Bandages magnétiques pour le scan 3D des membres
Des bandages équipés de capteurs magnétiques qui acquièrent la forme 3D de pieds et de moignons pour les orthoprothésistes.
- 1Sept bandages enroulés autour du membre, trois sur le pied (dont un autour du talon) et quatre jusqu'au genou, chacun portant une centaine de capteurs magnétiques MMC5603.
- 2Électronique de contrôle sur chaque bandage, à côté de la fermeture velcro : un nRF52832 gère le BLE et collecte les mesures en I²C auprès de microcontrôleurs ATtiny qui pilotent les capteurs MMC5603.
- 3Source de champ pliante à six bobines, sur trépied le long de la jambe. Son maître nRF52840 allume les bobines l'une après l'autre, avec une phase à vide pour soustraire le champ terrestre, et pilote les bandages en BLE.
- 4Application de bureau, reliée à la source en USB : appairage, lancement de l'acquisition et multilatération accélérée sur GPU.
- 5Nuage de points clairsemé : dense sous les bandages, vide entre eux.
- 6Nuage de points dense : un modèle d'IA suréchantillonne le nuage et complète les zones manquantes.
- 7Maillage STL, prêt pour que l'orthoprothésiste conçoive l'orthèse ou la prothèse.
- Catégorie
- Medtech et recherche
- Structure
- FHNW
- Période
- 2023 – 2026
- Technologies
- nRF52840, nRF52832, ATtiny, MMC5603, Zephyr, BLE, USB, GPU, C++, Altium
- Site web
- bellwaldtec.ch ↗
Contexte
Prendre la forme d'un pied ou d'un moignon passe en général par un moulage en plâtre et impose d'immobiliser le patient, ce qui est difficile avec des enfants ou des patients spastiques. Ici, le praticien enroule autour du membre sept bandages équipés de capteurs magnétiques et place à côté une source de champ pliante sur trépied. La source allume ses bobines l'une après l'autre pendant que les capteurs mesurent le champ, et l'acquisition complète dure 2 secondes. Un calcul de multilatération convertit les mesures en nuage de points clairsemé, un modèle d'IA complète les zones entre les bandages, puis le nuage dense devient un modèle STL qui sert à concevoir l'orthèse ou la prothèse. Les mains du praticien ne perturbent pas la mesure : il peut maintenir et corriger la position du membre pendant le scan. La technologie a été développée à la FHNW et est commercialisée par la spin-off BellwaldTEC.
Mon rôle
Architecture et développement du firmware d'acquisition temps réel : un maître nRF52840 sur la source de champ, relié au PC en USB, et un nRF52832 sur chacun des sept bandages, qui interroge en I²C des ATtiny pilotant les capteurs, conception basse consommation, appairage, séquencement déterministe des phases des bobines et synchronisation BLE des modules de mesure. Développement de la liaison USB vers le PC et de l'implémentation GPU de la multilatération, qui réduit drastiquement le temps de calcul, ainsi que du logiciel de test en C++ servant d'outil de développement pour déboguer, tester et faire évoluer le système. Conception des PCB flexibles et rigides, et tenue de la documentation technique.