FR2513508A1 - Sensor system measuring pressure between patient and support - uses capacitive matrix to adjust oscillator frequency for coding and entry to memory to obtain display - Google Patents
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Abstract
Description
L'activité médicale et paramédicale requièent souvent la connaissance des pressions ou points d'impacts exercés par le corps ou partie du corps sur un support. Qu'il s'agisse de mesure amenant la connaissance simple, ou ayant pour but le traitement thérapeutique, les observations des pressions ou des points d'impacts sont de deux natures. Medical and paramedical activities often require knowledge of the pressures or points of impact exerted by the body or part of the body on a support. Whether it is a measure leading to simple knowledge, or aimed at therapeutic treatment, observations of pressures or points of impact are of two types.
i L'une, statique (le patient est immobile)
a) dans la station debout, on veut savoir quelles sont les pressions,
partielles ou totales, exercées par les pieds et de manière générale,
les membres inférieurs, sur le sol ou sur un support quelconque.i One, static (the patient is motionless)
a) in the standing position, we want to know what the pressures are,
partial or total, exercised by the feet and in general,
the lower limbs, on the ground or on any support.
b) Dans la station assise ou allongée, on veut savoir quels sont les
points de contacts ,ou les pressions exercées par une quelconque
partie du corps sur un support (examen de cabinet ou de laboratoire)
ou les points de contacts et pressions dans une enveloppe qui peut
être un dispositif fixe de laboratoire ou un dispositif destiné à
etre porté par le patient.b) In sitting or lying down, we want to know what are the
points of contact, or pressures from any
part of the body on a support (cabinet or laboratory examination)
or the contact points and pressures in an envelope which can
be a fixed laboratory device or a device intended for
be worn by the patient.
c) Dans une position quelconque, on veut savoir les pressions exercées
de manière volontaire en vue d'examen, un membre, une main, les doigts
d'une main, ou toute autre partie du corps dont on voudrait connaître
la forme ou la force pour comparaison avec un modèle répertorié ou ta
cite.c) In any position, we want to know the pressures exerted
voluntarily for examination, limb, hand, fingers
with one hand, or any other part of the body that one would like to know
form or strength for comparison with a listed model or ta
quote.
* L'autre, dynamique (le patient est en mouvement) et on veut savoir les
pressions ou impacts exercés principalement par les membres inférieurs,
sur un support choisi par le praticien ou le patient lui-même , par exem
ple, les pressions exercées par le pied sur la semelle de la chaussure.* The other, dynamic (the patient is on the move) and we want to know the
pressures or impacts exerted mainly by the lower limbs,
on a support chosen by the practitioner or the patient himself, for example
ple, the pressures exerted by the foot on the sole of the shoe.
Ces observations offrent un certain nombre de difficultés selon leur nature qui sont de manière générale, le grand nombre de points de mesure entraînant un grand nombre de connections, la lourdeur, les dimensions ou le volume excessif de tous les dispositifs qui en font exclusivement des dispositifs de laboratoires non portables. Ils occasionnent parfois la difficulté d'observer l'aspect dynamique même en laboratoire, mais interdisent toujours l'observation hors laboratoire ; par exemple, la connaissance des impacts et pressions exercées par le pied sur la semelle de la chaussure après une periode d'activité (marche par exemple). These observations offer a certain number of difficulties depending on their nature, which are in general, the large number of measurement points resulting in a large number of connections, the heaviness, the dimensions or the excessive volume of all the devices which make them exclusively devices. non-portable laboratories. They sometimes cause the difficulty of observing the dynamic aspect even in the laboratory, but always prohibit observation outside the laboratory; for example, knowledge of the impacts and pressures exerted by the foot on the sole of the shoe after a period of activity (walking for example).
De plus, ces dispositifs, quand ils existent, nécessitent un dépouillement des informations pendant la phase de mesure, sans permettre de dépouillement en différé, très utile quand les pressions ou impacts dépendent en partie de comportements du patient (compensation, fuite, altération des mouvements, etc). In addition, these devices, when they exist, require information to be analyzed during the measurement phase, without allowing deferred analysis, very useful when the pressures or impacts depend in part on patient behavior (compensation, leakage, impaired movements , etc).
