DOMAINE TECHNIQUE

L’invention concerne, de façon générale, le domaine de la stimulation pour renforcer les capacités et la qualité de marche à pied d’une personne.

L’invention a donc pour objets, en premier lieu, une semelle intérieure de chaussure pour la stimulation d’une personne, et en deuxième lieu, un procédé de stimulation d’une personne dans lequel la personne porte une telle semelle et un système comprenant une unité de stimulation intégré ou associé.

TECHNIQUE ANTÉRIEURE

On connaît ainsi des dispositifs permettant de stimuler une personne, notamment afin d’améliorer ses capacités de marche à pied.

A titre d’exemple, le document US20090240171 décrit un dispositif pour analyser l'asymétrie de marche entre les pieds gauche et droit d'une personne en mesurant et en comparant le temps ou les phases d’appui pendant la marche. Une réponse sensorielle est fournie à la personne lorsqu’une différence entre ces temps ou phases mesurés dépasse un seuil prédéterminé. PROBLÈME TECHNIQUE

De tels dispositifs présentent toutefois des inconvénients.

En effet, ceux-ci sont souvent encombrants et peu propices à être utilisé dans un contexte quotidien.

En outre, bien que susceptibles d’avoir une efficacité temporaire satisfaisante, de tels dispositifs ne permettent pas d’avoir un effet prolongé étant donné qu’ils sont utilisés pendant une période relativement courte. En effet, ces dispositifs sont le plus souvent utilisés lors de session spécifique dans une structure de soins, à l’hôpital ou autre.

Par ailleurs, de tels dispositifs sont difficilement personnalisables. Or, une même stimulation n’est pas nécessairement adaptée pour toutes les personnes, étant donné la variabilité des morphologies ou de la réponse aux stimulations entre les personnes. De plus, il est souvent nécessaire de vérifier si la stimulation est adaptée à la personne lors de la marche et non en situation statique. La mise en œuvre de ces dispositifs nécessite donc la présence d’un personnel médical formé pour déterminer et adapter la stimulation à la personne, ce qui complique encore leur adoption au quotidien et leur facilité d’emploi. Par ailleurs, la stimulation de tels dispositifs est souvent répétitive et peut voir son effet diminuer dans le temps, notamment du fait d’un phénomène bien connu d’habituation ou d’accoutumance de la personne à une stimulation extérieure quelconque, de sorte qu’il est nécessaire de calibrer ces dispositifs à intervalle régulier dans le temps afin qu’ils fonctionnent de façon satisfaisante sur la durée. Enfin, de tels dispositifs peuvent être pénibles à porter par la personne car peu confortable d’utilisation sur une longue durée.

11 existe ainsi un besoin pour un dispositif de stimulation qui soit d’utilisation simple, intelligent, accessible à un personnel non-médicalement formé, qui soit peu encombrant et confortable de sorte à pouvoir être utilisé dans un contexte de vie quotidienne, qui renforce de manière notable les capacités et la qualité de marche à pied d’une personne, qui soit aisément adaptable à la personne pour pouvoir être utilisé sans modification complexe par une variété de personnes et dans une grande variété de situations de la vie courante (terrain en pente, escalier, etc.), ou de type de marche qui soit simple et peu coûteux à fabriquer pour garantir son accessibilité au grand public.

EXPOSÉ DE L’INVENTION

A cet effet, l'invention a pour premier objet une semelle intérieure adaptée pour être disposée dans une chaussure portée par une personne, notamment au cours d’une période de marche à pied de la personne, la semelle intérieure comprenant :

- une unité de mesure de force et/ou de pression adaptée pour acquérir au moins une mesure représentative de la force et/ou de la pression exercée sur la semelle intérieure par la personne, - une unité d’acquisition de mesure de mouvement adaptée pour acquérir au moins une mesure représentative d’un mouvement du pied de la personne, et

- une unité de traitement adaptée pour recevoir la mesure de force et/ou de pression et la mesure du mouvement, pour calculer au moins un paramètre de marche et pour commander l’émission d’une stimulation à un moment de la marche en fonction de la valeur du paramètre de marche.

Selon une réalisation, la semelle intérieure comprend en outre une unité de stimulation adaptée pour être commandée par l’unité de traitement et pour émettre la stimulation pour stimuler le pied de la personne,

Selon une autre réalisation, l’unité de traitement est adaptée pour déterminer en temps réel le moment de la marche et pour commander en temps réel l’émission de la stimulation.

Selon une autre réalisation, l’unité de traitement est adaptée pour recevoir une nouvelle mesure de force et/ou de pression et une nouvelle mesure du mouvement acquises après que la stimulation ait été émise, et pour modifier au moins un paramètre de la stimulation.

Selon une autre réalisation, l’unité de traitement est adaptée pour recevoir une nouvelle mesure de force et/ou de pression et une nouvelle mesure du mouvement acquises après que la stimulation ait été émise, et pour modifier le moment de la marche lors duquel est émise une stimulation subséquente.

Selon une autre réalisation, l’unité de traitement est adaptée pour analyser une série temporelle des paramètres de marche acquis et calculés précédemment sur une heure, sur une journée, quelques jours ou sur une durée plus longue encore, et pour modifier au moins un paramètre de la stimulation en fonction.

Selon une autre réalisation, l’unité de traitement est adaptée pour analyser une série temporelle des paramètres de marche acquis et calculés précédemment sur une heure, sur une journée, quelques jours ou sur une durée plus longue encore, et pour le moment de la marche lors duquel est émise une stimulation subséquente.

Selon une autre réalisation, l’unité de stimulation est adaptée pour émettre une stimulation électrique. Selon une autre réalisation, 1 ’ unité de stimulation est adaptée pour émettre une stimulation haptique.

Selon une autre réalisation, l’unité de mesure de force et/ou de pression comprend des capteurs capacitifs, chaque capteur comprenant une électrode supérieure et une électrode inférieure, séparées entre elles par une couche diélectrique. Selon une autre réalisation, l’unité de traitement est adaptée pour mettre en œuvre une opération d’apprentissage afin de déterminer des paramètres de la stimulation à émettre par l’unité de stimulation.

