Évaluation du réseau d'enregistrement implantable myoélectrique (MIRA) chez les participants ayant subi une amputation transradiale (MIRA)

Un défi bien documenté avec les dispositifs myoélectriques actuels est l'utilisation courante de seulement deux électrodes EMG de surface pour enregistrer les signaux de contrôle, généralement une sur chacun des compartiments des muscles extenseurs et fléchisseurs du membre résiduel. Avec cette configuration d'électrodes, un seul mouvement peut être contrôlé à tout moment. Le passage à de nouveaux mouvements ou schémas de préhension nécessite généralement une méthode de commutation secondaire. Ce contrôle séquentiel permet des prises fonctionnelles préprogrammées et peut être sélectionné par des modèles de co-contraction de groupes musculaires antagonistes. Cependant, cette approche a un succès limité en raison de la nature lente et non intuitive des activations musculaires requises. Par exemple, la contraction des muscles fléchisseurs peut être utilisée pour fermer la main, mais pour faire tourner le poignet, une co-contraction des fléchisseurs et des extenseurs (pour changer de mode de contrôle) suivie d'une contraction des fléchisseurs est nécessaire. Cette approche non intuitive ignore la fonction normale des muscles de l'avant-bras et présente un autre inconvénient : le contrôle simultané de l'ouverture de la main et de la rotation du poignet est impossible. L'ajout de modèles de préhension supplémentaires peut aggraver le problème et oblige souvent l'utilisateur à parcourir les différents modèles préprogrammés en effectuant plusieurs co-contractions jusqu'à ce que le mouvement correct soit sélectionné. Les systèmes basés sur des électrodes de surface reposent également sur de fortes contractions musculaires, qui sont inefficaces et contribuent à une utilisation difficile et au rejet ultime de la prothèse. D'autres complications associées aux électrodes de surface sont les changements de signal dus aux conditions environnementales telles que la transpiration, le changement quotidien d'emplacement des électrodes en raison de problèmes liés à la peau et la sensibilité à la diaphonie et aux artefacts de mouvement. En revanche, les électrodes implantables sont protégées des conditions environnementales, restent fixées en place, peuvent enregistrer de petits signaux provenant de muscles qui se contractent doucement et peuvent enregistrer de nombreux signaux différents pour permettre potentiellement un contrôle plus complexe et simultané de plusieurs articulations.

Des recherches récentes sur le contrôle myoélectrique se sont concentrées sur le développement de nouveaux paradigmes de contrôle, tels que le contrôle simultané à plusieurs degrés de liberté et le contrôle de la vitesse proportionnelle. Souvent, les enregistrements EMG de surface d'une paire de muscles antagonistes sont utilisés pour contrôler un seul degré de liberté. Les électrodes implantables se sont révélées prometteuses comme méthode alternative dans les études préliminaires sur des sujets humains, et des recherches récentes ont démontré que jusqu'à trois degrés de liberté ont été contrôlés simultanément dans un environnement virtuel à l'aide d'électrodes intramusculaires, ainsi que d'un contrôle proportionnel de la vitesse. Le système de capteur myoélectrique implantable (IMES®) utilise huit électrodes implantées (six activement nécessaires pour le contrôle, deux en secours) pour contrôler trois degrés de liberté. Une autre étude utilisant les mêmes sondes EMG et la même configuration d'électrodes que MIRA, implantées par voie percutanée, a permis de contrôler simultanément jusqu'à 6 degrés de liberté (flexion du pouce, flexion de l'index, flexion moyenne, adduction et abduction du pouce, flexion et extension du poignet, et pronation et pronation du poignet). supination) d'une prothèse avancée. Alors que les prothèses myoélectriques s'éloignent des mouvements préprogrammés et de la reconnaissance des formes, un minimum de deux électrodes implantées dans des cibles musculaires distinctes semble nécessaire pour contrôler un seul degré de liberté.

L'approche de l'investigateur vise à répondre aux limites du contrôle des mains prothétiques à la pointe de la technologie. Les enregistrements EMG intramusculaires multicanaux utilisant l'implant MIRA seront utilisés pour piloter des mouvements simultanés de la main et du poignet, offrant une amélioration significative du contrôle moteur par rapport à l'état de l'art actuel. Plus précisément, l'objectif est d'obtenir le contrôle de la rotation du poignet et de l'ouverture/fermeture de la main et, de manière optimale, la flexion/extension du poignet et la flexion/extension indépendante de quatre doigts. Des personnes ayant subi une amputation transradiale seront recrutées dans cette étude dans le but de restaurer la fonction de la main et du poignet.

Les chercheurs ont conçu MIRA pour éliminer les connexions percutanées, ce qui réduira le risque d'infection et minimisera la quantité de soins requis par les sujets de l'étude. L'étude est conçue pour durer un an, y compris une quantité importante de tests à domicile. Principes de téléréadaptation (par ex. surveillance à distance, vérifications régulières des progrès) seront utilisées pour assurer une communication fréquente avec les enquêteurs et une évaluation régulière des performances de l'appareil. La réalisation d'une étude d'un an fournira suffisamment de temps pour permettre aux sujets d'apprendre à utiliser leur nouvel appareil et nous permettra également de documenter les performances à long terme de l'appareil. Les enquêteurs recueilleront des données de sécurité préliminaires et documenteront le type et la fréquence de tout événement indésirable survenant pendant la durée de l'implantation. La qualité du signal EMG et les performances globales de l'appareil pendant la durée de l'implantation seront également mesurées.