FR3004105A3 - Dispositif d'exosquelette reconfigurable pour cheville - Google Patents

Dispositif d'exosquelette reconfigurable pour cheville Download PDF

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Abstract

La présente invention concerne un dispositif d'exosquelette de réaction de force à base de mécanisme parallèle, reconfigurable, pour la cheville humaine. Le but principal du dispositif est d'être utilisé en tant que dispositif d'entraînement d'équilibre/de proprioception, alors que le dispositif d'exosquelette peut également être utilisé pour accepter des exercices d'amplitude articulaire (RoM)/de renforcement. Ce dispositif est également utilisé pour les exercices des articulations métatarsophalangiennes. Le dispositif d'exosquelette de mesure et de thérapie, portable et reconfigurable, pour cheville, peut supporter deux types d'exercices différents, c'est-à-dire les exercices de RoM/de renforcement et les exercices d'équilibre/de proprioception indépendamment les uns des autres, et comprend une plateforme de base (3) qui fait face à la jambe de l'opérateur, une plateforme mobile (2) qui fait face au pied de l'opérateur, un élément de raccordement (4) qui raccorde la plateforme de base (3) et la plateforme mobile (2), et un élément d'articulation (5) qui raccorde l'élément de raccordement (4) à la plateforme de base (3).

Description

DISPOSITIF D'EXOSQUELETTE RECONFIGURABLE POUR CHEVILLE CONTEXTE DE L'INVENTION La présente invention concerne un dispositif d'exosquelette de retour de force reconfigurable, non mis à la terre à base d'un mécanisme parallèle, pour une cheville humaine. Le but principal du dispositif est d'être utilisé en tant que dispositif d'entraînement d'équilibre/de proprioception, alors que le dispositif d'exosquelette peut également être utilisé pour accepter des exercices d'amplitude articulaire (RoM)/de renforcement. Ce dispositif est également utilisé pour des exercices des articulations métatarso-phalangiennes. Le but de la rééducation est de récupérer les capacités physiques, sensorielles et neurales qui ont été affaiblies en raison d'une maladie ou d'une blessure. La rééducation de la cheville est communément nécessaire après une entorse de la cheville, l'une des blessures les plus communes dans le sport et dans la vie de tous les jours [1]. On peut également ressentir des pertes de la capacité fonctionnelle, de la capacité à supporter du poids et de la stabilité de l'articulation au niveau de la cheville après des blessures neurologiques suite à un accident vasculaire cérébral et des contractures et des difformités suite à une maladie cérébrovasculaire. Les exercices de kinésithérapie sont indispensables pour acquérir à nouveau l'amplitude articulaire (RoM) de la cheville, pour aider à renforcer les muscles pour supporter le poids, pour favoriser une meilleure prise de conscience de la position de l'articulation (proprioception), pour garantir l'intégrité neurale et pour récupérer l'équilibre dynamique. La rééducation d'une blessure de cheville est généralement traitée par trois phases séquentielles d'exercices [2], [3]. Les exercices dans la première phase se concentrent en premier lieu sur la possibilité d'une RoM complète de la cheville et ensuite sur le renforcement des muscles de la cheville. Une fois que la RoM requise et la flexibilité sont obtenues, et que les muscles sont assez robustes pour supporter le poids partiel sans induire de douleur, la phase intermédiaire de la thérapie peut être commencée, en se concentrant sur l'amélioration de la capacité de proprioception à l'aide d'exercices d'équilibre statique. Au cours de la phase finale de la thérapie, on pratique des exercices d'équilibre dynamique plus avancés. Les dispositifs de rééducation classiques utilisés pour aider la kinésithérapie sont un équipement passif simple, comme des bandes élastiques et des pompes de rééducation pour cheville pour des exercices de renforcement et d'étirement ; des planches d'équilibre et des rouleaux en mousse pour les exercices de proprioception et d'équilibre. Les exercices de RoM sont généralement réalisés manuellement par un kinésithérapeute. Même si ces types d'équipement sont simples et rentables, ces dispositifs classiques ne collectent pas de mesures quantitatives des progrès du patient, ne surveillent pas l'historique du patient pour la réévaluation, et n'obtiennent pas de protocoles de traitement interactifs personnalisés. Les kinésithérapeutes sont nécessaires pour prendre en charge physiquement la thérapie du mouvement et pour s'occuper du patient lorsqu'il fait ses exercices avec ces dispositifs. Actuellement, les exercices de rééducation sont faits à l'aide de dispositifs robotisés.
