordre de 8 minutes, la charge de travail étant augmentée progressivement. Le premier palier correspond à une phase d'échauffement, puis l'individu pédale durant cinq paliers de 1 minute, l'intensité étant augmentée à chaque palier. Le rythme cardiaque est mesuré pendant quelques secondes à chaque palier, les accroissements de charge pour chaque palier étant ajustés de manière à ce que le rythme cardiaque approche 80% de la fréquence cardiaque maximale théorique, FC max = 205 - 50% de l'âge. Les moyens de contrôle ajustent de manière automatique le frein magnétique de la bicyclette ergométrique en fonction de l'âge saisi par l'individu. Pour des raisons de sécurité, les moyens de contrôle arrêtent le test pour tous dépassements d'un pourcentage du seuil FC max théorique. Grâce à ce test, on détermine la courbe de la fréquence cardiaque en fonction de la puissance, puis par extrapolation la valeur de la consommation maximale d'oxygène Vo2max en fonction du poids de l'individu. Ainsi, les moyens 16 de mesure de l'endurance transmettent aux moyens de traitement un signal proportionnel à une mesure appelée par la suite mesure de l'endurance, en Watt, correspondant à la consommation maximale d'oxygène. Les moyens 18 de mesure de la composition corporelle comprennent une balance impédancemétrique 28 telle que décrite par exemple dans le document EP-940.120. 2884702 5 Cette balance 28 permet de mesurer le poids total de l'individu ainsi que la composition corporelle à savoir la masse grasse et la masse maigre. Ces masses sont un des éléments essentiels de l'évaluation de l'aptitude physique, un pourcentage élevé ou faible de masse grasse étant un facteur limitant d'une bonne aptitude physique. Selon un mode opératoire, l'individu est invité à monter sur la balance 28. Cette dernière effectue des mesures pour déterminer le poids, la masse grasse et la masse maigre. Ainsi, les moyens 18 de mesure de la composition corporelle transmettent aux 10 moyens de traitement un signal proportionnel à une mesure appelée par la suite mesure de la composition corporelle, par exemple un rapport. Les moyens 20 de mesure de la force musculaire comprennent de préférence, des moyens pour mesurer la force des membres inférieurs, des moyens pour mesurer la force des membres supérieurs ainsi que des moyens pour mesurer la qualité de la ceinture abdominale. Avantageusement, la bicyclette ergométrique 26 peut être utilisée pour mesurer la force des jambes. Selon un mode opératoire, l'individu est invité à pédaler le plus vite possible pendant un très court temps de l'ordre d'une dizaine de secondes. Pendant ce temps, les moyens de contrôle augmentent rapidement la charge de pédalage. La résistance étant de plus en plus élevée, la vitesse de pédalage décroît au bout de quelques secondes. Le pic de cette courbe puissance/vitesse correspond à la puissance maximale des jambes exprimée en Watt. Ainsi, les moyens pour mesurer la force des membres inférieurs transmettent 25 aux moyens de traitement un signal proportionnel à une mesure appelée par la suite mesure de la force des membres inférieurs, en Watt. Pour mesurer la force des membres supérieurs, on utilise une poignée 30 telle qu'illustrée sur la figure 4. Cette poignée 30 comprend un corps 32 avec un 2884702 6 prolongement en forme de L, immobile en translation, comportant une première branche 34. Un autre élément 36 en forme de L est susceptible de se translater par rapport au corps 32 et comporte une seconde branche 38 sensiblement parallèle à la première branche 34. Des moyens de rappel 40 sont prévus pour empêcher le rapprochement des deux branches 34 et 38. Un capteur de force est prévu pour mesurer l'effort appliqué par l'individu lorsqu'il saisit les deux branches et tend à les rapprocher à l'encontre des moyens de rappel. Ainsi, l'individu est invité à serrer avec la main gauche puis avec la main droite les deux branches 34 et 38. La poignée transmet un signal proportionnel à l'effort maximal exercé par la main gauche et la main droite. Ainsi, les moyens pour mesurer la force des membres supérieurs transmettent aux moyens de traitement un signal proportionnel à une mesure appelée par la suite mesure de la force des membres supérieurs, en Kg. Pour mesurer la qualité de la ceinture abdominale, on utilise une ceinture abdominale 42. Cette ceinture comprend un ou plusieurs capteurs de pression 44 ou jauges de contrainte susceptibles de mesurer