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Publication IRR Amputation MS Janvier 2018 Étude de cas expérimentale

Can We Achieve Intuitive Prosthetic Elbow Control Based on Healthy Upper Limb Motor Strategies?

M. Merad, É. de Montalivet, A. Touillet, N. Martinet, A. Roby-Brami, N. Jarrassé — IRR UGECAM Nord-Est, Nancy / ISIR Sorbonne
A retenir

Un coude prothétique automatiquement piloté par un modèle de coordination inter-articulaire réduit les compensations du tronc de plus de 75 % chez un amputé transhuméral.

I Introduction

Les amputés transhuméraux effectuent des mouvements décomposés avec de larges compensations du tronc pour compenser l'absence de contrôle naturel du coude.

En bref : Évaluation d'un contrôle automatique du coude prothétique basé sur les synergies épaule-coude, comparé au contrôle myoélectrique conventionnel chez un amputé transhuméral.

M Méthode

Un amputé trans-huméral a réalisé une tâche de pointage vers 18 cibles avec son coude prothétique contrôlé de deux façons : en mode myoélectrique classique et en mode automatique basé sur les mouvements naturels de l'épaule.

Détails techniques

1 amputé trans-huméral gauche (34 ans). Tâche : pointage 18 cibles (9 × 2 distances). Mode ME (conventionnel) vs mode A (automatique par modèle RBFN entraîné sur 2 sujets sains). 2 IMUs mesurant l'épaule. Cinématique Vicon corps entier + 2 plateformes de force.

R Résultats

Le mode automatique a considérablement réduit les mouvements compensatoires du tronc (divisés par plus de 4), restaurant un comportement plus naturel, mais avec une précision moindre pour les cibles éloignées.

Détails techniques

Trajectoire tronc : 170,2±56,2 mm (ME) vs 37,6±21,8 mm (A). Inclinaison tronc : 9,1±5,7° (ME) vs 3,1±2,6° (A). Élévation humérale : 7,1±3,9° (ME) vs 17,9±11,0° (A). Erreur précision : 41,5±18,3 mm (ME) vs 193,9±101,2 mm (A).

D Discussion

Le mode automatique restaure des mouvements synchrones épaule-coude mais sa précision est limitée par les contraintes mécaniques du socket qui réduisent l'amplitude des mouvements du moignon. Une adaptation du modèle aux cinématiques spécifiques des amputés est nécessaire.