[go: up one dir, main page]

WO2023067135A1 - Procédé et système de validation d'une correction orthopédique pour un individu - Google Patents

Procédé et système de validation d'une correction orthopédique pour un individu Download PDF

Info

Publication number
WO2023067135A1
WO2023067135A1 PCT/EP2022/079368 EP2022079368W WO2023067135A1 WO 2023067135 A1 WO2023067135 A1 WO 2023067135A1 EP 2022079368 W EP2022079368 W EP 2022079368W WO 2023067135 A1 WO2023067135 A1 WO 2023067135A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
foot
individual
correction
orthopedic
values
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2022/079368
Other languages
English (en)
Inventor
Bruno VIRIEUX
William Cruaud
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Digitsole
Original Assignee
Digitsole
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Digitsole filed Critical Digitsole
Publication of WO2023067135A1 publication Critical patent/WO2023067135A1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103—Measuring devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor or mobility of a limb
    • A61B5/1121—Determining geometric values, e.g. centre of rotation or angular range of movement
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A43—FOOTWEAR
    • A43B—CHARACTERISTIC FEATURES OF FOOTWEAR; PARTS OF FOOTWEAR
    • A43B17/00—Insoles for insertion, e.g. footbeds or inlays, for attachment to the shoe after the upper has been joined
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103—Measuring devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor or mobility of a limb
    • A61B5/112—Gait analysis
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • A61B5/6813—Specially adapted to be attached to a specific body part
    • A61B5/6829—Foot or ankle
    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H50/00—ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics
    • G16H50/20—ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics for computer-aided diagnosis, e.g. based on medical expert systems
    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H50/00—ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics
    • G16H50/30—ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics for calculating health indices; for individual health risk assessment
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
    • A61B2562/0219—Inertial sensors, e.g. accelerometers, gyroscopes, tilt switches