L'assistance des exercices de rééducation répétitifs et physiquement complexes à l'aide de dispositifs robotisés aide non seulement à supprimer la charge physique de la thérapie du mouvement pour les kinésithérapeutes, mais réduit également les coûts liés à l'application. De plus, la rééducation assistée par robot permet de prendre des mesures quantitatives des progrès du patient et peut être utilisée pour réaliser des protocoles de traitement interactifs personnalisés. Les effets bénéfiques des protocoles de rééducation assistée par robot ont été démontrés par rapport à la thérapie classique par des essais cliniques dans la littérature [4]. Reconnaissant le besoin pour des dispositifs de rééducation assistée par robot pour la kinésithérapie de la cheville, plusieurs conceptions ont été proposées jusqu'à ce jour. Girone et associés ont proposé une interface de retour de force, dénommée Rutgers Ankle, basée sur la plateforme de Stewart [5]. Dans [6], un protocole d'entraînement interactif basé sur une réalité virtuelle a été mis en oeuvre en utilisant la Rutgers Ankle pour la rééducation orthopédique. Le système a en outre été étudié [7] et [8] par le biais de plusieurs études de cas. La rééducation de la cheville à distance à domicile a été traitée dans [9], alors que dans [10], le système a été étendu à une double plateforme de Stewart destinée à être utilisée pour la simulation et la rééducation de la démarche. Dans [11], Dai et associés proposent un autre dispositif robotisé pour traiter les entorses de la cheville. Contrairement à la conception de la plateforme de Stewart, ce dispositif possède juste assez de degrés de liberté (DoF) pour couvrir l'espace de travail d'orientation de la cheville humaine. L'analyse cinétostatique présentée dans cette référence met en relief l'importance d'utiliser une entretoise centrale pour obtenir une plus grande résistance de la part du dispositif. Dans [12], Agrawal et associés proposent une orthèse de cheville-pied pour la rééducation assistée par robot et présentent l'analyse cinématique et le réglage du mécanisme proposé. De manière similaire, dans [13], le « Anklebot » a été proposé par Roy et associés pour aider à récupérer la fonction de la cheville. Ce dispositif peut également être utilisé pour mesurer la rigidité de la cheville, qui est un facteur biomécanique puissant pour la locomotion.
Syrseloudis et Emiris ont étudié la RoM en translation et en rotation de la cheville et du pied humains par des expériences sur des patients humains, et concluent qu'un mécanisme de trépied parallèle avec un axe de rotation supplémentaire en série est la conception cinématique la plus appropriée pour se conformer à la cinématique du pied en rapport avec la cheville humaine [14]. Dans [15] Yoon et Ryu ont proposé un dispositif de talon à base de mécanisme parallèle hybride à quatre DoF et présenté l'analyse cinématique du nouveau dispositif. Dans [3] et [16], ce travail a été étendu pour permettre la reconfiguration du dispositif afin de supporter plusieurs modes d'exercice distincts. Un objet de l'invention est donc de proposer un dispositif qui a une conception reconfigurable. Sa mise en oeuvre est simple et le dispositif peut être fabriqué en assemblant des pièces distribuées dans le commerce. En raison de sa caractéristique de reconfiguration, le dispositif permet à la fois des exercices d'amplitude articulaire RoM/de renforcement et des exercices d'équilibre/de proprioception. RESUME DE L'INVENTION Selon un mode de réalisation de la présente invention, le dispositif peut couvrir toute l'amplitude complexe de la cheville humaine pour les exercices de RoM/de renforcement. Le dispositif peut supporter le poids humain pendant les exercices d'équilibre/de proprioception. Les exercices des articulations métatarso-phalangiennes sont également autorisés via la conception reconfigurable de la plaque de base. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le dispositif peut être utilisé en tant qu'outil de mesure clinique. Les mouvements de levier, les forces, et les impédances de l'articulation de la cheville peuvent être déterminés pour aider les diagnostics. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le dispositif est ergonomique, permet toute l'amplitude articulaire de la cheville humaine. Le dispositif est léger et peut être porté ; par conséquent, il est portable. Le dispositif est par nature sain en raison du choix de ses actionneurs.