Brevet FR3012314A1 — publié le 20150501

63FDEP.docx 1 La présente invention concerne le domaine médical, notamment orthopédique, et concerne plus particulièrement un dispositif d'évaluation de la mobilité d'une articulation entre deux segments du corps d'un être vivant. Que ce soit lors d'une phase de diagnostic d'une articulation naturelle ou lors de la convalescence ou d'un suivi à long terme d'une articulation prothétique suite à une opération chirurgicale, le personnel médical évalue le plus souvent la mobilité de ladite articulation par les mouvements qu'est capable de réaliser l'être vivant. Généralement, cette évaluation se fait par manipulation de segments articulés de l'être vivant. Il n'existe toutefois pas de méthode ni de dispositif permettant de quantifier et d'évaluer de façon objective la mobilité d'une articulation. Un premier problème proposé par l'invention est de concevoir un dispositif permettant d'évaluer de façon fiable et objective la mobilité d'une articulation entre deux segments du corps d'un être vivant. Selon un autre aspect, l'invention vise à permettre une évaluation de la mobilité d'une articulation sans que le personnel médical n'ait à manipuler lui-même, de façon artificielle, l'articulation de l'être vivant. Pour atteindre ces objets ainsi que d'autres, l'invention propose un dispositif d'évaluation de la mobilité d'une articulation entre deux segments du corps d'un être vivant ; selon l'invention, ledit dispositif comprend : - des moyens de capteur, aptes à générer des signaux représentatifs des orientations dans un ou plusieurs référentiels d'un premier segment par rapport à un deuxième segment reliés l'un à l'autre par une articulation, - des moyens de traitement, aptes à traiter les signaux émis par les moyens de capteur pour les convertir en données, - des moyens d'interface activables par l'être vivant pour signaler l'éventuelle présence d'une douleur lorsque le premier segment et le deuxième segment sont dans une orientation relative particulière détectée par les moyens de capteur, - des moyens de mémorisation, aptes à mémoriser les données de l'orientation relative particulière du premier segment par rapport au deuxième segment au moins lorsque les moyens d'interface sont sollicités par l'être vivant pour signaler la présence d'une douleur. Le dispositif selon l'invention permet d'enregistrer les orientations relatives précises entre le premier segment et le deuxième segment qui déclenchent l'apparition d'une douleur pour l'être vivant. 63FDEP.docx 2 Lors de l'évaluation menée grâce au dispositif selon l'invention, l'être vivant intervient de façon ponctuelle sur les moyens d'interface pour signaler la présence d'une douleur lorsque les premier et deuxième segments sont dans une orientation relative déclenchant une douleur. L'enregistrement des différentes orientations relatives particulières ayant déclenché une douleur chez l'être vivant permet a posteriori au personnel médical de récupérer et prendre connaissance de ces orientations relatives particulières, lesdites orientations relatives particulières ayant pu être rencontrées pendant l'activité quotidienne de l'être vivant et en l'absence de personnel médical. Le dispositif selon l'invention peut être utilisé sur une articulation naturelle ou sur une articulation prothétique. Dans le cas d'une articulation prothétique, on pourra ainsi suivre, de façon fiable à l'aide de mesures concrètes, la progression de la mobilité de l'articulation lors de la période de convalescence de l'être vivant. De préférence, on peut prévoir que : - les moyens de mémorisation effectuent une mémorisation continue au cours d'une période de temps des données des orientations relatives successives du premier segment par rapport au deuxième segment, - les moyens de mémorisation enregistrent, au cours de ladite période de temps, les moments auxquels l'être vivant sollicite les moyens d'interface. On peut ainsi effectuer une évaluation en temps réel d'une activité de l'être vivant. L'obtention d'un relevé de l'activité d'un être vivant au cours d'une période de temps, pouvant être d'une journée ou plus, permet de mieux connaître son mode de vie et de mieux évaluer les risques auxquels il est exposé. Le cas échéant, cela permet également d'apprécier le bon fonctionnement de la prothèse et son adéquation avec le mode de vie de l'être vivant. Avantageusement, les moyens de capteurs peuvent comprendre : - une première unité de capteur destinée à être rapportée sur le premier segment par des premiers moyens d'attachement, et comportant des premiers capteurs permettant de déterminer l'orientation du premier segment dans