Definitions

  • the invention relates to the field of podometry. In particular, it relates to a method for validating an orthopedic correction for an individual.
  • the invention further relates to a device or system for validating an orthopedic correction of an individual.
  • the foot comprising 26 bones, 107 ligaments and nearly 19 muscles, is a particularly complex part of the human body. It also plays an important role since it is the keystone allowing a human being to move. The slightest degradation of the latter can quickly be disabling. Although this is particularly true in the context of the practice of a sport involving contact of the foot with the ground, poor gait during daily activities can have a significant impact on health. The study of the forces applied to the foot during walking is therefore constantly evolving and new systems or new indicators making it possible to facilitate these studies are regularly emerging.
  • Plantar orthoses are generally devices inserted into shoes to provide support to the foot by redistributing the reaction forces of the ground acting on the joints of the foot while standing, walking or running.
  • These orthopedic corrections can be either pre-molded (also called pre-made) or custom made from a cast or impression of the foot. They are used by everyone from athletes to the elderly to accommodate biomechanical deformities and various soft tissue conditions. These orthopedic corrections are most often used for people with foot problems. However, these orthopedic corrections can have an effect on knee, hip and spine deformities.
  • the design phase requires the expert eye of the practitioner and can be assisted by the implementation of video capture. Indeed, it has recently been shown that the kinetic contributions of the foot change throughout a walk and more particularly a run (Honert, et al., 2021; “Changes in ankle work, foot work, and tibialis anterior activation throughout a long run”; Journal of Sport and Health Science, https://doi.org/10.1016/j.jshs.2021.02.003). Thus, this reinforces the need for methods for validating orthopedic corrections capable of carrying out measurements during a movement of the foot, whether during a walk or a run. Indeed, the correction must be effective during a dynamic step and not when the foot is static.
  • Video analyzes require the installation of very expensive installations in which the majority of practitioners cannot invest.
  • the substitution of two-dimensional or three-dimensional video analysis by inertial sensors has been studied in certain fields (Hughes et al, 2019; “Are tibial angles measured with inertial sensors useful surrogates for frontal plane projection angles measured using 2-dimensional video analysis during single leg squat tasks? A reliability and agreement study in elite football (soccer) players”; Journal of Electromyography and Kinesiology Volume 44, February 2019, Pages 21-30).
  • these methods were not able to show a possible substitution of video analyzes by analyzes via inertial units. Indeed, within the framework of the study of the projection angle of the frontal plane, it has been shown that inertial units do not make it possible to provide measurements of the absolute tibial angle and of the relative tibial angle consistent with two-dimensional video data.
  • a semi-rigid plantar orthosis comprising 3-axis accelerometers, gyroscopes, magnetometers and strain gauges integrated in one or more flexible regions with a microprocessor and a wireless transmitter. It has been proposed that the data generated by these sensors can be used to track the gait cycle. Data on the flexion, or rotation of parts of the orthosis are processed and compared to the ideal or to data from other tests to assess the effectiveness of the orthosis.
  • this method requires equipping each orthopedic correction manufactured with motion sensors and sophisticated communication systems. This increases the cost of the solution and reduces its democratization.
  • the object of the invention is to remedy the drawbacks of the prior art.
  • the aim of the invention is to propose a method making it possible to quickly validate, and preferably in real time, an orthopedic correction for an individual and this without the need to use expensive or fragile equipment.
  • the invention also aims to propose a device and a system allowing the validation of an orthopedic correction for an individual.
  • the invention relates in particular to a method for validating an orthopedic correction for an individual, said method comprising: - a step for acquiring movement data which has been generated, by at least one inertial unit positioned at the level of one foot of the individual, during a movement of the individual in the presence of the orthopedic correction to be validated ; - a calculation step, by one or more processors, from the movement data acquired, of a value of at least one foot angle for several instants of the movement of the individual; And a step of comparison, by the processor or processors, of the values of at least one calculated foot angle and of predetermined foot angle values, so as to validate or not the orthopedic correction.
  • the applicant has developed a solution for validating an orthopedic correction capable of determining whether or not an orthopedic correction is suitable for an individual, based on movement data generated by at least one inertial unit.
  • the present invention makes it possible to determine whether an orthopedic correction meets the needs of the individual.
  • the latter may optionally include one or more of the following characteristics, alone or in combination: -
  • the at least one inertial unit is positioned against the foot of the individual. As will be illustrated later, this can allow an improvement in accuracy and precision.
  • - It includes a step for calculating an effective correction, preferably expressed in degrees. This allows the practitioner to quantify the correction in degrees relative to a movement of the individual without orthopedic correction.
  • - It further comprises a step for acquiring movement data which have been generated, by at least one inertial unit positioned at the level of one foot of the individual, during a movement of the individual in the absence of orthopedic correction to be validated.
  • This movement data generated in the absence of a correction can be used to calculate the predetermined foot angle values used during the comparison step.
  • footwear becomes unnecessary and the correction can be placed against the foot of the individual just like the inertial unit.
  • It further comprises a step of calculating a corridor of normality, said method then comprising the following steps executed by one or more processors: a step of acquiring movement data which have been generated, by at least one inertial unit positioned at the level of one foot of the individual, when the individual moves in the absence of orthopedic correction to be validated; and a step of calculating a normality corridor, from the acquired movement data.
  • This corridor of normality can be used as predetermined foot angle values during the comparison step.
  • the predetermined foot angle values are expected foot angle values which have been predetermined from data relating to the morphology of the individual and/or from characteristics of the article of footwear.
  • the expected foot angle values may correspond to standard values for any individual without taking into account the morphological characteristics of the individual.
  • the predetermined foot angle values are predetermined at least in part from the foot angle values observed in the absence of correction, possibly modified.
  • the movement data acquisition step comprises the acquisition of movement data generated by two inertial units each positioned respectively at the level of a foot of the individual.
  • the inertial unit is able to acquire acceleration and angular velocity data each on three axes. This makes it possible to simultaneously assess the orthopedic correction of each of the individual's two feet.
  • It comprises a step of positioning at least one inertial unit at the foot of the individual.
  • it comprises a step of positioning at least one inertial unit at the level of the foot of the individual to whom the orthopedic correction is applied.
  • This positioning at the level of the foot can for example include the fixing, for example via an adhesive substance, of the inertial unit on the foot.
  • the positioning can also be carried out on the article of footwear or in a sole of the article of footwear.
  • - It comprises a step of generating movement data during which the at least one inertial unit is positioned against the foot of the individual, on the article of footwear or in a sole of the article of footwear.
  • the process can be carried out directly at the practitioner's premises with initially the positioning of the inertial unit(s), the generation of data during a movement (eg walking or running) then in a shorter time interval at 10 minutes, the validation or not of the orthopedic correction.
  • a movement eg walking or running
  • the comparison step comprises a calculation of a value of deviation of the foot angle values calculated with respect to the predetermined foot angle values.
  • the generation of a deviation value makes it possible to quantify to what extent the orthopedic correction does not conform to the needs of the individual.
  • the generation of a deviation value makes it possible to quantify to what extent the orthopedic correction has caused a sufficient modification of the gait of the patient. 'individual. - the motion data includes acceleration and angular velocity values along three axes. These data make it possible to improve the precision of the validation of the orthopedic correction. These data may also include the derivatives and integrals of these physical quantities.
  • the values of at least one foot angle calculated and compared comprise angle values selected from: an angle of the antero-posterior axis of the foot with respect to its line of progression, an angle of the antero-posterior axis posterior of the foot with respect to a plane formed by the ground, an angle of the transverse axis of the foot with respect to its line of progression or an angle of the transverse axis of the foot with respect to a plane formed by the ground.
  • the use of these particular angles makes it possible to improve the accuracy of the validation of the orthopedic correction.
  • the foot angle values of at least three instants of movement, preferably of at least five instants of movement, are calculated and then compared during the comparison step.
  • foot angle values over several instants of the displacement makes it possible to improve the accuracy of the validation of the orthopedic correction.
  • the displacement comprises at least one oscillation phase and the values of at least one foot angle calculated and compared comprise at least one foot angle value obtained from movement data generated during the oscillation phase. This makes it possible to improve the accuracy of orthopedic correction validation and to use data that is inaccessible with technologies based on force sensors. Indeed, the modifications made by the orthopedic correction on a foot at the time of the stance phase can influence the oscillating phase of this same foot or the oscillating phase of the other foot.
  • the foot angle values are calculated for at least twenty walking cycles, preferably at least thirty and even more preferably at least fifty; and the values of at least one calculated foot angle, used during the comparison step, correspond to values obtained from at least twenty walking cycles, preferably at least thirty and even more preferably at least minus fifty.
  • the values used for the comparison step correspond to an average or a median of the values obtained for the various walking cycles considered.
  • the foot angle values are calculated for a plurality of gait cycles which have been previously selected on the basis of one or more calculated characteristics of the gait cycle; the said calculated characteristic(s) of the gait cycle comprising: a maximum acceleration value, a maximum propulsion speed value, a stride frequency, a stride length, a gait speed, a duration of the stance phase, and/or a duration of the oscillating phase.
  • the invention relates to a system for validating an orthopedic correction for an individual, said system comprising: - at least one inertial unit, said inertial unit being arranged to be positioned at the level of a foot of the individual and being configured to generate movement data; - one or more processors configured for: - Acquiring movement data generated by the at least one inertial unit positioned at the foot of the individual, during a movement of the individual in the presence of the orthopedic correction to be validated; - Calculate from the movement data acquired, a value of at least one foot angle for several instants of movement; And - Compare values of at least one calculated foot angle and predetermined foot angle values, so as to validate or not the orthopedic correction.
  • the system for validating an orthopedic correction may comprise two electronic boxes each comprising at least one of the inertial units and a computer device comprising the one or more processors, said electronic boxes comprising means of communication configured to transmitting, preferably in real time, the movement data to the computing device.
  • FIG. 1 There shows a diagram of a method according to one embodiment of the invention.
  • Optional steps are outlined in dotted lines.
  • FIG. 1 There illustrates different positions of the inertial unit coupled to an article of footwear or to a foot fitted with an orthopedic correction.
  • FIG. 1 There represents a diagram of an embodiment of the invention which may include a step for calculating a corridor of normality.
  • the dotted steps are optional within the scope of carrying out this embodiment.
  • each block in the flowcharts or block diagrams may represent a system, device, module, or code, which includes one or more executable instructions to implement the specified logical function(s).
  • the functions associated with the blocks may appear in a different order than that shown in the figures. For example, two blocks shown in succession may, in fact, be executed substantially simultaneously, or the blocks may sometimes be executed in reverse order, depending on the functionality involved.
  • Each block in the block diagrams and/or flowchart, and combinations of blocks in the block diagrams and/or flowchart may be implemented by special hardware systems that perform the specified functions or acts or perform combinations of special equipment and computer instructions.
  • motion data can correspond within the meaning of the invention to data comprising values of acceleration, angular velocity, magnetic fields or even fusion data obtained from one or more of these values.
  • the movement data can be raw data or preprocessed data.
  • the movement data includes acceleration and angular velocity values, preprocessed or not.
  • an orthopedic correction corresponds, for example, in the meaning of the invention to an orthosis.
  • Such an orthosis is preferably capable of correcting the behavior of a lower limb.
  • an orthopedic correction may correspond to any device, whether articulated or not, intended: to correct defects in the kinetics of the lower limbs; to correct deformities of the lower limbs; and/or possibly allowing the rehabilitation of the lower limbs.
  • an orthopedic correction can be intended to correct a defective static foot or an anomaly of the plantar relief, to compensate for the anomalies of the foot, to correct a static and dynamic imbalance of the individual or to prevent complications in the event of diabetes .
  • An orthopedic correction is particularly suitable for an individual suffering from flat foot, pes cavus, disabling rheumatoid and neurotrophic condition of the foot, metatarsalgia, or even diabetes.
  • validation of an orthopedic correction can correspond in the sense of the invention to an evaluation of the adequacy between an orthopedic correction and the needs of an individual.
  • the validation may in particular correspond to a binary or non-binary, numeric, alphanumeric or alphabetic value indicating whether an orthopedic correction is suitable for the individual.
  • the validation can correspond to a non-binary numerical value indicating to what extent the orthopedic correction is adapted to the individual.
  • a practitioner can, with regard to the validation value, decide whether the orthopedic correction is appropriate or not.
  • This validation can in particular be based on predetermined rules.
  • the expression "positioned at the level of a foot” may correspond in the sense of the invention to the positioning of an inertial unit on the foot, in an item of footwear or on an item of footwear. This can also be interpreted as a coupling of the inertial unit with the foot since the movements of the inertial unit will then be a direct function of the movements of the foot of the individual.
  • walking cycle within the meaning of the invention corresponds to the time interval between two presses of the heel of the same leg on the ground, or more generally two identical repeated events.
  • the expression "stance phase” within the meaning of the invention may correspond, in the context of an analysis of the walking or running cycle, to the moment when the foot is at least partly in contact with the ground. It can include the attack of the step, the anterior step, the posterior step, and the propulsion which ends with the detachment of the foot.
  • instant of the stance phase within the meaning of the invention corresponds to a time interval occurring during the pose of the foot, also called the stance phase of the foot.
  • foot angle values within the meaning of the invention may correspond to angle values making it possible to represent the position of an individual's foot in its environment, that is to say by example with respect to a predetermined benchmark.
  • This position may relate to the limbs of the individual with, for example, the angle formed by the axis of the tibia and the anteroposterior axis of the foot.
  • This position can also be related to elements external to the individual with for example the angle formed by the anteroposterior axis of the foot and the ground.
  • this position can also be relative to an angle formed by the anteroposterior axis of the foot and a calculated line of tread or a calculated trajectory of the foot.
  • the angle values of the foot can also be used in the context of the invention in the form of a variable calculated from the angle values of the foot, such as a line of plantar pressure.
  • predetermined reference within the meaning of the invention may correspond to an inertial reference such as a terrestrial reference or a non-inertial reference such as one or more limbs of the individual or even a reference generated from movement data of the individual.
  • linear of plantar pressure within the meaning of the invention corresponds to the evolution of the position of the center of plantar pressures (e.g. barycentre) during the movement of an individual (e.g. . a walk or a run), preferably from the pose of the heel until the takeoff of the toes.
  • sole is meant an object that separates the individual's foot from the ground.
  • a shoe can comprise an upper sole layer in direct contact with the foot of the individual and a lower sole layer in direct contact with the ground or more generally the external environment.
  • a shoe may also include a removable insole.
  • removable is meant the ability to be easily detached, removed or disassembled without having to destroy the fastening means either because there are no fastening means or because the fastening means are easily and quickly removable (e.g. notch, screw, tab, lug, clips).
  • fastening means are easily and quickly removable (e.g. notch, screw, tab, lug, clips).
  • removable it should be understood that the object is not fixed by welding or by any other means not intended to allow the object to be detached.
  • operations refer to actions and/or processes of a data processing system, for example a computer system or an electronic computing device, which manipulate and transform data represented as physical (electronic ) in computer system memories or other information storage, transmission or display devices. These operations can be based on applications or software.
  • sample program code may include, but is not limited to, a subroutine, function, executable application, source code, object code, library, and/or any other sequence of instructions designed for the running on a computer system.
  • processor is meant, within the meaning of the invention, at least one hardware circuit configured to execute operations according to instructions contained in a code.
  • the hardware circuit may be an integrated circuit. Examples of a processor include, but are not limited to, central processing unit, graphics processor, application-specific integrated circuit (ASIC), and programmable logic circuit.
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • Computer device means any device comprising a processing unit or a processor, for example in the form of a microcontroller cooperating with a data memory, possibly a program memory, said memories being able to be dissociated.
  • the processing unit cooperates with said memories by means of an internal communication bus.
  • Coupled in the sense of the invention, we mean connected, directly or indirectly with one or more intermediate elements. Two elements can be coupled mechanically, electrically or linked by a communication channel.
  • the invention relates to a method 100 for validating an orthopedic correction 40 for an individual.
  • an orthopedic correction validation method will comprise the following steps: a step of acquisition 140 of movement data which was generated during a movement of the individual in the presence of the orthopedic correction to be validated; a calculation step 150 of a value of at least one foot angle for several instants of the movement; and a step 160 of comparing the values of at least one calculated foot angle and predetermined foot angle values, so as to validate or not the orthopedic correction 40.
  • a method according to the invention may also comprise the following steps: positioning 110 of at least one inertial unit at the foot of the individual; calculation of a value of at least one foot angle without correction for several instants of the movement, which may correspond to an initialization of the measurement 120; a step 130 of applying the orthopedic correction 40 to be validated to at least one foot of the individual; footwear 130a of the feet of the individual in at least one article of footwear 30 comprising the orthopedic correction 40 to be validated; calculation of an effective correction 170 in degrees.
  • the method 100 for validating an orthopedic correction 40 for an individual is preferably implemented by one or more processors 12,22. As will be detailed below, the method is implemented from data comprising movement data, or calculated from movement data, generated by at least one inertial unit 11 coupled to the foot of said individual (eg . positioned at the level of the individual's foot).
  • the processor(s) 12,22 implementing the method according to the invention may be integrated into an electronic box 10 also incorporating the inertial unit(s) or else be integrated into a computing device 20, such as a computer or a computer server. , configured to receive data generated by the inertial unit(s) 11.
  • a system 1 for validating an orthopedic correction according to the invention will be detailed further in the remainder of this description.
  • a method according to the invention may comprise a step 110 of positioning at least one inertial unit at the level of one foot of the individual.
  • the inertial unit 11 could for example be a six-axis or nine-axis inertial unit.
  • the at least one inertial unit can be integrated into an electronic box 10.
  • the present invention will be detailed in the context of the use of an inertial unit positioned at the level of an individual's foot, but preferably, the present invention will be implemented with at least one inertial unit positioned at the level of each of an individual's feet so as to study both of the individual's feet.
  • the positioning 110 of at least one inertial unit at the foot of the individual can be considered as a coupling of at least one inertial unit 11 to one foot of the individual.
  • the positioning 110 of at least one inertial unit at the level of the foot may be a direct coupling or an indirect coupling.
  • the at least one inertial unit 11 can be positioned against the foot of the individual, on the item of footwear or in a sole of the item of footwear.
  • the at least one inertial unit 11b can be integrated into a sole of an article of footwear.
  • the at least one inertial unit 11a, 11c can also be configured so as to be able to be fixed on an article of footwear.
  • the positioning of the inertial unit on an article of footwear may depend on the arrangement of the inertial unit. It could for example be configured so as to be fixable on the back of an item of footwear or on the instep.
  • inertial unit 11a at the level of the buttress
  • in the sole in the sole
  • inertial unit 11c exterior or interior
  • inertial unit 11c for example at the level of the laces or the tongue.
  • the at least one inertial unit can also be integrated directly into the orthopedic correction. This may be the case for example when the inertial unit 11b is integrated into a removable insole, the sole forming the orthopedic correction.
  • the at least one inertial unit could be positioned in a reference sole used to study the gait of the individual before the implementation of the orthopedic correction then in a second time, the at least one inertial unit would be positioned directly in the orthopedic correction, for example in a removable manner.
  • the positioning 110 of at least one inertial unit 11 at the level of a foot of the individual or the coupling between the at least one inertial unit and the foot of the individual can be such that the use of an article footwear is not necessary.
  • the invention can be implemented from an inertial unit 11d directly coupled to the foot of the individual.
  • This coupling can use an adhesive material making it possible to bond the inertial unit temporarily to the foot or else thanks to an accessory capable of holding the inertial unit against the foot of the individual.
  • this positioning can be maintained by means of adhesive materials, elastic bands or by any other means making it possible to fix the inertial unit on the individual's foot in a punctual manner.
  • the accessory could for example be elastic and take the form of an ankle brace or a strap.
  • This embodiment can be particularly advantageous when the orthopedic correction 40 to be validated is not integrated into an article of footwear, but can be fixed at the level of the individual's foot. This is the case, for example, when the orthopedic correction 40 corresponds to an orthosis of the metatarsal pad type, toe correctors or foot splints.
  • the positioning and maintenance of the orthopedic correction is generally ensured using adhesive materials, elastic bands or by any other means 41 making it possible to maintain the orthopedic correction against the foot of the individual.
  • the positioning step 110 may include the positioning of at least one inertial unit 11 on the foot of the individual for whom the orthopedic correction 40 must be validated.
  • the at least one inertial unit 11 can be positioned on the individual's foot before the orthopedic correction 40 is applied. This can for example make it possible to determine foot angle values in the absence of orthopedic correction.
  • Table 1 illustrates the advantage of certain positions and in particular of the presence of a positioning step 110 of the inertial unit 11 against the foot of the individual compared to other positions of the inertial unit 11 .
  • Table 1 Positioning of the inertial unit Sensitivity Specificity against the foot of the individual 0.95 0.91 On the tongue of the shoe 0.88 0.78 In the sole 0.92 0.89 In orthopedic correction 0.89 0.90
  • Table 1 illustrates the sensitivity and specificity of a validation method according to the invention as a function of the positioning of the inertial unit. Sensitivity and specificity data can be obtained by comparison with validation data obtained by conventional means of the state of the art (i.e. validation opinion from a practitioner).
  • the positioning step 110 may include the positioning of at least one inertial unit on an article of footwear of the individual for which the orthopedic correction 40 must be validated.
  • the at least one inertial unit 11 can be positioned on the article of footwear 30 before the orthopedic correction 40 is applied. This can for example make it possible to determine foot angle values in the absence of correction orthopedic.
  • a method according to the invention will be able to use movement data coming from several inertial units 11 positioned at the level of the feet of the individual.
  • the method according to the invention could be based on movement data coming from two inertial units 11 each positioned respectively at the level of one of the feet of the individual (preferably against the foot of the individual).
  • the method according to the invention may comprise a step of generating movement data by at least one inertial unit 11, the inertial unit 11 being able to be positioned in an electronic box 10 fixed to an article of footwear 30 worn by the individual whose orthopedic correction must be validated.
  • the data generated by the inertial unit 11 can preferably be generated during a walk of the individual, a run or any other exercise likely to generate data that can be used in the context of an analysis of foot displacement kinetics in the foot. 'space. This data is called motion data.
  • the inertial unit 11 is preferably coupled to an article of footwear, but more generally it is coupled to the foot of an individual (ie. positioned at the level of the foot of the individual). The coupling can therefore be direct or via an article of footwear.
  • the motion data preferably includes acceleration values and angular velocity values as a function of time.
  • they may include values of magnetic fields as a function of time.
  • motion data can include time series.
  • the movement data are preferably generated for a plurality of instants of the foot pose.
  • the movement data are generated for at least ten instants of the pose of the foot, preferably at least twenty and more preferably at least fifty.
  • the movement data will comprise movement data generated from the moment of placing the heel to the moment of placing the toes (limits included).
  • the motion data may also include motion data generated from the time the heel takes off to the time the toes take off (limits included). Indeed, the applicant has determined that these data were of particular importance for improving the performance of the method according to the invention.
  • the method 100 for validating an orthopedic correction may include a step of preprocessing the movement data generated by the inertial unit(s) 11.
  • this motion data preprocessing step may correspond to the preprocessing of acceleration, angular velocity, and/or magnetic field values.
  • it may include in particular at least one processing selected from: frequency filtering, gravity suppression on the acceleration values, gravity suppression, noise suppression on the acceleration values and suppression drift on the measured angular velocity values.
  • the movement data can correspond to data generated by an inertial unit 11 which have been normalized, filtered, supplemented or else to data which have been merged for example by Kalman filtering.
  • the motion data includes variable values in the form of time series. These variable values may preferably correspond to acceleration and angular velocity values. They may possibly comprise magnetic field data or a fusion of these data.