l'action des muscles des abdominaux sur la ceinture. Selon un mode opératoire, l'individu est invité à placer la ceinture au niveau de la taille. Lorsque la ceinture est mise en place sans contraction des abdominaux, la ceinture transmet un signal correspondant à l'origine. L'individu est alors invité à contracter de manière volontaire ses abdominaux. La ceinture transmet alors un signal proportionnel à l'effort exercé par les muscles des abdominaux sur la ceinture 42. Ainsi, les moyens pour mesurer la qualité de la ceinture abdominale transmettent 25 aux moyens de traitement un signal proportionnel à une mesure appelée par la suite mesure de la force abdominale, en kg. Les moyens 22 de mesure d'au moins une caractéristique relative à la coordination ou à la motricité comprennent de préférence, des moyens pour 2884702 7 mesurer les réflexes de l'individu, des moyens pour mesurer sa souplesse ainsi que des moyens pour mesurer son équilibre. Avantageusement, l'écran 24 peut être utilisé pour mesurer les réflexes de l'individu. Ainsi, la personne est invitée à appuyer sur un bouton ou sur l'écran tactile 24 lorsqu'elle entend ou voit un signal. L'émission des signaux visuels ou sonores est gérée par les moyens de contrôle qui mesurent également le temps de réaction de l'individu correspondant à la durée entre l'émission du signal et l'action produite par l'individu en réponse. Une valeur moyenne correspondant à la mesure des réflexes est transmise aux moyens de traitement. Pour mesurer la souplesse de l'individu, une palette mobile 46, illustrée sur la figure 3, peut être utilisée. Cette palette mobile 46 est reliée à une courroie 48 tendue entre deux poulies 50 disposées aux extrémités d'un montant vertical 52. Un codeur 54 relié à une des poulies 50 permet de mesurer le déplacement de la palette mobile 46. Des moyens de rappel sont prévus pour maintenir la palette en position haute. Selon un mode opératoire, l'individu est invité à monter sur un socle surélevé, et à faire descendre la palette le plus bas possible, en fléchissant en avant sans fléchir les jambes. Le codeur 54 permet de mesurer le déplacement de la palette mobile 46. Ainsi, les moyens pour mesurer la souplesse transmettent aux moyens de traitement un signal proportionnel à une mesure appelée par la suite mesure de la souplesse, en unité de longueur. Pour mesurer l'équilibre, on utilise de préférence un statokinésimètre 56 comme illustré sur la figure 5. La balance 28 équipée de capteurs de pression 58 répartis sous le plateau de manière adaptée, par exemple au niveau de chaque angle, peut jouer la fonction de statokinésimètre 56. Ces capteurs sont susceptibles de capter la variation d'efforts générée par le déplacement du centre de gravité de l'individu disposé sur le plateau de la balance. Ainsi, les 2884702 8 valeurs mesurées par les différents capteurs traduisent l'évolution de la répartition des forces de réaction aux appuis plantaires. En fonction des différences des valeurs mesurées par les capteurs, des moyens de calcul déterminent la position en temps réel du centre de gravité du corps (Xg, Yg) dans un repère d'axes X, Y représentés sur la figure 5. Ainsi, il est possible de déterminer la position moyenne du centre de gravité Xgmoy, Ygmoy qui correspondent respectivement aux moyennes des valeurs selon l'axe des X et selon l'axe des Y. On peut également déterminer les surfaces parcourues par la projection du centre de gravité de la personne sur le plateau, des surfaces importantes traduisant un mauvais équilibre, ainsi que les oscillations -transversales (selon l'axe X) et longitudinales (selon l'axe Y) ce qui permet également de détecter des troubles de l'équilibre. Selon un mode opératoire, l'individu est invité à monter sur la balance et à effectuer trois tests, le premier en appui sur les deux pieds avec les yeux ouverts, le deuxième en appui sur les deux pieds avec les yeux fermés et le troisième en appui sur un pied. Pour les trois tests, les moyens de calcul déterminent au moins la surface parcourue par la projection dudit centre de gravité. Ainsi, les moyens de mesure de l'équilibre transmettent aux moyens de traitement un signal proportionnel à une mesure appelée par la suite mesure de l'équilibre, en unité de surface, correspondant à une moyenne des surfaces calculées pour les trois tests. Ainsi, selon l'invention, comme illustré sur la figure 2, la borne d'évaluation comprend une