Brevet FR2899090A1 — publié le 20071005

1. La présente invention concerne un dispositif permettant - de mesurer objectivement la force musculaire que développe un sujet lorsqu'il se relève d'une position jambes fléchies (position semi-assise à accroupie), indicateur global de la force développée par les muscles extenseurs proximaux et distaux des membres inférieurs d'un sujet - d'augmenter la force musculaire développée par les muscles extenseurs des membres inférieurs lors d'un entraînement du relever contre résistance avec ce dispositif, le dispositif permettant de régler la position dans laquelle s'exercent les efforts de relever (niveau de flexion des genoux Q), la résistance contre laquelle le mouvement de relever est effectué (isométrique ou non) et son intensité. - d'augmenter, lors d'un entraînement du relever avec ce dispositif, la résistance osseuse des membres inférieurs (augmentation de la densité minérale osseuse, de la micro-architecture osseuse et de l'épaisseur des corticales en particulier), en particulier du col du fémur, ceci de manière à concourir à prévenir les fractures du col du fémur chez des sujets à risque (sujets ostéopéniques par exemple). 2. L'évaluation des capacités fonctionnelles des membres inférieurs par les méthodes actuelles présente des limites inhérentes à ces méthodes: -La mesure de la force d'extension maximale du genou mesurée en position assise évalue la force du quadriceps mais ne permet pas d'évaluer la force des muscles proximaux (entourant la hanche) en particulier - Les mesures effectuées sur un banc de musculation en position couchée sur le dos (squat), permettent d'évaluer la force des muscles extenseurs proximaux des membres inférieurs. Cette méthode, en position couchée, ne permet cependant pas d'évaluer les capacités d'un individu à effectuer des activités d'extension des membres inférieurs en position debout. - Le relever d'une charge portée au dessus de la ceinture à partir d'une position accroupie (position de l'haltérophile), permet d'évaluer la capacité de relever d'un sujet. Cependant, le soulever de charges tenues au dessus de la ceinture se heurte à sa faible faisabilité pour la plupart des sujets en raison des complications vertébrales possibles du port de charge. La mesure de la charge -2- maximale pouvant être relevée par un sujet nécessite en outre plusieurs essais, ce qui augmente d'autant le risque de complications. 3. Notre dispositif permet d'obtenir les avantages du soulever de poids par un haltérophile (position debout, mesure de la force développée par les muscles proximaux de hanche), mais sans inconvénient vertébral. 4. Le dispositif selon l'invention comporte en première caractéristique : - une ceinture à coussin d'air rembourrée (1), permettant d'éviter les effets de cisaillement ou de friction sur la peau lors des efforts de rellever - un cordon (2), dont le niveau d'élasticité (ou de résistance) lors de la poussée verticale et la longueur peuvent être réglés, reliant la ceinture à un capteur de pression (3). Le caractère plus ou moins extensible de ce cordon permet d'envisager des mouvements de relever isométriques ou non, - un capteur de pression (3) fixé sur un socle, permettant de lire la force de relever développée par le sujet en temps réel, - un socle (4), sur lequel le sujet est debout, posé sur le sol, -un support à hauteur variable (5), de manière à faciliter le positionnement initial du sujet, c'est-à-dire permettant d'obtenir le degré souhaité de flexion des genoux S2 sans fatigue du sujet. Le dessin annexé (Fig. 1) illustre l'invention : 5. Mode opératoire Le réglage de la longueur du cordon reliant la ceinture rembourrée au capteur fixé au sol, permet d'obtenir la position de départ souhaitée (le niveau de flexion de genou souhaité) (Q) chez le sujet. Ainsi est-il possible d'effectuer des mesures de la force de relever et d'améliorer la force de relever contre résistance (entraînement) dans différentes positions (position agenouillée, assise, semi-assise, etc..), en fonction des objectifs poursuivis. La résistance du cordon est elle aussi réglable (jusqu'à totalement inextensible), pour donner la possibilité d'effectuer des mouvements en isométrique ou non. Après réglage de la longueur du cordon et du niveau de résistance du cordon en fonction des objectifs poursuivis, le sujet effectue une poussée -3-verticale contre résistance (la résistance induite par le cordon qui relie la ceinture au socle via le capteur), dont l'intensité peut être réglée par le sujet lui-même ou l'examinateur grâce au capteur de pression fixé au sol, qui donne en continue la force de relever développée. Le sujet arrête en effet de pousser vers le haut quand le niveau de force développée souhaité est atteint De manière à optimiser le confort des sujets et à rendre les mouvements de relever contre résistance totalement indolores et sans aucun danger (sur le plan musculaire, articulaire ou tendineux), le sujet va effectuer un effort de relever (pousser vers le haut contre la résistance du cordon qui s'exerce au niveau de la ceinture) de faible intensité dans un premier temps puis avec une force croissante, sans jamais atteindre le seuil douloureux musculaire ou articulaire. De la même manière, après obtention de la force voulue (force maximale ou autre), la diminution de poussée se fera sans à coup jusqu'à l'arrêt de l'effort. La ceinture étant fixée à la taille du sujet, les contraintes sur le rachis lors des mouvements de poussée verticale seront presque inexistantes. La ceinture ergonomique permet quant à elle de limiter les contraintes sur la peau lors des efforts de relever. 