Selon une autre réalisation, la semelle intérieure comprend un module de communication avec un serveur extérieur, commandé par l’unité de traitement, et adapté pour transférer la mesure de force et/ou de pression et la mesure du mouvement mémorisées au serveur extérieur, notamment après une période de déplacement à pied de la personne.

Selon une autre réalisation, la semelle intérieure est autonome, l’unité de traitement étant adaptée pour commander l’émission d’une stimulation sans communiquer avec un serveur extérieur, notamment sans communiquer avec un serveur extérieur sur une durée de plusieurs heures, préférentiellement plusieurs jours, préférentiellement au moins sept jours.

Selon une autre réalisation, l’unité de stimulation comprend une pluralité d’éléments de stimulation répartis sur une surface supérieure de la semelle intérieure.

Selon une autre réalisation, l’unité de traitement est adaptée pour déterminer une activité de la personne, et à commander l’émission d’une stimulation uniquement si la personne effectue ladite activité. L’invention a également pour objet un système comprenant une semelle intérieure selon l’invention et une unité de stimulation distincte de la semelle intérieure.

L’invention a également pour objet un procédé de stimulation dans lequel une semelle intérieure est disposée dans une chaussure portée par une personne, notamment au cours d’une période de marche à pied de la personne, le procédé mettant en œuvre les étapes suivantes : a) acquérir au moins une mesure représentative de la force et/ou de la pression exercée sur la semelle intérieure par la personne, b) acquérir au moins une mesure d’un mouvement du pied de la personne, c) calculer un paramètre de marche et déterminer un moment de la marche en fonction de la mesure de force et/ou de pression et de la mesure du mouvement, et d) émettre une stimulation pour stimuler la personne au moment de la marche.

Selon une réalisation, la détermination du moment de la marche et l’émission de la stimulation sont réalisés en temps réel. Selon une autre réalisation, le procédé de stimulation comprend en outre les étapes suivantes : e) réception d’une nouvelle mesure de force et/ou de pression et d’une nouvelle mesure du mouvement acquises après que la stimulation de l’étape d) ait été émise, f) modification d’au moins un paramètre de la stimulation, et g) réitération des étapes du procédé de stimulation.

BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS

D’autres caractéristiques, détails et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels :

La Fig. 1 montre une vue de face d’une paire de chaussures, chaque chaussure comprenant une semelle intérieure selon un mode de réalisation de l’invention.

La Fig. 2A montre une vue en perspective de dessus d’une semelle intérieure selon un mode de réalisation de l’invention. La Fig. 2B montre une vue en perspective de dessous d’une semelle intérieure selon un mode de réalisation de l’invention.

La Fig. 3 montre une vue éclatée de la semelle intérieure de la Fig. 2A.

La Fig. 4 montre un schéma synoptique d’une semelle intérieure selon un mode de réalisation de l’invention.

La Fig. 5 montre un diagramme du procédé de stimulation selon un mode de réalisation de l’invention.

DESCRIPTION DES MODES DE RÉALISATION Les dessins et la description ci-après contiennent, pour l’essentiel, des éléments de caractère certain. Ils pourront donc non seulement servir à mieux faire comprendre la présente invention, mais aussi contribuer à sa définition, le cas échéant.

En se référant tout d’abord à la Fig. 1, l’invention a pour premier objet une semelle intérieure 1 destinée à être portée par une personne. La semelle intérieure 1 est adaptée pour être insérée dans une chaussure C de la personne.

La semelle intérieure 1 de chaussure peut également être intégrée de manière permanente dans la chaussure C, par exemple lors de la confection de la chaussure C, en faisant partie du semelage de la chaussure C par exemple.

La chaussure C peut prendre de nombreuses formes, telles qu'une chaussure de ville, une chaussure de sport ou encore une chaussure orthopédique, cette liste n’étant pas limitative.

En particulier, la Fig. 1 illustre une première semelle intérieure la de chaussure, destinée par exemple à être insérée dans une chaussure droite CD, et une seconde semelle intérieure 1b de chaussure, destinée par exemple à être insérée dans une chaussure gauche CG. La première semelle intérieure la de chaussure peut également être intégrée de manière permanente dans la chaussure droite CD, et la seconde semelle intérieure 1b de chaussure peut être intégrée de manière permanente dans la gauche CG, par exemple lors de la confection desdites chaussure droite CD et chaussure gauche CG, en faisant partie du semelage des chaussures par exemple.

La première semelle intérieure la et la seconde semelle intérieure 1b sont sensiblement similaires, à une symétrie transversale près, et une seule semelle intérieure 1 sera donc décrite ci-dessous, dont les caractéristiques sont partagées par la première semelle intérieure 1a et la seconde semelle intérieure 1b. Dans certains modes de réalisation toutefois, certaines caractéristiques pourront être inversées entre les première et seconde semelles intérieures 1a, 1b.

Comme illustré plus précisément sur la Fig. 2A et la Fig. 2B, la semelle intérieure 1 est sensiblement plane et s’étend selon un plan horizontal X, Y, perpendiculaire à une direction d’épaisseur Z. Par « sensiblement plane », on entend que la semelle intérieure 1 s’étend sensiblement selon un plan, ayant de grandes dimensions le long d'une direction longitudinale X et une direction de transversale Y (la direction de transversale Y étant perpendiculaire à la direction longitudinale X), et une dimension relativement plus petite le long d'une direction d’épaisseur Z qui est perpendiculaire aux directions longitudinale et transversale. La semelle intérieure 1 présente une longueur ou encombrement selon la direction longitudinale X, supérieure à une largeur ou encombrement selon la direction transversale Y.