balance impédance métrique 28 pour déterminer le poids, la mesure de la composition corporelle et la mesure de l'équilibre, une bicyclette ergométrique 26 pour déterminer la mesure de l'endurance et la mesure de la force des membres inférieurs, une poignée 30 pour déterminer la mesure de la 2884702 9 force des membres supérieurs, une ceinture abdominale 42 pour déterminer la mesure de la force abdominale, une palette mobile 46 pour déterminer la mesure de la souplesse ainsi que des moyens de saisie et/ou un écran 24 pour identifier la population d'appartenance de l'individu et pour déterminer la mesure des réflexes. En variante, la borne peut comprendre une balance impédancemétrique pour la mesure de la composition corporelle et du poids et un autre plateau pour la mesure de l'équilibre. Cette borne permet dans un encombrement réduit de collecter ces différentes mesures relatives à un individu afin de lui permettre d'évaluer de manière 10 autonome et fiable son aptitude physique. Selon une caractéristique importante de l'invention, le dispositif comprend des moyens de stockage comportant pour chaque mesure une courbe de répartition pour différentes populations caractérisées chacune au moins par une plage d'âges, une plage de tailles et le sexe des individus (une courbe pour chaque population différente). Ces courbes de répartition se présentent sous la forme de courbes de gauss. Ainsi, les résultats de chaque population répondent à une loi normale. A titre d'exemple, pour la mesure de la force des membres supérieurs, pour une population donnée, à savoir de sexe masculin, d'âge variant de 30 à 39 ans, la moyenne de la force des membres supérieurs est de 57 Kg. Ainsi la loi normale est caractérisée par une valeur moyenne Xmoy de 57 et un écart type b de 8. Ainsi pour chaque mesure, les moyens de traitement déterminent une note en comparant la valeur mesurée avec la courbe de répartition correspondant à la population d'appartenance de l'individu. La note de l'individu Ni = Nmax- (abs(Xi-Xmoy))/ b avec: Nmax étant la note maximale, par exemple 20 dans un système de notation de 0 à 20, Abs étant la valeur absolue, Xi étant la valeur mesurée, Xmoy étant la valeur moyenne de la loi normale, et ô étant l'écart type de la loi normale. Ainsi pour chaque mesure, les moyens de traitement affectent à l'individu une 5 note. La note correspondant à l'aptitude physique est égale à la moyenne des notes avec un coefficient 1 pour la mesure de la composition corporelle, un coefficient 1 pour la mesure de l'endurance, un coefficient 1 pour la mesure de la force musculaire (1/3 pour la mesure de la force des membres supérieurs, 1/3 pour la mesure de la force des membres inférieurs et 1/3 pour la mesure de la force abdominale), et un coefficient 1 pour la mesure relative à la motricité (1/3 pour la mesure des réflexes, 1/3 pour la mesure de la souplesse et 1/3 pour la mesure de l'équilibre). Sur la figure 1, on a représenté en 60 les moyens de traitement et de contrôle, 15 en 62 les moyens de stockage et en 64 les résultats. De préférence, la borne comprend les différents moyens de mesure, les moyens de saisie, les moyens de contrôle pour piloter l'ensemble des éléments, les moyens de traitement des mesures ainsi que les moyens pour restituer les résultats, les moyens de traitement 60 communiquant par tous moyens appropriés avec un moyen de stockage 62 indépendant et unique pour l'ensemble des bornes d'évaluation. Cette caractéristique permet de stocker pour chaque individu son profil et de pouvoir le restituer sur chaque borne. De plus, cette architecture permet d'actualiser à chaque mesure les courbes de répartition et d'affiner ainsi les résultats, le nombre d'individus de chaque population des courbes de répartition augmentant au fil du temps. Selon un mode opératoire, l'individu s'installe en face de la borne au droit de l'écran 24. L'individu saisit son âge, son sexe, sa taille afin d'identifier la population à laquelle il appartient. Après cette phase, les différentes mesures sont effectuées. L'individu est invité à monter sur la balance 28 afin de mesurer son poids, sa composition corporelle et la mesure de l'équilibre. Ensuite, on effectue les test suivants: la mesure des réflexes, la mesure de la force des membres supérieurs, la mesure de la force abdominale, la mesure de la souplesse, la mesure de la puissance des membres inférieurs ainsi que la mesure de l'endurance. Ces