FR2760348A1 - Ocular stimulation apparatus, for study of effect on balance and posture - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention a trait d'une façon générale les systèmes destinés, lors d'une stimulation oculaire d'un sujet, à mesurer et à enregistrer les mouvements du corps, notamment déséquilibres, induits par cette stimulation. The present invention relates generally to systems intended, during ocular stimulation of a subject, to measure and record the movements of the body, in particular imbalances, induced by this stimulation.
Des techniques très nombreuses et variées existent actuellement pour déterminer la posture du corps d'un être humain. Very many and varied techniques currently exist for determining the posture of the body of a human being.
On peut citer par exemple
- les appareils dits "statokinésigraphes", qui enregistrent, en situation orthostatique du corps, les oscillations posturales aléatoires à l'aide d'une plateforme sur laquelle se tient l'individu et équipée de jauges de contrainte.We can cite for example
- devices called "statokinesigraphs", which record, in the body's orthostatic situation, the random postural oscillations using a platform on which the individual stands and equipped with strain gauges.
- les appareils de posturographie dynamique, qui réalisent un asservissement mécanique d'une plateforme sur laquelle se tient l'individu. Les mesures sont effectuées à l'aide d'électromyographes. - dynamic posturography devices, which provide mechanical servo-control of a platform on which the individual stands. The measurements are carried out using electromyographs.
- les appareils de posturographie dynamique par asservissements mécaniques, indépendants ou corrélés, d'une plateforme à laquelle est associée une cabine. La mesure est dans ce cas effectuée par une plateforme de force. - dynamic posturography devices by mechanical servo-systems, independent or correlated, of a platform with which a cabin is associated. The measurement is in this case carried out by a force platform.
Les inconvénients majeurs de ces appareils connus sont principalement leur encombrement important et leur coût élevé. En outre, leurs applications sont limitées. The major drawbacks of these known devices are mainly their large size and their high cost. In addition, their applications are limited.
Notamment, l'application de l'appareil premier cité est limitée à la posturographie statique.In particular, the application of the first cited device is limited to static posturography.
On connaît également des systèmes plus légers pour réaliser une posturographie statique ou dynamique, et notamment
- un appareil dans lequel le crâne et les épaules d'un sujet reçoivent des marqueurs lumineux. L'enregistrement des mouvements de ces marqueurs est effectué à l'aide d'un appareil photographique dont l'objectif vise un miroir fixé au plafond de la salle, et qui restitue les trajectoires décrites par les marqueurs. Lighter systems are also known for performing static or dynamic posturography, and in particular
- a device in which the skull and shoulders of a subject receive light markers. The movements of these markers are recorded using a camera, the objective of which is a mirror fixed to the ceiling of the room, and which reproduces the trajectories described by the markers.
La mise en oeuvre d'un tel appareil est toutefois fastidieuse, notamment de par la nécessité de fixer sur le sujet et d'alimenter en énergie plusieurs marqueurs lumineux, et de fixer un miroir au-dessus du sujet. The implementation of such an apparatus is however tedious, in particular because of the need to fix on the subject and to supply power to several light markers, and to fix a mirror above the subject.
- un appareil dit "analyseur opto-électronique", dans lequel une pluralité de réflecteurs infrarouges sont fixés sur le sujet, exposée à un rayonnement infrarouge. Plusieurs caméras de type dispositif à couplage de charges ("CCD") observent le sujet et enregistrent le rayonnement infrarouge renvoyé par les réflecteurs. Cet appareil est toutefois extrêmement coûteux, et sa qualité est tributaire du nombre de caméras. - a device called "opto-electronic analyzer", in which a plurality of infrared reflectors are fixed on the subject, exposed to infrared radiation. Several charge-coupled device ("CCD") type cameras observe the subject and record the infrared radiation returned by the reflectors. This device is however extremely expensive, and its quality depends on the number of cameras.
La présente invention vise à pallier les inconvénients de la technique connue et à proposer un équipement combiné de stimulation oculaire et de posturographie qui soit compact, simple et économique à fabriquer, et facile à mettre en place sur un sujet et à mettre en oeuvre. The present invention aims to overcome the drawbacks of the known technique and to propose combined equipment for ocular stimulation and posturography which is compact, simple and economical to manufacture, and easy to set up on a subject and to implement.