un référentiel terrestre, - une deuxième unité de capteur destinée à être rapportée sur le deuxième segment par des deuxièmes moyens d'attachement, et comportant des deuxièmes capteurs permettant de déterminer l'orientation du deuxième segment dans ledit référentiel terrestre. En connaissant l'orientation de chaque segment dans un même référentiel terrestre, on peut en déduire l'orientation relative entre ceux-ci. 63FDEP.docx 3 L'orientation relative entre les segments peut ensuite être décomposée en plusieurs paramètres, notamment en trois angles de rotation selon trois axes distincts, pour établir des représentations graphiques permettant une compréhension aisée des résultats de l'évaluation. Pour permettre un repérage de la position de chaque segment dans le référentiel terrestre, les premiers et deuxièmes capteurs peuvent comprendre chacun un magnétomètre et un accéléromètre. Avantageusement, pour augmenter la précision des mesures lors de la détermination de l'orientation des premier et deuxième segments dans le référentiel terrestre, on peut ajouter un gyroscope dans chacun des premiers et deuxièmes capteurs. De préférence, les moyens d'interface peuvent comprendre des moyens d'activation progressifs, de façon à permettre à l'être vivant d'attribuer une valeur à la douleur ressentie au moyen d'une échelle. En pratique, les moyens d'activation peuvent comprendre un bouton poussoir à course progressive entre deux positions extrêmes, la première position extrême représentant l'absence de douleur et la deuxième position extrême représentant la présence d'une douleur maximale supportable par l'être vivant. Avantageusement, les moyens de capteur peuvent communiquer avec les moyens de traitement par des moyens de communication sans fil. On évite ainsi de gêner l'être vivant par une entrave que constituerait la présence de fils. De façon similaire, l'un ou plusieurs des moyens de capteur transmettent leurs signaux aux moyens de traitement à l'aide de moyens de communication sans fil afin de ne pas gêner la démarche naturelle de l'être vivant. De préférence, les données issues de la conversion des signaux émis par les moyens de capteur sont les angles de rotation autour de trois axes distincts. Le paramétrage selon trois angles de la position relative du premier segment par rapport au deuxième segment est aisé à comprendre, et à illustrer graphiquement pour que le personnel médical ait une bonne compréhension de ce qui se passe au niveau de l'articulation de l'être vivant. Selon un autre aspect, la présente invention propose une méthode d'évaluation de la mobilité d'une articulation entre deux segments du corps d'un être vivant, comprenant les opérations suivantes : a) repérer l'orientation relative du premier segment par rapport au deuxième segment reliés l'un à l'autre par une articulation, 63FDEP.docx 4 b) fournir à l'être vivant des moyens d'interface activables par l'être vivant pour signaler l'éventuelle présence d'une douleur lorsque le premier segment et le deuxième segment sont dans une orientation relative particulière détectée par les moyens de capteur, c) solliciter l'articulation en déplaçant relativement les premier et deuxième segments, d) mémoriser la ou les données des orientations relatives particulières du premier segment par rapport au deuxième segment au moins lorsque les moyens d'interface sont sollicités par l'être vivant pour signaler la présence d'une douleur. Avantageusement, on peut effectuer une mémorisation continue au cours d'une période de temps des données des orientations relatives successives du premier segment par rapport au deuxième segment. De préférence, lors de l'étape d), l'être vivant peut quantifier la douleur qu'il ressent, et cette quantité peut être mémorisée. D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante de modes de réalisation particuliers, faite en relation avec les figures jointes, parmi lesquelles : - la figure 1 est une vue schématique d'un être vivant, à savoir un humain, muni d'un dispositif selon la présente invention ; - la figure 2 est une vue schématique d'un mode de réalisation particulier d'un dispositif selon la présente invention ; - la figure 3 est un exemple de graphique établi à l'aide des informations fournies par le dispositif selon l'invention au personnel médical ; et - les figures 4 à 6 illustrent divers moyens d'interface. Sur la figure 2 est illustré un exemple de mode de réalisation d'un dispositif 1 d'évaluation de la mobilité d'une articulation 2 entre deux segments 7 et 8 d'un être vivant qui est ici un humain 5 (figure 1). Le dispositif 1 comprend : - des moyens de capteur 6, aptes à générer des