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, le dispositif a une performance de réglage supérieure aux dispositifs similaires en raison de sa structure cinématique parallèle et de sa largeur de bande optimisée. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le dispositif supporte des mouvements complexes du pied et n'est pas limité à un seul degré de liberté comme cela est le cas avec de nombreuses conceptions existantes. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le dispositif est programmé pour guider, assister, ou résister au patient pendant la thérapie physique et est mis en oeuvre avec un système informatique. Les niveaux d'assistance et de résistance sont réglables par logiciel. Le dispositif peut également être programmé pour évaluer les paramètres de l'articulation de la cheville, comme la tonicité et l'impédance de la cheville. Les aspects du dispositif selon la présente invention sont liés aux robots de rééducation, la rééducation assistée par robot, les dispositifs de thérapie physique, les exosquelettes de retour de force, les interfaces haptiques pour le traitement médical, les dispositifs de mesure clinique, les systèmes de rééducation de la cheville, les orthèses de cheville, les dispositifs de rééducation pour la physiothérapie de la cheville, des dispositifs pour évaluer la fonction de la cheville, la détermination de l'impédance de la cheville. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS La figure 1 est une vue en perspective du dispositif ; La figure 2 est une vue latérale du dispositif dans une configuration 3UPS ; La figure 3 est une vue en perspective du dispositif qui se comporte comme un mécanisme 3RPS ; La figure 4 est une vue en perspective du dispositif lorsqu'il se comporte comme un mécanisme 3UPS (la liaison centrale représente le pied et la cheville humains) ; La figure 5 est une vue en perspective dispositif dans une position non verrouillée ; de l'élément d'articulation utilisé dans le La figure 6 est une vue en perspective de l'élément d'articulation utilisé dans le dispositif dans la position verrouillée ; contrôleur de position robuste avec un La figure 7 est un organigramme du observateur de couple de réaction.
DESCRIPTION DETAILLEE DES MODES DE REALISATION PREFERES La description suivante des modes de réalisation préférés est purement exemplaire par nature et n'est en aucune façon prévue pour limiter l'invention, son application ou ses utilisations. Un dispositif d'exosquelette de mesure et de thérapie pour la cheville (1) comprenant : une plateforme mobile (2) qui fait face au pied de l'opérateur, une plateforme de base (3) qui fait face à la jambe de l'opérateur, un élément de raccordement (4) qui raccorde la plateforme de base (3) et la plateforme mobile (2). Le dispositif d'exosquelette (1) comprend en outre un élément d'articulation (5) qui raccorde l'élément de raccordement (4) à la plateforme de base (3). A l'aide dudit élément d'articulation (5), le dispositif d'exosquelette (1) peut supporter deux types d'exercices différents, c'est-à-dire les exercices de RoM/de renforcement et les exercices d'équilibre/de proprioception indépendamment les uns des autres. L'élément d'articulation (5) peut sélectivement être dans différents modes. Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, il est commuté entre une articulation universelle et une articulation rotoïde. Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, l'élément de raccordement (4) est raccordé à la plateforme mobile (2) en utilisant des articulations sphériques. L'articulation de la cheville peut être modélisée sous la forme d'une chaîne cinématique en série spatiale avec deux articulations rotoïdes (RR) c'est-à-dire une articulation supérieure de la cheville et une articulation astragalocalcanéenne. L'articulation supérieure de la cheville supporte le mouvement de dorsiflexion/de flexion plantaire en 25 rotation, alors que l'articulation astragalocalcanéenne supporte le mouvement de supination/pronation en rotation. La rotation de supination/pronation est un mouvement complexe qui a à la fois des composantes d'inversion/d'éversion et d'abduction/adduction. La chaîne cinématique utilisant le mode de réalisation préféré de l'invention est la chaîne cinématique fermée (mécanisme parallèle). Ladite chaîne cinématique fermée sert 30 