La présente invention concerne un dispositif permettant de mesurer et enregistrer les pressions exercées par une partie du corps sur un support quelconque dans les différentes phases d1.un mouvement, et de les visualiser en même temps ou en différé. The present invention relates to a device making it possible to measure and record the pressures exerted by a part of the body on any support in the various phases of a movement, and to view them at the same time or delayed.
La description qui suit a pour support une application podologique et précisément l'observation des pressions exercées par le pied sur la semelle d'une chaussure pendant la marche normale du patient. Cette application, cas particulier de celles qui seront abordées par la suite, est la plus complexe puisqu'elle suppose un dispositif qui est constitué - d'un capteur de pression à multiples points répartis en matrice corres
pondant à la surface à observer, léger et de faible épaisseur-; - d'un ensemble électronique de traitement de l'information pression point
par point ; - d'une mémoire ; - d'un dispositif de visualisation des états mémoires.The description which follows has as a support a podiatric application and precisely the observation of the pressures exerted by the foot on the sole of a shoe during the normal walking of the patient. This application, a special case of those which will be discussed below, is the most complex since it assumes a device which consists of - a pressure sensor with multiple points distributed in corresponding matrix
laying on the surface to be observed, light and thin; - an electronic set of pressure point information processing
by point; - a memory; - a device for viewing memory states.
Ainsi,,avec un tel ensemble, le processus de mise en oeuvre est le suivant le patient reçoit un ou des capteurs se présentant sous la forme d'une semelle ou d'une enveloppe à sa pointure qu'il glisse dans la dhaussure dont l'impact du (ou des) pied à observer. Après avoir mis ses chaussures, comprenant cette semelle ou cette enveloppe, il prend un premier !'cliché" des pressions dans la position debout, jambes immobiles, par la commande appropriée dans le dispositif porté de manière acceptable et relié à la semelle captrice par un cable de liaison. Il faut entendre par "cliché", l'exploration et l'enregistrement de toutes les pressions de la matrice.Thus, with such an assembly, the implementation process is as follows: the patient receives one or more sensors in the form of a sole or an envelope at his size which he slides into the shoe of which impact of the foot (s) to be observed. After putting on his shoes, including this sole or this envelope, he takes a first "snapshot" of the pressures in the standing position, legs immobile, by the appropriate command in the device worn in an acceptable manner and connected to the sensor sole by a cable of connection. One understands by "stereotype", the exploration and the recording of all the pressures of the matrix.
Après une certaine période d'activité (marche par exemple), il provoque par une autre commande, la prise de plusieurs "cliches" représentant ltévo- lution des pressions durant un pas.After a certain period of activity (walking for example), it causes by another command, the taking of several "cliches" representing the evolution of pressures during a step.
La visualisation des clichés a lieu lorsque le dispositif comportant la mémoire est raccordé de manière adéquate à l'élément de visualisation qui peut etre une matrice lumineuse, une imprimante, un écran, ou tout autre dispositif. The viewing of the pictures takes place when the device comprising the memory is adequately connected to the viewing element which may be a light matrix, a printer, a screen, or any other device.
- Dans une forme préférée mais non limitative de l'invention, le capteur de
pression est réalisé de la manière suivante (figure 2). - In a preferred but non-limiting form of the invention, the sensor
pressure is achieved as follows (Figure 2).