signaux représentatifs des orientations dans un ou plusieurs référentiels d'un premier segment 7 par rapport à un deuxième segment 8 reliés l'un à l'autre par une articulation 2, - des moyens de traitement 9, aptes à traiter les signaux émis par les moyens de capteur 6 pour les convertir en données, - des moyens d'interface 10 activables par l'être vivant 5 pour signaler l'éventuelle présence d'une douleur lorsque le premier segment 7 et le deuxième segment 8 sont dans une orientation relative particulière détectée par les moyens de capteur 6, 63FDEP.docx - des moyens de mémorisation 11, aptes à mémoriser les données de l'orientation relative particulière du premier segment 7 par rapport au deuxième segment 8 au moins lorsque les moyens d'interface 10 sont sollicités par l'être vivant 5 pour signaler la présence d'une douleur. 5 Dans l'exemple illustré sur la figure 1, le premier segment 7 est la cuisse droite de l'être vivant 5, tandis que le deuxième segment 8 est le bassin de l'être vivant 5. L'invention est toutefois applicable à toute autre articulation telle que le coude, le poignet, la cheville, le genou ou l'épaule par exemple. De préférence, les moyens de mémorisation 11 effectuent, au cours d'une période de temps, une mémorisation continue des données des orientations relatives successives du premier segment 7 par rapport au deuxième segment 8, lesdits moyens de mémorisation 11 enregistrant également, au cours de ladite période de temps, les moments auxquels l'être vivant 5 sollicite les moyens d'interface 10. On est ainsi capable de retranscrire l'activité de l'être vivant pendant la totalité de la période de temps choisie (qui peut être d'une journée par exemple). On peut ainsi mieux apprécier la fréquence à laquelle apparaissent des douleurs chez l'être vivant 5 tout en tenant compte de l'activité quotidienne de celui-ci. On voit plus particulièrement sur la figure 1 que les moyens de capteurs 6 comprennent une première unité de capteur 6a destinée à être rapportée sur le premier segment 7 par des premiers moyens d'attachement, et comportant des premiers capteurs 60a permettant de déterminer l'orientation du premier segment 7 dans un référentiel terrestre. Les moyens de capteurs 6 comprennent également une deuxième unité de capteur 6b destinée à être rapportée sur le deuxième segment 8 par des deuxièmes moyens d'attachement, et comportant des deuxièmes capteurs 60b permettant de déterminer l'orientation du deuxième segment 8 dans ledit référentiel terrestre. Pour déterminer l'orientation des premier et deuxième segments 7 et 8 dans le référentiel terrestre, les premiers et deuxièmes capteurs 60a et 60b comprennent chacun un magnétomètre et un accéléromètre. Afin d'augmenter la précision de la détermination des orientations des premier et deuxième segments 7 et 8 dans le référentiel terrestre, on peut ajouter un gyroscope à chacun des premiers et deuxièmes capteurs 60a et 60b. On voit plus particulièrement sur les figures 4 à 6 que les moyens d'interface 10 comprennent des moyens d'activation 12 progressifs, de façon à permettre à l'être vivant 5 d'attribuer une valeur à la douleur ressentie. 63FDEP docx 6 Sur la figure 6, les moyens d'activation 12 comprennent un bouton poussoir 13 à course C progressive entre deux positions extrêmes. La première position extrême (illustrée en trait continu sur la figure 6) représente l'absence de douleur, tandis que la deuxième position extrême (illustrée en traits discontinus sur la figure 6) représente la présence d'une douleur maximale supportable par l'être vivant 5. En alternative, on peut avoir recours à un curseur 14 se déplaçant sur une échelle 15 comme illustré sur la figure 4. Dans le cas d'une évaluation menée sur un enfant, il peut être judicieux de recourir à une échelle 16 utilisant des pictogrammes aisément compréhensibles par un enfant (figure 5). En l'espèce, il est fait ici usage de visages exprimant le contentement, un léger trouble, un trouble important et un trouble insupportable. Dans le dispositif 1 illustré sur la figure 1, la première unité de capteur 6a est fixée sur la cuisse de l'être vivant 5 par l'intermédiaire de premiers moyens d'attachement qui peuvent comporter une couche adhésive, une bande adhésive ou des liens de fixation souples. De la même manière, des deuxièmes moyens d'attachement de type couche adhésive, bande adhésive ou liens de fixation souples permettent de solidariser la deuxième unité de capteur 6b au bassin de l'être vivant 5. Les moyens de traitement 9, les moyens de mémorisation 11 et les moyens d'interface 10 se trouvent logés dans un terminal portable 17 qui se présente ici sous la