d'exosquelette et elle permet et supporte les mouvements naturels des articulations humaines lorsque le dispositif (1) est porté par l'opérateur. La chaîne cinématique fermée offre des conceptions compactes avec une rigidité élevée et présente une faible inertie effective. Les actionneurs des chaînes cinématiques fermées peuvent être mis à la terre ou placés sur des parties du mécanisme qui subissent de faibles accélérations. La chaîne cinématique fermée utilisée dans la présente invention peut être utilisée comme au moins deux mécanismes différents à l'aide de l'élément d'articulation (5). Grâce à cela, le dispositif (1) gagne une propriété reconfigurable. Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, il peut être utilisé comme un mécanisme 3UPS (universel, prismatique, sphérique) et un mécanisme 3RPS (rotoïde, prismatique, sphérique) indépendamment l'un de l'autre. Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, l'élément d'articulation (5) est l'articulation reconfigurable qui peut sélectivement être utilisé dans les positions non verrouillée ou verrouillée. Dans la position non verrouillée, l'articulation reconfigurable (5) peut tourner librement autour de deux axes (A, B). Le premier axe (A) est tangentiel par rapport à la plaque de base (3) alors que le second axe (B) est perpendiculaire à la plaque de base (3). Lorsque l'articulation (5) n'est pas verrouillée, des séries d'articulations rotoïdes fonctionnent comme une articulation universelle tournant autour desdits axes souhaités. Lorsque le second axe d'articulation (B) est verrouillé, l'articulation reconfigurable (5) est contrainte de fonctionner comme une articulation rotoïde, qui est libre de tourner uniquement autour du premier axe (A). Par conséquent, l'articulation reconfigurable (5) permet de reconfigurer un mécanisme 3UPS en un mécanisme 3RPS, et vice versa.
L'élément de raccordement (4) comprend fondamentalement une unité d'entraînement (6) et un élément mobile (7). L'unité d'entraînement (6) peut appliquer la force nécessaire sur l'élément mobile (7) de sorte que l'élément mobile (7) peut se déplacer. Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, l'unité d'entraînement (6) est un moteur électrique alors que l'élément mobile (7) est au moins une liaison extensible.
Dans le cas dans lequel la chaîne cinématique fermée est utilisée sous la forme d'un mécanisme 3UPS, l'articulation reconfigurable (5) est dans la position non verrouillée, en d'autres termes, elle est libre de tourner autour des axes souhaités (A, B), et se comporte comme une articulation universelle. En outre, la jambe de l'opérateur se comporte comme une liaison centrale du mécanisme, en d'autres termes la cheville de l'opérateur devient un élément du mécanisme. Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, le mécanisme est un mécanisme 3UPS symétrique où l'articulation universelle (5) et les articulations sphériques sont espacées à 120° le long de la circonférence de la plateforme de base (3) et de la plateforme mobile (2). Lorsqu'il est porté par l'utilisateur, le mécanisme 3UPS fixé à la cheville humaine a deux degrés de liberté (DoF) correspondant à un mouvement couplé de la plateforme mobile (2) par rapport à la plateforme de base (3) fixe. Les longueurs des liaisons extensibles (7) sont actionnées pour régler ces DoF. La plateforme mobile (2) est à une distance z de la plateforme de base (3) et ne possède pas de mouvement de translation transversal par rapport à l'axe vertical à travers la base (2). Même lorsque l'opérateur est complètement passif, le mécanisme 3UPS à deux DoF a trois articulations actionnées ; par conséquent, il s'agit d'un mécanisme redondant. Cette redondance peut être exploitée pour augmenter l'espace du travail effectif du dispositif (1), étant donné que la résolution de singularité devient faisable dans le cas dans lequel le dispositif (1) s'approche des singularités dans l'espace de travail. Dans le cas dans lequel la chaîne cinématique fermée est utilisée en tant que mécanisme 3RPS, l'articulation reconfigurable (5) est dans la position verrouillée, en d'autres termes, le mouvement de rotation de l'articulation (5) autour du second axe (B) est empêché. L'articulation reconfigurable (5) se comporte comme une articulation rotoïde et ses axes de rotation sont orientés le long des tangentes de la plateforme de base (3). La plateforme de base (3) est fixée sur la moitié supérieure du mollet de la jambe par le biais d'une articulation rotoïde passive pour permettre les rotations interne/externe du pied. Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, le mécanisme est un mécanisme 3RPS symétrique dans lequel les articulations rotoïdes (5) et les articulations sphériques sont espacées à 120° le long de la circonférence de la plateforme de base (3) et de la plateforme mobile (2). Le mécanisme 3RPS a trois DoF correspondant à la hauteur z. Les longueurs des liaisons extensibles (7) sont actionnées pour régler ces DoF. La plateforme mobile (2) possède un mouvement de translation limité transversal par rapport à l'axe vertical passant par la base (3) et aucune singularité pour des valeurs limitées des angles de l'articulation rotoïde. Lorsque la chaîne cinématique fermée est dans le mode 3UPS, le dispositif (1) peut être utilisé en tant que dispositif d'exercice de RoM/de renforcement, alors que lorsqu'il est dans le mode 3RPS, il (1) peut être utilisé en tant que dispositif d'exercice d'équilibre/de proprioception.
Les couplages entre le dispositif d'exosquelette (1) et l'opérateur sont conçus pour être élastiques afin de garantir la sécurité et pour permettre de petits défauts d'alignement d'articulation et les imperfections de modélisation. L'élasticité permet le mouvement relatif du membre humain par rapport au dispositif (1) lorsque la cinématique du dispositif (1) est en conflit en mouvement naturel de la cheville. Dans un mode de réalisation de l'invention, le poids du dispositif (1) est réparti sur le haut de la jambe et la moitié supérieure du mollet en utilisant des sangles serrées autour du genou. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, le poids du dispositif (1) peut être réparti sur le corps en suspendant le dispositif (1) à l'épaule de l'opérateur. Le dispositif d'exosquelette (1) comprend en outre une unité de commande (non représentée sur les figures), et au moins deux capteurs (non représentés sur les figures). L'un des capteurs mesure la longueur de l'élément de raccordement (4) alors que le second capteur mesure la quantité de rotation axiale de l'élément d'articulation (5). Les données mesurées des éléments sont traitées par l'unité de contrôle pour calculer la configuration du dispositif (1) et estimer les forces agissant sur ce dernier (1). En particulier, la cinématique avant du dispositif (1) est utilisée pour calculer la configuration de la plateforme mobile (2), alors que la dynamique du dispositif (1) est utilisée avec un observateur de couple de réaction mis en oeuvre par un logiciel afin d'estimer les forces agissant sur ce dernier (1). Pour estimer les paramètres de la cheville, les longueurs de la liaison (7) de la chaîne cinématique doivent être connues conjointement aux axes de rotation des articulations rotoïdes. La détermination des longueurs des os de l'opérateur est relativement simple étant donné que des images radiologiques de la cheville peuvent être étudiées pour obtenir des estimations assez précises. Cependant, la détermination des axes de rotation est un défi étant donné que le mouvement de la cheville dépend de la taille et de l'orientation des os du pied, et de la forme des surfaces articulées. Seules les estimations courantes des axes d'articulation peuvent être obtenues en étudiant les images radiologiques. Des estimations plus précises des axes d'articulation sont souhaitées pour étudier le mouvement de la cheville et de telles estimations sont rendues possibles grâce aux données collectées avec l' exosquelette. Grâce aux bonnes estimations des longueurs d'os, les axes de rotation des articulations rotoïdes de la cheville humaine peuvent être déterminés en donnant l'instruction à l'opérateur de réaliser les mouvements de RoM libres et en collectant les données de position des liaisons extensibles (7) et de préférence de trois capteurs de rotation placés sur l'élément d'articulation (5). Lorsque les données sont disponibles, la cinématique avant du niveau de configuration du mécanisme 3UPS est résolue pour les configurations de la plateforme mobile (2) à chaque instant. Une fois que les configurations du pied sont enregistrées, la cinématique inverse du niveau de configuration du manipulateur RR à deux liaisons avec des axes d'articulation rotoïde inconnus (représentant la cheville humaine) est résolue