  • a method according to the invention may include a step 120 of calculating a value of at least one foot angle for several instants of movement without correction. This step can be considered as a measurement initialization step.
  • This calculation step 120 of a value of at least one foot angle for several instants of movement without correction makes it possible, during a method for validating an orthopedic correction, to establish an initialization or a tare specific to the individual concerned.
  • the following steps of the method could be based in part on these foot angle values obtained for several instants of the movement without correction. They could in particular be used during the validation step in comparison with these foot angle values obtained for several instants of displacement with correction.
  • foot angle values obtained for several instants of movement without correction can be used directly or modified according to data from the literature such as reference values or even according to data relating to the morphology of the individual.
  • a method according to the invention may include a step of calculating a corridor 123 of normality.
  • Each individual has a different gait influenced by their morphology and their history (eg injury, illness, etc.).
  • a practitioner must determine the form that an orthopedic correction should take, he takes into account the specific parameters of the individual to make a tailor-made orthopedic correction or to combine the appropriate inserts to provide a suitable correction.
  • the corridor of normality of an individual may correspond to a set of angle values that the foot of an individual may present, in a plurality of instants, during a gait cycle without his gait being considered. as abnormal.
  • Such a corridor of normality 65a, 65b is illustrated in the .
  • the individual may have different lines of plantar pressure 60a, 60b for each of these feet and different corridors of normality 65a, 65b for each of these feet.
  • the normality corridor may comprise a range of values (eg min max) for several angles of the foot (or feet) of the individual.
  • the root angle values used in the method can be substituted by values calculated from these root angle values. This is for example the case of a plantar pressure line calculated from the foot angle values.
  • the calculation of the corridor of normality will be based on the foot angle values calculated for several instants of the movement without correction.
  • the method according to the invention will be able to calculate a corridor of normality by applying one or more mathematical transformations.
  • the calculation of the normality corridor may comprise the establishment of a range of foot angle values for a plurality of instants making it possible to bring the foot angle values of the individual closer to the angle values feet considered normal.
  • line 61a represents a line of plantar pressure considered normal.
  • the normality corridor 65a was calculated from the foot angle values obtained from movement data generated during movement without correction, but also from movement data (here a line of plantar pressure) considered to reflect a normality.
  • the calculation 120 of a value of at least one foot angle without correction for several instants of movement may include an optional step 121 of fitting the individual's feet in an article of footwear not including the orthopedic correction to be validated.
  • the calculation of a value of at least one foot angle without correction for several instants of the displacement could be carried out when the individual is not wearing an article of footwear.
  • the calculation 120 of a value of at least one foot angle without correction includes a step 122 of acquisition of movement data generated when the individual moves in the absence of orthopedic correction to be validated. This acquisition is for example carried out by one or more processors 12,22.
  • movement data are preferences generated by at least one inertial unit coupled to a foot of the individual.
  • this movement data could be generated by force sensors or by a system comprising video capture.
  • the step of calculating a normality corridor uses the at least one inertial unit 11 coupled to a foot of the individual used for the rest of the method according to the invention.
  • the acquisition may comprise a transmission of the movement data generated (for example by the at least one inertial unit) to a processor or to a memory coupled to a processor.
  • the method according to the invention may include a step 123 of calculating a normality corridor.
  • This corridor of normality may be similar for all individuals and be based on bibliographic data relating to individuals' gait and what could be considered normal gait.
  • the corridor of normality can be a function of the individual concerned, taking into account, for example, his morphology.
  • the corridor of normality can in particular depend on the approach of the individual in the absence of correction.
  • the normality corridor can be based at least in part on foot angle values calculated from motion data generated in the absence of correction. The calculation is for example carried out by one or more processors 12,22. As will be detailed later, these processors 12,22 can be integrated into an electronic box 10 or a computer device 20.
  • the normality corridor can in particular be calculated from a comparison between the movement data generated and reference data.
  • the step will include the calculation of a minimum value and a maximum value of a foot angle, this for several instants of a gait cycle and in particular of a stance phase.
  • a method according to the invention may comprise: - a step 110 of positioning an inertial unit at the level of a foot of the individual, preferably against the foot of the individual, more preferably at the level of the metatarsals; - a step 122 of acquisition of movement data generated, by at least one inertial unit 11 positioned at the level of a foot of the individual, during a movement of the individual in the absence of the orthopedic correction to be validated; - a step 130a of fitting the feet of the individual in at least one item of footwear 30 comprising the orthopedic correction 40 to be validated or positioning the orthopedic correction 40 on at least one foot of the individual; - a step 140 of acquisition of movement data which have been generated, by at least one inertial unit 11 positioned at the level of a foot of the individual, during a movement of the individual in the presence of the orthopedic correction to validate ; - a calculation step 150, by one or more processors 22, from the movement data acquired, of a value of at least one
  • the predetermined foot angle values may have been calculated from the movement data generated during the movement of the individual in the absence of the orthopedic correction to be validated.
  • a method according to the invention may comprise a step 130 of applying the orthopedic correction to be validated to at least one foot of the individual. This can in particular involve a step 130a of putting on the individual's feet in at least one article of footwear 30 comprising the orthopedic correction to be validated or positioning the orthopedic correction 40 on at least one foot of the individual.
  • orthopedic correction takes the form of a corrective insole, one or more inserts, or a heel pad.
  • the validation process will include an application of the orthopedic correction, for example via the insertion of the orthopedic correction in an article of footwear to be worn by the individual or via a positioning directly on a foot of the individual of the orthopedic correction.
  • the validation is based on movement data generated by one or more inertial units positioned at the level of the individual's foot.
  • the method may include before or after the fitting or the application of the orthopedic correction the positioning 110 of at least one inertial unit at the level of the foot of the individual.
  • the validation method then comprises a step 140 of acquiring movement data generated during a movement of the individual in the presence of the orthopedic correction 40 to be validated.
  • the acquisition may comprise a transmission of the movement data generated (for example by the at least one inertial unit) to a processor or to a memory coupled to a processor.
  • the processor or processors 12,22 can for example be integrated into an electronic box 10 comprising at least one inertial unit or into a computing device 20 configured to receive movement data.
  • the acquisition step 140 of movement data comprises the acquisition of movement data generated by at least two inertial units each positioned respectively at the level of a foot of the individual (or even each coupled respectively to one foot of the individual).
  • the validation method comprises a step 150 of calculating a value of at least one foot angle for several instants of the movement of the individual in the presence of the orthopedic correction to be validated.
  • This calculation step 150 is preferably carried out from the movement data generated by the at least one inertial unit 11.
  • This calculation step is preferably carried out by one or more processors 12,22 which can for example be integrated into a box electronic 10 comprising at least one inertial unit or to a computer device 20 configured to receive the movement data.
  • the calculation 150 of a value of at least one foot angle is made with respect to a predetermined reference.
  • the step 150 of calculating a value of at least one foot angle preferably corresponds to a step of calculating angle values for the two feet of the individual.
  • walking or running can influence the absorption achieved by the soft tissues of the foot.
  • muscle fatigue and in particular anterior tibial fatigue can influence the amount of work absorbed by the soft tissues of the foot or the padding of the shoe.
  • the kinetic behavior of the feet changes throughout a movement such as a long run.
  • the calculation step 150 is advantageously carried out using movement data generated by the at least one inertial unit 11 during a walk or a run.
  • the movement data acquired includes several instants corresponding to a walking cycle.
  • the acquired movement data includes several instants corresponding to the attack of the step, the anterior step, the posterior step, and/or the propulsion.
  • the foot angle values are calculated over at least two instants of the pose of the individual's foot, or stance phase.
  • the step 150 of calculating a value of at least one foot angle includes the calculation of angle values for at least two instants of the pose of the foot, preferably at least five and more favorite at least ten.
  • foot angle values There are many methods for calculating foot angle values according to the reference frames used. Indeed, the foot angle values generally correspond to the angle values of a foot with respect to its environment. Examples of foot angle values that can be calculated are shown in Figures 2 and 5.
  • angles 52.54 could for example be calculated as a function of the walking line 50 of the individual. They may also be calculated relative to the ground or even relative to the anteroposterior axis 51,53 of the individual's foot.
  • the walking line 50 can itself be calculated conventionally by the methods known to those skilled in the art and then used as a reference for calculating the angle values of the foot within the scope of the present invention.
  • the calculated foot angle values comprise angle values selected from: an angle of the antero-posterior axis of the foot with respect to its line of progression, an angle of the antero-posterior axis of the foot with respect to a plane formed by the ground, an angle of the transverse axis of the foot with respect to its line of progression or an angle of the transverse axis of the foot with respect to a plane formed by the ground.
  • the present invention derives a particular advantage from the use of values of several angles of the foot.
  • the step 150 of calculating a value of at least one foot angle comprises the calculation of values of at least two foot angles, preferably of at least three foot angles and of more preferably at least four angles of the foot.
  • angles that can be used in the context of the invention, we can for example cite the strike angle corresponding to a measurement of the angle between the base of the foot and the ground at initial contact. This angle can continue to be measured during the attack phase of the step until the forward step phase. As shown in , the angle 46 between the base of the foot 45 and the ground can also be measured during the propulsion phase.
  • the movement data generated during a movement of the individual in the absence of orthopedic correction to be validated or in the presence of orthopedic correction to be validated can be used to calculate descriptors of a gait such as speed, acceleration, spatial displacement, or even angular and linear speed.
  • the values of these descriptors of a gait may be used in particular within the framework of a gait cycle selection to be used for a validation phase or directly during the validation stage of the orthopedic correction.
  • the validation method includes a step 160 of comparing the values of at least one calculated foot angle and predetermined foot angle values.
  • This calculation step is preferably carried out by one or more processors 12,22 which can for example be integrated into the electronic box 10 or into the computer device 20.
  • this comparison 160 makes it possible to validate or not the orthopedic correction 40.
  • the predetermined foot angle values can for example be selected from: - reference foot angle values, for example from the literature; - foot angle values calculated during movement of the individual without correction; - foot angle values calculated during movement of the individual without correction, but corrected for example by values related to the morphology of the individual.
  • the predetermined foot angle values can be recorded in an electronic box 10 comprising at least one inertial unit or a computer device 20 configured to receive movement data from an inertial unit.
  • These values can represent predetermined expected values of at least one foot angle over one or more instants of the pose of the foot.
  • these values could, for example, take the form of numerical charts making it possible, from values of at least one calculated foot angle, to determine whether the orthopedic correction is effective and therefore whether it can be validated.
  • These values can alternatively represent the predetermined values of at least one foot angle over one or more instants of the pose of the foot during a movement without correction of the individual.
  • these values will be reference values making it possible to determine whether the orthopedic correction is significantly effective compared to a displacement without correction and therefore whether it can be validated.
  • predetermined foot angle values may for example be a function of physiological characteristics of the individual.
  • the predetermined foot angle values have been predetermined from data relating to the morphology of the individual and/or characteristics of the article of footwear.
  • these predetermined foot angle values may be taken from the normality corridor 65a, 65b calculated according to an embodiment of the present invention. Indeed, they are then perfectly adapted to the individual and allow a better validation of the orthopedic correction.
  • the comparison 160 is preferably made from the angle values calculated over the at least two times when the individual's foot is posed.
  • the comparison 160 can be made from the angle values calculated on the at least two instants of the pose of the foot of the individual selected among: the instant of pose of the heel, the instant of pose of the toes , the heel lift-off time and the toe lift-off time.
  • the comparison step 160 comprises the use of angle values calculated for at least two instants of the pose of the foot, preferably at least five and more preferably at least ten. Indeed, it is important that the orthopedic correction is able to correct the roll of the foot in a movement and not only the distribution of pressure forces during a stationary phase of the foot.
  • the calculated angle values used during the comparison 160 comprise a majority of angle values calculated from movement data generated from the moment of placing the heel to the moment of placing the toes (limits included) and from the instant of heel lift-off to the instant of toe lift-off (limits included).
  • the calculated angle values used during the comparison 160 comprise at least 60% of angle values calculated from movement data generated from the instant of heel strike until the instant of pose of the toes (limits included) and from the instant of heel lift-off until the instant of take-off of the toes (limits included).
  • the calculated angle values used during the comparison 160 comprise at least 70% of angle values calculated from motion data generated from the moment of heeling down to the moment of poses of the toes (limits included) and from the moment of takeoff of the heel until the moment of takeoff of the toes.
  • the calculated angle values used during the comparison 160 comprise at least 80% of angle values calculated from movement data generated from the instant of heel strike until the instant from the toe landing (limits included) and from the moment of heel lift-off until the moment of toe lift-off (limits included).
  • This comparison step 160 is preferably performed from values of several angles. Preferably, the comparison step 160 is performed from the values of at least two angles of the foot, preferably of at least three angles of the foot and more preferably at least four angles of the foot.
  • the comparison step 160 can be repeated so as to establish a confirmed validation from several walking or running cycles, in particular several support phases. This increases the reliability of the validation. Indeed, unlike techniques based on observation or motion capture, the present method can exploit a very large number of walking cycles without it becoming tedious for an observer or extremely consuming in computing power during using video capture.
  • the foot angle values used during the comparison step 160 are preferably calculated from a plurality of gait cycles (eg median, average, etc.).
  • the foot angle values used during the comparison step 160 have been calculated from at least twenty walking cycles, preferably at least thirty and even more preferably at least fifty. This makes it possible to create consolidated data across several cycles and therefore to precisely measure the impact of the correction by differentiating it from intra-individual variations.
  • a consolidated displacement line eg, plantar pressure line
  • reference data eg, plantar pressure line
  • the foot angle values used during the comparison step 160 have been calculated for a plurality of gait cycles which have been previously selected on the basis of one or more calculated characteristics of the gait cycle. market. Indeed, the acquisition of a hundred gait cycles is quite fast and the precision and accuracy of the method according to the invention can be improved by a prior selection of the gait cycles used to calculate the values of foot angles. which will be used during the comparison step 160.
  • the selection of gait cycles can for example take into account calculated characteristics such as: a maximum acceleration value, a maximum propulsive force value, a step frequency, a step length, a walking speed, a duration of the support phase, and/or a duration of the oscillating phase. If the value of one or more characteristics of the walking cycle exceeds a predetermined threshold then the walking cycle can be discarded and not considered for the remainder of the process.
  • the present invention has the advantage of being able to base the validation of the correction on biomechanical parameters. Indeed, during the comparison step 160, the method according to the present invention may include taking into account values of biomechanical parameters of the individual.
  • biomechanical parameters will for example have been calculated from the movement data generated by the inertial units.
  • the taking into account of these values of biomechanical parameters of the individual may comprise a comparison between values of biomechanical parameters of the individual calculated from movement data generated during movement with correction and values of biomechanical parameters of the individual calculated from movement data generated during movement without correction.
  • the biomechanical parameters of the individual can for example be selected from: the force of propulsion, the length of a step, a maximum acceleration value, an acceleration value at a given instant of the gait cycle, a value maximum propulsion force, a propulsion speed value at a given instant of the gait cycle, a step frequency, a step length, a gait speed, a duration of the stance phase, or even a duration of the oscillating phase.
  • one of the advantages of the present invention is to be able to objectively validate an orthopedic correction without having to use a pressure sensor or analysis by two or three-dimensional camera whereas this constituted before the present invention a passage obligated to podometry for an objective validation of an orthopedic correction.
  • the method according to the invention does not take into account data coming from a pressure sensor coupled to an article of footwear of the individual.
  • the comparison step 160 could be carried out from values of at least one foot angle calculated from movement data generated during a walk of the individual and/or from data of movement generated during a race of the individual.
  • the calculated and compared foot angle values comprise angle values selected from: an angle of the antero-posterior axis of the foot with respect to its line of progression, an angle of the antero-posterior axis posterior of the foot with respect to a plane formed by the ground, an angle of the transverse axis of the foot with respect to its line of progression or an angle of the transverse axis of the foot with respect to a plane formed by the ground.
  • the movement includes at least one stance phase
  • the values of at least one foot angle calculated and compared include at least one foot angle value obtained during at least one stance phase.
  • the movement includes at least one oscillation phase and the calculated and compared foot angle values include at least one foot angle value obtained from movement data generated during an oscillation phase.
  • On-board pressure sensors or mats equipped with pressure sensors cannot access the position of the foot during the swing phase. However, this position has an impact on the general gait of an individual and can be influenced by orthopedic corrections.
  • the present invention advantageously makes it possible to take into consideration the oscillating phase so as to validate an orthopedic correction both on the basis of a behavior of the foot during the stance phase and during the oscillating phase.
  • the comparison step 160 may include a calculation of one or more deviation values of the calculated foot angle values from the predetermined foot angle values.
  • a validation can be issued if the calculated deviation value is less than a reference deviation value.
  • there may be a comparison of the calculated toe angle values to the toe angle values associated with the normality corridor.
  • there will be calculation of a deviation value over one or more instants of the pose of the foot allowing, in comparison with one or more deviation values, to determine whether or not the orthopedic correction can be validated.
  • the present invention comprises a step of calculating an effective correction 170.
  • This step of calculating is preferably carried out by one or more processors 12,22 which can for example be integrated into an electronic box 10 further comprising at least one inertial unit or to a computer device 20 configured to receive movement data generated by at least one inertial unit.
  • the foot and the articles of footwear contain soft tissues which, depending on the type of movement (e.g. walking/running) or the orthopedic inserts used, will deform, thus influencing the orthopedic correction.
  • the orthopedic correction comprising soft or elastic zones, there is a modification of the angle of correction according to the interaction between the foot of the individual and the orthopedic correction.
  • the present invention can advantageously include a step of calculating an effective correction 180 making it possible to quantify the correction obtained by the orthopedic correction.
  • the step of calculating an orthopedic correction may be based on a comparison of values of foot angles calculated in the absence of orthopedic correction and values of foot angles calculated in the presence of orthopedic correction.
  • the validation of the orthopedic correction is carried out in real time, that is to say less than 1 hour after the generation of the data by one or more of the inertial units, preferably less than 10 minutes, in a more preferably less than one minute, even more preferably less than 10 seconds.
  • the method can also include a data storage step.
  • This storage is preferably done continuously. In particular, this may correspond to the storage of all the data generated and/or calculated within the framework of a method according to the invention.
  • the stored data can for example be raw data as generated by the motion sensors, pre-processed data, transformed data or orthopedic correction validation data.
  • a method in accordance with the invention may comprise a step of transmitting data to a remote computing device.
  • the invention relates to a system 1 for validating an orthopedic correction for an individual.
  • a system 1 for validating an orthopedic correction will comprise at least one inertial unit 11 and one or more processors 12, 22.
  • a system 1 for validating an orthopedic correction may include a data memory 13.23 and a means of communication 14.24.
  • the validation system 1 according to the invention can be arranged in the form of an electronic box 10 comprising at least one inertial unit 11 and one or more processors 12 configured to validate an orthopedic correction, for example by implementing a method according to the invention.
  • the validation system 1 according to the invention is arranged in the form of an electronic box 10 comprising the at least one inertial unit 11 and a computer device 20 comprising a means of communication 24 configured to receive the movement data generated by the at least one inertial unit and one or more processors 22 configured to validate an orthopedic correction, for example by implementing a method of the invention.
  • a validation system 1 comprises at least one inertial unit 11.
  • This at least one inertial unit 11 is configured to generate movement data during movement of the individual in the presence or not of an orthopedic correction to be validated.
  • it is preferably arranged to be coupled to a foot of the individual, that is to say arranged to be positioned at the level of a foot of the individual.
  • the inertial unit 11 is for example made up of at least one accelerometer and a gyroscope. Preferably, it comprises several accelerometers and gyroscopes. More preferably, the inertial unit 11 comprises at least one accelerometer and at least one gyroscope.
  • the inertial unit 11 is able to acquire movement data representative of a movement (acceleration and/or speed, for example angular speed) of the foot along the axes X, Y, Z during the movement of the individual.
  • the electronic box 10 can also comprise one or more magnetometers so as to acquire three additional raw signals corresponding to the values of magnetic fields in three dimensions.
  • the validation system 1 may comprise one or more electronic boxes 10 comprising at least one inertial unit 11, said electronic box being arranged to be positioned at the level of a foot of the individual.
  • the electronic box(es) may be arranged so as to be positioned against a foot of the individual or on an item of footwear worn by the individual.
  • the electronic box 10 could be integrated into a sole.
  • the soles that can be used in the context of the validation system 1 according to the invention can, for example, correspond to outer soles or to inner soles of shoes. These soles can be removable or be permanently integrated into the sole of the shoes.
  • An electronic box 10 advantageously weighs only a few grams (eg less than 10 grams) and has a small size suitable for positioning on a foot or a shoe of the individual (eg volume less than or equal to 10 cm3, preferably less than or equal to 8 cm3). This low volume limits the impact on user comfort.
  • Each electronic box 10 can also include other sensors, in particular an inclinometer, a barometer, a temperature sensor, a humidity sensor and an altimeter to benefit from increased precision.
  • sensors in particular an inclinometer, a barometer, a temperature sensor, a humidity sensor and an altimeter to benefit from increased precision.
  • a validation system 1 also comprises one or more processors 12,22.
  • processors are advantageously configured to execute instructions making it possible to implement all or part of the embodiments of the validation method according to the invention.
  • this or these processors 12.22 are configured for: - Acquire movement data generated by the at least one inertial unit 11 positioned at the level of a foot of the individual; - Calculate from the movement data acquired, a value of at least one foot angle for several instants of movement; And - Compare values of at least one calculated foot angle and predetermined foot angle values, so as to validate or not the orthopedic correction.
  • the one or more processors 12 can be positioned at the level of the electronic box 10.
  • the validation system 1 can comprise a computer device 20 comprising one or more processors 22 configured to process the movement data coming from the electronic boxes 10.
  • the validation system 1 comprises a computer device 20 comprising one or more processors 22 configured to implement one or more embodiments, whether or not they are preferred of the method according to the invention.
  • a dedicated application is installed on this computer device 20 in order to process the information transmitted by the electronic device(s) 10 and allow the user to interact with the invention.
  • the computing device 20 is generally a tablet, a mobile telephone ("smartphone" in English terminology), a computer or a server.
  • the electronic box 10 and / or the computer device 20 may include a data memory 13.23 configured to store at least part of the data generated by the inertial unit 11 and / or the processor 12.22.
  • the electronic box 10 and/or the computer device 20 may comprise a means of communication 14,24 configured to transmit movement data and/or data relating to the validation of the orthopedic correction.
  • the means of communication are capable of receiving and transmitting the data on at least one communication network R1, for example intended for a server 70.
  • the communication is carried out via a wireless protocol such as wifi , 3G, 4G, and/or Bluetooth.
  • the invention may be the subject of numerous variants and applications other than those described above.
  • the various structural and functional characteristics of each of the implementations described above should not be considered as combined and/or closely and/or inextricably linked to each other, but on the contrary as simple juxtapositions.
  • the structural and/or functional characteristics of the various embodiments described above may be the subject, in whole or in part, of any different juxtaposition or any different combination.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Surgical Instruments (AREA)
  • Orthopedics, Nursing, And Contraception (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