La longueur de la semelle intérieure 1 est par exemple au moins deux fois supérieure à sa largeur. La semelle intérieure 1 présente enfin une épaisseur ou encombrement selon la direction d’épaisseur Z, petit devant à la fois sa longueur et sa largeur. L’épaisseur de la semelle intérieure 1 est par exemple au moins dix fois plus petite que sa longueur.

La semelle intérieure 1 peut ainsi présenter par exemple une épaisseur de moins d'un centimètre, de préférence inférieure à 0,75 centimètres, par exemple d'environ 0,5 centimètres.

Il est à noter que la semelle intérieure 1 peut présenter des structures, des bosses et des petites courbes et donc départir d'un plan parfait. Cependant, l'extension de ces structures, ces bosses et ces courbes est entendue comme étant faible par rapport à l'extension de la semelle intérieure 1 dans la direction longitudinale X et la direction transversale Y. La semelle intérieure 1 s’étend entre une surface supérieure 3, et une surface inférieure 4.

La surface supérieure 3 est par exemple adaptée pour être en contact avec un pied d’une personne accueillie dans la chaussure C.

Par « la surface supérieure est en contact avec un pied d’une personne », on entend que le pied de la personne, le cas échéant entouré par un sous-vêtement approprié comme une chaussette, est en contact intime, sans intermédiaire, avec la surface supérieure 3 de la semelle intérieure 1.

La surface inférieure 4 de la semelle intérieure 1 est par ailleurs adaptée pour être en contact avec un semelage de la chaussure C.

Comme illustrée sur la Fig. 3, la semelle intérieure 1 comprend une portion frontale 11 agencée de manière à venir en contact avec une partie avant du pied, une portion médiane 12 agencée pour venir en contact avec une partie centrale du pied, par exemple une voûte plantaire, et une portion arrière 13 agencée pour venir en contact avec une partie arrière du pied.

La portion frontale 11 , la portion médiane 12 et la portion arrière 13 sont reliées ensemble pour former un seul élément qui peut être plus ou moins souple. La portion frontale 11 peut notamment s’étendre sur une largeur supérieure à une largeur de la portion médiane 12 selon la direction transversale Y.

Comme illustrée sur la Fig. 3, la semelle intérieure 1 est un élément multicouche, par exemple laminé ou comprenant un ou plusieurs couches noyées dans un matériau choisi par exemple parmi le polyuréthane, l’éthylène-acétate de vinyle (EVA), le polyuréthane thermoplastique (TPU), un caoutchouc thermoplastique ou un matériau silicone.

La semelle intérieure 1 comprend par exemple une couche supérieure 20 qui forme notamment la surface supérieure 3, et une couche inférieure 21 qui forme notamment la surface inférieure 4. La couche supérieure 20 et la couche inférieure 21 peuvent être soudées entre elles, notamment sur un pourtour 22 de la semelle intérieure 2.

Bien que six couches soient illustrées sur la Fig. 3, il est entendu que la semelle intérieure 1 peut comprendre un nombre plus ou moins élevé de couches.

En outre, la semelle intérieure 1 peut comprendre un boîtier 23. Comme illustré Fig. 3, le boîtier 23 forme la surface inférieure 4 avec la couche inférieure 21. La semelle intérieure 1 comprend une unité de mesure de force et/ou de pression 30, une unité de mesure de mouvement 50 et une unité de traitement 60.

La semelle intérieure 1 peut également avantageusement comprendre une unité de stimulation 40. En variante, l'imité de stimulation 40 peut être distincte de la semelle intérieure 1 , comme discuté ci-après. Dans le mode de réalisation de l'invention illustré sur la Fig. 2A, la Fig. 2B et la Fig. 3, l’unité de mesure de force et/ou de pression 30 et l’unité de stimulation 40 sont situées dans la portion frontale 11 et dans la portion arrière 13 de la semelle intérieure 1. L’unité de mesure de mouvement 50 et l’unité de traitement 60 sont situées dans la portion médiane 12 de la semelle intérieure 1. Toutefois, ce mode de réalisation est illustratif et non-limitatif, l’unité de mesure de force et/ou de pression 30, l’unité de stimulation 40, l’unité de mesure de mouvement 50 et l’unité de traitement 60 pouvant être disposées différemment dans la semelle intérieure 1. Unité de mesure de force et/ou de pression

En se référant à la Fig. 3, l’unité de mesure de force et/ou de pression 30 de la semelle intérieure 1 est maintenant décrite plus en détails.

L’unité de mesure de force et/ou de pression 30 comprend une pluralité de capteurs 34. Les capteurs 34 sont situés dans la portion frontale 11, la portion médiane 12 et/ou la portion arrière 13.

Il est ainsi possible de mesurer une répartition de pression, ou encore une valeur quantitative de la force ou la pression exercée sur le pied, au niveau d’une ou plusieurs régions de la plante du pied de la personne. Selon un exemple, il est ainsi possible de connaître la position du centre de gravité de la personne. En outre, en mesurant la force et/ou la pression au cours du temps, il est possible d’obtenir des informations dynamiques sur la force exercée par la personne sur la semelle intérieure 1.

Les capteurs 34 sont adaptés pour mesurer une pression, une force de traction, une force de compression et/ou une force de cisaillement. Les capteurs 34 sont avantageusement capacitifs, et comprennent notamment un circuit d’acquisition (de type capacimètre ; non illustré) permettant d’acquérir une valeur de capacité. Mais les capteurs 34 peuvent aussi être résistifs ou piézoélectriques, ou autres.

Selon le mode de réalisation illustré où les capteurs 34 sont capacitifs, l’unité de mesure de force et/ou de pression 30 comprend une couche supérieure flexible 31 et une couche inférieure flexible 32. La couche supérieure 31 et la couche inférieure 32 s'étendent toutes deux globalement le long des directions longitudinale et transversale X, Y. La couche supérieure 31 et la couche inférieure 32 se font donc face dans la direction d'épaisseur Z.