Ainsi la présente invention propose un équipement de stimulation oculaire et de posturographie, caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison
un support apte à être fixé de façon amovible sur la tête d'un sujet et comportant au moins un dispositif de stimulation oculaire en face d'un oeil du sujet,
des moyens formant capteurs d'accélération fixé sur le sujet, et
des moyens de commande et de traitement reliés au support par des conducteurs souples et comportant des moyens de traitement par intégration et d'enregistrement des signaux fournis par les moyens formant capteurs d'accélération.Thus, the present invention provides ocular stimulation and posturography equipment, characterized in that it comprises in combination
a support capable of being removably attached to the head of a subject and comprising at least one ocular stimulation device opposite an eye of the subject,
means forming acceleration sensors fixed on the subject, and
control and processing means connected to the support by flexible conductors and comprising means for processing by integration and recording of the signals supplied by the means forming acceleration sensors.
Des aspects préférés, mais non limitatifs, de l'équipement selon l'invention sont les suivants
- les moyens formant capteurs d'accélération sont montés sur le support du dispositif de stimulation oculaire. Preferred, but not limiting, aspects of the equipment according to the invention are as follows
- The means forming acceleration sensors are mounted on the support of the ocular stimulation device.
- les capteurs d'accélération sont constitués par un ensemble de trois accéléromètres capacitifs orientés selon les trois axes d'un repère orthogonal tridimensionnel. - The acceleration sensors consist of a set of three capacitive accelerometers oriented along the three axes of a three-dimensional orthogonal reference.
- les moyens de traitement par intégration comprennent trois doubles intégrateurs recevant respectivement les signaux des trois accéléromètres. the integration processing means comprise three double integrators respectively receiving the signals from the three accelerometers.
- le support du dispositif de stimulation oculaire est constitué par un masque créant avec le visage du sujet une chambre essentiellement étanche à la lumière. - The support of the ocular stimulation device is constituted by a mask creating with the subject's face a chamber essentially sealed against light.
- les moyens de commande et de traitement sont répartis entre un boîtier secondaire fixé au sujet et abritant les moyens de traitement par intégration, et un boîtier principal abritant des moyens de traitement, de mémorisation et d'affichage des signaux fournis par les moyens de traitement par intégration. the control and processing means are distributed between a secondary box fixed to the subject and housing the integration processing means, and a main box housing the processing, storage and display means of the signals supplied by the processing means by integration.
- le boîtier principal est constitué par une valise comportant des logements pour le dispositif de stimulation oculaire et son support et pour le boîtier secondaire. - the main housing is constituted by a suitcase comprising housings for the ocular stimulation device and its support and for the secondary housing.
- les moyens de commande et de traitement sont aptes à appliquer des signaux de commande au dispositif de stimulation oculaire, et à enregistrer les signaux d'accélération en association avec des informations représentatives desdits signaux de commande. - The control and processing means are able to apply control signals to the ocular stimulation device, and to record the acceleration signals in association with information representative of said control signals.
D'autres aspects, buts et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée suivante d'une forme de réalisation préférée de celle-ci, donnée à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels
la figure 1 est une vue en perspective d'un masque de stimulation visuelle équipé d'un dispositif de posturographie selon l'invention, porté par un sujet,
la figure 2 est une vue d'ensemble du sujet et de l'appareil de posturographie selon l'invention, et
la figure 3 est un schéma-bloc d'une partie de l'appareil selon l'invention. Other aspects, objects and advantages of the present invention will appear better on reading the following detailed description of a preferred embodiment thereof, given by way of example and made with reference to the accompanying drawings, in which
FIG. 1 is a perspective view of a visual stimulation mask fitted with a posturography device according to the invention, worn by a subject,
FIG. 2 is an overall view of the subject and of the posturography apparatus according to the invention, and
Figure 3 is a block diagram of part of the apparatus according to the invention.
En référence au dessin, on a représenté schématiquement un dispositif de stimulation oculaire 10 qui, de façon classique en soi, comporte une ossature rigide 11 supportant un ou deux stimulateurs occulaires capables de projeter à l'infini devant l'oeil du sujet S des images de stimulation. Referring to the drawing, there is shown schematically an ocular stimulation device 10 which, conventionally in itself, comprises a rigid frame 11 supporting one or two ocular stimulators capable of projecting infinitely before the eye of the subject S images stimulation.
En l'espèce, on a représenté un seul stimulateur représenté schématiquement en 12.In the present case, a single stimulator has been shown represented diagrammatically at 12.
