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Semelles connectées pour pieds diabétiques
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En moyenne un être humain marche 170 000 km au cours de sa vie. Pour réaliser cet exploit l’Homme peut compter sur sa capacité à contrôler son équilibre, mais pas seulement, il peut aussi s’appuyer sur son orientation. De plus il doit adapter une bonne posture afin de ne pas être toucher par des problèmes psychomoteur. Tout au long de sa vie l’Homme peut-être amener à porter des charges lourdes, rester debout pendant de longues périodes, pratiquer différents sports. Dans toutes ces activités la postures est primordiale, tout comme l'entretien des pieds.

Afin de dépister des troubles musculosquelettiques on peut utiliser la pression plantaire du patient. Ces troubles peuvent être causés par une pathologie ou tout simplement par l’âge. C’est pourquoi il est important de surveiller sa condition plantaire régulièrement. Avec l’analyse de la pression plantaire il est possible de déceler des possibles anomalies, qui permettent alors de déterminer un traitement ou un diagnostic.

Nous nous sommes concentrés, lors de ce projet, sur les patients diabétiques. En effet ces derniers sont sujet à de nombreuses complications plantaires. En contrôlant  régulièrement leur pression plantaire on peut éviter une ulcération ou une destruction du tissu du pied, due à la neuropathie périphérique. 

La neuropathie périphérique se caractérise par :

  • Une atteinte des nerfs entraînant une perte de sensibilité des pieds
  • une baisse de l’hydratation du pied provoquant sécheresse, fissures et callosités
  • l’apparition de points de pression engendrant des déformations osseuses  

Toutes ces conditions sont à la base de l’ulcération du pied diabétique. Dans ce contexte, concevoir un outil sous forme d’une paire de semelle connectée s’avère intéressant pour la surveillance des pieds diabétiques afin de réduire le risque d'ulcères.

Pour répondre à cette problématique nous avons conçu un prototype de semelles connectées permettant l'acquisition, le stockage et le traitement de données des activités physiques d'une personne. 

Tout d’abord le besoin principal de la semelle est de pouvoir récupérer les données de pression du pied.  Nous avons utiliser des capteurs de pression, plus précisément trois. Pour leurs emplacements, ils se situent sur les trois principaux point de pression du pied afin d’obtenir les données les plus précise possible.

Ensuite il est important de pouvoir analyser les mouvements de la marche, c’est pourquoi la semelle embarque un accéléromètre/gyroscope. Ce qui permet d’obtenir certains paramètres tels que la longueur de foulée, la vitesse de marche moyenne et la cadence. 

Passons maintenant à l’analyse des données, une fois récupéré par la semelle il faut pouvoir traiter et afficher les résultats obtenue.

Certaines données arrivent brut, il faut donc faire différent calculs afin de pouvoir les exploiter. Par exemple l’accéléromètre nous donne accès à la valeur de l’accélération suivant les trois coordonnées X, Y et Z (plan cartésien). Or la donnée qui nous intéresse est la position, il faut donc partir de l’accélération et primitivité jusqu'à obtenir la position. 

Nous avons trouvé l’outil Matlab très adapté à nos besoin puisque non seulement nous pouvons effectuer les calculs mais en plus, nous pouvons personnaliser notre interface graphique. Il est très important que cette interface soit facile d’utilisation, que les données soient représentés de manière clair et qu’elle soit intuitive pour les spécialistes.

L’architecture du projet doit donc comporter également une unité d'enregistrement et de transmission de données (microcontrôleur + modules sans fils) ainsi qu’une unité de post traitement (logiciel d'analyse) qui traitera l’information pour afficher les données sur une interface graphique tel qu'un écran d’ordinateur ou une application téléphonique. Le système peut également contenir des capteurs de température (rétroaction du taux de friction), un capteur d'humidité (rétroaction du taux de transpiration). 

Nous avons conçu une première version du dispositif en utilisant du matériel arduino pour la phase d’enregistrement des données. Ce dernier comprend une carte arduino uno et les différents capteurs répondant à nos besoins. Nous traitons ensuite les données enregistrées à l’aide d’une interface graphique développée sous MatLab.

Différentes pistes d’améliorations seraient envisageables , on pourrait notamment intégrer une carte sd à la semelle pour recueillir les données et donc se passer des différents câbles qui sont assez encombrants, ou un système bluetooth afin d’avoir une transmission en temps réel de ces données.

Par ailleurs, la semelle que nous présentons est un prototype, il faudrait donc miniaturiser un maximum le dispositif afin de le rendre plus ergonomique et d’en faire un équipement utilisable par des spécialistes.

Tuteur : Abir REZGUI

 

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