Brevet FR3036477A1 — publié le 20161125

DISPOSITIF ELECTRONIQUE DE MESURE D'ANGLES, VITESSES ET ACCELERATIONS POUR PATIENT ATTEINT D'UNE DEFICIENCE SUR LES MEMBRES INFERIEURS Description de l'invention 1.1 Domaine technique de l'invention : La présente invention concerne un dispositif électronique de mesure, dans les 3 axes en position statique et dynamique, des angles, vitesses et accélérations des membres inferieurs d'un patient atteint d'une déficience motrice. Ce dispositif est composé : - d'un boitier léger et compact qui se fixe sur la prothèse ou le membre déficient du patient. - un logiciel sur ordinateur portable ou tablette. Ce dispositif est particulièrement adapté aux patient amputés d'un membre inférieur et porteur d'une prothèse ostéo intégrée. Il embarque un logiciel qui analyse à fréquence élevée les valeurs des angles, vitesses et accélérations. Il permet la mesure en continue du niveau d'activité du patient et donc le calcul de la fatigue mécanique de I 'aboutement et de la vis. Ces deux pièces sont critiques et sont les plus fragiles de la prothèse ostéo intégrée. Ce dispositif permet d'anticiper la casse de l'aboutement et de la vis. il permet donc de prévoir le changement de ces deux pièces mécaniques au plus juste dans le temps. _ Ce dispositif est aussi adapté à tout patient atteint d'une déficience mécanique des membres inferieurs : il permet, par une analyse fine des angles, vitesses et accélérations, 3036477 2 de mettre en évidence les pathologies existantes. Ce dispositif peut aussi servir à l'évaluation des bénéfices d'une période de rééducation fonctionnelle d'un patient. Il permet de mesurer dans le temps les progrès accomplis par le patient dans sa phase de rééducation et réapprentissage de la marche. 5 1.2 Etat de la technique antérieure : Pour mesurer les amplitudes maximum des membres, un personnel soignant se sert d'un goniomètre. Cet outil n'est utilisable qu'en position statique. Par ailleurs, sa précision est faible et la restitution des données n'est pas fiable. Les tapis de marche permettent d'analyser la marche du patient et de fournir des données 10 en mode dynamique. Cependant ces équipements sont extrêmement lourds à déplacer. Ils ne permettent pas d'extraire des données d'angles, vitesses et accélérations. Le goniomètre et le tapis de marche ne sont pas utilisables sur une durée longue et sans interruption dans le temps (plusieurs mois). Ils ne peuvent pas être fixés sur la prothèse du patient ou sur le membre déficient. 15 Enfin, ces deux appareils ne permettent pas de calculer la fatigue de l'aboutement et de la vis d'un appareillage ostéo intégré du membre inferieur. 3036477 3 1.3 Exposé de l'invention Ce dispositif est constitué des composants suivants : - un boitier en matière composite - un micro contrôleur logé dans le boitier en matière composite 5 - un logiciel embarqué dans le micro contrôleur et développé en langage assembleur - un ou plusieurs gyromètres logés dans le boitier en matière composite - un ou plusieurs accéléromètres logés dans le boitier en matière composite - une ou plusieurs batteries logées dans le boitier en matière composite - un lecteur de carte mémoire logé dans le boitier en matière composite 10 - un module wifi logé dans le boitier en matière composite - une prise USB logée dans le boitier en matière composite - un écran LCD / OLED logé dans le boitier en matière composite - un logiciel développé sur ordinateur portable ou tablette Le boitier électronique est suffisamment miniaturisé et léger pour être fixé sur la prothèse 15 d'un patient pour une durée de plusieurs mois voire pendant toute la durée de vie de la prothèse (plusieurs années). Le micro contrôleur est programmé d'une telle façon qu'il permet de mesurer, calculer et analyser en temps réel et à fréquence élevée les angles, vitesses angulaires et accélérations d'un membre inferieur pendant la phase de marche du patient. La carte 20 mémoire stocke ces données. Ce dispositif compte le nombre de pas effectués par le patient et permet de mesurer son niveau d'activité. Des compteurs sont crées en mémoire du micro contrôleurs et/ou sur carte mémoire amovible pour stocker le nombres de pas, les angles, vitesses et accélérations à chaque pas effectué par le patient. La fatigue mécanique de l'aboutement et de la vis est calculée par une fonction qui prend comme arguments les angles, vitesses et accélérations fournis par les gyroscopes et 3036477 4 accéléromètres. Les valeurs de fatigue mécanique calculées par le dispositif sont comparées aux valeurs de test de fatigue fournis par le fabriquant de l'aboutement et de la vis. Le résultat de cette comparaison est stocké en mémoire du micro contrôleur et/ou sur carte mémoire amovible. 