pour les axes des articulations rotoïdes et la quantité de rotation autour de ces axes. Etant donné les cinématiques avant et inverse du niveau de configuration et de 5 mouvement du système 3UPS-RR couplé (l'exosquelette couplé à la cheville humaine) et aux propriétés dynamiques du dispositif d'exosquelette (1) uniquement, un contrôleur de position robuste avec un observateur de couple de réaction peut être mis en oeuvre afin de caractériser les propriétés dynamiques de la cheville. En particulier, en utilisant un contrôleur de position robuste, le dispositif d'exosquelette (1) peut commander la cheville sur une trajectoire 10 souhaitée, alors que les forces de perturbation dues à la dynamique inconnue de la cheville peuvent être estimées pendant ce mouvement. Lors de la mise en oeuvre du contrôleur, les forces dues à la dynamique connue du dispositif d'exosquelette (1) sont ajoutées au système d'une manière directe pour garantir que la perturbation agissant sur le système est uniquement due à la dynamique inconnue de la cheville. Sous un tel contrôle, les forces 15 commandées par le contrôleur doivent s'opposer à la dynamique non modélisée de la cheville. Par conséquent, les forces d'actionneur peuvent être cartographiées sur les couples d'articulation au niveau de la cheville et en supposant que toutes les autres perturbations sont relativement petites, ces couples fournissent une estimation proche des couples d'articulation véritables dus à la dynamique de la cheville. 20 Le dispositif d'exosquelette (1) peut délivrer des modes d'exercice passif, actif, assisté et résistif. Des tunnels virtuels et des champs de force à l'intérieur de ces tunnels peuvent être mis en oeuvre pour permettre une pratique saine avec assistance ou résistance. Etant donné que le dispositif (1) dans la configuration 3UPS permet tous les mouvements possibles de la cheville sur toute son amplitude, il est possible d'utiliser le 25 dispositif (1) pour des mesures cliniques. Premièrement, le dispositif peut être utilisé pour déterminer l'amplitude articulaire du patient. Lorsque le patient déplace sa cheville, le dispositif peut mesurer et logarithmer l'historique de temps de ce mouvement (la trajectoire). Etant donné l'historique de temps mesuré des mouvements, il est possible de déterminer la rapidité avec laquelle le patient complète un mouvement, la quantité d'erreur impliquée par 30 rapport à une trajectoire de référence et la façon dont ces mouvements sont réguliers/intermittents. Etant donné que la cinématique du dispositif (1) est connue, il est également possible de cartographier les changements de configuration mesurés par rapport aux rotations de l'articulation de la cheville. Cette capacité permet de mesurer l'orientation, la vitesse et la régularité des mouvements de l'articulation de la cheville. La coordination et les synergies des mouvements de l'articulation peuvent également être détectées à partir de ces mesures. Comme expliqué ci-dessus, en utilisant un contrôleur de position robuste et en commandant un dispositif d'exosquelette (1) pour tracer une trajectoire souhaitée, les forces de perturbation dues à la dynamique inconnue de la cheville peuvent être estimées pendant ce mouvement. Ces forces peuvent également être cartographiées par rapport aux couples de l'articulation au niveau de la cheville en utilisant la cinématique de la cheville. Cette technique de mesure peut être utilisée pour déterminer les couples d'articulation maximums que le patient peut exercer en fonction de l'impédance et de la tonicité de la cheville du patient, dans n'importe quelle configuration de la cheville. En particulier, si les gains du contrôleur de position robuste sont déterminés pour rester à une configuration de référence, et que le patient soit appelé à appliquer un couple maximum sur ses articulations de cheville, alors les forces de perturbation agissant sur le contrôleur peuvent être cartographiées par rapport aux couples d'articulation pour estimer les couples de l'articulation de la cheville humaine autour des axes appropriés. Finalement, selon une trajectoire de référence pré-spécifiée pour le contrôleur de position robuste, les couples d'articulation peuvent être estimés à chaque instant et la relation entre la rotation de l'articulation et les couples d'articulation peut être utilisée pour estimer l'impédance et/ou la tonicité de la cheville.
