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CA 02485637 2004-11-10
WO 03/103780 PCT/CH03/00332
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DETECTEUR DE POSTURE
La présente invention concerne un dispositif destiné à être appliqué sur une
personne pour détecter et mémoriser certaines postures telles que la flexion
et
l'extension exagérées du tronc. Ceci permet à cette personne d'améliorer sa
conscience gestuelle et ainsi de prévenir une des causes principales des
douleurs de dos : les mouvements exagérés vers l'avant et vers l'arrière du
tronc
lors de la position debout. Le mal de dos est une des pathologies majeures de
notre société. Le mode de vie sédentaire entraîne une perte de notre (bon)
sens
kinesthésique, ce qui ne nous permet plus de sentir précisément les postures
physiologiquement permises. Concernant le dos, on estime que 80% de la
population présente dans sa vie une défaillance et des douleurs de dos.
L'inconfort et les dépenses occasionnés par ces dorsalgies sont préoccupants
et
nécessitent plus que jamais une politique préventive renforcée de moyens
techniques.
Plusieurs solutions ont déjà été décrites pour aider les personnes souffrant
du
dos à corriger une mauvaise posture.
Par exemple, le brevet WO 96/17548 fait référence à un boîtier appliqué au
niveau des épines vertébrales du porteur. Lorsque ce dernier se penche, la
pression exercée par les épines sur les zones d'appui du dispositif permet
d'écraser une sorte d'interrupteur et, ainsi, de déclencher une alarme. Les
zones
concernées sont donc évidemment restreintes et les mouvements de la vie
courante déplacent rapidement le boîtier, qui n'est alors plus efficace.
Le document WO 90/07360 décrit un appareil dont une face est destinée à être
appuyée contre le corps. Une partie de cette face est découpée pour former une
plaque de commande. Quand cette plaque est pressée au delà d'un seuil
déterminé, elle enclenche un générateur de vibrations constituant un
avertisseur
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tactile. Le réglage du seuil de déclenchement est cependant malaisé et ne
correspond pas précisément à des postures déterminées.
Quant au brevet WO 91/06082, il mentionne une lamelle appuyée en flexion sur
le creux lombaire du porteur et reprenant une position de repos lorsqu'une
posture incorrecte est adoptée. Elle joue alors le rôle d'un interrupteur et
actionne un avertisseur vibro-tactile. Cette méthode souffre cependant d'un
inconvénient fondamental : elle restreint la mobilité lombaire, nécessaire à
la vie
des disque intervertébraux.
La présente invention propose un dispositif peu coûteux, capable de signaler
une
mauvaise posture du porteur, ie seuil de détection pouvant être défini avec
précision par un thérapeute. De plus, son installation et son utilisation ne
procurent aucune géne dans les mouvements du quotidien d'un utilisateur
normal.
De façon plus précise, l'invention concerne un dispositif destiné à être
appliqué
sur une personne pour détecter ses mauvaises postures, c'est-à-dire des
postures à risque pathologique, caractérisé en ce qu'il se place sur un
segment
du corps et comporte
- un inclinomètre délivrant un signal représentatif de l'angle d'inclinaison
de ce segment par rapport à la verticale,
- un calculateur recevant ledit signal et programmé pour effectuer
cycliquement les opérations
~ d'obtention d'une mesure de l'angle d'inclinaison,
~ de comparaison de cette mesure à deux valeurs limites
mémorisées dudit angle, correspondant respectivement à
des position penchées dans une première direction et
dans une direction opposée, qui constituent des postures
à risque, et
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~ de production d'une indication des dépassements des
valeurs limites, et
- des moyens de signalisation, répondant à ladite indication, pour
informer la personne et/ou le thérapeute.
De façon avantageuse, l'inclinomètre utilisé est un accéléromètre.
En outre, le dispositif comporte une interface permettant, à l'aide de boutons-
poussoirs, de mémoriser les deux valeurs limites de l'angle d'inclinaison dans
le
calculateur.
Selon l'invention, les moyens de signalisation comportent avantageusement,
d'une part, une alarme lumineuse et/ou acoustique et/ou vibrante et, d'autre
part,
une mémoire lisible de l'extérieur comprenant une pluralité de registres
affectés
à des tranches de temps successives regroupant une pluralité de cycles, le
calculateur étant alors programmé pour comptabiliser, dans chacun de ces
registres, soit les dépassements des valeurs limites avant et arrière observés
à
chacun des cycles de la tranche de temps en cours, soit la valeur maximale des
dépassements des valeurs limites avant et arrière observés durant cette
tranche
de temps.