L'invention concerne un système et un procédé de validation d'une correction orthopédique pour un individu. Le procédé comporte en particulier: - une étape d'acquisition (140) de données de mouvement qui ont été générées lors d'un déplacement de l'individu en présence de la correction orthopédique à valider; - une étape de calcul (150), à partir des données de mouvement générées, d'une valeur d'au moins un angle de pied pour plusieurs instants du déplacement; et - une étape de comparaison (160), des valeurs d'au moins un angle de pied calculées et de valeurs d'angles de pied prédéterminées, de façon à valider ou non la correction orthopédique (40).

Description

PROCÉDÉ ET SYSTÈME DE VALIDATION D’UNE CORRECTION ORTHOPÉDIQUE POUR UN INDIVIDU
L’invention concerne le domaine de la podométrie. En particulier, elle concerne un procédé de validation d’une correction orthopédique pour un individu.
L’invention concerne en outre un dispositif ou système pour la validation d’une correction orthopédique d’un individu.
Ci-après, nous décrivons l’art antérieur connu à partir duquel l’invention a été développée.
Le pied, comportant 26 os, 107 ligaments et près de 19 muscles, constitue une partie du corps humain particulièrement complexe. Il revêt également un rôle important puisqu’il est la clef de voûte permettant à un être humain de se mouvoir. La moindre dégradation de ce dernier peut rapidement être handicapante. Même si cela est particulièrement vrai dans le cadre de la pratique d’un sport impliquant un contact du pied avec le sol, une mauvaise démarche lors d’activités quotidiennes peut avoir un impact non négligeable sur la santé. L’étude des forces appliquées sur le pied au cours de la marche est donc en constante évolution et de nouveaux systèmes ou de nouveaux indicateurs permettant de faciliter ces études voient régulièrement le jour.
Ainsi, il a été déjà proposé de suivre la démarche d’un individu au travers de capteurs de pression ou de centrale inertielles situées en particulier au niveau du pied. De récentes publications montrent notamment l’intérêt d’utiliser des centrales inertielles positionnées au niveau du pied pour accéder en temps réel à des données de démarche (WO2019077266) ou encore des données de troubles de la démarche (WO2019193301) ou de paramètres avancés de démarches (WO2020217037).
Néanmoins, de telles solutions ne permettent pas de déterminer si une correction orthopédique est adaptée à un individu.
Les orthèses plantaires (aussi appelées corrections orthopédiques) sont généralement des dispositifs insérés dans les chaussures pour fournir un soutien au pied en redistribuant les forces de réaction du sol agissant sur les articulations du pied en position debout, en marchant ou en courant. Ces corrections orthopédiques peuvent être soit prémoulées (également appelés préfabriquées) ou fabriquées sur mesure selon un moulage ou une empreinte du pied. Elles sont utilisées par tout le monde, des athlètes aux personnes âgées, pour s'adapter aux déformations biomécaniques et à diverses affections des tissus mous. Ces corrections orthopédiques sont le plus souvent utilisées pour les personnes ayant des problèmes de pied. Toutefois, ces corrections orthopédiques peuvent avoir un effet sur les déformations du genou, de la hanche et de la colonne vertébrale. Plus encore, elles ont même été montrées efficaces pour résoudre des problèmes de dos (Cambron et al., 2017; “Shoe Orthotics for the Treatment of Chronic Low BackPain: A Randomized Controlled Trial”; Archives of Physical Medicine and Rehabilitation 2017;98:1752-62).
Les innovations actuelles sur les corrections orthopédiques reposent principalement sur les méthodes de fabrication des semelles orthopédiques personnalisées et en particulier sur la combinaison de matériaux utilisés et les procédés d’usinage employés (Anggoro et al., 2021; “Advanced design and manufacturing of custom orthotics insoles based on hybrid Taguchi-response surface method”; Heliyon, Volume 7, ISSUE 3, e06481, March 01, 2021). En outre, il est proposé depuis quelques années de remplacer l'approche de fabrication traditionnelle, caractérisée par des pertes de matière, de temps et de main-d'œuvre, par des technologies de fabrication additive (Wang et al., 2020; “A Review of the Application of Additive Manufacturing in Prosthetic and Orthotic Clinics from a Biomechanical Perspective”; Engineering 6 (2020) 1258-1266).
La phase de conception nécessite l’œil expert du praticien et peut être secondée par la mise en place de capture vidéo. En effet, il a été montré récemment que les contributions cinétiques du pied changent tout au long d’une marche et plus particulièrement d'une course (Honert, et al., 2021; “Changes in ankle work, foot work, and tibialis anterior activation throughout a long run”; Journal of Sport and Health Science, https://doi.org/10.1016/j.jshs.2021.02.003). Ainsi, cela renforce le besoin pour des méthodes de validation des corrections orthopédiques capables de réaliser des mesures lors d’un mouvement du pied que cela soit lors d’une marche ou d’une course. En effet, la correction devra être efficace au cours d’une dynamique de pas et non lorsque le pied est statique.
Les analyses vidéo nécessitent la mise en place d’installations très couteuses dans lesquelles la majorité des praticiens ne peuvent pas investir. Pour fournir une solution abordable, il a été étudié dans certains domaines la substitution d’analyse vidéo bidimensionnelle ou tridimensionnelle par des capteurs inertiels (Hughes et al, 2019 ; “Are tibial angles measured with inertial sensors useful surrogates for frontal plane projection angles measured using 2-dimensional video analysis during single leg squat tasks? A reliability and agreement study in elite football (soccer) players” ; Journal of Electromyography and Kinesiology Volume 44, February 2019, Pages 21-30). Toutefois, ces méthodes n’ont pas été en mesure de montrer une substitution possible des analyses vidéo par des analyses via centrales inertielles. En effet, dans le cadre de l’étude de l’angle de projection du plan frontal, il a été montré que des centrales inertielles ne permettent pas de fournir des mesures de l’angle tibial absolu et de l’angle tibial relatif cohérentes avec les données vidéo bidimensionnelles.
Il a aussi été proposé des méthodes, basées sur des capteurs de forces, permettant de déterminer des caractéristiques de la marche d’un individu et détecter des anomalies du pied tel que des pieds plats ou des pieds creux (Mei et al, 2020 ; “Foot type classification using sensor-enabled footwear and 1D-CNN” ; Measurement 165 (2020),108184). Toutefois, de telles méthodes ne permettent pas d’évaluer un niveau de validité d’une correction orthopédique.
Enfin, il a été proposé (WO17192409) une orthèse plantaire semi-rigide comportant des accéléromètres à 3 axes, des gyroscopes, des magnétomètres et des jauges de contrainte intégrés dans une ou plusieurs régions flexibles avec un microprocesseur et un émetteur sans fil. Il a été proposé que les données générées par ces capteurs puissent être utilisées pour suivre le cycle de marche. Les données sur la flexion, ou la rotation de parties de l'orthèse sont traitées et comparées à l'idéal ou aux données d'autres essais pour évaluer l'efficacité de l'orthèse. Néanmoins cette méthode nécessite d’équiper chaque correction orthopédique fabriquée avec des capteurs de mouvement et des systèmes de communication sophistiqués. Cela augmente le cout de la solution et réduit sa démocratisation.
Ainsi, les solutions existantes ne sont pas optimales. Elles nécessitent le déploiement de matériels couteux ou prennent la forme d’un système intégrant de nombreux dispositifs dont la mise en œuvre doit être effectuée dans des conditions spécifiques pour l’obtention de mesures pertinentes. Dans ces conditions, ils ne permettent pas de valider aisément et avec précision une correction orthopédique.
Il existe donc un besoin pour une nouvelle solution permettant une analyse dynamique de la correction orthopédique d’un individu de façon à permettre sa validation ou non, de préférence dans le cadre d’un déplacement de l’individu.
L’invention a pour but de remédier aux inconvénients de l’art antérieur. En particulier, l’invention a pour but de proposer un procédé permettant de valider rapidement, et de préférence en temps réel, une correction orthopédique pour un individu et cela sans la nécessité d’utiliser des équipements couteux ou fragiles. L’invention a en outre pour but de proposer un dispositif et un système permettant la validation d’une correction orthopédique pour un individu.
L’invention vise en particulier un procédé de validation d’une correction orthopédique pour un individu, ledit procédé comprenant :
- une étape d’acquisition de données de mouvement qui ont été générées, par au moins une centrale inertielle positionnée au niveau d’un pied de l’individu, lors d’un déplacement de l’individu en présence de la correction orthopédique à valider ;
- une étape de calcul, par un ou plusieurs processeurs, à partir des données de mouvement acquises, d’une valeur d’au moins un angle de pied pour plusieurs instants du déplacement de l’individu ; et
- une étape de comparaison, par le ou les processeurs, des valeurs d’au moins un angle de pied calculées et de valeurs d’angles de pied prédéterminées, de façon à valider ou non la correction orthopédique.
La demanderesse a développé une solution de validation d’une correction orthopédique capable de déterminer si une correction orthopédique convient ou non à un individu et cela à partir de données de mouvement générées par au moins une centrale inertielle. En prenant en considération une valeur d’au moins un angle de pied pour plusieurs instants du déplacement et en comparant ces valeurs à des valeurs attendues prédéterminées, la présente invention permet de déterminer si une correction orthopédique répond aux besoins de l’individu.
Une telle solution technique permet de s’affranchir de dispositifs de capture d’image couteux ou de faire reposer la validation seulement sur des critères subjectifs. Ainsi, cette solution, pouvant être mise en œuvre en temps réel, permet de valider rapidement, une correction orthopédique pour un individu et cela sans la nécessité d’utiliser des équipements couteux ou fragiles. En outre, l’utilisation d’un dispositif de mesure permet de quantifier la correction, dans une situation réelle d’une part et d’objectiver la validation d’autre part.
Selon d’autres caractéristiques optionnelles du procédé, ce dernier peut inclure facultativement une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, seules ou en combinaison :
- Lors de l’étape d’acquisition, l’au moins une centrale inertielle est positionnée contre le pied de l’individu. Comme cela sera illustré par la suite, cela peut permettre une amélioration de la justesse et de la précision.
- Il comporte une étape de calcul d’une correction effective, de préférence exprimée en degrés. Cela permet au praticien de quantifier la correction en degré par rapport à un déplacement de l’individu sans correction orthopédique.
- Il comporte en outre une étape d’acquisition de données de mouvement qui ont été générées, par au moins une centrale inertielle positionnée au niveau d’un pied de l’individu, lors d’un déplacement de l’individu en l’absence de correction orthopédique à valider. Ces données de mouvement générées en absence d’une correction peuvent être utilisées pour calculer les valeurs d’angles de pied prédéterminées utilisées lors de l’étape de comparaison. Alternativement, lorsque la correction orthopédique peut être fixée au pied, le chaussage devient inutile et la correction peut être placée contre le pied de l’individu tout comme la centrale inertielle.
- Il comporte en outre une étape de calcul d’un corridor de normalité, ledit procédé comportant alors les étapes suivantes exécutées par un ou plusieurs processeurs : une étape d’acquisition de données de mouvement qui ont été générées, par au moins une centrale inertielle positionnée au niveau d’un pied de l’individu, lors d’un déplacement de l’individu en l’absence de correction orthopédique à valider ; et une étape de calcul d’un corridor de normalité, à partir des données de mouvement acquises. Ce corridor de normalité peut être utilisé comme valeurs d’angles de pied prédéterminées lors de l’étape de comparaison. Avantageusement, lorsqu’un corridor de normalité est calculé il se substitue aux valeurs d’angles de pied attendues prédéterminées et permet d’améliorer la précision de la validation de la correction orthopédique.
- les valeurs d’angles de pieds prédéterminées sont des valeurs d’angles de pieds attendues qui ont été prédéterminées à partir de données relatives à la morphologie de l’individu et/ou de caractéristiques de l’article chaussant. Alternativement les valeurs d’angles de pieds attendues peuvent correspondre à des valeurs standard pour tout individu sans prendre en compte les caractéristiques morphologiques de l’individu. Toutefois, de façon préférée, les valeurs d’angles de pieds prédéterminées sont prédéterminées au moins en partie à partir des valeurs d’angle de pied observées en absence de correction, éventuellement modifiées.
- l’étape d’acquisition de données de mouvement comporte l’acquisition de données de mouvement générées par deux centrales inertielles chacune positionnée respectivement au niveau d’un pied de l’individu. Avantageusement, la centrale inertielle est en mesure d’acquérir des données d’accélération et de vitesse angulaire chacune sur trois axes. Cela permet d’évaluer simultanément la correction orthopédique de chacun des deux pieds de l’individu.
- Il comporte une étape de positionnement d’au moins une centrale inertielle au niveau du pied de l’individu. En particulier, il comporte une étape de positionnement d’au moins une centrale inertielle au niveau du pied de l’individu auquel est appliqué la correction orthopédique. Ce positionnement au niveau du pied peut par exemple comporter la fixation, par exemple via une substance adhésive, de la centrale inertielle sur le pied. Le positionnement peut être réalisé aussi sur l’article chaussant ou dans une semelle de l’article chaussant.
- Il comporte une étape de génération des données de mouvement durant laquelle l’au moins une centrale inertielle est positionnée contre le pied de l’individu, sur l’article chaussant ou dans une semelle de l’article chaussant. Ainsi, le procédé peut être mené directement chez le praticien avec dans un premier temps le positionnement de la ou des centrales inertielles, la génération des données lors d’un déplacement (p. ex. marche ou course) puis dans un intervalle de temps inférieur à 10 minutes, la validation ou non de la correction orthopédique. En outre, une telle solution ne nécessite pas un environnement laboratoire normé, mais seulement une surface plane permettant le déplacement de l’individu ou un tapis roulant.
- l’étape de comparaison comporte un calcul d’une valeur de déviation des valeurs d’angle de pied calculées par rapport aux valeurs d’angles de pied prédéterminées. Lorsque les valeurs d’angles de pied prédéterminées correspondent à des valeurs d’angles de pied attendue, la génération d’une valeur de déviation permet de quantifier dans quelle mesure la correction orthopédique n’est pas conforme aux besoins de l’individu. Alternativement, lorsque les valeurs d’angles de pied prédéterminées correspondent à des valeurs d’angles de pied sans correction, la génération d’une valeur de déviation permet de quantifier dans quelle mesure la correction orthopédique a entrainé une modification suffisante de la démarche de l’individu.
- les données de mouvement comportent des valeurs d’accélération et de vitesse angulaire selon trois axes. Ces données permettent d’améliorer la précision de la validation de la correction orthopédique. Ces données peuvent aussi comporter les dérivées et intégrales de ces grandeurs physiques.
- les valeurs d’au moins un angle de pied calculées et comparées comportent des valeurs d’angles sélectionnés parmi : un angle de l’axe antéro-postérieur du pied par rapport à sa ligne de progression, un angle de l’axe antéro-postérieur du pied par rapport à un plan formé par le sol, un angle de l’axe transversal du pied par rapport à sa ligne de progression ou un angle de l’axe transversal du pied par rapport à un plan formé par le sol. L’utilisation de ces angles particuliers permet d’améliorer la précision de la validation de la correction orthopédique.
- les valeurs d’angle de pieds d’au moins trois instants du déplacement, de préférence d’au moins cinq instants du déplacement, sont calculées puis comparées lors de l’étape de comparaison. L’utilisation de valeurs d’angle de pieds sur plusieurs instants du déplacement permet d’améliorer la précision de la validation de la correction orthopédique.
- le déplacement comporte au moins une phase d’oscillation et les valeurs d’au moins un angle de pieds calculées et comparées comportent au moins une valeur d’angle de pied obtenue à partir de données de mouvement générées pendant la phase d’oscillation. Cela permet d’améliorer la précision de la validation de la correction orthopédique et d’utiliser des données qui sont inaccessibles avec des technologies basées sur des capteurs de force. En effet, les modifications apportées par la correction orthopédique sur un pied au moment de la phase d’appui peuvent influer sur la phase oscillante de ce même pied ou sur la phase oscillante de l’autre pied.
- les valeurs d’angle de pieds sont calculées pour au moins vingt cycles de marche, de préférence au moins trente et de façon encore plus préférée au moins cinquante ; et les valeurs d’au moins un angle de pied calculées, utilisées lors de l’étape de comparaison, correspondent à des valeurs obtenues à partir d’au moins vingt cycles de marche, de préférence au moins trente et de façon encore plus préférée au moins cinquante. Ainsi, cela permet avantageusement de ne pas baser une validation sur une ou quelques prises de mesure, mais sur une pluralité de cycle de marche permettant d’augmenter la robustesse du procédé de validation selon l’invention. En particulier, les valeurs utilisées pour l’étape de comparaison correspondent à une moyenne ou une médiane des valeurs obtenues pour les différents cycles de marche considérés.
- les valeurs d’angle de pieds sont calculées pour une pluralité de cycle de marche qui ont été au préalable sélectionnés sur la base d’une ou de plusieurs caractéristiques calculées du cycle de marche ; la ou lesdites caractéristiques calculées du cycle de marche comportant : une valeur d’accélération maximale, une valeur de vitesse de propulsion maximale, une fréquence de pas, une longueur de pas, une vitesse de marche, une durée de la phase d’appui, et/ou une durée de la phase oscillante.
Selon un deuxième objet, l’invention porte sur un système de validation d’une correction orthopédique pour un individu, ledit système comportant :
- au moins une centrale inertielle, ladite centrale inertielle étant agencée pour être positionnée au niveau d’un pied de l’individu et étant configurée pour générer des données de mouvement ;
- un ou plusieurs processeurs configurés pour :
- Acquérir des données de mouvement générées par l’au moins une centrale inertielle positionnée au niveau du pied de l’individu, lors d’un déplacement de l’individu en présence de la correction orthopédique à valider ;
- Calculer à partir des données de mouvement acquises, une valeur d’au moins un angle de pied pour plusieurs instants du déplacement ; et
- Comparer des valeurs d’au moins un angle de pied calculées et de valeurs d’angles de pied prédéterminées, de façon à valider ou non la correction orthopédique.
En particulier, le système de validation d’une correction orthopédique selon l’invention peut comporter deux boitiers électroniques comportant chacun au moins une des centrales inertielles et un dispositif informatique comportant le un ou plusieurs processeurs, lesdits boitiers électroniques comportant des moyens de communication configurés pour transmettre, de préférence en temps réel, les données de mouvement au dispositif informatique.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre et en référence aux dessins annexés, donnés à titre illustratif et nullement limitatif.
La représente un schéma d’un procédé selon un mode de réalisation de l’invention. Les étapes facultatives sont encadrées en pointillés.
La illustre différents positionnements de la centrale inertielle couplée à un article chaussant ou à un pied équipé d’une correction orthopédique.