Des plaques isolantes souples (A) alternent avec des pa tles métallíques
(B) formant condensateurs. Selon une forme préférée de l'invention, la
plaque est en élastomère métallisé sur laquelle une attaque chimique a
délimité des bandes rectilignes ou non, dans le sens de la longueur
pour les plaques paires et de la largeur pour les plaques impaires,#cons-
tituant ainsi un condensateur multicouche de grande valeur nominale de
capacite, dont la souplesse générale permet un grand écrasement7 donc
une grande variation de capacité, ne gène pas le pied grace à son épais
seur faible. Le choix de la largeur de la bande est important.Trop
petite elle augmente exagérément le nombre de points à observer, sans
augmenter la précision puisque le pied fera évoluer plusieurs points de
mesure de la meme façon ; trop grande, les points de mesure ne sont plus
assez nombreux et l'information manque d'intérêt. Cette largeur sera donc
choisie en fonction de la dimension du pied. L'ensemble constituera donc
une matrice capacitive dont les points d'intersection XiYi seront des
condensateurs CXiYi variables avec la pression exercée par le pied sur
cette matrice.Flexible insulating plates (A) alternate with metal sheets
(B) forming capacitors. According to a preferred form of the invention, the
plate is made of metallized elastomer on which a chemical attack has
bounded by straight or non-straight bands, lengthwise
for even plates and width for odd plates, # cons-
thus constituting a multilayer capacitor with a large nominal value of
capacity, whose general flexibility allows great crushing7
a large variation in capacity, does not interfere with the foot thanks to its thick
weak sister. The choice of band width is important.
small it exaggeratedly increases the number of points to observe, without
increase precision since the foot will make several points of
measure in the same way; too large, the measuring points are no longer
quite numerous and the information lacks interest. This width will therefore
chosen according to the size of the foot. The whole will therefore constitute
a capacitive matrix whose intersection points XiYi will be
variable CXiYi capacitors with the pressure exerted by the foot on
this matrix.
Un raccordement, classique dans sa conception, amène les fils de raccbr-
dement de la matrice capacitive que constitue la semelle, à l'ensemble
électronique de traitement de l'information. La disposition en matrice
permet de diminuer de manière nette, le nombre des connexions par rapport
au nombre de points explorés. Si nous supposons X lignes et Y colonnes,
le nombre de connexions est de X + Y qui serait de X Y connexions dans
une technologie points par points.A connection, classic in its design, brings the connection wires
dement of the capacitive matrix that constitutes the sole, to the whole
electronic data processing. The layout in matrix
allows to decrease in a clear way, the number of connections compared
the number of points explored. If we assume X rows and Y columns,
the number of connections is X + Y which would be XY connections in
point by point technology.
Dans une forme préférée de l'invention, l'ensemble électronique de trai
tement de l'information pression est constitué de la manière suivante
(voir figure 1). In a preferred form of the invention, the electronic processing assembly
pressure information is constituted in the following way
(see figure 1).
Le circuit 1 est un oscillateur dont la fréquence de relaxation dépend
du condensateur CXiYi du point XiYi du capteur de pression.Circuit 1 is an oscillator whose relaxation frequency depends
of capacitor CXiYi from point XiYi of the pressure sensor.
Les différents points XiYi sont explorés par un circuit pointeur de co
lonnes, associé à un circuit pointeur de lignes, respectivement désignés
6 et 7 dans la figure 1. Quand pour une colonne donnée toutes les lignes
ont été explorées par le pointeur, cela provoque non seulement le retour
à la ligne du pointeur de lignes, mais aussi l'avance d'une colonne du
pointeur de colonnes. The different XiYi points are explored by a pointer circuit of co
lonnes, associated with a line pointer circuit, respectively designated
6 and 7 in figure 1. When for a given column all the rows
have been crawled by the pointer, this not only causes the return
at the line of the line pointer, but also the advance of a column of the
column pointer.
Les découplages 6 bis de colonnes et 7 bis de lignes sont nécessaires
pour que les condensateurs CXiYi soient galvaniquement isolés du montage
et ne perturbent pas le fonctionnement de l'oscillateur 1.Decoupling 6 bis of columns and 7 bis of rows is necessary
so that the CXiYi capacitors are galvanically isolated from the circuit
and do not disturb the operation of oscillator 1.
Le circuit 2 est un oscillateur dont la fonction est de générer un signal
carré d'une durée déterminée.Circuit 2 is an oscillator whose function is to generate a signal
square of fixed duration.
Le circuit 4 est un ET logique qui reçoit un signal variable en fonction
de CXiYi du circuit 1 et un signal fixe du circuit 2. La sortie du cir
cuit est donc l'addition logique de ces deux signaux, c'est-à-dire des
trains d'implulsions dont le nombre représente la capacité, donc la pres
sion reçue par le point XiYi exploré.Circuit 4 is a logical AND which receives a variable signal depending
of CXiYi of circuit 1 and a fixed signal of circuit 2. The output of cir
cooked is therefore the logical addition of these two signals, i.e.
trains of impulses whose number represents the capacity, therefore the pres
received by the point XiYi explored.