Typiquement, lesdits cycles et lesdites tranches de temps ont une durée
respective de 100 ms et de 15 minutes.
L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui suit, faite
en
regard du dessin annexé, sur lequel
- la figure 1 est, en a une vue de profil et, en b, une vue de face d'une
personne équipée du dispositif selon l'invention et occupant différentes
postures caractéristiques ;
- la figure 2 est un schéma de principe du dispositif ; et
- la figure 3 est un schéma logique résumant le principe de
fonctionnement du dispositif.
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Sur les figures 1 a et 1 b, on a représenté en 10 le dispositif selon
l'invention,
installé sur le sternum d'un porteur. II est maintenu en place par une
ceinture
thoracique 12 réalisée au moyen d'une bande élastique dont la longueur est
ajustable par une boucle.
On voit, sur la figure 1 b, que le boitier du dispositif comporte une
interface 14
comprenant
- un interrupteur 16 permettant de mettre l'appareil en fonction ou hors-
fonction,
- deux boutons-poussoirs 18 et 20, par l'intermédiaire desquels on peut
programmer les seuils de détection d'une mauvaise posture et
sélectionner différents modes d'utilisation, et
- une diode émettrice de lumière (LED) 22, une alarme acoustique
(buzzer) 24 et un vibreur 25 qui peuvent avertir le porteur en cas de
détection d'une mauvaise posture.
La figure 1 a est une vue de profil du porteur dans différentes positions. On
appellera a l'angle que fait le dispositif 10, par rapport à la verticale,
lorsqu'il est
appliqué contre le sternum.
Au centre, le porteur se tient droit, talons, fesses, omoplates et tête
appuyés
contre une verticale, ce qui correspond à une posture de référence pour le
tronc.
L'angle a a alors la valeur de référence ao.
Quand le porteur se penche en avant, le thérapeute détermine la limite avant,
correspondant à un angle agi, à partir de laquelle des dépassements répétés
seraient néfastes dans le temps.
De même, lorsque le porteur se penche en arrière, le thérapeute détermine la
limite arrière, correspondant à un angle a2, à partir de laquelle des
dépassements répétés seraient également néfastes dans le temps.
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Comme représenté sur la figure 2, le dispositif 10 comporte essentiellement un
inclinomètre 26 fournissant un signal représentatif de l'angle d'inclinaison
a, un
microprocesseur 28 pour recevoir et traiter ce signal, une mémoire de type
EEPROM 30 associée au microprocesseur, l'interface 14, déjà mentionnée, et
5 un connecteur 32 permettant de relier le microprocesseur et la mémoire à un
ordinateur 34.
L'inclinomètre 26 est, en fait, un accéléromètre, tel que celui commercialisé
sous
la référence ADXL202EB par la firme Analog Device. II produit une tension
proportionnelle au sinus de l'angle d'inclinaison a. Le microprocesseur est,
par
exemple, le modèle PIC16F873 de Microchip cadencé à 32 kHz.
L'utilisation du dispositif selon l'invention implique que son microprocesseur
28
ait enregistré préalablement les angles limites a~ et a2.
L'opération peut s'effectuer chez un thérapeute qui invite le personne à se
pencher en avant ou en arrière jusqu'à atteindre la position que le praticien
considère comme limite. A ce moment, il suffit au thérapeute de presser sur
les
deux boutons 18 et 20 simultanément puis, par exemple, de presser le bouton 18
ou le bouton 20 pour que, respectivement, l'angle a~ ou l'angle a2 soit
mémorisé
dans le microprocesseur 28. Cette technique étant bien connue de l'homme de
métier pour de nombreux domaines d'application, elle ne sera pas décrite ici
de
manière plus détaillée.
On va maintenant décrire la suite des opérations effectuées par le
microprocesseur 28 lorsque le dispositif 10, ayant en mémoire les angles a~ et
a2, est mis en marche sur le sternum de la personne.
Le microprocesseur 28 est programmé pour observer le comportement du
porteur par tranches de 15 minutes et, à l'intérieur de chaque tranche,
effectuer
cycliquement les opérations représentées sur la figure 3. Typiquement, la
période des cycles est de 100 ms.
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La première opération 36 est la mesure de l'angle a à partir du signal délivré
par
l'inclinomètre 26.
Puis, le système détermine, en 38, si a est inférieur à a~ ou supérieur à a2.
Si ce n'est pas le cas, cela signifie que le porteur n'a dépassé aucune des
limites
fixées. L'opération suivante est, alors, en 40, la mise hors fonction des
avertisseurs 22 et/ou 24 et/ou 25 qui, s'ils se trouvent enclenchés depuis le
cycle
précédent, cessent leur action. Le cycle se termine donc.