Une jupe souple 13 vient assurer entre l'ossature 11 et le visage du sujet une étanchéité à la lumière, et une lanière assure la fixation de l'ensemble sur la tête du sujet. A flexible skirt 13 provides a seal between the frame 11 and the subject's face against light, and a strap secures the assembly to the subject's head.
Le dispositif décrit ci-dessus est bien connu, et ne sera pas expliqué plus en détail. The device described above is well known, and will not be explained in more detail.
Selon l'invention, on fixe également sur la tête du patient, et de préférence au niveau de l'ossature 11 du dispositif de stimulation visuelle, un ensemble de trois capteurs accélérométriques 20a, 20b, 20c orientés de préférence selon les trois directions d'un référentiel orthonormé, avec de préférence, par rapport au sujet, une direction avant/arrière, une direction gauche/droite et une direction haut/bas. According to the invention, a set of three accelerometric sensors 20a, 20b, 20c, preferably oriented in the three directions, is also fixed on the patient's head, and preferably at the level of the framework 11 of the visual stimulation device. an orthonormal reference frame, preferably with respect to the subject, a forward / backward direction, a left / right direction and an up / down direction.
On utilise avantageusement des accéléromètres à effet capacitif, légers et économiques. Advantageously, capacitive effect accelerometers are used, which are light and economical.
Ces trois capteurs délivrent trois signaux bruts représentatifs des accélérations instantanées subies par chacun des capteurs, signaux qui sont appliqués à trois circuits tampons 21a, 21b, 21c prévus dans l'ossature 11 du masque 10 (et non représentés sur la figure 1) . Les sorties de ces trois tampons sont transmises par un ensemble de conducteurs souples 30 à un boîtier intermédiaire 40, fixé par exemple à la ceinture du sujet, et contenant des circuits de traitement. Les circuits tampons 21a-21c ont pour objet essentiel d'effectuer une adaptation d'impédance en vue de minimiser les perturbations de signaux sur la ligne 30. These three sensors deliver three raw signals representative of the instantaneous accelerations undergone by each of the sensors, signals which are applied to three buffer circuits 21a, 21b, 21c provided in the frame 11 of the mask 10 (and not shown in FIG. 1). The outputs of these three buffers are transmitted by a set of flexible conductors 30 to an intermediate box 40, fixed for example to the subject's belt, and containing processing circuits. The main purpose of the buffer circuits 21a-21c is to carry out an impedance matching in order to minimize signal disturbances on line 30.
Ces circuits de traitement contenus dans le boîtier 40, et illustrés sur la figure 3, comprennent trois canaux C1 à
C3, chaque canal comportant un étage de mise en forme, d'amplification et de filtrage de signal, respectivement 41a à 41c, un premier étage d'intégration, respectivement 42a à 42c, et un second étage d'intégration, respectivement 43a à 43c.These processing circuits contained in the housing 40, and illustrated in FIG. 3, include three channels C1 to
C3, each channel comprising a stage of shaping, amplification and filtering of signal, respectively 41a to 41c, a first stage of integration, respectively 42a to 42c, and a second stage of integration, respectively 43a to 43c .
L'amplification effectuée dans les étages 41a-41c est destinée à compenser le faible niveau des signaux reçus, tandis que le filtrage est avantageusement réalisé avec des filtres passe-bas analogiques d'ordre 1, afin d'éliminer les éventuels parasites. The amplification carried out in stages 41a-41c is intended to compensate for the low level of the signals received, while the filtering is advantageously carried out with analog low-pass filters of order 1, in order to eliminate any parasites.
Les étages d'intégration 42a-42c et 43a-43c réalisées également en technologie analogique, permettent, à partir des signaux fournis par les accéléromètres et traités en amont, d'obtenir des signaux représentatifs des distances parcourues dans les trois dimensions par la tête du sujet en fonction du temps. The integration stages 42a-42c and 43a-43c also produced in analog technology, make it possible, from the signals supplied by the accelerometers and processed upstream, to obtain signals representative of the distances traveled in three dimensions by the head of the subject as a function of time.
Le boîtier 40 est relié par un ensemble de conducteurs 50 à un ordinateur portable de type classique en soi, équipé d'une carte d'entrées analogiques- et de conversion analogique/numérique, cet ordinateur étant propre à mémoriser, organiser et afficher les données de déplacement recueillies, et à effectuer des comparaisons avec des mesures précédentes. The housing 40 is connected by a set of conductors 50 to a portable computer of conventional type per se, equipped with an analog input card and of analog / digital conversion, this computer being suitable for storing, organizing and displaying the data. of displacement collected, and to make comparisons with previous measurements.