La représente l’illustration de deux corridors de normalité calculés par un procédé selon l’invention et de deux lignes de pression plantaire.
La représente un schéma d’un mode de réalisation de l’invention pouvant inclure une étape de calcul d’un corridor de normalité. Les étapes en pointillé sont facultatives dans le cadre de la réalisation de ce mode de réalisation.
La représente une illustration de quatre pas d’un individu, mettant en évidence des angles de pied pouvant être pris en considération dans le cadre de la présente invention.
La représente un système de validation d’une correction orthopédique selon la présente invention.
Les figures ne respectent pas nécessairement les échelles, notamment en épaisseur, et ce à des fins d’illustration.
Des aspects de la présente invention sont décrits en référence à des organigrammes et/ou à des schémas fonctionnels de procédés, d’appareils (systèmes) et de produits de programme d’ordinateur selon des modes de réalisation de l’invention.
Sur les figures, les organigrammes et les schémas fonctionnels illustrent l’architecture, la fonctionnalité et le fonctionnement d’implémentations possibles de systèmes, de procédés et de produits de programme d’ordinateur selon divers modes de réalisation de la présente invention. À cet égard, chaque bloc dans les organigrammes ou blocs-diagrammes peut représenter un système, un dispositif, un module ou un code, qui comprend une ou plusieurs instructions exécutables pour mettre en œuvre la ou les fonctions logiques spécifiées. Dans certaines implémentations, les fonctions associées aux blocs peuvent apparaître dans un ordre différent que celui indiqué sur les figures. Par exemple, deux blocs montrés successivement peuvent, en fait, être exécutés sensiblement simultanément, ou les blocs peuvent parfois être exécutés dans l’ordre inverse, en fonction de la fonctionnalité impliquée. Chaque bloc des schémas de principe et/ou de l’organigramme, et des combinaisons de blocs dans les schémas de principe et/ou l’organigramme, peuvent être mis en œuvre par des systèmes matériels spéciaux qui exécutent les fonctions ou actes spécifiés ou effectuer des combinaisons de matériel spécial et d’instructions informatiques.
Ci-après, nous décrivons un résumé de l’invention et le vocabulaire associé, avant de présenter plus en détail comment l’invention remédie aux inconvénients de l’art antérieur.
Dans la suite de la description, l’expression « données de mouvement » peut correspondre au sens de l’invention à des données comportant des valeurs d’accélération, de vitesse angulaire, de champs magnétiques ou encore des données de fusion obtenus à partir d’une ou plusieurs de ces valeurs. Les données de mouvements peuvent être des données brutes ou des données prétraitées. De préférence, les données de mouvements comportent des valeurs d’accélération et de vitesse angulaire prétraitées ou non.
L’expression « correction orthopédique » correspond par exemple au sens de l’invention à une orthèse. Une telle orthèse est de préférence capable de corriger le comportement d’un membre inférieur. En particulier, une correction orthopédique pourra correspondre à tout dispositif articulé ou non, destiné : à corriger des défauts de cinétique des membres inférieurs ; à corriger des déformations des membres inférieurs ; et/ou à permettre éventuellement la rééducation des membres inférieurs. En particulier, une correction orthopédique peut être destinée à corriger une statique défectueuse du pied ou une anomalie du relief plantaire, à compenser les anomalies du pied, corriger un déséquilibre statique et dynamique de l’individu ou encore à prévenir les complications en cas de diabète. Une correction orthopédique est particulièrement adaptée à un individu souffrant de pied plat, pied creux, affection invalidante rhumatoïde et neurothrophique du pied, métatarsalgies, ou encore de diabète.
L’expression « validation d’une correction orthopédique » peut correspondre au sens de l’invention à une évaluation de l’adéquation entre une correction orthopédique et les besoins d’un individu. La validation peut notamment correspondre à une valeur binaire ou non, numérique, alphanumérique ou alphabétique indiquant si une correction orthopédique est adaptée à l’individu. En particulier, la validation peut correspondre à une valeur numérique non binaire indiquant dans quelle mesure la correction orthopédique est adaptée à l’individu. Ainsi, un praticien pourra au regard de la valeur de validation décider si la correction orthopédique est ou non adaptée. Cette validation peut notamment reposer sur des règles prédéterminées.
L’expression « caractéristiques physiques d’une correction orthopédique » peut correspondre au sens de l’invention à la forme ou la constitution de l’orthèse faisant office de correction orthopédique.
L’expression « positionné au niveau d’un pied » peut correspondre au sens de l’invention au positionnement d’une centrale inertielle sur le pied, dans un article chaussant ou sur un article chaussant. Cela peut aussi être interprété comme un couplage de la centrale inertielle avec le pied étant donné que les mouvements de la centrale inertielle seront alors directement fonction des mouvements du pied de l’individu.
L’expression « cycle de marche » au sens de l’invention correspond à l’intervalle de temps se situant entre deux appuis du talon d’une même jambe sur le sol, ou plus généralement deux événements identiques répétés.
L’expression « phase d’appui » au sens de l’invention peut correspondre, dans le cadre d’une analyse du cycle de marche ou de course, au moment où le pied est au moins en partie en contact avec le sol. Elle peut notamment comprendre l’attaque du pas, le pas antérieur, le pas postérieur, et la propulsion qui se termine par le décollement du pied.
L’expression « instant de la phase d’appui » au sens de l’invention correspond à un intervalle temporel survenant pendant la pose du pied aussi appelée phase d’appui du pied.
L’expression « valeurs d’angles du pied » au sens de l’invention peut correspondre à des valeurs d’angle permettant de représenter la position d’un pied de l’individu dans son environnement, c’est-à-dire par exemple par rapport à un référentiel prédéterminé. Cette position pouvant être relative à des membres de l’individu avec par exemple l’angle formé par l’axe du tibia et l’axe antéropostérieur du pied. Cette position peut aussi être relative à des éléments extérieurs à l’individu avec par exemple l’angle formé par l’axe antéropostérieur du pied et le sol. Enfin, cette position peut aussi être relative à un angle formé par l’axe antéropostérieur du pied et une ligne de marche calculée ou une trajectoire calculée du pied. Les valeurs d’angles du pied peuvent aussi être utilisées dans le cadre de l’invention sous la forme d’une variable calculée à partir des valeurs d’angles du pied telle qu’une ligne de pression plantaire.
L’expression « référentiel prédéterminé » au sens de l’invention peut correspondre à un référentiel inertiel tel qu’un repère terrestre ou un référentiel non inertiel comme un ou plusieurs membres de l’individu ou encore un repère généré à partir de données de mouvement de l’individu.
Dans la suite de la description, l’expression « ligne de pression plantaire » au sens de l’invention correspond à l’évolution de la position du centre des pressions plantaires (e.g. barycentre) lors du déplacement d’un individu (p. ex. une marche ou une course), de préférence depuis la pose du talon jusqu’au décollage des orteils.
On entend par « semelle » un objet permettant de séparer le pied de l’individu du sol. Une chaussure peut comporter une couche de semelle supérieure en contact direct avec le pied de l’individu et une couche de semelle inférieure en contact direct avec le sol ou plus généralement l’environnement extérieur. Une chaussure peut aussi comporter une semelle interne amovible.
On entend par « amovible » la capacité à être détachée, enlevée ou démontée aisément sans avoir à détruire des moyens de fixation soit parce qu’il n’y a pas de moyens de fixation soit parce que les moyens de fixation sont aisément et rapidement démontables (p. ex. encoche, vis, languette, ergot, clips). Par exemple, par amovible, il faut comprendre que l’objet n’est pas fixé par soudure ou par un autre moyen non prévu pour permettre de détacher l’objet.
On entend par « traiter », « calculer », « déterminer », « afficher », « transformer », « extraire », « comparer » ou plus largement « opération exécutable », au sens de l’invention, une action effectuée par un dispositif ou un processeur sauf si le contexte indique autrement. À cet égard, les opérations se rapportent à des actions et/ou des processus d’un système de traitement de données, par exemple un système informatique ou un dispositif informatique électronique, qui manipulent et transforment les données représentées en tant que quantités physiques (électroniques) dans les mémoires du système informatique ou d’autres dispositifs de stockage, de transmission ou d’affichage de l’information. Ces opérations peuvent se baser sur des applications ou des logiciels.
Les termes ou expressions « application », « logiciel », « code de programme », et « code exécutable » signifient toute expression, code ou notation, d’un ensemble d’instructions destinées à provoquer un traitement de données pour effectuer une fonction particulière directement ou indirectement (p. ex. après une opération de conversion vers un autre code). Les exemples de code de programme peuvent inclure, sans s’y limiter, un sous-programme, une fonction, une application exécutable, un code source, un code objet, une bibliothèque et/ou toute autre séquence d’instructions conçues pour l’exécution sur un système informatique.
On entend par « processeur », au sens de l’invention, au moins un circuit matériel configuré pour exécuter des opérations selon des instructions contenues dans un code. Le circuit matériel peut être un circuit intégré. Des exemples d’un processeur comprennent, sans s’y limiter, une unité de traitement central, un processeur graphique, un circuit intégré spécifique à l’application (ASIC) et un circuit logique programmable.
On entend par « dispositif informatique », tout dispositif comprenant une unité de traitement ou un processeur, par exemple sous la forme d’un microcontrôleur coopérant avec une mémoire de données, éventuellement une mémoire programme, lesdites mémoires pouvant être dissociées. L’unité de traitement coopère avec lesdites mémoires au moyen d’un bus de communication interne.
On entend par « couplé », au sens de l’invention, connecté, directement ou indirectement avec un ou plusieurs éléments intermédiaires. Deux éléments peuvent être couplés mécaniquement, électriquement ou liés par un canal de communication.
L’étude de la démarche des individus est en pleine expansion et les procédés de suivi et de caractérisation se multiplient. Néanmoins, certaines pratiques utilisées depuis des dizaines d’années telles que la conception et la validation des corrections orthopédiques sont réalisées sans support numérique objectif ou nécessitent des équipements fragiles et couteux, limitant la démocratisation de la validation de ces corrections sur la base de mesures objectives. En outre, il n’a jamais été proposé de solution permettant sans un environnement contrôlé et/ou un dispositif encombrant ou couteux d’évaluer et de valider une correction orthopédique préparée pour un individu donné.
Alors que l’analyse par caméra bidimensionnelle ou tridimensionnelle a été récemment proposée pour des études fines en étude de la démarche et sans proposer de solution pour la validation d’une correction orthopédique, la demanderesse a développé une solution permettant de valider une correction orthopédique à partir de données de mouvement provenant d’une simple centrale inertielle.
Ainsi, selon un premier aspect, l’invention porte sur un procédé 100 de validation d’une correction orthopédique 40 pour un individu.
La validation d’une correction orthopédique permet de confirmer que la correction orthopédique entraine bien une modification de la cinétique des pieds de l’individu lors des déplacements de l’individu et que cela pourra corriger les diverses affections de l’individu causées par des cinétiques de déplacement de pied anormales.
En particulier, un procédé de validation correction orthopédique selon l’invention comportera les étapes suivantes : une étape d’acquisition 140 de données de mouvement qui ont été générées lors d’un déplacement de l’individu en présence de la correction orthopédique à valider ; une étape de calcul 150 d’une valeur d’au moins un angle de pied pour plusieurs instants du déplacement ; et une étape de comparaison 160 des valeurs d’au moins un angle de pied calculées et de valeurs d’angles de pied prédéterminées, de façon à valider ou non la correction orthopédique 40.
Comme illustré à la , un procédé selon l’invention peut également comporter des étapes suivantes : positionnement 110 d’au moins une centrale inertielle au niveau du pied de l’individu ; calcul d’une valeur d’au moins un angle de pied sans correction pour plusieurs instants du déplacement, pouvant correspondre à une initialisation de la mesure 120 ; une étape d’application 130 de la correction orthopédique 40 à valider à au moins un pied de l’individu ; chaussage 130a des pieds de l’individu dans au moins un article chaussant 30 comportant la correction orthopédique 40 à valider ; calcul d’une correction effective 170 en degré.
Le procédé 100 de validation d’une correction orthopédique 40 pour un individu selon l’invention est de préférence mis en œuvre par un ou plusieurs processeurs 12,22. Comme cela sera détaillé par la suite, le procédé est mis en œuvre à partir de données comportant des données de mouvement, ou calculées à partir de données de mouvement, générées par au moins une centrale inertielle 11 couplée au pied dudit individu (p. ex. positionné au niveau du pied de l’individu).
Le ou les processeurs 12,22 mettant en œuvre le procédé selon l’invention pourront être intégrés dans un boitier électronique 10 intégrant également la ou les centrales inertielles ou bien être intégrés dans un dispositif informatique 20, tel qu’un ordinateur ou un serveur informatique, configuré pour recevoir des données générées par la ou les centrales inertielles 11. Un système 1 de validation d’une correction orthopédique selon l’invention sera détaillé plus avant dans la suite de cette description.
Comme illustré à la , un procédé selon l’invention peut comporter une étape de positionnement 110 d’au moins une centrale inertielle au niveau d’un pied de l’individu. La centrale inertielle 11 pourra par exemple être une centrale inertielle six axes ou neuf axes. Comme cela sera détaillé par la suite, l’au moins une centrale inertielle peut être intégrée à un boitier électronique 10.
La présente invention sera détaillée dans le cadre de l’utilisation d’une centrale inertielle positionnée au niveau d’un pied d’un individu, mais de préférence, la présente invention sera mise en œuvre avec au moins une centrale inertielle positionnée au niveau de chacun des pieds d’un individu de façon à étudier les deux pieds de l’individu.
Le positionnement 110 d’au moins une centrale inertielle au niveau du pied de l’individu peut être considéré comme un couplage d’au moins une centrale inertielle 11 à un pied de l’individu. En ce sens, le positionnement 110 d’au moins une centrale inertielle au niveau du pied pourra être un couplage direct ou un couplage indirect. De façon générale, l’au moins une centrale inertielle 11 peut être positionnée contre le pied de l’individu, sur l’article chaussant ou dans une semelle de l’article chaussant.
Ainsi, comme illustré à la , l’au moins une centrale inertielle 11b peut être intégrée dans une semelle d’un article chaussant. Néanmoins l’au moins une centrale inertielle 11a, 11c peut également être configurée de façon à pouvoir être fixée sur un article chaussant. Le positionnement de la centrale inertielle sur un article chaussant pourra être fonction de l’agencement de la centrale inertielle. Elle pourra par exemple être configurée de façon à être fixable sur l’arrière d’un article chaussant ou sur le coup de pied. Par exemple, la illustre un pied d’un individu couplé à des centrales inertielles positionnées en trois emplacements différents : au niveau du contrefort (centrale inertielle 11a) ; dans la semelle (centrale inertielle 11b) extérieure ou intérieure ; ou encore sur le devant du pied (centrale inertielle 11c), par exemple au niveau des lacets ou de la languette. Ces différents modes de réalisation pourraient être considérés comme des couplages indirects car l’au moins une centrale inertielle n’est pas au contact du pied de l’individu, mais au contact d’un article chaussant lui-même au contact du pied de l’individu.
L’au moins une centrale inertielle peut aussi être intégrée directement dans la correction orthopédique. Cela peut être le cas par exemple quand la centrale inertielle 11b est intégrée à une semelle intérieure amovible, la semelle formant la correction orthopédique. Dans le cas où le procédé comporte une étape d’initialisation, l’au moins une centrale inertielle pourrait être positionnée dans une semelle de référence utilisée pour étudier la démarche de l’individu avant la mise en place de la correction orthopédique puis dans un second temps, l’au moins une centrale inertielle serait positionnée directement dans la correction orthopédique par exemple de façon amovible.
Le positionnement 110 d’au moins une centrale inertielle 11 au niveau d’un pied de l’individu ou le couplage entre l’au moins une centrale inertielle et le pied de l’individu peut être tel que l’utilisation d’un article chaussant n’est pas nécessaire. Pour illustrer cela, la montre également que l’invention peut être mise en œuvre à partir d’une centrale inertielle 11d directement couplée au pied de l’individu. Ce couplage peut utiliser une matière adhésive permettant de coller la centrale inertielle temporairement sur le pied ou encore grâce à un accessoire capable de maintenir la centrale inertielle contre le pied de l’individu. Avantageusement, ce positionnement peut être maintenu grâce à des matières adhésives, des bandes élastiques ou par tout autre moyen permettant de fixer de manière ponctuelle la centrale inertielle sur le pied de l’individu. L’accessoire pourra par exemple être élastique et prendre la forme d’une chevillère ou d’un strap.
Ce mode de réalisation peut être particulièrement avantageux lorsque la correction orthopédique 40 à valider n’est pas intégrée à un article chaussant, mais peut être fixée au niveau du pied de l’individu. C’est par exemple le cas lorsque la correction orthopédique 40 correspond à une orthèse de type coussinet métatarsiens, des correcteurs d’orteils ou des attelles de pieds. Le positionnement et le maintien de la correction orthopédique est généralement assuré grâce à des matières adhésives, des bandes élastiques ou par tout autre moyen 41 permettant de maintenir la correction orthopédique contre le pied de l’individu.
Toutefois, ce positionnement au contact direct du pied de l’individu est également avantageux lorsque le chaussage d’un article chaussant est nécessaire. En effet, alors qu’il aurait pu être considéré que la présence d’une centrale inertielle contre le pied de l’individu portant une chaussure pourrait représenter un inconfort entrainant des résultats biaisés, les données présentées dans le tableau 1 illustrent que de meilleurs résultats sont obtenus avec cette configuration lorsque l’individu porte un article chaussant.
Ainsi, de façon préférée, l’étape de positionnement 110 pourra comporter le positionnement d’au moins une centrale inertielle 11 sur le pied de l’individu pour lequel la correction orthopédique 40 doit être validée. En particulier, l’au moins une centrale inertielle 11 pourra être positionnée sur le pied de l’individu avant que ne soit appliquée la correction orthopédique 40. Cela peut par exemple permettre de déterminer des valeurs d’angles de pied en l’absence de correction orthopédique.
La demanderesse a en outre déterminé que certains modes de réalisation relatifs au positionnement de la centrale inertielle pouvaient permettre d’augmenter significativement la performance de sa méthode de validation à base de données de mouvement générées par une centrale inertielle. Le tableau 1 ci-dessous illustre l’avantage de certains positionnements et en particulier de la présence d’une étape de positionnement 110 de la centrale inertielle 11 contre le pied de l’individu par rapport à d’autres positionnement de la centrale inertielle 11.