L’unité de mesure de force et/ou de pression 30 comprend en outre une couche diélectrique 33. La couche diélectrique 33 est disposée entre la couche supérieure 31 et la couche inférieure 32. La couche diélectrique 33 est avantageusement une couche isolante flexible telle qu'elle sera détaillée ci-après. En se référant plus particulièrement à la Fig. 3, chaque capteur 34 comprend une électrode supérieure 35a sur la couche supérieure 31 et une électrode inférieure 35b sur la couche inférieure 32. L'électrode supérieure 35a et l'électrode inférieure 35b s'étendent perpendiculairement à la direction d'épaisseur Z et se font respectivement face dans le sens de l'épaisseur Z.

Par exemple, l'électrode supérieure 35a et l'électrode inférieure 35b peuvent être des carrés d'environ 5 mm de côté, ou peuvent être des disques de quelques millimètres de diamètre.

L'électrode supérieure 35a et l'électrode inférieure 35b sont séparées l'une de l'autre au moins par la couche diélectrique 33.

Des conducteurs supérieurs 36a sont également prévus sur la couche supérieure 31. Les conducteurs supérieurs 36a sont connectés électriquement aux électrodes supérieures 35a des capteurs 34. De même, des conducteurs inférieurs 36b sont prévus sur la partie inférieure 32. Les conducteurs inférieurs 36a sont connectés électriquement aux électrodes inférieures 35b des capteurs 34.

Dans un mode de réalisation de l'invention, les conducteurs supérieurs 36a et les conducteurs inférieurs 36b peuvent être agencés pour connecter ensemble les capteurs 34. Les capteurs 34 sont avantageusement répartis sur la surface de la semelle intérieure 1 de façon matricielle. Par « de façon matricielle », on entend que les capteurs 34 sont reliés entre eux de sorte à pouvoir être utilisés avec un nombre restreint d’entrées/sorties. A titre d’exemple, si l’unité de mesure de force et/ou de pression 30 comprend neuf capteurs 34, trois signaux d’entrée et trois signaux de sortie suffisent pour pouvoir utiliser les neuf capteurs 34. Il en résulte une unité de mesure de force et/ou de pression 30 particulièrement simple à mettre en œuvre.

Dans un autre mode de réalisation de l'invention, les conducteurs supérieurs 36a et inférieurs 36b peuvent être multiplexés spatialement, c'est-à-dire disposés pour connecter chaque capteur 34 séparément les uns des autres. En l'absence de charges de traction, de compression ou de cisaillement latéral, la valeur de la capacité C d'un capteur 34 peut être déterminée en fonction de l'épaisseur L de la couche diélectrique 33 à l'emplacement du capteur 34, de la surface S de l'électrode supérieure 35a et de l’électrode inférieure 35b et de la constante diélectrique ε du matériau entre les électrodes supérieure et inférieure 35a, 35b, notamment la couche diélectrique 33, par l'équation suivante :

C = εS/L

La couche diélectrique 33 est avantageusement constituée d'un matériau diélectrique qui est déformable élastiquement sous des charges de traction, des charges de compression et un cisaillement latéral. Sous l'effet d'une charge de compression ou de traction, l'épaisseur L de la couche diélectrique 33 à l'emplacement du capteur 34 est modifiée et la capacité C du capteur 34 varie. Sous l'effet d'un cisaillement latéral, le recouvrement entre les électrodes supérieure et inférieure varie et la capacité C du capteur 34 varie en conséquence. En outre, afin d’augmenter la flexibilité de la semelle intérieure 1 tout en permettant un bon fonctionnement de l’unité de mesure de force et/ou de pression 30, la couche supérieure 31, la couche inférieure 32, et/ou la couche diélectrique 33 peuvent comprendre des ouvertures 37.

De telles ouvertures dans une semelle sont par exemple décrites dans la demande de brevet EP 3235428.

Selon le mode de réalisation de la Fig. 3, les ouvertures 37 s’étendent de façon rectiligne selon la direction transversale Y. Toutefois, les ouvertures 37 peuvent avoir d’autre formes ou d’autres orientations.

Dans un mode de réalisation de l’invention, les capteurs 34 sont adaptés pour réaliser un prétraitement des mesures de force et/ou de pression, par exemple au moins l’un des prétraitements suivants :

- un filtrage fréquentiel, par exemple un filtrage fréquentiel dans une gamme de fréquences temporelles d’intérêt, - une conversion d’unité de mesure apte, par exemple, à convertir dans une unité de base du système international, et/ou

- un échantillonnage des mesures apte, par exemple, à échantillonner les mesures avec un taux d’échantillonnage. L’unité de traitement 60 reçoit les mesures des capteurs 34, éventuellement prétraités comme détaillé ci-avant.

Si les mesures de force et/ou de pression reçus ne sont pas prétraitées, l’unité de traitement 60 peut notamment mettre en œuvre l’un et/ou l’autre des prétraitements détaillés ci-avant. Unité de stimulation

L’imité de stimulation 40 est adaptée pour émettre une stimulation.

La stimulation peut être émise au niveau de la jambe ou du pied de la personne. La stimulation peut notamment agir au niveau de la plante du pied de la personne, plus particulièrement au niveau de l’arche, du talon ou des têtes métatarsiennes du pied.

Toutefois, selon une autre réalisation, la stimulation peut également être émise au niveau d’une autre partie du corps de la personne, tels que le nerf tibial antérieur, le nerf péronier, le nerf médian du bras, la colonne vertébrale, l’abdomen, le cou, le muscle jumeau, la main, la cheville, l’épaule, l’ischiojambier, le quadriceps, le bas du dos, ou encore l’extrémité d’un membre amputé.

La stimulation permet ainsi d’agir sur la contraction musculaire, sur la circulation sanguine ou encore le fonctionnement cérébral de la personne.

A cet effet, l’unité de stimulation peut être distincte de la semelle intérieure 1. L’unité de stimulation est alors placée contre, ou à proximité de, la partie du corps à stimuler.