Dans un autre mode de réalisation de l'invention, le dispositif d'exosquelette de mesure et de thérapie non mis à la terre, portable et reconfigurable pour la thérapie de la cheville peut être combiné avec des jeux de réalité virtuelle. La description de l'invention est purement exemplaire et ainsi, les variantes qui ne s'éloignent pas de l'essentiel de l'invention doivent être prévues comme se trouvant dans la portée de l'invention. De telles variantes ne doivent pas être considérées comme un éloignement de l'esprit ni de la portée de l'invention.
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Claims (10)

  1. REVENDICATIONS1. Dispositif (1) d'exosquelette de mesure et de thérapie, portable et reconfigurable. pour cheville, qui peut supporter deux types d'exercices différeras, c'est-à- dire les exercices de RoM/de renforcement et les exercices d'équilibre/de proprioception indépendamment les uns des autres, comprenant : une plateforme de base (3) qui fait face à la jambe de l'opérateur, une plateforme mobile (2) qui fait face au pied de l'opérateur, un élément de raccordement (4) qui raccorde la plateforme de base (3) et la plateforme mobile (2), un élément d'articulation (5) qui raccorde l'élément de raccordement (4) à la plateforme de base (3).
  2. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément d'articulation est une articulation reconfigurable qui, dans une position non verrouillée, peut tourner librement autour d'un premier axe (A) et d'un second axe (B), dans lequel le premier axe (A) est tangentiel à la plateforme de base (3) et le second axe (B) est perpendiculaire à la plateforme de base (3).
  3. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que, dans une position non verrouillée de l'articulation reconfigurable, deux articulations rotoïdes en série, à savoir une articulation supérieure de la cheville et une articulation astragalocalcanéenne, fonctionnent comme une articulation universelle tournant autour desdits premier et second axes.
  4. 4. Dispositif d'exosquelette de mesure et de thérapie pour cheville selon la revendication 2, caractérisé en ce que, lorsque le second axe (B) est verrouillé, l'articulation reconfigurable est contrainte de fonctionner comme une articulation rotoïde, qui est libre de tourner uniquement autour du premier axe (A). - 30
  5. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément de raccordement (4) comprend une unité d'entraînement (6) et un élément mobile (7).SR 54396 TM 14
  6. 6. Dispositif d'exosquelette selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre une unité de contrôle et au moins deux capteurs.
  7. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre deux capteurs, l'un des capteurs mesurant la longueur de l'élément de raccordement (4), l'autre capteur mesurant la quantité de rotation axiale de l'élément d'articulation (5), et une unité de commande qui traite les données mesurées.
  8. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant 10 en outre un contrôleur de position robuste avec des observateurs de couple.
  9. 9. Utilisation d'un dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes pour réaliser des mesures cliniques. 15
  10. 10. Utilisation selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le dispositif mesure la configuration de l'articulation, la vitesse du mouvement, la trajectoire, l'erreur de trajectoire, la régularité du mouvement, l'amplitude articulaire, la coordination et les synergies, les couples d'articulation maximums, les couples d'articulation tout en traçant n'importe quelle trajectoire, la tonicité et l'impédance de la cheville. 20
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