Avantageusement, les traitements effectués par l'ordinateur sont
- un filtrage additionnel, numérique, des signaux reçus, ceci afin d'éliminer les parasites résiduels et de couper sélectivement certaines fréquences indésirables;
- une analyse spectrale par décomposition rapide en séries de Fourier;
- des calculs statistiques, portant par exemple sur les extrema de déplacement;
- la saisie et l'enregistrement de données d'accompagnement, telles que le nom du sujet, la date, l'heure, etc... Advantageously, the processing carried out by the computer is
- additional digital filtering of the received signals, in order to eliminate residual noise and to selectively cut certain undesirable frequencies;
- a spectral analysis by rapid decomposition into Fourier series;
- statistical calculations, relating for example to displacement extrema;
- entering and recording of accompanying data, such as the subject's name, date, time, etc.
- un affichage de données à l'écran avec possibilités de sauvegarde sur mémoire de masse et de restauration, de gestion de zones d'intérêt par curseurs, de zoom, etc.... - a display of data on the screen with possibilities of saving on mass memory and restoration, management of areas of interest by cursors, zoom, etc.
I1 est très avantageux que cet ordinateur soit incorporé à une valise 60, le clavier et l'écran de cet ordinateur étant désignés par les références 61 et 62. Cette valise, qui comprend également des logements 63, 64 pour abriter le masque 10, le boîtier portable 40 et les différents câbles, permet de disposer d'un appareil compact et aisément transportable. I1 is very advantageous that this computer is incorporated into a suitcase 60, the keyboard and the screen of this computer being designated by the references 61 and 62. This suitcase, which also includes housings 63, 64 to house the mask 10, the portable box 40 and the various cables, provides a compact and easily transportable device.
En outre, de par la simplicité et le faible coût des capteurs et des circuits mis en jeu, l'appareil selon l'invention peut s'avérer extrêmement économique en comparaison avec les appareils antérieurs. In addition, due to the simplicity and low cost of the sensors and circuits involved, the device according to the invention can prove to be extremely economical in comparison with the prior devices.
L'alimentation des capteurs 20a-20c, qui nécessitent pour leur fonctionnement une tension d'excitation continue de quelques volts, peut être fournie par des batteries incorporées soit au masque 10, soit au-boîtier portable 40, soit à la valise 60. Elle peut aussi être founie par l'ordinateur incorporé à la valise, lui-même alimenté par la tension du secteur. The sensors 20a-20c, which require a continuous excitation voltage of a few volts for their operation, can be supplied by batteries incorporated either in the mask 10, or in the portable housing 40, or in the suitcase 60. It can also be supplied by the computer incorporated in the suitcase, itself supplied by the mains voltage.
Par ailleurs, on peut prévoir que les liaisons électriques souples 30, 50 entre le masque 10 et la valise 60 soient également utilisées pour transférer de la valise vers le masque des signaux de commande du stimulateur oculaire, et notamment des signaux vidéo d'images à projeter sur l'oeil du sujet ou encore des signaux de sens et de vitesse de défilement dans le cas d'une projection d'images enregistrées sur un support mobile dans le stimulateur 12. Furthermore, provision may be made for the flexible electrical connections 30, 50 between the mask 10 and the suitcase 60 to also be used to transfer from the suitcase to the mask control signals from the ocular stimulator, and in particular video signals from images to project onto the subject's eye or direction and speed signals in the case of projection of images recorded on a mobile support in the stimulator 12.
Dans ce cas, les signaux de déplacement fournis par le boîtier 40 sont enregistrés dans l'ordinateur en association avec des informations représentatives des signaux de commande
L'invention s'applique en particulier, mais non exclusivement, à l'étude des troubles de l'équilibre, les signaux recueillis étant utiles notamment pour l'examen de la fonction vestibulaire. In this case, the displacement signals supplied by the housing 40 are recorded in the computer in association with information representative of the control signals.
The invention applies in particular, but not exclusively, to the study of balance disorders, the signals collected being useful in particular for the examination of vestibular function.
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Legal Events
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RN | Application for restoration | ||
FC | Decision of inpi director general to approve request for restoration | ||
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Effective date: 20100730 |