Selon le mode de réalisation illustré, l’unité de stimulation 40 est plus particulièrement adaptée pour émettre une stimulation au niveau de la plante du pied de la personne.

La semelle intérieure 1 comprend alors avantageusement l’unité de stimulation. A cet effet, comme illustré sur la Fig.2A, 1 ’unité de stimulation 40 comprend une pluralité d’éléments de stimulation 41. Les éléments de stimulation 41 sont situés dans la portion frontale 11, la portion médiane 12 et/ou la portion arrière 13. Les éléments de stimulation 41 peuvent être répartis de façon matricielle (ce terme devant être compris comme précédemment).

Les éléments de stimulation 41 sont situés sur la surface supérieure 3 de la semelle intérieure 1. Les éléments de stimulation 41 sont avantageusement répartis sur la surface de la semelle intérieure 1.

Il est ainsi possible de stimuler une ou plusieurs régions de la plante du pied de la personne sélectivement ou simultanément.

Selon un premier mode de réalisation, les éléments de stimulation 41 sont adaptés pour émettre une stimulation électrique.

Selon une réalisation, les éléments de stimulation 41 sont adaptés pour émettre une stimulation de type neurostimulation électrique transcutanée (« Transcutaneous Electrical Nerve Stimulation » (TENS) en anglais).

La stimulation émise peut ainsi être émise sous la forme d’un signal, notamment électrique, définie par un ou plusieurs paramètres de la stimulation. Ces paramètres peuvent être par exemple être choisis parmi la forme du signal émis (par exemple sinusoïdal, rectangulaire, triangulaire, ou autres), l’amplitude et la ou les fréquences de l’onde. Le signal peut par exemple être une impulsion.

En outre, une stimulation peut être également constitués d’une pluralité de signaux émis successivement les unes à la suite des autres, par exemple sous la forme d’un train de signaux, auquel cas un paramètre de la stimulation peut également être la fréquence de répétition du signal lors d’une même stimulation. Dans le mode de réalisation où la stimulation est électrique, le courant émis par les éléments de stimulation 41 peut par exemple être de faible ampérage, par exemple d’une intensité comprise entre 10 mA (milliampères) et 30 mA. Les éléments de stimulation 41 peuvent émettre des pulsations dont la fréquence se situe entre 40 Hz (Hertz - pulsation par seconde) et 150 Hz.

Selon un autre mode de réalisation, les éléments de stimulation 41 sont adaptés pour émettre une stimulation haptique ou vibratoire. Les éléments de stimulation 41 peuvent alors être des dispositifs électromécaniques comprenant un électroaimant et un élément vibrant.

Selon un autre mode de réalisation, les éléments de stimulation 41 sont adaptés pour émettre une stimulation visuelle. Les éléments de stimulation 41 peuvent alors être une ou plusieurs sources lumineuses. Selon un autre mode de réalisation, les éléments de stimulation 41 sont adaptés pour émettre une stimulation sonore. Les éléments de stimulation 41 peuvent alors être un ou plusieurs haut-parleurs.

Unité de mesure de mouvement

L’unité de mesure de mouvement 50 est adaptée pour acquérir au moins une mesure d’un mouvement de la personne, voire une pluralité de mesures du mouvement.

La mesure du mouvement est avantageusement une mesure angulaire, de vitesse ou d’accélération.

Une mesure angulaire pourra être utilisée pour ajuster l’intensité de stimulation. Si l’amplitude de rotation du mouvement est insuffisante, on pourra augmenter l’intensité de la simulation.

Une mesure d’accélération pourra être utilisée pour quantifier la vitesse d’impact lors du mouvement et ajuster la fréquence des trains d’onde de stimulation ou la période unitaire des stimulations. Si la vitesse d’impact mesurée augmente on pourra augmenter fréquence des trains d’onde de stimulation ou diminuer la période unitaire des stimulations. Par ailleurs, une mesure d’accélération pourra être utilisée pour ajuster le moment d’émission de stimulation. A cet effet, l’unité de mesure de mouvement 50 comprend un ou plusieurs accéléromètres et/ou un ou plusieurs gyroscopes et/ou un ou plusieurs inclinomètres (non illustrés) adaptés pour détecter les accélérations linéaires, angulaires et les inclinaisons, au niveau du pied de la personne. La combinaison des différents outils de mesure permet d’améliorer la précision dans la mesure de la vitesse de rotation, dans la mesure de la vitesse de marche.

Ces éléments de l’unité de mesure de mouvement 50 peuvent être disposés à l’intérieur du boîtier 23 de la semelle intérieure 1.

Unité de traitement L’unité de traitement 60 de la semelle intérieure 1 est maintenant décrite plus en détails.

L’unité de traitement 60 peut par exemple comprendre une électronique embarquée ou un processeur (non illustré) disposé à l’intérieur du boîtier 23 de la semelle intérieure 1.

L’unité de mesure de force et/ou de pression 30, l’unité de stimulation 40, l’unité de mesure de mouvement 50 et l’unité de traitement 60 sont reliées fonctionnellement entre elles, notamment de façon électrique. Plus particulièrement, l’unité de traitement 60 est électriquement connectée aux capteurs 34 et aux éléments de stimulation 41.

Ainsi, l’unité de traitement 60 est adaptée pour commander, et recevoir des informations de, l’unité de mesure de force et/ou de pression 30 et de l’unité de mesure de mouvement 0, et est également adaptée pour commander et contrôler l’émission d’une stimulation par l’unité de stimulation 40.

Dans le mode de réalisation où la semelle intérieure 1 comprend l’unité de stimulation 40, la communication entre l’unité de mesure de force et/ou de pression 30, l’unité de stimulation 40, l’unité de mesure de mouvement 50 et l’unité de traitement 60 est particulièrement rapide et à haut débit étant donné qu’elles sont toutes disposées dans la semelle intérieure 1, et donc tous relativement proches les uns des autres. De préférence, la mesure de pression et la mesure du mouvement (accéléromètres, gyroscopes) sont faites sur le même circuit imprimé permettant une segmentation des pas et un calcul des paramètres spatio-temporels de la marche en temps réel.

