Étude de l'exosquelette de la hanche assistée pour les accidents vasculaires cérébraux

Un défi important dans la réalisation de la déambulation communautaire avec des exosquelettes est de fournir un système de contrôle adaptatif pour accomplir une grande variété de tâches locomotrices. De nombreux exosquelettes sont aujourd'hui développés sans une compréhension détaillée de l'effet de l'appareil sur le système musculo-squelettique humain. L'étude s'intéresse à explorer la question de savoir comment le système de contrôle affecte la biomécanique humaine, y compris la cinématique, la cinétique et les schémas d'activation musculaire. En optimisant les contrôleurs d'exosquelette basés sur la biomécanique humaine et en adaptant le contrôle en fonction de la tâche, ce travail pourra apporter le plus grand bénéfice aux patients et faire progresser l'état de l'art avec les exosquelettes de hanche d'assistance. Une grande population de patients qui pourraient bénéficier de la technologie d'assistance des membres inférieurs sont les survivants d'un AVC, qui est la population spécifique visée par cette proposition. Une caractéristique commune des survivants d'un AVC qui retrouvent leur capacité à marcher est que les muscles de la hanche sont surchargés en raison d'une faiblesse distale. Les chercheurs proposent d'utiliser un exosquelette de hanche motorisé pour augmenter leur musculature proximale, qui doit produire une puissance de sortie significative dans la plupart des activités de locomotion telles que se lever, marcher et monter des escaliers ou des pentes. Un autre aspect biomécanique des survivants d'un AVC est une démarche asymétrique en termes de cinématique, de cinétique et d'activations musculaires. La recherche examinera quel type d'assistance à l'exosquelette est le plus bénéfique pour les survivants d'un AVC pour améliorer la déambulation communautaire. L'hypothèse est que puisque la marche est asymétrique, le contrôleur devra être asymétrique pour fournir une assistance optimale pour aider à la mobilité. L'objectif de recherche à long terme est de créer des exosquelettes d'assistance motorisés qui sont d'une grande valeur pour les personnes souffrant de graves incapacités des membres inférieurs en améliorant les résultats cliniques tels que la vitesse de marche et la capacité de déambulation communautaire. L'objectif global du projet proposé est d'étudier les effets biomécaniques de l'utilisation d'un exosquelette de hanche avec des contrôleurs adaptatifs pour aider les survivants d'un AVC présentant des déficits des membres inférieurs à améliorer leurs capacités de déambulation dans la communauté. L'hypothèse centrale qui sous-tend les deux objectifs est que le contrôle de l'exosquelette qui s'adapte au terrain environnemental améliorera les mesures de mobilité pour les utilisateurs d'exosquelettes humains lors de tâches de déambulation communautaires. La raison en est que, puisque la biomécanique humaine change en fonction de la tâche, les contrôleurs d'exosquelette doivent également optimiser leurs niveaux d'assistance pour correspondre à ce que fait l'humain. L'équipe a déjà conçu et testé de manière approfondie un exosquelette de hanche autonome chez des sujets valides sur un tapis roulant et prévoit de poursuivre avec une étude distincte sur des sujets valides pendant la locomotion au-dessus du sol de la marche, des escaliers et des rampes. Le but de cette étude est de traduire un exosquelette de hanche robotique autonome pour fournir une assistance adaptative à la déambulation communautaire pour les survivants d'un AVC à mobilité réduite. L'équipe analysera les effets biomécaniques et les avantages cliniques de l'utilisation d'un exosquelette de hanche autonome pour un utilisateur ayant des difficultés à marcher (en raison d'un accident vasculaire cérébral). L'hypothèse principale pour cet objectif est que les survivants d'un AVC augmenteront leur mobilité dans les tâches de déambulation communautaire en utilisant le cadre de contrôle adaptatif. Une sous-hypothèse est que les survivants d'un AVC qui présentent une déficience unilatérale auront des résultats biomécaniques et cliniques supérieurs en utilisant un contrôleur à assistance asymétrique. Les enquêteurs s'attendent à ce qu'un contrôleur fournisse une plus grande assistance au côté handicapé pour améliorer la symétrie globale et aider le survivant d'un AVC à maintenir un schéma de marche plus efficace pour aider à améliorer la vitesse de marche (mesure de résultat principale). Le résultat attendu de ces objectifs sera une meilleure compréhension des effets biomécaniques et cliniques de l'application de l'assistance de la hanche avec un exosquelette robotique dans les tâches de déambulation communautaire telles que la marche en surface, les rampes et les escaliers. Ce travail servira de point de départ pour une étude planifiée plus large sur l'optimisation des contrôleurs afin d'améliorer la biomécanique chez les personnes à mobilité réduite à l'aide d'exosquelettes autonomes de la hanche motorisés. Cet objectif aura un impact positif en aidant à éclairer la conception et le contrôle du futur exosquelette pour aider les personnes handicapées des membres inférieurs, avec des informations spécifiques sur les survivants d'un AVC à mobilité réduite.