Mise en œuvre des nouvelles technologies pour l'évaluation du contrôle postural et de l’analyse de la marche

IMPLEMENTATION OF NEW TECHNOLOGIES FOR THE EVALUATION OF POSTURAL CONTROL AND WALK ANALYSIS

• Auteur / Autrice : Gilberto Cuarelli
• Direction : Guillaume Thomann, Jose Celso junior Freire
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie Industriel : conception et production
• Date : Soutenance le 20/12/2018
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes (ComUE) en cotutelle avec Universidade estadual paulista (São Paulo, Brésil)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Ingénierie - matériaux mécanique énergétique environnement procédés production (Grenoble ; 2008-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Sciences pour la conception, l'optimisation et la production (Grenoble) - Sciences pour la conception, l'optimisation et la production (Grenoble)
• Jury : Président / Présidente : Jose luiz Da Silva Neto
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Guy Bourhis, Stéphanie Buisine

Mots clés

Mots clés contrôlés

Kinect

Centre de masse

Troubles de la posture

Mots clés libres

Contrôle postural

Kinect

Plate-forme de force

Centre de masse

Centre de pression

Gait control

Kinect

Force Platform

Center of Mass

Center of Pressure

Résumé

Certains besoins de santé spécifiques ont contribué au développement du travail présenté ici, en particulier dans le domaine de la kinésithérapie dans lequel l’étude de l’équilibre postural est étudiée. Les solutions qui existent aujourd'hui sur le marché sont coûteuses, disponibles uniquement dans les grands hôpitaux ou dans des salles dédiées, avec un faible taux de fréquentation de la population, principalement dans des endroits plus éloignés des grands centres urbains. Ce travail a été développé en collaboration avec une équipe constituée de kinésithérapeutes, de chercheurs en génie électrique et en génie mécanique du laboratoire G-SCOP, Grenoble INP, Institut d’Ingénierie, Univ. Grenoble Alpes, France. Cette équipe cherche des solutions à faible coût qui répondent aux besoins de la société en général, en mettant l'accent sur la santé, mais également sur la vulgarisation scientifique, en diffusant ses travaux lors de manifestations de type fête de la Sciences dans la région et pour la communauté. Les travaux ont débuté avec une plateforme de force développée en 2016, conjointement par des chercheurs de l'UNESP (une Université de l'état Sao Paulo au Brésil) et du laboratoire G-SCOP. A cette solution a été ajoutée une nouvelle interface électronique, développée dans le but de fournir des informations sur le déplacement du centre de pression du patient. Un mécanisme a également été mis en place pour assurer la synchronisation entre les informations capturées par les capteurs installés sur la plate-forme et un capteur Microsoft Kinect. De nouveaux outils logiciels ont été proposés pour capturer et analyser les résultats. Le traitement des données permet de créer un modèle tridimensionnel détaillé contenant la cinématique de plusieurs articulations du corps humain et leur comportement respectif en fonction du temps. La mise en œuvre du capteur Kinect synchronisé avec la plate-forme de force permet de comparer le Centre de Pression avec le Centre de masse en vue de proposer un outil plus léger et moins cher à la communauté des praticiens hospitaliers.

Some specific health needs contributed to the development of the work presented here, especially in Physical Therapy in which the Postural Equilibrium is studied. The solutions that exist today in the market are of expensive, available only in large hospitals or in dedicated rooms, with low index of attendance to the population, mainly in places more distant of the great urban centers. This work was developed in cooperation with a team constituted of Phisiotherpists, Electrical Engineering and Mechanical Engineering from of the G-SCOP Laboratory, Grenoble INP, Institute of Engineering Univ. Grenoble Alpes, France. This team seeks low cost solutions that meet the needs of society in general, with a focus on health, but also with a focus on the popularization of science, disseminating its work in basic schools in the region and also in the community. The work began with a strength platform developed in 2016, jointly by researchers from UNESP, Sao Paulo, Brasil, and the G-SCOP Laboratory. To this solution was added a new electronic interface, developed with the purpose of providing information on the displacement of the patient pressure center. A mechanism was also implemented to ensure synchronization between information captured by sensors installed on the platform and a Microsoft Kinect sensor. New software tools were developed to capture and analyze the results. The data treatment allows the creation of a detailed three-dimensional model, containing the kinematics of several joints of the human body and their respective positional behavior, as a function of time. With the implementation of the Kinect sensor, synchronised with the force platform, it is also possible to evaluate the kinematic and positional biomechanical parameters.