6. Intérêt et applications de la mesure de la force de relever et de l'augmentation de la force de relever utilisant ce dispositif : 6.1. Applications musculaires Les activités d'extension des membres inférieurs en position érigée (debout) sont cruciales dans différentes situations. A titre d'exemples non limitatifs, 2 applications au développement de la force de relever en position debout: - La capacité à effectuer une extension suffisante des membres inférieurs en position érigée est essentielle pour se relever d'une chaise sans appui sur les accoudoirs par exemple (dont on sait qu'elle est fortement associée au niveau d'autonomie fonctionnelle d'un sujet âgé) ou pour soulever un objet lourd posé sur le sol, avec les 2 mains, sans solliciter fortement le rachis. Le dépistage des sujets ayant des capacités faibles de relever avec notre outil est ainsi utile pour -4- dépister des sujets à risque de réduction de l'autonomie fonctionnelle pour ce type d'activités, en particulier âgés. Un entraînement avec notre dispositif va permettre d'améliorer leurs capacités de relever, afin qu'ils améliorent leur capacité à effectuer ces activités de la vie quotidienne (maintien de l'autonomie). - La capacité à effectuer une extension des membres inférieurs en position debout de très haute intensité est essentielle pour obtenir des performances de haut niveau dans différentes activités, sportives en particulier (ski, etc...). L'entraînement des sportifs avec cet outil permettra d'améliorer les capacités fonctionnelles des muscles extenseurs des rnembres inférieurs et donc les performances chez ces sportifs. 6.2. Applications osseuses Les activités physiques à haut niveau de contrainte exercées sur le col du fémur, à condition d'être effectuées en position debout (effet conjugué de la contrainte et de la pesanteur), peuvent augmenter la résistance osseuse des membres inférieurs (du col du fémur en particulier). Notre outil va permettre de soumettre les os des membres inférieurs à des contraintes mécaniques de haute intensité lors d'effort maximaux ou sous-maximaux de relever contre résistance. Le niveau d'intensité fort de la contrainte, le fait que cette contrainte s'effectue dans l'axe des segments osseux et le fait que cette contrainte s'effectue par le biais d'un mouvement utilisé dans la vie quotidienne apporte plusieurs avantages : haute intensité et en position debout (effet de la gravité) : caractère ostéogénique dans des conditions physiologiques dans l'axe et utilisant un mouvement physiologique : innocuité 7. En pratique ; perspectives 7.1 Les valeurs maximales et sous-maximales de force de relever sont mesurées chez des sujets considérés comme normaux , permettant de déterminer des valeurs de référence en fonction de la taille, du poids et du sexe et de l'âge. Ces données permettent dans un deuxième temps de dépister des sujets en cours de déconditionnement physique des membres inférieurs (en 2899090 -5- comparant les performances d'un sujet à la valeur théorique en fonction du sexe, du poids, de la taille et de l'âge) La force maximale de relever développée par le sujet jugée insuffisante va ensuite servir à adapter l'entraînement de la force de relever à un certain niveau 5 des capacités de force maximale initiales (répétitions de 20 mouvements de relever à 70% de la force maximale de relever initiale, un jour sur 2 pendant 1 mois par exemple). L'efficacité de l'entraînement sera contrôlée par les variations des valeurs maximales de force entre - avant et après- l'entraînement. 10 7.2. D'autres applications à ce dispositif vont être secondairement développées (amélioration de la vascularisation des membres inférieurs lors de l'effort avec cet outil chez les artéritiques, etc... ; liste non limitative des applications possibles du procédé). REVENDICATIONS 1) Dispositif de mesure et d'entraînement de la force musculaire d'un sujet, caractérisé en ce qu'il comprend un capteur de pression (3) fixé sur un socle (4) permettant de lire la force de poussée développée par le sujet en temps réel, une ceinture à coussin d'air rembourrée (1) permettant lors des efforts d'éviter les effets de cisaillement ou de friction sur la peau, un cordon (2) reliant la ceinture à coussin d'air rembourrée (1) au capteur de pression (4) et un support à hauteur variable (5) permettant le positionnement initial du sujet. - 2) Dispositif de mesure et d'entraînement de la force d'un sujet selon la revendication 1, caractérisé en ce que le cordon (2) a une élasticité et une longueur réglables.