étapes ont une durée de l'ordre de 15 min. Les moyens de traitement 60 analysent les mesures et déterminent les notes. Les moyens de restitution affichent la note globale d'aptitude physique ainsi qu'éventuellement les notes pour chaque mesure. Cette restitution peut être accompagnée de commentaires et/ou de préconisations en fonction de la ou des notes obtenues. De préférence, le profil de l'individu (les données relatives à ses notes, à son âge, à son sexe et à sa taille) est stocké dans les moyens 62 de stockage, associé à un identifiant. Ainsi, lorsque l'individu utilise une autre borne, il peut revoir son profil et ses résultats en saisissant l'identifiant qui lui aura été attribué. Pour conserver les données confidentielles, l'identifiant peut comprendre un mot de passe et les données peuvent être transmises cryptées. Bien entendu, l'invention n'est évidemment pas limitée au mode de réalisation représenté et décrit ci-dessus, mais en couvre au contraire toutes les variantes, notamment en ce qui concerne les moyens pour réaliser les mesures. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour évaluer l'aptitude physique d'un individu caractérisé en ce qu'il comprend - des moyens (16) de mesure de l'endurance, - des moyens (18) de mesure de la composition corporelle, -des moyens (20) de mesure de la force musculaire, - des moyens (22) de mesure d'au moins une caractéristique relative à la coordination ou à la motricité, - des moyens de stockage (62) comportant pour chaque mesure une courbe de répartition pour différentes populations, -des moyens (14) pour permettre d'identifier la population d'appartenance de l'individu, et - des moyens de traitement (60) pour déterminer pour chaque mesure une note en comparant la valeur mesurée avec la courbe de répartition correspondant à la population d'appartenance de l'individu. 2. Dispositif pour évaluer l'aptitude physique d'un individu selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une borne comportant les différents moyens de mesure ainsi qu'un moyen de stockage (62) indépendant et unique pour l'ensemble des bornes d'évaluation, des moyens de communication étant prévus pour assurer les échanges entre les différentes bornes et le moyen de stockage unique. 3. Dispositif pour évaluer l'aptitude physique d'un individu selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens (20) de mesure de la force musculaire comprennent des moyens pour mesurer la force des membres inférieurs, des moyens pour mesurer la force des membres supérieurs ainsi que des moyens pour mesurer la qualité de la ceinture abdominale. 2884702 13 4. Dispositif pour évaluer l'aptitude physique d'un individu selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens pour mesurer la qualité de la ceinture abdominale comprennent une ceinture (42) susceptible d'être disposée au niveau de la taille de l'individu, avec un ou plusieurs capteurs (44) susceptibles de mesurer l'action de la ceinture abdominale sur la ceinture lorsque la ceinture abdominale est contractée. 5. Dispositif pour évaluer l'aptitude physique d'un individu selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens (22) de mesure d'au moins une caractéristique relative à la coordination ou à la motricité comprennent des moyens pour mesurer les réflexes de l'individu, des moyens pour mesurer sa souplesse ainsi que des moyens pour mesurer son équilibre. 6. Dispositif pour évaluer l'aptitude physique d'un individu selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens pour mesurer la souplesse de l'individu comprennent une palette mobile (46) ainsi que des moyens (54) pour mesurer le déplacement de ladite palette mobile en raison d'une action de l'individu. 7. Dispositif pour évaluer l'aptitude physique d'un individu selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que les moyens pour mesurer l'équilibre 20 de l'individu comprennent un statokinésimètre (56). 8. Dispositif pour évaluer l'aptitude physique d'un individu selon la revendication 7, caractérisé en ce que le statokinésimètre (56) comprend une balance avec des capteurs de pression (58) répartis sous le plateau de la balance de manière adaptée, susceptibles de capter la variation d'efforts générée par le déplacement du centre de gravité de l'individu disposé sur le plateau de la balance ainsi que des moyens de calcul pour déterminer au moins la surface parcourue par la projection dudit centre de gravité.