L’unité de traitement 60 est adaptée, en temps réel, pour recevoir une ou des mesures de l’unité de mesure de force et/ou de pression 30 et une ou des mesures du mouvement de l’unité de mesure de mouvement 50, à calculer au moins un, voire plusieurs, paramètres de marche (longueur/largeur de foulée, vitesse de foulée, temps de contact au sol, temps de vol, temps d’appui simple, temps de double appui, déplacement du centre de pression) et à commander l’émission d’une stimulation par l’unité de stimulation 40. L’unité de traitement 60 est adaptée pour recevoir une ou des mesures de l’unité de mesure de force et/ou de pression 30 et une ou des mesures du mouvement de l’unité de mesure de mouvement 50 et une ou des mesures de l’unité de mesure de force et/ou de pression 30 de la semelle opposée et une ou des mesures du mouvement de l’unité de mesure de mouvement 50 de la semelle opposée pour calculer des paramètres combinés. Le paramètre de marche permet de caractériser le déplacement de la personne. Ainsi, le paramètre de marche peut indiquer s’il est nécessaire, et le cas échéant dans quelle mesure, de stimuler la personne. Par exemple on pourra identifier si la personne est dans une phase active de marche et ainsi stopper la stimulation. Par exemple, si la vitesse de marche de la personne augmente, il sera possible d’augmenter la fréquence des trains d’onde ou de diminuer la période de ceux-ci.

La marche est un mouvement cyclique dans lequel des événements facilement reconnaissables se répètent.

Un pas est ainsi défini à chaque fois qu’une jambe de la personne se propulse vers l’avant.

Un cycle de marche commence par le contact initial d’un pied et se termine par le contact suivant du même pied, qui constitue lui-même le contact initial du cycle de marche suivant.

Le cycle de marche peut ainsi être divisé en une phase d’appui, dans laquelle un pied est en contact avec le sol, et une phase d’oscillation, dans laquelle le même pied, en l’air, se déplace vers l’avant. La phase d’appui comprend des phases de double appui, dans lesquelles les deux pieds de la personne sont en contact avec le sol et des phases de simple appui dans lesquelles un seul pied est en contact avec le sol.

Pour un cycle de marche normal, la phase d’appui représente, en moyenne, 60 % du cycle contre 40 % pour la phase d’oscillation. Ces deux phases sont délimitées par l’apparition du décollement des orteils (vers 60 %) et par les deux contacts d’un des talons définissant le début (0 %) et la fin du cycle de marche (100 %).

Les paramètres de marche comprennent des paramètres spatio-temporels et des paramètres angulaires permettant de caractériser le déplacement de la personne. Un paramètre spatial peut être choisi parmi la longueur de pas, la longueur d’enjambée, l’angle du pas, la largeur du pas (en distance ou en angle), la largeur d’enjambée ou la hauteur du pas. Il est également possible de déterminer la position du centre de gravité de la pression pour chaque pied de la personne ou sa trajectoire par exemple.

Un paramètre temporel peut être choisi parmi la cadence de la personne (nombre de pas par minute), la vitesse de marche, le temps de double appui, le temps d’appui simple (durée de la phase d’appui dans laquelle un seul pied est en contact avec le sol), l’asymétrie des paramètres (différence entre les deux membres) d’un membre susceptible d’être stimulé ou de l’autre membre.

Un paramètre angulaire peut être choisi parmi un mouvement articulaire relatif entre des membres de la personne à l’origine de la marche, tels que la cheville. Les mouvements articulaires peuvent notamment varier dans le plan sagittal, frontal ou transversal de la personne.

Les paramètres de marche indiqués ci-dessus ne sont pas limitatifs et d’autres paramètres sont possibles ou comprendre une combinaison des paramètres spatio-temporels et angulaires ci-dessus.

A titre d’exemple, si l’unité de mesure de force et/ou de pression 30 mesure une forte pression exercée au niveau du talon du pied de la personne, et que l’unité de mesure de mouvement 50 mesure une décélération brusque, il peut être considéré que la personne passe d’une phase d’oscillation à une phase d’appui en posant le pied au sol et que l’on se situe en début ou en fin du cycle de marche. Il peut alors être finalement mesuré la longueur de pas de la personne par exemple.

A partir du calcul du paramètre de marche, l’émission de la stimulation par l’unité de stimulation 40 peut ainsi être synchronisée avec un moment de la marche.

Par « synchronisé avec un moment de la marche », on entend notamment que la stimulation émise par l’unité de stimulation 40 est synchronisée dans le temps avec un moment précis du cycle de marche. Un moment de la marche peut par exemple être le moment où un pied de la personne vient au contact du sol, ou encore le moment où le pied est en phase d’oscillation ou encore le moment de la phase de double appui. On pourra par exemple enclencher la stimulation du tibial antérieur au moment du décollement des orteils («toe-off» en anglais) ou encore stopper la stimulation au moment de l’attaque du talon (« heel strike » en anglais). De manière plus fine, on pourra augmenter progressivement l’intensité de la stimulation en anticipation du décollement des orteils.

Il est ainsi possible d’émettre la stimulation à un moment où celle-ci est susceptible d’être le plus efficace et d’avoir un effet satisfaisant sur la personne. Par exemple, l’émission de la stimulation au moment exact de l’attaque du talon ou juste avant le décollement des orteils permettra d’améliorer la fluidité de la marche. Par exemple, l’émission de la stimulation au moment de la phase de double appui permettra d’indiquer le pied à lever en priorité.

Par « temps réel », on entend une mise en œuvre de l’opération de stimulation telle que l’unité de traitement 60 puisse déterminer un moment de la marche et commander l’émission d’une stimulation synchronisée avec ce moment de la marche et en fonction des paramètres de la stimulation.