[Tableau 1]
Positionnement de la centrale inertielle Sensibilité Spécificité
Contre le pied de l’individu 0,95 0,91
Sur la languette de la chaussure 0,88 0,78
Dans la semelle 0,92 0,89
Dans la correction orthopédique 0,89 0,90

Le tableau 1 illustre la sensibilité et la spécificité d’un procédé de validation selon l’invention en fonction du positionnement de la centrale inertielle. Les données de sensibilité et spécificité peuvent être obtenues par comparaison avec les données de validation obtenues par des moyens classiques de l’état de la technique (c.-à-d. avis de validation d’un praticien).
Alternativement, l’étape de positionnement 110 pourra comporter le positionnement d’au moins une centrale inertielle sur un article chaussant de l’individu pour lequel la correction orthopédique 40 doit être validée. En particulier, l’au moins une centrale inertielle 11 pourra être positionnée sur l’article chaussant 30 avant que ne soit appliquée la correction orthopédique 40. Cela peut par exemple permettre de déterminer des valeurs d’angles de pied en l’absence de correction orthopédique.
La demanderesse a développé un procédé à base de données de mouvement générées par une ou plusieurs centrales inertielles. Ainsi, un procédé selon l’invention pourra utiliser des données de mouvement provenant de plusieurs centrales inertielles 11 positionnées au niveau des pieds de l’individu. Par exemple, le procédé selon l’invention pourra reposer sur des données de mouvement provenant de deux centrales inertielles 11 chacune positionnée respectivement au niveau d’un des pieds de l’individu (de préférence contre le pied de l’individu). En particulier, le procédé selon l’invention peut comporter une étape de génération de données de mouvement par au moins une centrale inertielle 11, la centrale inertielle 11 pouvant être positionnée dans un boitier électronique 10 fixé sur un article chaussant 30 porté par l’individu dont la correction orthopédique doit être validée.
Les données générées par la centrale inertielle 11 pourront de préférence être générées durant une marche de l’individu, une course ou tout autre exercice susceptible de générer des données pouvant être exploitées dans le cadre d’une analyse de cinétique de déplacement du pied dans l’espace. Ces données sont appelées des données de mouvement. La centrale inertielle 11 est de préférence couplée à un article chaussant, mais de façon plus générale elle est couplée au pied d’un individu (ie. positionnée au niveau du pied de l’individu). Le couplage peut donc être direct ou par l’intermédiaire d’un article chaussant.
Dans le cadre du procédé selon l’invention, les données de mouvement comportent de préférence des valeurs d’accélération et des valeurs de vitesse angulaire en fonction du temps. En outre, elles peuvent comporter des valeurs de champs magnétiques en fonction du temps.
Comme mentionné, les données de mouvement peuvent comporter des séries temporelles. Ainsi, dans le cadre du procédé selon l’invention, les données de mouvement sont générées de préférence pour une pluralité d’instants de la pose du pied.
En particulier, lors d’une étape de génération de données de mouvement par la ou les centrales inertielles, les données de mouvement sont générées pour au moins dix instants de la pose du pied, de préférence au moins vingt et de façon plus préférée au moins cinquante.
De façon préférée, les données de mouvement comporteront des données de mouvement générées depuis l’instant de pose du talon jusqu’à l’instant de pose des orteils (bornes comprises). Les données de mouvement pourront également comporter des données de mouvement générées depuis l’instant de décollage du talon jusqu’à l’instant de décollage des orteils (bornes comprises). En effet, la demanderesse a déterminé que ces données étaient d’une importance particulière pour améliorer la performance du procédé selon l’invention.
En outre, le procédé 100 de validation d’une correction orthopédique selon l’invention pourra comporter une étape de prétraitement des données de mouvement générées par la ou les centrales inertielles 11.
En particulier, cette étape de prétraitement des données de mouvement peut correspondre au prétraitement des valeurs d’accélération, de vitesse angulaire, et/ou de champs magnétiques. Par exemple, elle peut comporter en particulier au moins un traitement sélectionné parmi : un filtrage fréquentiel, une suppression de la gravité sur les valeurs d’accélération, une suppression de la gravité, une suppression du bruit sur les valeurs d’accélération et une suppression de la dérive sur les valeurs de vitesse angulaire mesurées.
Ainsi, les données de mouvement peuvent correspondre à des données générées par une centrale inertielle 11 qui ont été normalisées, filtrées, complétées ou encore à des données ayant été fusionnées par exemple par un filtrage de Kalman. De façon préférée, les données de mouvement comportent des valeurs variables sous forme de séries temporelles. Ces valeurs variables pourront de préférence correspondre à des valeurs d’accélération et de vitesse angulaire. Elles pourront éventuellement comporter des données de champs magnétiques ou une fusion de ces données.
Comme illustré à la , un procédé selon l’invention peut comporter une étape de calcul 120 d’une valeur d’au moins un angle de pied pour plusieurs instants du déplacement sans correction. Cette étape peut être considérée comme une étape d’initialisation de la mesure.
Cette étape de calcul 120 d’une valeur d’au moins un angle de pied pour plusieurs instants du déplacement sans correction permet lors d’un procédé de validation d’une correction orthopédique d’établir une initialisation ou une tare spécifique à l’individu concerné. Ainsi, les étapes suivantes du procédé pourront être basées en partie sur ces valeurs d’angle de pied obtenues pour plusieurs instants du déplacement sans correction. Elles pourront en particulier être utilisées lors de l’étape de validation en comparaison avec les ces valeurs d’angle de pied obtenues pour plusieurs instants du déplacement avec correction.
Ces valeurs d’angle de pied obtenues pour plusieurs instants du déplacement sans correction pourront être utilisées directement ou modifiées en fonction de données de la littérature telles que des valeurs de référence ou encore en fonction de données relatives à la morphologie de l’individu.
En outre, un procédé selon l’invention pourra comporter une étape de calcul d’un corridor 123 de normalité.
Chaque individu possède une démarche différente influencée par sa morphologie et son histoire (p. ex. blessure, maladie…). Ainsi, lorsqu’un praticien doit déterminer la forme que doit prendre une correction orthopédique, il prend en considération les paramètres propres de l’individu pour faire une correction orthopédique sur mesure ou pour combiner les inserts adéquats pour fournir une correction adaptée.
Dans le cadre de la présente invention, la demanderesse a développé une solution capable de prendre en compte de façon automatisée au moins une partie de la morphologie et l’histoire de l’individu. Le corridor de normalité d’un individu pourra correspondre à un ensemble de valeurs d’angle que le pied d’un individu pourra présenter, en une pluralité d’instants, au cours d’un cycle de marche sans que sa marche ne soit considérée comme anormale. Un tel corridor de normalité 65a, 65b est illustré à la . En particulier, la illustre pour chacun des pieds 31a, 32b d’un individu, un corridor de normalité gauche 65a et droit 65b ainsi que des lignes de pression plantaire gauche 60a et droite 60b obtenues sans correction orthopédique pour chacun des pieds de l’individu. En lien avec la , l’individu peut présenter des lignes de pression plantaire 60a, 60b différentes pour chacun de ces pieds et des corridors de normalité 65a, 65b différents pour chacun de ces pieds.
Pour une pluralité d’instant d’une phase d’appui, le corridor de normalité pourra comporter une fourchette de valeurs (e.g. min max) pour plusieurs angles du pied (ou des pieds) de l’individu. Comme cela est présenté sur la , les valeurs d’angle de pied utilisées dans le procédé peuvent être substituées par des valeurs calculées à partir de ces valeurs d’angle de pied. C’est par exemple le cas d’une ligne de pression plantaire calculée à partir des valeurs d’angle de pied.
De façon préférée, le calcul du couloir de normalité sera basé sur les valeurs d’angle de pied calculés pour plusieurs instants du déplacement sans correction. En particulier, à partir des valeurs d’angles de pied obtenus à partir de données de mouvement générées lors d’un déplacement sans correction, le procédé selon l’invention pourra calculer un corridor de normalité en appliquant une ou plusieurs transformations mathématiques. Par exemple, le calcul du corridor de normalité pourra comporter l’établissement d’une fourchette de valeurs d’angles de pied pour une pluralité d’instants permettant de rapprocher les valeur d’angles de pied de l’individu de valeur d’angles de pied considérées comme normales. Sur la , la ligne 61a représente une ligne de pression plantaire considérée comme normale. Le corridor de normalité 65a a été calculé à partir des valeurs d’angles de pied obtenus à partir de données de mouvement générées lors d’un déplacement sans correction, mais aussi de données de déplacement (ici une ligne de pression plantaire) considérées comme reflétant une normalité.
Comme illustré à la , le calcul 120 d’une valeur d’au moins un angle de pied sans correction pour plusieurs instants du déplacement pourra comporter une étape facultative de chaussage 121 des pieds de l’individu dans un article chaussant ne comportant pas la correction orthopédique à valider. Alternativement, le calcul d’une valeur d’au moins un angle de pied sans correction pour plusieurs instants du déplacement pourra être réalisé lorsque l’individu ne porte pas d’article chaussant.
Par exemple après un positionnement 110 d’au moins une centrale inertielle au niveau du pied de l’individu, le calcul 120 d’une valeur d’au moins un angle de pied sans correction comporte une étape d’acquisition 122 de données de mouvement générées lors d’un déplacement de l’individu en l’absence de correction orthopédique à valider. Cette acquisition est par exemple réalisée par un ou plusieurs processeurs 12,22.
Ces données de mouvement sont de préférences générées par au moins une centrale inertielle couplée à un pied de l’individu. Alternativement ces données de mouvements pourraient être générées par des capteurs de forces ou par un système comportant une capture vidéo. Néanmoins, avantageusement l’étape de calcul d’un corridor de normalité utilise l’au moins une centrale inertielle 11 couplée à un pied de l’individu utilisée pour la suite du procédé selon l’invention. L’acquisition pourra comporter une transmission des données de mouvement générées (p. ex. par l’au moins une centrale inertielle) à un processeur ou à une mémoire couplé(e) à un processeur.
Le procédé selon l’invention peut comporter une étape de calcul 123 d’un corridor de normalité. Ce corridor de normalité peut être similaire pour tous les individus et se baser sur les données bibliographiques relatives à la démarche des individus et à ce qui pourrait être considéré comme une marche normale. Alternativement, le corridor de normalité peut être fonction de l’individu concerné avec par exemple une prise en compte de sa morphologie.
De façon encore plus personnalisée et comme cela a été abordé, le couloir de normalité peut notamment être fonction de la démarche de l’individu en absence de correction. Ainsi, le corridor de normalité peut être basé au moins en partie sur des valeurs d’angle de pied calculées à partir de données de mouvement générées en absence de correction. Le calcul est par exemple réalisé par un ou plusieurs processeurs 12,22. Comme cela sera détaillé par la suite ces processeurs 12,22 peuvent être intégrés à un boitier électronique 10 ou un dispositif informatique 20.
Le corridor de normalité pourra en particulier être calculé à partir d’une comparaison entre les données de mouvement générées et des données de références. De préférence, l’étape comportera le calcul d’une valeur minimale et d’une valeur maximale d’un angle de pied, cela pour plusieurs instants d’un cycle de marche et notamment d’une phase d’appui.
Comme l’illustre la , selon un mode de réalisation préférée, un procédé selon l’invention pourra comporter :
- une étape de positionnement 110 d’une centrale inertielle au niveau d’un pied de l’individu, de préférence contre le pied de l’individu, de façon plus préférée au niveau des métatarses ;
- une étape d’acquisition 122 de données de mouvement générées, par au moins une centrale inertielle 11 positionnée au niveau d’un pied de l’individu, lors d’un déplacement de l’individu en absence de la correction orthopédique à valider ;
- une étape de chaussage 130a des pieds de l’individu dans au moins un article chaussant 30 comportant la correction orthopédique 40 à valider ou un positionnement de la correction orthopédique 40 sur au moins un pied de l’individu ;
- une étape d’acquisition 140 de données de mouvement qui ont été générées, par au moins une centrale inertielle 11 positionnée au niveau d’un pied de l’individu, lors d’un déplacement de l’individu en présence de la correction orthopédique à valider ;
- une étape de calcul 150, par un ou plusieurs processeurs 22, à partir des données de mouvement acquises, d’une valeur d’au moins un angle de pied pour plusieurs instants du déplacement de l’individu ; et
- une étape de comparaison 160, par un ou plusieurs processeurs 22, des valeurs d’au moins un angle de pied calculées et de valeurs d’angles de pied prédéterminées, de façon à valider ou non la correction orthopédique 40.
Dans ce cas, les valeurs d’angles de pied prédéterminées pourront avoir été calculées à partir des données de mouvement générées lors du déplacement de l’individu en absence de la correction orthopédique à valider.
Comme illustré à la , un procédé selon l’invention peut comporter une étape d’application 130 de la correction orthopédique à valider à au moins un pied de l’individu. Cela peut passer notamment par une étape de chaussage 130a des pieds de l’individu dans au moins un article chaussant 30 comportant la correction orthopédique à valider ou un positionnement de la correction orthopédique 40 sur au moins un pied de l’individu.
Généralement, la correction orthopédique prend la forme d’une semelle de correction, d’un ou plusieurs inserts, ou d’une talonnette. Le procédé de validation comportera une application de la correction orthopédique par exemple via l’insertion de la correction orthopédique dans un article chaussant à chausser par l’individu ou via un positionnement directement sur un pied de l’individu de la correction orthopédique.
Pour la conception d’une correction orthopédique, la plupart des études, analyses et calculs sont réalisés en amont de la préparation de la correction orthopédique. Ainsi, le praticien se base généralement sur le ressenti de l’individu utilisant la correction orthopédique et sur une inspection visuelle pour déterminer si la correction est efficace. Alternativement, certains praticiens sont en mesure de déployer des moyens d’analyses numériques tels que des caméras bi ou tri dimensionnelle pour vérifier une correction. Toutefois, de telles analyses ne sont pas à la portée de tous.
En outre, comme cela a été évoqué, la validation se base sur des données de mouvement générées par une ou plusieurs centrales inertielles positionnées au niveau du pied de l’individu. Ainsi, le procédé pourra comporter avant ou après le chaussage ou l’application de la correction orthopédique le positionnement 110 d’au moins une centrale inertielle au niveau du pied de l’individu.
Dans le cadre de l’invention, le procédé de validation comporte alors une étape d’acquisition 140 de données de mouvement générées lors d’un déplacement de l’individu en présence de la correction orthopédique 40 à valider. L’acquisition pourra comporter une transmission des données de mouvement générées (p. ex. par l’au moins une centrale inertielle) à un processeur ou à une mémoire couplé(e) à un processeur. Le ou les processeurs 12,22 pouvant par exemple être intégrés à un boitier électronique 10 comportant au moins une centrale inertielle ou à un dispositif informatique 20 configuré pour recevoir les données de mouvement.
De façon préférée, l’étape d’acquisition 140 de données de mouvement comporte l’acquisition de données de mouvement générées par au moins deux centrales inertielles chacune positionnée respectivement au niveau d’un pied de l’individu (ou encore chacune couplée respectivement à un pied de l’individu).
Dans le cadre de l’invention, le procédé de validation comporte une étape de calcul 150 d’une valeur d’au moins un angle de pied pour plusieurs instants du déplacement de l’individu en présence de la correction orthopédique à valider. Cette étape de calcul 150 est de préférence réalisée à partir des données de mouvement générées par l’au moins une centrale inertielle 11. Cette étape de calcul est de préférence réalisée par un ou plusieurs processeurs 12,22 pouvant par exemple être intégrés à un boitier électronique 10 comportant au moins une centrale inertielle ou à un dispositif informatique 20 configuré pour recevoir les données de mouvement. En particulier, le calcul 150 d’une valeur d’au moins un angle de pied est fait par rapport à un référentiel prédéterminé.
L’étape de calcul 150 d’une valeur d’au moins un angle de pied correspond de façon préférée à une étape de calcul de valeurs d’angles pour les deux pieds de l’individu.
Comme cela a été montré, la marche ou la course peuvent influer sur l’absorption réalisée par les tissus mous du pied. En effet, la fatigue musculaire et en particulier une fatigue du tibial antérieur peut influer sur la quantité de travail absorbée par les tissus mous du pied ou le rembourrage de la chaussure. Ainsi, le comportement cinétique des pieds change tout au long d’un déplacement tel qu’une course de longue durée.
Ainsi, l’étape de calcul 150 est avantageusement réalisée à partir de données de mouvement générées par l’au moins une centrale inertielle 11 au cours d’une marche ou d’une course. En particulier, les données de mouvement acquises comportent plusieurs instants correspondant à un cycle de marche. Par exemple, les données de mouvement acquises comportent plusieurs instants correspondant à l’attaque du pas, le pas antérieur, le pas postérieur, et/ou la propulsion.
En outre, de façon préférée, les valeurs d’angles de pied sont calculées sur au moins deux instants de la pose du pied de l’individu, ou phase d’appui. De façon préférée, l’étape de calcul 150 d’une valeur d’au moins un angle de pied comporte le calcul de valeurs d’angles pour au moins deux instants de la pose du pied, de préférence au moins cinq et de façon plus préférée au moins dix.
Il existe de nombreuses méthodes pour calculer des valeurs d’angles du pied en fonction des référentiels utilisés. En effet, les valeurs d’angles du pied correspondent généralement à des valeurs d’angle d’un pied par rapport à son environnement. Des exemples de valeurs d’angles du pied pouvant être calculés sont illustrés aux figures 2 et 5.
À la , les valeurs d’angles 52,54 pourront par exemple être calculées en fonction de la ligne de marche 50 de l’individu. Elles pourront également être calculées par rapport au sol ou encore par rapport l’axe antéropostérieur 51,53 du pied de l’individu. La ligne de marche 50 peut être quant à elle calculée classiquement par les méthodes connues de la personne du métier puis utilisée comme référentiel pour le calcul des valeurs d’angles du pied dans le cadre de la présente invention.
De façon préférée, les valeurs d’angles du pied calculées comportent des valeurs d’angles sélectionnés parmi : un angle de l’axe antéro-postérieur du pied par rapport à sa ligne de progression, un angle de l’axe antéro-postérieur du pied par rapport à un plan formé par le sol, un angle de l’axe transversal du pied par rapport à sa ligne de progression ou un angle de l’axe transversal du pied par rapport à un plan formé par le sol.
Outre, le fait d’utiliser des valeurs d’angle du pied calculées en plusieurs instants de la pose du pied, la présente invention tire un avantage particulier de l’utilisation de valeurs de plusieurs angles du pied. Ainsi, de façon préférée, l’étape de calcul 150 d’une valeur d’au moins un angle de pied comporte le calcul de valeurs d’au moins deux angles du pied, de préférence d’au moins trois angles du pied et de façon plus préférée au moins quatre angles du pied.
Parmi les angles pouvant être utilisés dans le cadre de l’invention, nous pouvons par exemple citer l’angle de frappe correspondant à une mesure de l’angle entre la base du pied et le sol au contact initial. Cet angle peut continuer à être mesuré durant la phase d’attaque du pas jusqu’à la phase de pas antérieur. Comme illustré à la , l’angle 46 entre la base du pied 45 et le sol peut également être mesuré lors de la phase de propulsion.
En outre, les données de mouvement générées lors d’un déplacement de l’individu en l’absence de correction orthopédique à valider ou en présence de correction orthopédique à valider peuvent être utilisées pour calculer des descripteurs d’une marche tels que la vitesse, l’accélération, le déplacement spatial, ou encore la vitesse angulaire et linéaire.
Les valeurs de ces descripteurs d’une marche pourront être notamment utilisées dans le cadre d’une sélection de cycle de marche à utiliser pour une phase de validation ou directement lors de l’étape de validation de la correction orthopédique.
Dans le cadre de l’invention, le procédé de validation comporte une étape de comparaison 160 des valeurs d’au moins un angle de pied calculées et de valeurs d’angles de pied prédéterminées. Cette étape de calcul est de préférence réalisée par un ou plusieurs processeurs 12,22 pouvant par exemple être intégrés au boitier électronique 10 ou au dispositif informatique 20. En particulier, cette comparaison 160 permet de valider ou non la correction orthopédique 40.