C'est le front de fin de signal du circuit 2 qui provoque l'avancement
d'une ligne du pointeur 7 à travers un circuit 3 qui est un ET logique
et dont la 2ème entrée est attaquée par un circuit 5 (bascule RS)
qui fixe le nombre d'explorations de matrice de la manière suivante
Cas 1 : une seule exploration de matrice est demandée : c'est la commande
U qui est utilisée. La durée électrique de U étant essentiellement va
riable puisqu'elle dépend de la durée de l'appui du patient, celle-ci
est ramenée a une valeur fixe de très faible durée par un circuit 8
approprié monostable. L'impulsion issue de 8 provoque le basculement du
circuit 5 dont la sortie, à travers le circuit 3 permet au front de fin
de signal de 2 de faire avancer d'une ligne le pointeur de ligne 7.Lors
que la dernière colonne a -eté explorée, un signal apparaît sur la sortie
RAZ du circuit 6 qui à travers le circuit 9 qui est un ET logique (dont
l'autre entrée autorise par son niveau électrique, le passage) provoque
le basculement inverse (RESET) du circuit 5.It is the signal end edge of circuit 2 which causes advancement
a line from pointer 7 through circuit 3 which is a logical AND
and whose 2nd input is attacked by a circuit 5 (rocker RS)
which sets the number of matrix explorations in the following way
Case 1: only one exploration of the matrix is requested: this is the command
U which is used. The electrical duration of U being essentially going
reliable since it depends on the duration of the patient's support, it
is reduced to a fixed value of very short duration by a circuit 8
suitable monostable. The pulse from 8 causes the tilting of the
circuit 5 whose output, through circuit 3 allows the end front
signal 2 to advance the line pointer by one line.
that the last column has been explored, a signal appears on the output
Reset of circuit 6 which through circuit 9 which is a logical AND (of which
the other entry authorizes by its electrical level, the passage) causes
reverse switching (RESET) of circuit 5.
Cas nb 2 : plusieurs explorations de matrice sont demandées : le nombre
d'explorations est fixé par la taille mémoire dont le signal correspon
dant à la dernière adresse va être utilisé dans ce circuit.Case nb 2: several matrix explorations are requested: the number
exploration is fixed by the memory size whose corresponding signal
at the last address will be used in this circuit.
C'est d'abord la commande V, puis la commande U, qui vont être utilisées
par le patient.It is first the command V, then the command U, which will be used
by the patient.
La commande V attaque un circuit 10 (bascule RS) par Il'entrée 5 dont la
sortie complkmentaire Q inhibe le circuit ET logique 9. Cette inhibition
durera aussi longtemps que le pointeur d'adresses ne viendra pas, par
l'entrez RESET du circuit 10, remettre le système dans l'étant précédent.The command V attacks a circuit 10 (flip-flop RS) via input 5 whose
additional output Q inhibits logic AND circuit 9. This inhibition
will last as long as the address pointer does not come, for
enter RESET from circuit 10, put the system back in the previous step.
La commande U sert ensuite à provoquer l'exploration comme décrit précé
demment.The U command is then used to trigger the exploration as described above.
demment.
Dans une des formes de l'invention, la mémorisation est effectuée de la ma
nière suivante.In one of the forms of the invention, the memorization is carried out in the ma
next.
Le signal issu du circuit 2 est acheminé vers un codeur 11 à travers un
circuit 12 qui est un OU logique et dont la 2ème entrée sera utile pour l'adressage mémoire lors de la lecture de son contenu ; les sorties du codeur 11 désignent les adresses mesurées.The signal from circuit 2 is routed to an encoder 11 through a
circuit 12 which is a logical OR and the 2nd input of which will be useful for addressing the memory when reading its content; the outputs of the encoder 11 designate the measured addresses.