forme d'une montre-bracelet portée par l'être vivant 5 à son poignet. En alternative, le terminal portable 17 peut se présenter sous la forme d'un téléphone portable ou d'une tablette numérique. Afin de ne pas gêner l'être vivant 5 lors de ses mouvements, les première et deuxième unités de capteur 6a et 6b transmettent leurs signaux aux moyens de traitement 9 par des moyens de communication sans fil. La première unité de capteur 6a fixée sur le premier segment 7 est associée à un premier trièdre de référence 18 dont l'orientation dans le référentiel terrestre est connue grâce à un magnétomètre, à un accéléromètre et, le cas échéant, à un gyroscope. De la même façon, la deuxième unité de capteur 6b fixée sur le deuxième segment 8 est associée à un deuxième trièdre de référence 19 dont l'orientation dans le référentiel terrestre est connue grâce à un magnétomètre, à un accéléromètre et, le cas échéant, à un gyroscope. Lors de l'utilisation du dispositif 1 selon l'invention, les première et deuxième unités de capteur 6a et 6b sont installées de façon fixe sur les premier et 63FDEP docx 7 deuxième segments 7 et 8. Les trièdres de référence 18 et 19 des première et deuxième unités de capteurs 6a et 6b sont ainsi associées directement aux premier et deuxième segments 7 et 8, de sorte que leur orientation dans le référentiel terrestre est représentative de l'orientation des premier et deuxième segments 7 et 8. L'être vivant 5 est muni, à son poignet, des moyens d'interface 10 activables pour signaler l'éventuelle présence d'une douleur lorsque le premier segment 7 et le deuxième segment 8 sont dans une orientation relative particulière détectée par les moyens de capteur 6. Lors d'une période de temps d'évaluation, l'être vivant 5 va solliciter son articulation 2 (qui est ici l'articulation coxo-fémorale) en déplaçant relativement ses premier et deuxième segments 7 et 8 en accomplissant des exercices spécifiques ou en déambulant de façon naturelle, en présence ou non du personnel médical. Lorsqu'il se produit une douleur lors de la sollicitation de son articulation 2, l'être vivant 5 sollicite immédiatement les moyens d'interface 10 pour signaler la présence d'une douleur. Si les moyens d'interface 10 le permettent, l'être vivant 5 indique également l'intensité de la douleur qu'il ressent. L'activation des moyens d'interface 10 déclenche la mémorisation des données des orientations relatives particulières du premier segment 7 par rapport au deuxième segment 8 par les moyens de mémorisation 11. Ces données seront ultérieurement interrogeables et pourront être utilisées pour la réalisation de représentations graphiques représentatives de la mobilité de l'articulation 2. En alternative, les moyens de mémorisation 11 peuvent enregistrer les orientations relatives entre les premier et deuxième segments 7 et 8 pendant toute une période de temps, par exemple de 24 heures, tout en enregistrant les moments précis où une douleur a été signalée par l'être vivant 5. Les données des orientations relatives particulières issues de la conversion des signaux émis par les moyens de capteur 6 sont des angles de rotation autour de trois axes distincts. Dans le cas qui nous occupe sur la figure 1, à savoir l'évaluation de la mobilité de l'articulation coxo-fémorale de l'être vivant 5, la collecte des données issues de la conversion des signaux émis par les moyens de capteur 6 permet de représenter une enveloppe pyramidale 20 ayant pour sommet S le centre de l'articulation coxo-fémorale et une base B. La base B est plus particulièrement représentée sur la figure 3. L'enveloppe pyramidale est mathématiquement attachée au bassin de l'être vivant 5. 63FDEP.docx 8 Les points de la courbe illustrant la base B sont représentatifs des positions dans lesquelles l'être vivant 5 ressent une douleur. Lors d'une période de convalescence, l'aire A contenue dans la courbe B devrait augmenter. La courbe B permet de comprendre directement quelles sont les directions radiales dans lesquelles l'être vivant 5 a du mal à réaliser un mouvement. Plusieurs courbes de base telles que les courbes B1 ou B2 peuvent être tracées en fonction des degrés de douleur indiqués par le patient. Bien que la description précédente ait été effectuée en relation avec un humain, l'invention est applicable à d'autres êtres vivants tels que des animaux notamment en prévoyant des moyens d'interface adaptés. 