5 Le résultat de la comparaison est restitué par le clignotement d'une LED visible de l'extérieur du boitier et ou sur l'écran LCD / OLED du dispositif : le patient ou prothésiste est informé qu'un changement d'aboutement et vis doit être effectué. Un logiciel est développé sur ordinateur portable ou tablette pour l'affichage et l'analyse des données fournies par le boitier électronique. Il est une aide au diagnostique médical 10 car il contient des modèles de courbes correspondantes aux diverses pathologies existantes. Ce dispositif permet d'anticiper la casse de l'aboutement et de la vis. Il permet donc de planifier le changement de ces deux pièces au plus juste dans le temps. 1.4 Mode de réalisation 15 Le boitier est en matière composite. Il encapsule tous les composants électroniques. Il présente une fente pour insérer et retirer la carte mémoire. L'écran LCD/OLED est intégré sur la face haute du boitier. Le boitier est suffisamment robuste pour résister aux chocs et protéger l'électronique embarquée. 20 L'ensemble est alimenté par une ou plusieurs batteries lithium. 3036477 5 1.5 Application industrielle : Ce dispositif est particulièrement adapté aux patients porteurs de prothèse osteo intégrée de membre inférieur. Il permet une mesure précise de la fatigue mécanique de l'aboutement et de la vis pour planifier un changement au plus juste dans le temps. 5 Les bénéfices pour le patient sont : - moins de casse intempestive de l'aboutement et de la vis et donc moins d'anesthésies générales et moins de risques d'infection - une simplification de l'opération chirurgicale du changement de l'aboutement et de la vis car ils sont changés avant déformation plastique ou casse. 10 Ce dispositif est aussi adapté à tout patient atteint d'une déficience des membres inferieurs. Il est un outil d'aide au diagnostique des pathologies : l'analyse des courbes d'angles, vitesses et accélérations permettent de détecter des anomalies. Ce dispositif est aussi un outil d'aide à l'évaluation des bénéfices d'une période de rééducation fonctionnelle. Par un usage continu, il permet d'évaluer les progrès accomplis 15 par le patient. Enfin son encombrement inférieur à celui des dispositifs existants rende ce système plus accessible à tous les personnels soignants. REVENDICATIONS: 1. Dispositif électronique de mesure et calcul des angles, vitesses et accélérations d'un membre inférieur d'un patient atteint d'une déficience motrice caractérisé en ce qu'il comporte un logiciel sur ordinateur portable ou tablette, un boitier en matière composite qui contient un ou plusieurs gyromètres, un ou plusieurs accéléromètres, une ou plusieurs batteries, un lecteur de carte mémoire, un module wifi, une prise USB, un écran LCD / OLED, un micro contrôleur, un logiciel embarqué sur le micro contrôleur qui compte le nombre de pas du patient et calcule la fatigue mécanique de l'aboutement et de la vis. 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le logiciel embarqué dans le micro contrôleur compare le résultat du calcul de la fatigue mécanique de l'aboutement et de la vis aux valeurs de fatigue fournies par le fabricant de l'aboutement et de la vis. Le résultat de cette comparaison est stocké en mémoire du micro contrôleurs et/ou sur carte mémoire amovible. Le résultat de la comparaison est restitué par le clignotement d'une LED visible de l'extérieur du boitier et ou sur l'écran LCD / OLED du dispositif. 3. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le logiciel sur ordinateur portable ou tablette permet l'analyse des valeurs d'angles, vitesses et accélérations. Ce logiciel est une aide au diagnostique médical car il contient des modèles de courbes correspondantes aux diverses pathologies existantes.