Dans la figure 1, 3 sorties du codeur 11 ont été figurées. Leur nombre dépend de la taille mémoire, c'est-à-dire du nombre de "clichés" par pas qui a été choisi.In Figure 1, 3 outputs of the encoder 11 have been shown. Their number depends on the memory size, that is to say on the number of "snapshots" per step which has been chosen.
A chaque adresse est rangée l'information pression de la sortie du circuit 4 à travers un codeur 15. Dans la figure 1, 2 sorties du codeur 15 ont été figurées. Leur nombre dépend du nombre de niveaux de pression désiré. Dans la figure 1, 4 niveaux de pression sont stockables. La lecture ou l'écriture sera sélectionnée par un bouton réservé à cet effet selon un schéma propre au type de mémoire utilisé. La RAZ volontaire de la mémoire également. Ils sont désignés dans la figure 1 par les lettres
W (écriture), R (lecture), et RAZ (remise à zéro). At each address is stored the pressure information of the output of the circuit 4 through an encoder 15. In FIG. 1, 2 outputs of the encoder 15 have been shown. Their number depends on the number of pressure levels desired. In Figure 1, 4 pressure levels can be stored. Reading or writing will be selected by a button reserved for this purpose according to a diagram specific to the type of memory used. The voluntary reset of memory also. They are designated in Figure 1 by the letters
W (write), R (read), and RESET (reset).
Tous les types de mémoires sont utilisables. Elles conditionnent la ma- nière de dépouiller les informations.All types of memories can be used. They condition the way of processing information.
Le circuit 13 est un ET logique avec, quand c'est nécessaire, des entrées inverseuses pour que la dernière adresse mémoire, et seulement cette adret se, active l'entrez R du circuit 10 dont le fonctionnement a été explique précédemment.Circuit 13 is a logical AND with, when necessary, inverting inputs so that the last memory address, and only this address, activates the input R of circuit 10, the operation of which has been explained previously.
Dans une autre forme de l'invention, la mémorisation peut s'effectuer en mettant en oeuvre un disque ou une bande magnétique. Les dispositifs d'entraînement sont propres à chaque constructeur. Le mode opératoire du dispositif serait alors la simple mise en route du défilement du disque ou de la bande au début de la période d'observation. Dans les deux cas, une grande capacité mémoire est obtenue.In another form of the invention, the storage can be carried out by using a disc or a magnetic tape. The drive systems are specific to each manufacturer. The operating mode of the device would then be the simple starting of the scrolling of the disc or of the tape at the start of the observation period. In both cases, a large memory capacity is obtained.
Dans une des formes de l'invention, la visualisation est effectuée par une imprimante dans laquelle les caractères seraient espacés pour que l'ecritu: de lignes successives délimite une suite de caractères alignes representanl une colonne. Le nombre de caractères par ligne serait le nombre Y de colonnes matrice. Le nombre de lignes de l'impression serait le nombre X de lignes de la matrice. Les caractères d'impression peuve#nt être des chiffres ou des lettres, ou des symboles.Les chiffres et lettres pourraient être choisis de telle façon que leur surface ou leur opacité soient, plus que la valeur absolue du chiffre lui-m#me, representatifsde la pression reçue par le capteur, le chiffre 8 (huit) est par exemple perçu comme étant représentatif d'une pression plus élevée que O (zéro). In one of the forms of the invention, the display is carried out by a printer in which the characters would be spaced so that the writing: of successive lines delimits a series of aligned characters representing a column. The number of characters per line would be the number Y of matrix columns. The number of lines in the print would be the number X of lines in the matrix. The print characters can be numbers or letters, or symbols. The numbers and letters could be chosen in such a way that their surface area or their opacity is more than the absolute value of the number itself, representative of the pressure received by the sensor, the figure 8 (eight) is for example perceived as being representative of a pressure higher than O (zero).
On peut augmenter l'impression de relief en utilisant comme précisé cidessus, des symboles. Par exemple, une suite de carrEs allant du blanc au noir en passant par le nombre de nuances de gris nécessaires (obtenues par
hachures ou points notamment) peut être mis en lieu et place des carac
tères normalement fournis par l'imprimante.The impression of relief can be increased by using symbols, as mentioned above. For example, a series of tiles ranging from white to black, passing through the number of shades of gray required (obtained by
hatching or dots in particular) can be used instead of chars
ters normally supplied by the printer.