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. REVENDICATIONS1 - Dispositif (1) d'évaluation de la mobilité d'une articulation (2) entre deux segments (7, 8) du corps d'un être vivant (5), comprenant : - des moyens de capteur (6), aptes à générer des signaux représentatifs des orientations dans un ou plusieurs référentiels d'un premier segment (7) par rapport à un deuxième segment (8) reliés l'un à l'autre par une articulation (2), - des moyens de traitement (9), aptes à traiter les signaux émis par les moyens de capteur (6) pour les convertir en données, - des moyens d'interface (10) activables par l'être vivant (5) pour signaler l'éventuelle présence d'une douleur lorsque le premier segment (7) et le deuxième segment (8) sont dans une orientation relative particulière détectée par les moyens de capteur (6), - des moyens de mémorisation (11), aptes à mémoriser les données de l'orientation relative particulière du premier segment (7) par rapport au deuxième segment (8) au moins lorsque les moyens d'interface (10) sont sollicités par l'être vivant (5) pour signaler la présence d'une douleur. 2 - Dispositif (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que : - les moyens de mémorisation (11) effectuent une mémorisation continue au cours d'une période de temps des données des orientations relatives successives du premier segment (7) par rapport au deuxième segment (8), - les moyens de mémorisation (11) enregistrent, au cours de ladite période de temps, les moments auxquels l'être vivant (5) sollicite les moyens d'interface (10). 3 - Dispositif (1) selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de capteurs (6) comprennent : - une première unité de capteur (6a) destinée à être rapportée sur le premier segment (7) par des premiers moyens d'attachement, et comportant des premiers capteurs (60a) permettant de déterminer l'orientation du premier segment (7) dans un référentiel terrestre, - une deuxième unité de capteur (6b) destinée à être rapportée sur le deuxième 30 segment (8) par des deuxièmes moyens d'attachement, et comportant des deuxièmes capteurs (60b) permettant de déterminer l'orientation du deuxième segment (8) dans ledit référentiel terrestre. 4 - Dispositif (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que les premiers et deuxièmes capteurs (60a, 60b) comprennent chacun un magnétomètre 35 et un accéléromètre. 5 - Dispositif (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que les premiers (60a) et deuxièmes (60b) capteurs comprennent chacun un gyroscope.63FDEP.docx 10 6 - Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens d'interface (10) comprennent des moyens d'activation (12) progressifs, de façon à permettre à l'être vivant (5) d'attribuer une valeur à la douleur ressentie au moyen d'une échelle. 7 - Dispositif (1) selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens d'activation (12) comprennent un bouton poussoir (13) à course (C) progressive entre deux positions extrêmes, la première position extrême représentant l'absence de douleur et la deuxième position extrême représentant la présence d'une douleur maximale supportable par l'être vivant (5). 8 - Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les moyens de capteur (6) communiquent avec les moyens de traitement (9) par des moyens de communication sans fil. 9 - Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les données issues de la conversion des signaux émis par les moyens de capteur (6) sont les angles de rotation autour de trois axes distincts. 10 - Méthode d'évaluation de la mobilité d'une articulation (2) entre deux segments (7, 8) du corps d'un être vivant (5), comprenant les opérations suivantes : a) repérer l'orientation relative du premier segment (7) par rapport au deuxième segment (8) reliés l'un à l'autre par une articulation (2), b) fournir à l'être vivant (5) des moyens d'interface (10) activables par l'être vivant (5) pour signaler l'éventuelle présence d'une douleur lorsque le premier segment (7) et le deuxième segment (8) sont dans une orientation relative particulière détectée par les moyens de capteur (6), c) solliciter l'articulation (2) en déplaçant relativement les premier (7) et deuxième segments (8), d) mémoriser la ou les données des orientations relatives particulières du premier segment (7) par rapport au deuxième segment (8) au moins lorsque les moyens d'interface (10) sont sollicités par l'être vivant (5) pour signaler la présence d'une douleur. 11 - Méthode selon la revendication 10, caractérisée en ce qu'on effectue une mémorisation continue au cours d'une période de temps des données des orientations relatives successives du premier segment (7) par rapport au deuxième segment (8). 12 - Méthode selon l'une des revendications 10 ou 11, caractérisée en ce que, lors de l'étape d), l'être vivant (5) quantifie la douleur qu'il ressent et en ce que cette quantité est mémorisée.