A partir du calcul du paramètre de marche, les paramètres de la stimulation par l’unité de stimulation 40 peuvent également être modifiés. Il est ainsi possible d’émettre une stimulation adaptée et suffisante, susceptible d’être le plus efficace et d’avoir un effet satisfaisant sur la personne.

Procédé de stimulation

Il est connu que des modifications des paramètres de marche tels que la vitesse, la hauteur du pas, la longueur et la fréquence de pas chez une personne sont des signes révélant une atteinte ou une dégradation des capacités ou de la qualité de marche.

Ces difficultés peuvent apparaître en raison d’une déficience, d’une paralysie, ou d’une position anormale du pied.

Les troubles de la mobilité peuvent notamment être la fatigue musculaire, la spasticité, le freezing (« freezing of gait » en anglais), le pied tombant (« foot drop » en anglais), la perte d’équilibre, l’asymétrie de la marche (entre les deux membres inférieurs), l’insuffisance veineuse, l’hyperactivité vésicale, la douleur liée au membre fantôme (« phantom limb pain » en anglais).

Les troubles de la mobilité sont souvent associés à certaines pathologies ou problèmes liés à la personne plus généraux, telles que la maladie de Parkinson, la survenue d’un accident vasculaire cérébral, la sclérose en plaques, l’âge su sujet, l’obésité, etc.

L’unité de traitement 60 et l’unité de stimulation 40 sont alors adaptées pour mettre en œuvre une opération de stimulation de la personne, opération qui va maintenant être décrite plus en détail. La mise en œuvre de l’opération de stimulation selon l’invention peut ne pas être Imitée à la marche de la personne mais peut également être réalisée au cours d’autres déplacements à pied, pour des personnes dotées de prothèses sur un des membres inférieurs par exemple lors d’une course à pied par exemple, voire lors d’autres types d’activités qui nécessitent un effort de pression au niveau de la voûte plantaire de la personne (en vélo par exemple). Pour mettre en œuvre l’opération de stimulation, l’unité de traitement 60 peut, à partir de l’acquisition des mesures de force et/ou de pression, des mesures du mouvement, et du calcul du paramètre de marche, déterminer le moment de la marche.

A titre d’exemple, le paramètre de marche peut indiquer que le pied de la personne vient en contact avec le sol en exerçant une force de pression plus élevée d’un côté du pied, au détriment de l’autre côté du pied. En outre, le paramètre de marche peut également indiquer une inclinaison du pied déséquilibrée.

Selon un autre exemple, le paramètre de marche peut indiquer que le pas de la personne est anormalement petit. L’unité de traitement 60 est alors adaptée pour commander l’unité de stimulation 40 pour qu’une stimulation soit émise de façon synchronisée avec le moment de la marche.

Ainsi, une stimulation peut par exemple être émise lorsque le pied de la personne vient en contact avec le sol, ceci afin de rétablir l’équilibre la personne et faire en sorte que celle-ci exerce une force de pression égale des deux côtés du pied. Selon un autre exemple, une stimulation peut être émise afin de forcer la personne à effectuer un pas de longueur plus grande.

A cet effet, la stimulation peut être émise par seulement certains éléments de stimulation 41 afin de stimuler certaines régions du pied seulement, par exemple la portion frontale 11, la portion médiane 12 et/ou la portion arrière 13, ou encore un côté intérieur et/ou extérieur du pied ou une suite de ces zones en fonction du déroulé du pas.

L’unité de traitement 60 est également adaptée pour commander l’unité de stimulation 40 pour qu’une stimulation soit émise avec des paramètres de simulation satisfaisants.

Après ou en parallèle de l’émission de la stimulation, l’unité de traitement 60 est adaptée pour acquérir de nouveau les mesures de force et/ou de pression et la ou les mesures du mouvement.

L’opération de stimulation fonctionne ainsi en boucle fermée, comme illustré sur la Fig. 5. Il peut ainsi être évalué si la stimulation a eu un effet sur la personne à partir des mesures de force et/ou de pression et des mesures du mouvement nouvellement acquises par les systèmes d’un ou des deux membres inférieurs. Plus particulièrement, il peut être évalué si la capacité de déplacement de la personne a été modifiée de façon satisfaisante grâce à l’émission de la stimulation.

En fonction des mesures de force et/ou de pression et des mesures du mouvement nouvellement acquises, l’unité de traitement 60 peut être adaptée pour modifier le moment de la marche ou adapter les paramètres de la stimulation.

A titre d’exemple, s’il apparaît que la stimulation a eu un effet bénéfique, mais que celui- ci est faible, il peut être décidé d’augmenter l’intensité de la stimulation afin d’améliorer l’efficacité des prochaines stimulations qui seront émises.

Selon un autre exemple, s’il apparaît que la stimulation a été émise de façon synchronisée avec un moment de la marche trop tardif ou mal sélectionné, il peut être décidé d’avancer le moment où la stimulation doit être émise, notamment lors du prochain cycle de marche, afin d’améliorer son efficacité.

La stimulation est alors réitérée avantageusement plusieurs fois lors de la marche, notamment au cours d’une période de déplacement à pied de la personne.

Une opération de stimulation est alors émise de façon périodique, ou quasi périodique, pendant un période de déplacement de la personne. Une stimulation peut par exemple être émise à chaque pas ou chaque cycle de marche d’une personne pendant une période donnée.

Etant donné que les paramètres de la stimulation et/ou le choix du moment de la marche sont susceptibles d’évoluer au fur et à mesure des stimulations émises, il est ainsi possible de mettre en œuvre une opération d’apprentissage par renforcement pour affiner les paramètres de la stimulation, par exemple l’amplitude, la forme du signal de stimulation, ou autres.