D'autres visualisations sont possibles telles que table X Y, enregis
treurs graphiques, moniteurs vidéo (écran) matrice de diodes, etc.Other visualizations are possible such as table XY, saved
graphic processors, video monitors (screen) diode matrix, etc.
Tous ces éléments de visualisation, avec les circuits interfaces appro
priés, peuvent coexister dans une mème installation.All these visualization elements, with the appropriate interface circuits
required, can coexist in the same installation.
L'invention est applicable chaque fois que lton veut détecter s'il y a
ou non pression, ou encore, si le ou les lieux où s'exercent ces pres
sions sont corrects par rapport au résultat cherché ou à un modèle donné.The invention is applicable whenever lton wants to detect if there is
or not pressure, or again, if the place or places where these pres
sions are correct in relation to the desired result or to a given model.
Soit, dans une liste non exhaustive
h en podologie
- dans un service équivalent à celui rendu par l'actuel podoscope.Or, in a non-exhaustive list
h in podiatry
- in a service equivalent to that rendered by the current podoscope.
Dans ce cas, aucune mémorisation n'est nécessaire et la V311lC?IL
du capteur est sans importance. Le patient monte sur le capteur
d'une surface suffisante pour recevoir les deux pieds normalement
espacés. Les pressions sont lues ou vues sur le dispositif de vi
sualisation, en même temps que s'exercent ces pressions.In this case, no storage is necessary and the V311lC? IL
of the sensor is immaterial. The patient climbs on the sensor
sufficient space to receive both feet normally
spaced. Pressures are read or viewed on the vi device
sualisation, at the same time as these pressures are exerted.
- En insérant le capteur dans la chaussure avec visualisation# en
simultané-ou en différé après une période de marche. La précision
de la visualisation peut permettre le dessin de ltélément orthop#-
dique visant à la correction du défaut observé, et l'examen de son
efficacité par une deuxième observation le comprenant.- By inserting the sensor into the shoe with display # in
simultaneous or delayed after a period of walking. The precision
of the visualization can allow the drawing of the orthop # element -
dique aimed at correcting the defect observed, and examining its
effectiveness by a second observation including it.
a en rééducation des membres
- par exemple de la main, en observant les pressions exercées par
les doigts sur la matrice et en comparant ces pressions à celles
exercées par l'autre main ou un modèle répertorié.a in limb rehabilitation
- for example with the hand, observing the pressures exerted by
fingers on the matrix and comparing those pressures to those
exercised by the other hand or a model listed.
a en kinésithérapie
- la pression globale comparée des membres inférieurs permet d'appré
cier par exemple, l'horizontalité de l'os iliaque.a in physiotherapy
- the overall pressure compared to the lower limbs allows to learn
for example, the horizontality of the iliac bone.
L'ensemble électronique et mémoire, comportant un matériel limité en vo
lune et léger et présentant une facilité d'emploi et une facilité d'accès
recherches" dans une réalisation adéquate, rend l'ensemble propre à être
porté et exploité par le patient sans entacher le résultat des mesures. The electronic and memory unit, comprising a material limited in vo
light and light and easy to use and easy to access
research "in an adequate realization, makes the whole fit to be
worn and operated by the patient without tainting the result of the measurements.
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8118268A FR2513508A1 (en) | 1981-09-29 | 1981-09-29 | Sensor system measuring pressure between patient and support - uses capacitive matrix to adjust oscillator frequency for coding and entry to memory to obtain display |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8118268A FR2513508A1 (en) | 1981-09-29 | 1981-09-29 | Sensor system measuring pressure between patient and support - uses capacitive matrix to adjust oscillator frequency for coding and entry to memory to obtain display |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FR2513508A1 true FR2513508A1 (en) | 1983-04-01 |
Family
ID=9262540
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FR8118268A Withdrawn FR2513508A1 (en) | 1981-09-29 | 1981-09-29 | Sensor system measuring pressure between patient and support - uses capacitive matrix to adjust oscillator frequency for coding and entry to memory to obtain display |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FR (1) | FR2513508A1 (en) |
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