Une prothèse capable de détecter les mouvements d’un membre fantôme chez les amputés de bras

05 décembre 2018

Nathanaël Jarrassé, chargé de recherche au sein de l'équipe AGATHE (ERL Inserm U 1150) à l'Institut des Systèmes Intelligents et de Robotique (CNRS / Sorbonne Université), a coordonné la conception d'un prototype de prothèse capable de détecter les mouvements d'un membre amputé (dit "fantôme"). Les résultats de cette étude sont publiés dans la revue Frontiers in Bioengineering and Biotechnology en novembre.

Introduction

Au sein de l’équipe du projet ANR PhantoMovControl qui rassemble des chercheurs en neuroscience de Aix-Marseille Université et des médecins de l’Institut Régional de Réadaptation de Nancy (IRR UGECAM Nord-Est), Nathanaël Jarrassé, chargé de recherche CNRS au sein de l’équipe AGATHE (Assistance aux Gestes et Applications Thérapeutiques, ERL Inserm U 1150) à l’ISIR (Institut des Systèmes Intelligents et de Robotique, CNRS / Sorbonne Université) a coordonné la conception d’un prototype capable de détecter, grâce à des électrodes posées sur le membre résiduel, les mouvements d’un membre amputé (dit « fantôme ») et d’actionner un bras prothétique, le tout sans chirurgie et sans phase d’apprentissage. Les résultats obtenus ont été publiés dans la revue Frontiers in Bioengineering and Biotechnology en novembre.

Le contexte

La plupart des personnes amputées perçoivent des sensations au niveau de leur membre perdu, appelé en conséquence « membre fantôme ». Dans une précédente étude épidémiologique, l’équipe de recherche avait démontré que 75% d’entre eux pouvaient effectuer des mouvements volontaires avec leur membre fantôme. Cette mobilisation est associée à un ensemble de contractions musculaires, complexes mais très spécifiques, au niveau du membre résiduel (moignon).

Cependant, chez les personnes amputées de bras au-dessus du coude, les groupes musculaires en jeu n’ont pas de lien avec les articulations mobilisées avant l’amputation, mettant en évidence l’existence un possible phénomène de réinnervation naturelle et spontanée, sans intervention chirurgicale (on parle de « re-routage »).

Ainsi, Nathanaël Jarrassé et ses collaborateurs se sont attelés au développement d’un algorithme capable de reconnaître l’activité musculaire produite lors de cette mobilisation afin de reproduire ce mouvement via une prothèse.

Les résultats

Lors de cette étude, deux participants amputés d’un bras ont utilisé ce dispositif pour actionner une prothèse placée au niveau du moignon, afin d’effectuer des tâches fonctionnelles de saisie / lâcher d’objets. Malgré des temps d’action plus longs, les premiers résultats sont encourageants : les deux participants ont été capables de maîtriser cette approche, et ce après une très courte phase de familiarisation.

Les perspectives

Ces premiers résultats démontrent le potentiel de cette approche fondée sur le contrôle du membre fantôme, et l’intérêt de poursuivre l’exploration de ce phénomène. À long terme, l’utilisation de ce type d’approche de contrôle de prothèse pourrait représenter une alternative viable et efficace à celles nécessitant des interventions chirurgicales de réinnervation, beaucoup moins évidentes à subir pour les patients amputés.

Références

Phantom-mobility-based prosthesis control in transhumeral amputees without surgical without surgical reinnervation: a preliminary study, Frontiers in Bioengineering and Biotechnology

Équipe AGATHE (ERL Inserm U 1150, ISIR, CNRS / Sorbonne Université)


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