Lorsque, au contraire, le système a détecté que a est inférieur à a~ ou
supérieur
à a2, cela signifie que le porteur a dépassé la limite avant ou la limite
arrière.
L'opération suivante est, alors, en 42, la vérification que le dépassement a
déjà
été comptabilisé.
Si ce n'est pas le cas, cela signifie que le dépassement vient juste de se
produire. Le système incrémente donc d'une unité, en 44, le registre de la
mémoire 30 affecté, pour la tranche de 15 minutes en cours, à la
comptabilisation, selon le cas, des dépassements de la limite avant ou de la
limite arrière. L'opération suivante est, alors, en 46, l'enclenchement des
avertisseurs 22 et/ou 24 etlou 25 qui signalent au porteur une erreur de
posture.
Le cycle se termine donc.
Lorsque, au contraire, il a été constaté, en 42, que le dépassement détecté a
déjà été comptabilisé, cela signifie que le porteur occupe toujours, depuis le
cycle précédent, au moins, une position dépassant les limites fixées et que
les
avertisseurs sont toujours en action. Dans ce cas, le système vérifie, en 48,
si le
dépassement dure depuis plus de cinq secondes.
Si c'est le cas, cela signifie que le porteur est dans une posture stable
(car, par
exemple, il lace ses chaussures,..... ) et qu'il est donc inutile de
l'importuner
davantage en laissant les avertisseurs en action. Le système met alors, en 50,
les avertisseurs hors fonction et le cycle se termine.
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En variante, on peut prévoir que, dans un tel cas, les avertisseurs ne soient
pas
arrêtés mais qu'au contraire, les signaux émis aillent en s'amplifiant.
Lorsqu'en revanche, il est remarqué que le dépassement dure depuis moins de
cinq secondes, cela signifie qu'il est utile de laisser les avertisseurs en
action
constante. Le cycle se termine donc, sans les mettre hors fonction.
Le dispositif selon l'invention, tel qu'il vient d'être décrit, peut rester
plusieurs
jours (sauf la nuit où l'appareil est mis en pause) sur la personne et
enregistrer
ainsi, toutes les 15 minutes, le nombre de dépassements, en avant ou en
arrière,
des limites de posture fixées par le thérapeute.
Lorsque la personne remet le dispositif au thérapeute, celui-ci le connecte à
l'ordinateur 34 qui peut fournir, sous forme de tableau ou de graphique, le
nombre de dépassements de seuil, vers l'avant et vers l'arrière, intervenus
par
tranches de 15 minutes tout au long de la période d'observation, avec, en
plus,
les pauses. Cet histogramme est très utile pour préciser l'étiologie de
l'affection
et enseigner quelles mesures de prévention sont à envisager.
En variante, le système pourrait fournir la valeur maximale des dépassements
des valeurs limites avant et arrière, pour chaque tranche de temps de
référence.
Selon une autre variante, il est possible de programmer le microprocesseur de
manière à ce que le porteur soit averti lorsqu'il s'approche, typiquement, à
moins
de quatre degrés, des limites avant et arrière. Dans ce cas, les avertisseurs
émettent un signal différent (par exemple, plus faible) de celui émis en cas
de
dépassement.
On notera, aussi, qu'il est utile, pour le porteur et le thérapeute, de
pouvoir
désactiver les avertisseurs tout en conservant actif le système
d'enregistrement.
Cela peut être effectué par une pression prolongée sur le bouton 16 qui les
désactive, et par une pression prolongée sur l'autre bouton 18 qui les
réactive.
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Cette description a été donnée à titre non limitatif et le dispositif peut
aussi étre
installé sur d'autres parties du corps, par exemple un bras ou une jambe, dans
certaines conditions thérapeutiques particulières. De manière évidente,
l'invention peut étre adaptée pour surveiller l'inclinaison du patient,
lorsqu'il se
penche d'un côté ou de l'autre. Avantageusement, deux inclinomètres peuvent
être combinés pour avertir le patient en cas de dépassement de positions
limites
définies dans les quatre directions.
Enfin, l'histogramme témoignera de l'utilisation effective de l'appareil par
le
porteur. En effet, dans une variante, on pourra envisager que la mémoire,
d'une
taille plus importante, puisse enregistrer non plus le nombre de dépassements,
mais toutes les valeurs d'angle à une fréquence déterminée, ce qui permettra
de
détecter que l'appareil a été déposé sans que la pause ait été activée.