De façon générale, comme cela a été abordé, les valeurs d’angles de pied prédéterminées pourront par exemple être sélectionnées parmi :
- des valeurs d’angles de pied de référence par exemple issues de la littérature ;
- des valeurs d’angles de pied calculés lors d’un déplacement de l’individu sans correction ;
- des valeurs d’angles de pied calculés lors d’un déplacement de l’individu sans correction, mais corrigées par exemple par des valeurs liées à la morphologie de l’individu.
Les valeurs d’angles de pied prédéterminées pourront être enregistrées dans un boitier électronique 10 comportant au moins une centrale inertielle ou un dispositif informatique 20 configuré pour recevoir les données de mouvement d’une centrale inertielle. Ces valeurs peuvent représenter des valeurs attendues prédéterminées d’au moins un angle de pied sur un ou plusieurs instants de la pose du pied. Ainsi, ces valeurs pourront par exemple prendre la forme d’abaques numériques permettant, à partir de valeurs d’au moins un angle de pied calculées, de déterminer si la correction orthopédique est efficace et donc si elle peut être validée. Ces valeurs peuvent alternativement représenter les valeurs prédéterminées d’au moins un angle de pied sur un ou plusieurs instants de la pose du pied lors d’un déplacement sans correction de l’individu. Ainsi, ces valeurs seront des valeurs de références permettant de déterminer si la correction orthopédique est significativement efficace par rapport à un déplacement sans correction et donc si elle peut être validée.
Ces valeurs d’angles de pied prédéterminées pourront par exemple être fonction de caractéristiques physiologiques de l’individu. En particulier, les valeurs d’angles de pieds prédéterminées ont été prédéterminées à partir de données relatives à la morphologie de l’individu et/ou de caractéristiques de l’article chaussant. De façon préférée, ces valeurs d’angles de pied prédéterminées pourront être issu du corridor de normalité 65a, 65b calculé selon un mode de réalisation de la présente invention. En effet, elles sont alors parfaitement adaptées à l’individu et permettent une meilleure validation de la correction orthopédique.
Comme cela a été mentionné, la dynamique du mouvement du pied est d’importance lors de l’évaluation d’une correction orthopédique. Ainsi, la comparaison 160 est de préférence réalisée à partir des valeurs d’angles calculées sur les au moins deux instants de la pose du pied de l’individu. En particulier, la comparaison 160 peut être réalisée à partir des valeurs d’angles calculées sur les au moins deux instants de la pose du pied de l’individu sélectionnés parmi : l’instant de pose du talon, l’instant de pose des orteils, l’instant de décollage du talon et l’instant de décollage des orteils.
De façon préférée, l’étape de comparaison 160 comporte l’utilisation de valeurs d’angles calculées pour au moins deux instants de la pose du pied, de préférence au moins cinq et de façon plus préférée au moins dix. En effet, il est important que la correction orthopédique soit en mesure de corriger le déroulé du pied dans un déplacement et non pas seulement la répartition des forces de pression lors d’une phase stationnaire du pied.
Avantageusement, les valeurs d’angles calculées utilisées lors de la comparaison 160 comportent une majorité de valeurs d’angles calculées à partir de données de mouvement générées depuis l’instant de pose du talon jusqu’à l’instant de pose des orteils (bornes comprises) et depuis l’instant de décollage du talon jusqu’à l’instant de décollage des orteils (bornes comprises).
De façon préférée, les valeurs d’angles calculées utilisées lors de la comparaison 160 comportent au moins 60 % de valeurs d’angles calculées à partir de données de mouvement générées depuis l’instant de pose du talon jusqu’à l’instant de pose des orteils (bornes comprises) et depuis l’instant de décollage du talon jusqu’à l’instant de décollage des orteils (bornes comprises).
De façon plus préférée, les valeurs d’angles calculées utilisées lors de la comparaison 160 comportent au moins 70 % de valeurs d’angles calculées à partir de données de mouvement générées depuis l’instant de pose du talon jusqu’à l’instant de pose des orteils (bornes comprises) et depuis l’instant de décollage du talon jusqu’à l’instant de décollage des orteils.
De façon encore plus préférée, les valeurs d’angles calculées utilisées lors de la comparaison 160 comportent au moins 80 % de valeurs d’angles calculées à partir de données de mouvement générées depuis l’instant de pose du talon jusqu’à l’instant de pose des orteils (bornes comprises) et depuis l’instant de décollage du talon jusqu’à l’instant de décollage des orteils (bornes comprises).
Cette étape de comparaison 160 est de préférence réalisée à partir de valeurs de plusieurs angles. De façon préférée, l’étape de comparaison 160 est réalisée à partir des valeurs d’au moins deux angles du pied, de préférence d’au moins trois angles du pied et de façon plus préférée au moins quatre angles du pied.
Dans le cadre de l’invention, l’étape de comparaison 160 pourra être répétée de façon à établir une validation confirmée à partir de plusieurs cycles de marche ou de courses, en particulier de plusieurs phases d’appui. Cela permet de renforcer la fiabilité de la validation. En effet, contrairement à des techniques basées sur de l’observation ou de la capture de mouvement, le présent procédé peut exploiter un très grand nombre de cycles de marche sans que cela ne devienne fastidieux pour un observateur ou extrêmement consommateur en puissance de calcul lors de l’utilisation d’une capture vidéo.
Ainsi, les valeurs d’angles de pied utilisées lors de l’étape de comparaison 160 sont de préférence calculées à partir d’une pluralité de cycle de marche (p. ex. médiane, moyenne…). En particulier, les valeurs d’angle de pieds utilisées lors de l’étape de comparaison 160 ont été calculées à partie d’au moins vingt cycles de marche, de préférence au moins trente et de façon encore plus préférée au moins cinquante. Cela permet de créer des données consolidées au travers de plusieurs cycles et donc de mesurer précisément l’impact de la correction en la différenciant des variations intra-individuelles. Une ligne de déplacement (p. ex., ligne de pression plantaire) consolidée peut être alors générée et comparée par rapport à des données de référence ou une ligne de déplacement (p. ex., ligne de pression plantaire) consolidée de référence, générée dans les mêmes conditions, mais en l’absence de correction.
De façon préférée, les valeurs d’angle de pieds utilisées lors de l’étape de comparaison 160 ont été calculées pour une pluralité de cycle de marche qui ont été au préalable sélectionnés sur la base d’une ou de plusieurs caractéristiques calculées du cycle de marche. En effet, l’acquisition d’une centaine de cycle de marche est assez rapide et la précision et la justesse du procédé selon l’invention peuvent être améliorées par une sélection préalable des cycles de marche utilisés pour calculer les valeurs d’angles de pied qui seront utilisées lors de l’étape de comparaison 160.
La sélection des cycles de marche peut par exemple prendre en compte des caractéristiques calculées telles que : une valeur d’accélération maximale, une valeur de force de propulsion maximale, une fréquence de pas, une longueur de pas, une vitesse de marche, une durée de la phase d’appui, et/ou une durée de la phase oscillante. Si la valeur d’une ou de plusieurs caractéristiques du cycle de marche dépasse un seuil prédéterminé alors le cycle de marche peut être écarté et non considéré pour la suite du procédé.
De plus, outre la prise en compte des valeurs d’angles de pied, la présente invention présente l’avantage de pouvoir faire reposer la validation de la correction sur des paramètres biomécaniques. En effet, lors de l’étape de comparaison 160, le procédé selon la présente invention peut comporter la prise en compte de valeurs de paramètres biomécaniques de l’individu.
Ces valeurs de paramètres biomécaniques auront par exemple été calculées à partir des données de mouvement générées par les centrales inertielles.
En outre, la prise en compte de ces valeurs de paramètres biomécaniques de l’individu pourra comporter une comparaison entre des valeurs de paramètres biomécaniques de l’individu calculées à partir de données de mouvement générées lors d’un déplacement avec correction et des valeurs de paramètres biomécaniques de l’individu calculées à partir de données de mouvement générées lors d’un déplacement sans correction.
Les paramètres de biomécaniques de l’individu pourront par exemple être sélectionnés parmi : la force de propulsion, la longueur d’un pas, une valeur d’accélération maximale, une valeur d’accélération à un instant donné du cycle de marche, une valeur de force de propulsion maximale, une valeur de vitesse de propulsion à un instant donné du cycle de marche, une fréquence de pas, une longueur de pas, une vitesse de marche, une durée de la phase d’appui, ou encore une durée de la phase oscillante.
Comme cela a été abordé, un des avantages de la présente invention est de pouvoir valider de façon objective une correction orthopédique sans avoir à utiliser de capteur de pression ou d’analyse par caméra bi ou tridimensionnelle alors que cela constituait avant la présente invention un passage obligé de la podométrie pour une validation objective d’une correction orthopédique. Ainsi, avantageusement, le procédé selon l’invention ne prend pas en compte de données provenant d’un capteur de pression couplé à un article chaussant de l’individu.
Comme cela a été évoqué, les pieds d’un individu ne se comportent pas de la même façon en position stationnaire, en marche ou en course. Ainsi, de façon préférée, l’étape de comparaison 160 pourra être réalisée à partir de valeurs d’au moins un angle de pied calculées à partir de données de mouvement générées lors d’une marche de l’individu et/ou de données de mouvement générées lors d’une course de l’individu.
De façon préférée, les valeurs d’angle de pieds calculées et comparées comportent des valeurs d’angles sélectionnées parmi : un angle de l’axe antéro-postérieur du pied par rapport à sa ligne de progression, un angle de l’axe antéro-postérieur du pied par rapport à un plan formé par le sol, un angle de l’axe transversal du pied par rapport à sa ligne de progression ou un angle de l’axe transversal du pied par rapport à un plan formé par le sol.
De façon préférée, le déplacement comporte au moins une phase d’appui, et les valeurs d’au moins un angle de pieds calculées et comparées comportent au moins une valeur d’angle de pieds obtenue pendant au moins une phase d’appui.
Avantageusement, le déplacement comporte au moins une phase d’oscillation et les valeurs d’angle de pieds calculées et comparées comportent au moins une valeur d’angle de pied obtenue à partir de donnée de mouvement générée pendant une phase d’oscillation. Les capteurs de pression embarqués ou les tapis équipés de capteurs de pression ne peuvent accéder à la position du pied pendant la phase oscillante. Pourtant, cette position à un impact sur la démarche générale d’un individu et peut être influencée par des corrections orthopédiques. La présente invention permet avantageusement de prendre en considération la phase oscillante de façon à valider une correction orthopédique aussi bien sur la base d’un comportement du pied lors de la phase d’appui que lors de la phase oscillante.
En outre, l’étape de comparaison 160 peut comporter un calcul d’une ou de plusieurs valeurs de déviation des valeurs d’angle de pied calculées par rapport aux valeurs d’angles de pied prédéterminées. Ainsi, une validation pourra être émise si la valeur de déviation calculée est inférieure à une valeur de déviation de référence. Par exemple, il pourra y avoir une comparaison des valeurs d’angle de pied calculées aux valeurs d’angle de pied associées au corridor de normalité. Ainsi, il y aura calcul d’une valeur de déviation sur un ou plusieurs instants de la pose du pied permettant, en comparaison avec une ou plusieurs valeurs de déviation, de déterminer si la correction orthopédique peut ou non être validée.
Dans le cadre de la présente invention, il est possible que le procédé aboutisse à ce qu’il n’y ait pas validation de la correction orthopédique. Il peut alors être considéré que la forme et/ou la constitution de la correction orthopédique ne sont pas adaptées à l’individu.
En outre, la présente invention comporte une étape de calcul d’une correction effective 170. Cette étape de calcul est de préférence réalisée par un ou plusieurs processeurs 12,22 pouvant par exemple être intégrés à un boitier électronique 10 comportant en outre au moins une centrale inertielle ou à un dispositif informatique 20 configuré pour recevoir des données de mouvement générées par au moins une centrale inertielle.
Le pied et les articles chaussant comportent des tissus mous qui en fonction des types de déplacement (e.g. marche/course) ou des inserts orthopédiques utilisés vont se déformer, influant alors sur la correction orthopédique. En particulier, la correction orthopédique comportant des zones molles ou élastiques, il y a une modification de l’angle de correction en fonction de l’interaction entre le pied de l’individu et la correction orthopédique.
Dans ce contexte, la présente invention peut avantageusement comporter une étape de calcul d’une correction effective 180 permettant de quantifier la correction obtenue par la correction orthopédique.
Pour cela, l’étape de calcul d’une correction orthopédique pourra se baser sur une comparaison de valeurs d’angles de pied calculés en l’absence de correction orthopédique et de valeurs d’angles de pied calculés en présence de la correction orthopédique.
Avantageusement, la validation de la correction orthopédique est réalisée en temps réel, c’est-à-dire moins de 1 heure après la génération des données par l’un ou plusieurs des centrales inertielles, de préférence moins de 10 minutes, de façon plus préférée moins d’une minute, de façon encore plus préférée moins de 10 secondes.
De préférence, le procédé peut également comporter une étape de mémorisation de données. Cette mémorisation se fait de préférence en continu. En particulier, cela peut correspondre à la mémorisation de l’ensemble des données générées et/ou calculées dans le cadre d’un procédé selon l’invention. Les données mémorisées peuvent par exemple être des données brutes telles qu’elles ont été générées par les capteurs de mouvement, des données prétraitées, des données transformées ou encore des données de validation de la correction orthopédique.
Enfin, un procédé conforme à l’invention peut comporter une étape de transmission de données à un dispositif informatique 20 distant.
Selon un autre aspect, l’invention porte sur un système 1 de validation d’une correction orthopédique pour un individu.
Comme illustré à la , un système 1 de validation d’une correction orthopédique selon l’invention comportera au moins une centrale inertielle 11 et un ou plusieurs processeurs 12, 22.
En outre, un système 1 de validation d’une correction orthopédique selon l’invention pourra comporter une mémoire de données 13,23 et un moyen de communication 14,24.
Le système 1 de validation selon l’invention peut être agencé sous la forme d’un boitier électronique 10 comportant l’au moins une centrale inertielle 11 et un ou plusieurs processeurs 12 configurés pour valider une correction orthopédique par exemple en mettant en œuvre un procédé selon l’invention. Toutefois, de façon préférée, le système 1 de validation selon l’invention est agencé sous la forme d’un boitier électronique 10 comportant l’au moins une centrale inertielle 11 et d’un dispositif informatique 20 comportant un moyen de communication 24 configuré pour recevoir les données de mouvement générées par l’au moins une centrale inertielle et un ou processeurs 22 configurés pour valider une correction orthopédique par exemple en mettant en œuvre un procédé de l’invention.
Ainsi, un système 1 de validation selon l’invention comporte au moins une centrale inertielle 11.
Cette au moins une centrale inertielle 11 est configurée pour générer des données de mouvement lors d’un déplacement de l’individu en présence ou non d’une correction orthopédique à valider. En outre, elle est de préférence agencée pour être couplée à un pied de l’individu, c’est-à-dire agencée pour être positionnée au niveau d’un pied de l’individu.
La centrale inertielle 11 est par exemple constituée d’au moins un accéléromètre et un gyroscope. De façon préférée, elle comporte plusieurs accéléromètres et gyroscopes. De façon plus préférée, la centrale inertielle 11 comporte au moins un accéléromètre et au moins un gyroscope.
La centrale inertielle 11 est apte à acquérir des données de mouvement représentatives d’un mouvement (accélération et/ou vitesse, par exemple vitesse angulaire) du pied selon les axes X, Y, Z lors du déplacement de l’individu. Le boitier électronique 10 peut également comporter un ou plusieurs magnétomètres de façon à acquérir trois signaux bruts supplémentaires correspondant aux valeurs de champs magnétiques sur trois dimensions.
En particulier, le système 1 de validation selon l’invention peut comporter un ou plusieurs boitiers électroniques 10 comprenant l’au moins une centrale inertielle 11, ledit boitier électronique étant agencé pour être positionné au niveau d’un pied de l’individu.
Le ou les boitiers électroniques pourront être agencés de façon à être positionnés contre un pied de l’individu ou sur un article chaussant porté par l’individu. Alternativement, le boitier électronique 10 pourra être intégré à une semelle. Les semelles utilisables dans le cadre du système 1 de validation selon l’invention peuvent par exemple correspondre à des semelles extérieures ou à des semelles intérieures, de chaussures. Ces semelles peuvent être amovibles ou être intégrées de manière permanente au semelage des chaussures.
Un boitier électronique 10 ne pèse avantageusement que quelques grammes (p. ex. inférieur à 10 grammes) et présente une dimension réduite adaptée pour un positionnement sur un pied ou une chaussure de l’individu (p. ex. volume inférieur ou égal à 10 cm3, de préférence inférieur ou égal à 8 cm3). Ce faible volume limite l’impact sur le confort de l’utilisateur.
Chaque boitier électronique 10 peut comporter par ailleurs d’autres capteurs, notamment un inclinomètre, un baromètre, un capteur de température, un capteur d’humidité et un altimètre pour bénéficier d’une précision accrue.
Un système 1 de validation selon l’invention comporte également un ou plusieurs processeurs 12,22.
Ce ou ces processeurs sont avantageusement configurés pour exécuter des instructions permettant de mettre en œuvre tout ou partie des modes de réalisation du procédé de validation selon l’invention.
En particulier, ce ou ces processeurs 12,22 sont configurés pour :
- Acquérir des données de mouvement générées par l’au moins une centrale inertielle 11 positionnée au niveau d’un pied de l’individu ;
- Calculer à partir des données de mouvement acquises, une valeur d’au moins un angle de pied pour plusieurs instants du déplacement ; et
- Comparer des valeurs d’au moins un angle de pied calculé et de valeurs d’angles de pied prédéterminées, de façon à valider ou non la correction orthopédique.
Les un ou plusieurs processeurs 12 peuvent être positionnés au niveau du boitier électronique 10. Toutefois, le système 1 de validation selon l’invention peut comporter un dispositif informatique 20 comportant un ou plusieurs processeurs 22 configurés pour traiter les données de mouvement provenant du ou des boitiers électroniques 10.
De façon préférée, le système 1 de validation selon l’invention comporte un dispositif informatique 20 comportant un ou plusieurs processeurs 22 configurés pour mettre en œuvre un ou plusieurs modes de réalisation, qu’ils soient préférés ou non du procédé selon l’invention.
Avantageusement, une application dédiée est installée sur ce dispositif informatique 20 afin de traiter les informations transmises par le ou les dispositifs électroniques 10 et permettre à l’utilisateur d’interagir avec l’invention.
Le dispositif informatique 20 est généralement une tablette, un téléphone mobile (« smartphone » en terminologie anglo-saxonne), un ordinateur ou un serveur.
En outre, le boitier électronique 10 et/ou le dispositif informatique 20 peuvent comporter une mémoire de données 13,23 configurée pour mémoriser au moins une partie des données générées par la centrale inertielle 11 et/ou le processeur 12,22.
Enfin, le boitier électronique 10 et/ou le dispositif informatique 20 peuvent comporter un moyen de communication 14,24 configuré pour transmettre des données de mouvement et/ou des données relatives à la validation de la correction orthopédique. Les moyens de communication sont aptes à recevoir et à transmettre les données sur au moins un réseau de communication R1 par exemple à destination d’un serveur 70. De préférence la communication est opérée par l’intermédiaire d’un protocole sans fils tel que wifi, 3G, 4G, et/ou Bluetooth.
L’invention peut faire l’objet de nombreuses variantes et applications autres que celles décrites ci-dessus. En particulier, sauf indication contraire, les différentes caractéristiques structurelles et fonctionnelles de chacune des mises en œuvre décrite ci-dessus ne doivent pas être considérées comme combinées et/ou étroitement et/ou inextricablement liées les unes aux autres, mais au contraire comme de simples juxtapositions. En outre, les caractéristiques structurelles et/ou fonctionnelles des différents modes de réalisation décrits ci-dessus peuvent faire l’objet en tout ou partie de toute juxtaposition différente ou de toute combinaison différente.

