Figure 1 – Capteur 6DOF a) et fixation sur le torse b).
Àâòîð: Ð.È. Êðåùàê , À.À. Ìåëüíèê
Èñòî÷íèê: ã. Äîíåöê, îêòÿáðü 2013 ã. I ìåæäóíàðîäíàÿ íàó÷íî-òåõíè÷åñêàÿ êîíôåðåíöèÿ «ñîâðåìåííûå ïðîáëåìû ñèñòåì ýëåêòðîïîòðåáëåíèÿ ïðîìûøëåííûõ è áûòîâûõ îáúåêòîâ».
Un facteur important dans l'evaluation de la qualite de vie des personnes a mobilite reduite est une evaluation quantitative de leur activite physique quotidienne [1]. Les systemes de sante occidentaux constatent une augmentation des maladies chroniques causees par l'augmentation de l'age moyen de la population [2] et il est probable que cette tendance se poursuivra a l'avenir. La mesure fiable de l'activite physique dans la vie quotidienne permettrait une meilleure evaluation des activites de la vie quotidienne et les effets de nombreuses conditions medicales et les traitements. L'enregistrement en continu de 24 h de la posture et du mouvement peut egalement etre utile dans l'evaluation du comportement [3]. Cela engendre d’interet croissant pour l'utilisation de mesures directes et indirectes des parametres des des activites de la vie quotidienne. Parmi ceux-ci on remarque l’observation, le questionnement, l'enregistrement la frequence cardiaque et le capture de mouvement. Cette derniere solution est plus adaptee a l'evaluation de l'activite physique quotidienne en utilisant les capteurs portes.
L’objectif de cet article est d'etudier la dynamique des mouvements de l’etre humain et l'evaluation des performances du systeme de mesure base sur un seul capteur microelectromecanique place sur le torse.
Les sujets testes etaient equipes par prototype du systeme qui comprend un capteur cinematique attaches a leur torse et un enregistreur portable (le microcontroleur avec SD carte), situe a la taille. Le capteur cinematique possede 6 degrees de liberte et il est composee d'un gyrometre miniature (le capteur LPR530AL pour roulis et tangage et le capteur LY530ALH pour lacet) et accelerometre miniature (ADXL335 a trois axes) (fig.1a). Le gyrometre mesure la vitesse angulaire du torse dans les plans sagittal (gs), coronal (gc) et transversal (gt) respectivement. L’accelerometre, il mesure l'acceleration dans le sens vertical (av), frontale (af) et transversal (at) du torse respectivement (fig.1b). On utilise un fil de diametre de 0.07mm2 du type MGTF pour connecter le capteur au collecteur des donnees. Ceci faire possible de creer un ensemble souple de fils de petit diametre. Les fils sont soudes vers outputs correspondants du capteur et sont fixes a l’aide du colle thermofusible (pendant le montage la temperature du colle ne depasse pas les limites de temperature de fonctionnement maximale admissible du capteur). Cette approche permet d'augmenter l'aptitude du systeme de surveillance de l'activite physique a long terme, et en fait n'influe gravement a l'activite du sujets testes.
Figure 1 – Capteur 6DOF a) et fixation sur le torse b).
Le passage SiSt (de la position assise a la position debout) et StSi avec une pause artificielle entre eux est illustre dans la fig.2. Deux colonnes de donnees temporelles presentent l’acceleration et vitesse du torse de l’etre humaine. Ces transitions posturaux peuvent ete detectes sur la base de la variation de l'inclinaison du tronc dans le plan sagittal (?s) qui a ete calcule a partir de l'integrale du signal de gyroscope (fig. 3) [4].
Figure 2 – Acceleration et vitesse du torse de l’etre humaine pendant le passage Si-St-Si .
Figure 3 – Inclinaison du tronc dans le plan sagittal a partir du signal de gyroscope.
La plage de notre etude est propage sur tous les activites de l’etre humane et ne sont pas donne dans cet article. Les activites Walking, Lying, Falling et passages ont ete aussi etudiees separement pour mieux comprendre la dynamique des phenomenes. Le travail futur consistera a l'enregistrement en continu de 24 h de la posture et du mouvement et l’analyse de comportement du sujet.
1. F. Foerster, M. Smeja, and J. Fahrenberg, “Detection of posture and motion by accelerometry: A validation study in ambulatory monitoring,” Comput. Hum. Beh., pp. 571–583
2. B. C. Spillman and J. Lubitz, “The effect of longevity on spending for acute and long-term care,” N. Eng. J. Med., vol. 342, pp. 1409–1415.
3. M. Jun and J. C. Barbenel, “Anew ambulatory monitoring instrument of posture and mobility related activities,” ISA, pp. 88–93.
4. B. Najafi, K. Aminian, F. Loew, Y. Blanc, and P. Robert “Measurement of stand-sit and sit-stand transitions using a miniature gyroscope and its application in fall risk evaluation in the elderly,” IEEE Trans. Biomed. Eng., vol. 49, pp. 843–851.