Si vous avez du mal à vous lever, le robot exosquelette peut vous aider

Auteurs : Gao Dayong, Chen Jibao ; Juge en chef : Zhai Hua

Unité : Hôpital de réadaptation Yangzhi de Shanghai (Centre de réadaptation Sunshine de Shanghai)

Cet ouvrage de vulgarisation scientifique fait partie des documents de vulgarisation scientifique de la série « N'ayez pas peur des lésions de la moelle épinière, il existe des moyens de les prévenir et de les réhabiliter »

Dans l’esprit de tous, des mots comme « lésion de la moelle épinière » et « paraplégie » signifient que l’on ne peut être confiné qu’à un fauteuil roulant ou même alité pendant une longue période. De nombreux patients atteints de lésions de la moelle épinière s’attendent également à retrouver la capacité de se tenir debout et de marcher. Avec les progrès de la technologie, se tenir debout et marcher ne sont plus un rêve inaccessible pour les patients atteints de lésions de la moelle épinière, et les robots exosquelettes sont l’une des armes qui les aident à réaliser leurs rêves.

Les robots exosquelettes peuvent être considérés comme une technologie qui étend, complète, remplace ou améliore les fonctions et capacités humaines. Ils peuvent non seulement aider les patients souffrant de lésions de la moelle épinière à retrouver la capacité de se tenir debout et de marcher, mais également réduire le risque d'escarres causées par une position assise prolongée dans un fauteuil roulant, maintenir une mobilité articulaire normale, améliorer la santé cardiaque, la force musculaire et l'état psychologique, et soulager la dépression.

Historique du développement

Premières utilisations militaires des robots exosquelettes

Cette technologie remonte au début des années 1960, lorsque le ministère de la Défense américain a proposé pour la première fois le concept de « blindage » dynamique. Dans le même temps, le Cornell Aeronautical Laboratory a commencé à développer des augmentateurs humains (mains robotisées) pour augmenter la force des opérateurs humains. De 1966 à 1971, General Electric a développé davantage le concept d'augmentation humaine à travers le projet Hardiman. Ils peuvent être considérés comme les ancêtres des exosquelettes de rééducation actuels.

Les robots exosquelettes sont généralement constitués d’un système d’alimentation et de capteurs qui mesurent le couple des moteurs. De plus, certains incluent également des capteurs qui captent les biosignaux, comme l'électromyographe (EMG) qui mesure les signaux musculaires ou l'électroencéphalogramme (EEG) qui permet de capter les signaux électriques du cerveau et de les convertir en signaux de commande, entre autres. En plus du robot présenté ci-dessus, d'autres robots exosquelettes médicaux actuellement disponibles sur le marché incluent Lokomat, ReWalk, HAL, Ekso GT, Rex et Indego (Figure AF).

Avantages des robots exosquelettes par rapport aux aides à la marche traditionnelles :
1. Sécurité Afin de garantir que les utilisateurs puissent utiliser l'exosquelette en toute sécurité, en plus du contrôle anti-erreur défini par le système, il existe deux mesures de sécurité : l'une consiste à vérifier l'angle d'inclinaison et la vitesse angulaire du torse de l'utilisateur pour assurer un bon transfert du centre de gravité ; l'autre est que lorsque la jambe oscillante entre en collision avec le sol ou devient incapable de bouger en raison de spasmes excessifs, le système vérifiera si le courant du moteur est supérieur au seuil pour garantir qu'aucune tension musculaire ne se produira. De plus, la partie de support sur chaque jambe peut être ajustée en fonction de la circonférence des membres inférieurs de l'utilisateur. Cette conception permet d'éviter efficacement les abrasions cutanées lors de la marche avec un robot exosquelette.

2. Économisez des efforts

Les patients souffrant d’une lésion de la moelle épinière thoracique doivent dépenser beaucoup d’énergie physique lorsqu’ils portent le KAFO pour se tenir debout et marcher. De plus, la faible efficacité de la marche et la vitesse de marche lente sont les principaux facteurs du faible taux d’utilisation des orthèses telles que KAFO. Si un patient paraplégique s’appuie sur des dispositifs d’assistance tels que des béquilles d’avant-bras pour marcher, il doit s’appuyer fortement sur les membres supérieurs pour supporter le poids du corps tout en assurant un transfert de gravité en douceur pour maintenir l’équilibre. Non seulement ce modèle de mouvement est inefficace, mais il peut également entraîner des blessures sportives en raison de la lourde charge exercée sur les épaules et les poignets. Le plus grand avantage de l’exosquelette par rapport au KAFO traditionnel est que les moteurs au niveau des articulations fournissent le couple d’extension articulaire nécessaire aux activités fonctionnelles. En conséquence, les utilisateurs peuvent s’asseoir, se tenir debout et marcher en utilisant des schémas de mouvement presque normaux plutôt que des schémas de mouvement compensatoires qui pourraient endommager leur corps.

Perspectives de développement

Les robots exosquelettes sont devenus un outil adapté pour aider les patients à récupérer. Il est non seulement facile à utiliser, mais peut également fournir aux thérapeutes des données objectives, ce qui facilite l’élaboration de plans de formation plus appropriés et permet ainsi d’obtenir de meilleurs résultats de formation.

Ces dernières années, les exosquelettes se sont développés rapidement, non seulement avec des moteurs plus petits, mais aussi avec un bruit plus faible, une taille plus petite et une efficacité plus élevée. Je crois que dans un avenir proche, les exosquelettes seront plus intelligents et plus légers, nous permettant non seulement de marcher plus vite, plus régulièrement et plus souplement, mais aussi de permettre aux patients d’obtenir de meilleurs résultats de traitement !

(Certaines images de cet article proviennent d'Internet)

Références :

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