Par exemple, si l’efficacité de la stimulation se réduit, on pourra par exemple changer la fréquence des trains d’onde ou l’intensité de simulation par réduction ou augmentation de la période unitaire des stimulations, ou du nombre de stimulation dans le train d’onde, ou de la durée entre deux stimulations dans un train d’onde, ou de la période entre deux trains d’onde ; ou par décalage du délai pour la mise en place de la stimulation post stimulation. Par exemple, on pourra étudier les paramètres de la marche sur une période assez longue afin d’identifier des tendances dans l’amélioration de ces paramètres. Si les paramètres n’évoluent plus ou évoluent trop lentement, on pourra augmenter l’amplitude de stimulation ou changer de type de train d’onde ou sa fréquence.

Par exemple, on pourra varier différents paramètres de stimulation (la fréquence et/ou l’intensité), en observer l’effet et sélectionner les paramètres les plus efficaces pour le patient donné.

Par exemple, on pourra étudier le moment de stimulation pendant un certain nombre de cycles de marche, identifier le meilleur moment de stimulation et adapter les paramètres de stimulation. Ainsi, l’unité de traitement 60 peut être adaptée pour commander une stimulation en fonction des valeurs de paramètres de marche, et/ou des valeurs de mesures de force et/ou de pression et de mouvement précédemment acquises, prenant en compte ainsi l’ensemble de l’historique des mesures et des valeurs acquises lors de précédentes stimulations concernant le déplacement de la personne. A cet effet, l’unité de traitement 60 peut mettre en œuvre un algorithme d’intelligence artificielle, par exemple un réseau de neurones.

Une telle opération d’apprentissage par renforcement est particulièrement indiquée dans la mesure où les mesures de force et/ou de pression, ou les mesures du mouvement, sont fortement variables d’une personne à l’autre. En outre, cela permet de prendre en compte le phénomène d’habituation aux stimulations chez une même personne au cours du temps, afin de s’assurer que l’opération de stimulation continue à être efficace sur la durée et dans les différents environnements. Les paramètres de la stimulation peuvent ainsi être ajustés au coins de la mise en œuvre de l’opération de stimulation, par exemple pour ajuster lesdits paramètres à la personne.

Comme illustré sur la Fig. 4, la semelle autonome 1 peut comprendre une mémoire 70. La mémoire 70 est adaptée pour être montée sur la semelle autonome 1, par exemple dans le boîtier 23. La mémoire 70 peut être montée de manière permanente ou peut être un module amovible, par exemple une carte mémoire telle qu’une carte SD (acronyme anglo- saxon du terme « Secure Digital »).

La mémoire 70 est notamment reliée fonctionnellement à l’unité de traitement 60. La mémoire 70 peut être commandée par l’unité de traitement 60 de telle sorte à mémoriser les mesures de force et/ou de pression, les mesures du mouvement, les paramètres de la stimulation et/ou le moment de la marche, sur une durée de plusieurs jours, par exemple au moins sept jours de sorte à couvrir une semaine d’une personne pour une utilisation en autonomie.

Par ailleurs, comme illustré sur la Fig.4, la semelle autonome 1 peut en outre comprendre un module de communication 80 avec un serveur extérieur 100, illustré sur la Fig. 1. Le module de communication 80 peut être monté sur la semelle autonome 1 et commandé par l’unité de traitement 60.

L’unité de traitement 60 peut notamment être adaptée pour commander le module de communication 80 pour transférer les mesures de force et/ou de pression, les mesures du mouvement, les paramètres de la stimulation et/ou le moment de la marche mémorisés dans la mémoire 70, au serveur extérieur 100 ou à la semelle du membre opposé. Cette opération de transfert peut notamment être mise en œuvre après une période de déplacement à pied de la personne.

Le module de communication 80 peut avantageusement être un module de communication sans-fil, par exemple un module mettant en œuvre un protocole tel que le Bluetooth, le Wi-Fi, la technologie SIGFOX ou LoRa. De cette manière, lorsque la personne est dans une période de déplacement à pied, elle n’est pas gênée par des câbles, notamment s’il est nécessaire de réaliser des transmissions de données durant la période de déplacement à pied.

Par ailleurs, comme illustré sur la Fig.4, la semelle intérieure 1 peut comprendre au moins une batterie 90. La batterie 90 peut avantageusement être flexible. La batterie 90 peut être notamment rechargée par induction sans fil.

La batterie 90 stocke de l’énergie électrique et peut être notamment adaptée pour alimenter l’unité de mesure de force et/ou de pression 30, l’unité de stimulation 40 et l’unité de traitement 60, ainsi que, le cas échéant, la mémoire 70 et le module de communication 80. La batterie 90 est de préférence adaptée pour fournir de l’énergie sur une durée de plusieurs jours sans recharge.

De cette façon, la semelle intérieure 1 peut fonctionner de manière autonome pendant une période de déplacement à pied de la personne. Ainsi, la semelle intérieure 1 est autonome et adaptée pour mettre en œuvre une ou plusieurs opérations de stimulation sans communiquer avec le serveur extérieur 100, notamment sans communiquer avec le serveur extérieur 100 sur une durée de plusieurs jours, préférentiellement au moins sept jours avec par exemple une détection des phases d’inactivité.

Par « autonome », on entend ainsi que la semelle intérieure 1 peut fonctionner pendant une période prolongée, de préférence de plusieurs jours, en particulier au moins sept joins, sans avoir besoin d’être rechargé en énergie électrique, de communiquer avec des éléments extérieurs tels que le serveur extérieur 100 ou encore d’être relié structurellement à un dispositif extérieur.

De cette manière, la semelle intérieure 1 est adaptée pour être utilisée dans la vie quotidienne de la personne sans imposer de contraintes particulières. En outre, la semelle intérieure comprend tous les éléments nécessaires pour mettre en œuvre l’opération de stimulation telle que décrite ci-avant, et peut donc être facilement mis en œuvre.

Bien évidemment, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits précédemment et fournis uniquement à titre d'exemple. Elle englobe diverses modifications, formes alternatives et autres variantes que pourra envisager l'homme du métier dans le cadre de la présente invention et notamment toutes combinaisons des différents modes de fonctionnement décrits précédemment, pouvant être pris séparément ou en association.