Claims (13)

  1. Procédé (100) de validation d’une correction souhaitée à apporter par une correction orthopédique (40) pour un individu présentant au moins une affection causée par une cinétique anormale de déplacement de pied, ladite validation étant destinée à confirmer que ladite correction orthopédique entraine la correction souhaitée de la cinétique des pieds dudit individu lors du déplacement dudit l’individu, ledit procédé comprenant :
    - une première étape d’acquisition (122) de données de mouvement de pied dans l’espace, qui ont été générées pour une pluralité d’instants de la pose du pied, par au moins une centrale inertielle (11) positionnée au niveau d’au moins un pied de l’individu, dans le cadre d’un déplacement de l’individu en l’absence de la correction orthopédique (40) à valider, dites données de mouvement d’initialisation, les données de mouvement de pied étant générées depuis l’instant de pose du talon jusqu’à l’instant de pose des orteils et/ou depuis l’instant de décollage du talon jusqu’à l’instant de décollage des orteils, 
    - une première étape de calcul (120), par un ou plusieurs processeurs (22), d’au moins une valeur prédéterminée d’angle de pied pour plusieurs instants du déplacement de l’individu sans correction orthopédique (40) à valider, à partir des données de mouvement d’initialisation,
    - une deuxième étape d’acquisition (140) de données de mouvement de pied dans l’espace, qui ont été générées pour une pluralité d’instants de la pose du pied, par au moins ladite centrale inertielle (11) positionnée au niveau dudit pied de l’individu, dans le cadre d’un déplacement de l’individu en présence de la correction orthopédique (40) à valider, dites données acquises ;
    - une deuxième étape de calcul (150), par un ou plusieurs processeurs (22), d’au moins une valeur calculée d’angle de pied pour plusieurs instants du déplacement de l’individu en présence de la correction orthopédique (40) à valider, à partir des données de mouvement de pied acquises ; et,
    - une étape de validation de la correction souhaitée apportée par la correction orthopédique (40), l’étape de validation comprenant une étape de comparaison (160), par le ou les processeurs (22), d’au moins une valeur calculée d’angle de pied et d’au moins une valeur prédéterminée d’angle de pied.
  2. Procédé (100) de validation d’une correction orthopédique (40) selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lors de la deuxième étape d’acquisition (140) de données de mouvement de pied dans l’espace, qui ont été générées lors d’un déplacement de l’individu en présence de la correction orthopédique à valider, l’au moins une centrale inertielle (11) est positionnée contre le pied de l’individu.
  3. Procédé (100) de validation d’une correction orthopédique (40) selon l’une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la première étape de calcul (120) comporte en outre une étape de calcul d’un corridor de normalité de ligne de pression plantaire, à partir des données de mouvement d’initialisation, ledit corridor de normalité de ligne de pression plantaire étant obtenu à partir d’un ensemble de valeurs d’angle que le pied dudit individu présente, en une pluralité d’instants du déplacement sans correction, au cours d’un cycle de marche sans que sa marche ne soit considérée comme anormale, ledit corridor de normalité de ligne de pression plantaire étant utilisé comme valeurs d’angles de pied prédéterminées.
  4. Procédé (100) de validation d’une correction orthopédique selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les valeurs d’angles de pieds prédéterminées sont des valeurs d’angles de pieds attendues qui ont été prédéterminées à partir de données relatives à la morphologie de l’individu.
  5. Procédé (100) de validation d’une correction orthopédique selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les valeurs d’angles de pieds prédéterminées sont des valeurs d’angles de pieds attendues qui ont été prédéterminées à partir de caractéristiques de l’article chaussant.
  6. Procédé (100) de validation d’une correction orthopédique selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que dans la première étape d’acquisition (122) et la deuxième étape d’acquisition (140) de données de mouvement de pied dans l’espace, les données de mouvement de pied sont générées par deux centrales inertielles (11), chacune étant positionnée respectivement au niveau d’un pied de l’individu.
  7. Procédé (100) de validation d’une correction orthopédique (40) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l’étape de comparaison (160) comporte un calcul d’une valeur de déviation des valeurs d’angle de pied calculées par rapport aux valeurs d’angles de pied prédéterminées.
  8. Procédé (100) de validation d’une correction orthopédique (40) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les valeurs d’angle de pieds d’au moins trois instants du déplacement, de préférence d’au moins cinq instants du déplacement, sont calculées puis comparées lors de l’étape de comparaison (160).
  9. Procédé (100) de validation d’une correction orthopédique (40) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le déplacement comporte au moins une phase d’oscillation et en ce que les valeurs d’au moins un angle de pieds calculées et comparées comportent au moins une valeur d’angle de pied obtenue pendant la phase d’oscillation.
  10. Procédé (100) de validation d’une correction orthopédique (40) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les valeurs d’angle de pieds sont calculées pour au moins vingt cycles de marche ; et les valeurs d’au moins un angle de pied calculées, utilisées lors de l’étape de comparaison (160), correspondent à des valeurs obtenues à partir d’au moins vingt cycles de marche.
  11. Procédé (100) de validation d’une correction orthopédique (40) selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que les valeurs d’angle de pieds sont calculées pour une pluralité de cycle de marche qui ont été au préalable sélectionnés sur la base d’une ou de plusieurs caractéristiques calculées du cycle de marche ; la ou lesdites caractéristiques calculées du cycle de marche comportant : une valeur d’accélération maximale, une valeur de vitesse de propulsion maximale, une fréquence de pas, une longueur de pas, une vitesse de marche, une durée de la phase d’appui, et/ou une durée de la phase oscillante.
  12. Système (1) de validation d’une correction souhaitée à apporter par une correction orthopédique (40) pour un individu présentant au moins une affection causée par une cinétique anormale de déplacement de pied, ladite validation étant destinée à confirmer que ladite correction orthopédique entraine la correction souhaitée de la cinétique des pieds dudit individu lors du déplacement dudit l’individu, ledit système comportant :
    - au moins une centrale inertielle (11), ladite centrale inertielle étant agencée pour être positionnée au niveau d’un pied de l’individu et étant configurée pour générer des données de mouvement de pied dans l’espace, pour une pluralité d’instants de la pose du pied, dans le cadre d’un déplacement de l’individu en l’absence de la correction orthopédique (40) à valider, dites données de mouvement d’initialisation, les données de mouvement de pied étant générées depuis l’instant de pose du talon jusqu’à l’instant de pose des orteils et/ou depuis l’instant de décollage du talon jusqu’à l’instant de décollage des orteils ;
    - un ou plusieurs processeurs (12,22) configuré pour :
    - acquérir des données de mouvement de pied dans l’espace, qui sont générées par l’au moins une centrale inertielle positionnée au niveau du pied de l’individu, lors d’un déplacement de l’individu en l’absence de la correction orthopédique (40) à valider, 
    - calculer au moins une valeur d’angle de pied prédéterminée pour plusieurs instants du déplacement sans correction, à partir des données de mouvement d’initialisation ;
    - acquérir des données de mouvement de pied dans l’espace, qui sont générées par l’au moins une centrale inertielle positionnée au niveau du pied de l’individu, lors d’un déplacement de l’individu en présence de la correction orthopédique à valider ;
    - calculer une valeur d’au moins un angle de pied pour plusieurs instants du déplacement, à partir des données de mouvement de pied acquises ; et
    - valider la correction souhaitée apportée par la correction orthopédique (40) en comparant des valeurs d’au moins un angle de pied calculées et de valeurs d’angles de pied prédéterminées.
  13. Système (1) de validation d’une correction orthopédique (40) selon la revendication 12, caractérisé en ce qu’il comporte deux boitiers électroniques (10) comportant chacun au moins une des centrales inertielles (11) et un dispositif informatique (20) comportant le un ou plusieurs processeurs (22), lesdits boitiers électroniques (10) comportant des moyens de communication configurés pour transmettre, de préférence en temps réel, les données de mouvement de pied au dispositif informatique (20).
PCT/EP2022/079368 2021-10-21 2022-10-21 Procédé et système de validation d'une correction orthopédique pour un individu Ceased WO2023067135A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FRFR2111183 2021-10-21
FR2111183A FR3128366A1 (fr) 2021-10-21 2021-10-21 Procede et systeme de validation d’une correction orthopedique pour un individu

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023067135A1 true WO2023067135A1 (fr) 2023-04-27

Family

ID=80122706

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2022/079368 Ceased WO2023067135A1 (fr) 2021-10-21 2022-10-21 Procédé et système de validation d'une correction orthopédique pour un individu

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR3128366A1 (fr)
WO (1) WO2023067135A1 (fr)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101355217B1 (ko) * 2012-09-21 2014-01-22 박한호 교정용 인솔 세트 및 이의 제공방법
WO2017192409A2 (fr) 2016-05-04 2017-11-09 Allen Selner Orthèse instrumentée
CN207252912U (zh) * 2017-08-02 2018-04-20 深圳市美芒科技有限公司 一种智能儿童步态矫正鞋
US20180192922A1 (en) * 2016-03-15 2018-07-12 Laboratoire Victhom Inc. Biomechanical analysis and validation system and method
WO2019193301A1 (fr) 2018-04-06 2019-10-10 Zhor Tech Systeme pour la detection d'un trouble de la demarche chez un utilisateur et procedes associes
WO2020217037A1 (fr) 2019-04-25 2020-10-29 Zhor Tech Procede et systeme de determination d'une valeur de parametre biomecanique avance de demarche
CN112100853A (zh) * 2020-09-16 2020-12-18 河海大学常州校区 一种面向支撑减压功能的鞋垫个性化设计方法
EP3777812A1 (fr) * 2018-03-30 2021-02-17 Mitsui Chemicals, Inc. Système d'application de stimulus externe, système de détermination de condition de stimulus externe, serveur de support de détermination de condition de stimulus externe et structure de données

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3072251B1 (fr) 2017-10-16 2021-02-26 Zhor Tech Dispositif electronique pour produits chaussants.

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101355217B1 (ko) * 2012-09-21 2014-01-22 박한호 교정용 인솔 세트 및 이의 제공방법
US20180192922A1 (en) * 2016-03-15 2018-07-12 Laboratoire Victhom Inc. Biomechanical analysis and validation system and method
WO2017192409A2 (fr) 2016-05-04 2017-11-09 Allen Selner Orthèse instrumentée
CN207252912U (zh) * 2017-08-02 2018-04-20 深圳市美芒科技有限公司 一种智能儿童步态矫正鞋
EP3777812A1 (fr) * 2018-03-30 2021-02-17 Mitsui Chemicals, Inc. Système d'application de stimulus externe, système de détermination de condition de stimulus externe, serveur de support de détermination de condition de stimulus externe et structure de données
WO2019193301A1 (fr) 2018-04-06 2019-10-10 Zhor Tech Systeme pour la detection d'un trouble de la demarche chez un utilisateur et procedes associes
WO2020217037A1 (fr) 2019-04-25 2020-10-29 Zhor Tech Procede et systeme de determination d'une valeur de parametre biomecanique avance de demarche
CN112100853A (zh) * 2020-09-16 2020-12-18 河海大学常州校区 一种面向支撑减压功能的鞋垫个性化设计方法

Non-Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ANGGORO ET AL.: "Advanced design and manufacturing of custom orthotics insoles based on hybrid Taguchi-response surface method", HELIYON, vol. 7, 1 March 2021 (2021-03-01), pages e06481
CAMBRON ET AL.: "Shoe Orthotics for the Treatment of Chronic Low BackPain: A Randomized Controlled Trial", ARCHIVES OF PHYSICAL MEDICINE AND REHABILITATION, vol. 98, 2017, pages 1752 - 62, XP085189983, DOI: 10.1016/j.apmr.2017.03.028
HONERT ET AL.: "Changes in ankle work, foot work, and tibialis anterior activation throughout a long run", JOURNAL OF SPORT AND HEALTH SCIENCE, 2021, Retrieved from the Internet <URL:https://doi.org/10.1016/j.jshs.2021.02.003>
HUGHES ET AL.: "Are tibial angles measured with inertial sensors useful surrogates for frontal plane projection angles measured using 2-dimensional video analysis during single leg squat tasks? A reliability and agreement study in elite football (soccer) players", JOURNAL OF ELECTROMYOGRAPHY AND KINESIOLOGY, vol. 44, February 2019 (2019-02-01), pages 21 - 30
MEI ET AL.: "Foot type classification using sensor-enabled footwear and 1D-CNN", MEASUREMENT, vol. 165, 2020, pages 108184, XP086260347, DOI: 10.1016/j.measurement.2020.108184
REDMOND ANTHONY CHARLES: "An Evaluation of the Use of Gait Plate Inlays in the Short-Term Management of the Intoeing Child", FOOT AND ANKLE INTERNATIONAL, vol. 19, no. 3, 1 March 1998 (1998-03-01), US, pages 144 - 148, XP093017128, ISSN: 1071-1007, Retrieved from the Internet <URL:http://journals.sagepub.com/doi/full-xml/10.1177/107110079801900305> DOI: 10.1177/107110079801900305 *
TSURUOKA Y ET AL: "Analysis of walking improvement with dynamic shoe insoles, using two accelerometers", PHYSICA A, NORTH-HOLLAND, AMSTERDAM, NL, vol. 352, no. 2-4, 15 July 2005 (2005-07-15), pages 645 - 658, XP004881249, ISSN: 0378-4371, DOI: 10.1016/J.PHYSA.2005.01.004 *
WANG ET AL.: "A Review of the Application of Additive Manufacturing in Prosthetic and Orthotic Clinics from a Biomechanical Perspective", ENGINEERING, vol. 6, 2020, pages 1258 - 1266

Also Published As

Publication number Publication date
FR3128366A1 (fr) 2023-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11596832B2 (en) Method and apparatus for early detection of diabetic foot disorders by analyzing foot temperature and vertical and shear forces on feet
Hurkmans et al. Validity of the Pedar Mobile system for vertical force measurement during a seven-hour period
Oubre et al. Estimating ground reaction force and center of pressure using low-cost wearable devices
Peltz et al. Effects of footwear on three-dimensional tibiotalar and subtalar joint motion during running
Kelly et al. Fear of falling is prevalent in older adults with diabetes mellitus but is unrelated to level of neuropathy
WO2019193301A1 (fr) Systeme pour la detection d&#39;un trouble de la demarche chez un utilisateur et procedes associes
Hegde et al. The pediatric SmartShoe: wearable sensor system for ambulatory monitoring of physical activity and gait
Bus et al. New monitoring technology to objectively assess adherence to prescribed footwear and assistive devices during ambulatory activity
Lee et al. Portable activity monitoring system for temporal parameters of gait cycles
De Mits et al. A clinically applicable six‐segmented foot model
US12225966B2 (en) Cloud-based computer system connected to users with smartphones connected to footwear soles and to body sensors, configured to diagnose conditions requiring preventive, corrective or rehabilitative care
Balsdon et al. Custom-made foot orthoses with and without heel plugs and their effect on plantar pressures during treadmill walking
Wezenbeek et al. Is Achilles tendon blood flow related to foot pronation?
Hillstrom et al. Effect of shoe flexibility on plantar loading in children learning to walk
Oks et al. Smart socks: New effective method of gait monitoring for systems with limited number of plantar sensors
US20170173885A1 (en) Generating specifications for an orthosis
Caravaggi et al. Pedobarographic and kinematic analysis in the functional evaluation of two post-operative forefoot offloading shoes
EP2114248A1 (fr) Dispositif de detection et de suivi d&#39;une lesion du ligament croise anterieur du genou
US20040193075A1 (en) System for foot assessment including a device and method
WO2023067135A1 (fr) Procédé et système de validation d&#39;une correction orthopédique pour un individu
Bamberg et al. The lower extremity ambulation feedback system for analysis of gait asymmetries: preliminary design and validation results
Huang et al. Foot-healthcare application using inertial sensor: estimating first metatarsophalangeal angle from foot motion during walking
Gardner et al. Monitoring prosthesis user activity and doffing using an activity monitor and proximity sensors
Mifsud et al. Portable inertial motion unit for continuous assessment of in-shoe foot movement
FR3046346A1 (fr) Semelle intelligente

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22808716

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2022808716

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022808716

Country of ref document: EP

Effective date: 20240521

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 22808716

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1