Matthieu Guémann

La perte d'autonomie engendrée par l'amputation du membre supérieur touche, en France, une population jeune et active. Les répercussions sur le plan physique et psychologique en font une problématique à la fois clinique, technique et scientifique. La faible prévalence de l'amputation du membre supérieur fait qu'elle est considérée comme une pathologie orpheline. L'appareillage proposé aux patients reste très limité dans ses commandes malgré les progrès technologiques et les multiples fonctionnalités apportées par les prothèses de dernière génération. Le contrôle de ces outils reste complexe et non intuitif, ce qui a pour conséquence un taux d'abandon élevé. Les travaux sur les prothèses myoélectriques ont mis en avant que pour être pleinement fonctionnelle et utilisée par les patients, la prothèse devrait pouvoir (i) générer des réponses réflexes, et (ii) redonner une sensorialité perdue. Durant cette thèse, nous avons exploré ces deux aspects que sont les comportements réflexes et la substitution sensorielle. La première partie étudie la régulation de la commande motrice par les boucles sensorimotrices de bas niveau. Nous avons testé un réseau simplifié connecté à un modèle musculo-squelettique de bras dans l'objectif de produire des mouvements d'amplitudes et de durées déterminées. Les capacités du réseau à produire ces comportements ont été évaluées par trois algorithmes d'optimisation. Cette étude nous a permis d’explorer l’espace des comportements possibles du système neuro-mécanique. Bien que très simplifié, le système était capable de produire des mouvements biologiquement plausibles en présence de gravité. Ce réseau simplifié montre une grande richesse d’expressions comportementales où un même mouvement peut être produit par plusieurs combinaisons de paramètres. Ce type de réseau est un candidat potentiel pour faire le lien entre les commandes descendantes basiques telles que les enregistrements d'activité musculaire (EMG) et les mouvements produits par les moteurs de la prothèse. De plus, cette structure a le potentiel de produire des réponses réflexes. Concernant l'étude de la substitution sensorielle, nous avons mis au point un dispositif produisant des stimulations vibrotactiles permettant de donner au sujet les informations de position angulaire de leur coude. Nous l'avons utilisé dans plusieurs expérimentations et mis en évidence les bonnes capacités de discrimination spatiale chez des patients amputés et des sujets sains. Nous l'avons ensuite utilisé dans un contrôle en ligne d'un bras virtuel où les vibrations permettaient de donner des repères spatiaux dans une tâche d'atteinte de cibles. Cette expérience a révélé que le feedback proprioceptif permettait d'améliorer la performance par rapport à une condition sans feedback. En revanche, si l'ajout du feedback proprioceptif à la vision n'a pas amélioré la performance, il ne l'a pas dégradé non plus. De plus, le contrôle en présence des deux feedback a été le plus apprécié des sujets. Ce travail nous a permis d'enrichir les connaissances autour de la commande des prothèses myoélectriques avec pour objectif de se rapprocher du contrôle le plus naturel possible.

Rehabilitation. Societe Française de Physiotherapie

Rehabilitation. Societe Française de Physiotherapie

Background: Current myoelectric prostheses lack proprioceptive information and rely on vision for their control. Sensory substitution is increasingly developed with non-invasive vibrotactile or electrotactile feedback, but most systems are designed for grasping or object discriminations, and few were tested for online control in amputees. The objective of this work was evaluate the effect of a novel vibrotactile feedback on the accuracy of myoelectric control of a virtual elbow by healthy subjects and participants with an upper-limb amputation at humeral level. Methods: Sixteen, healthy participants and 7 transhumeral amputees performed myoelectric control of a virtual arm under different feedback conditions: vision alone (VIS), vibration alone (VIB), vision plus vibration (VIS + VIB), or no feedback at all (NO). Reach accuracy was evaluated by angular errors during discrete as well as back and forth movements. Healthy participants’ workloads were assessed with the NASA-TLX questionnaire, and feedback conditions were ranked according to preference at the end of the experiment. Results: Reach errors were higher in NO than in VIB, indicating that our vibrotactile feedback improved performance as compared to no feedback. Conditions VIS and VIS+VIB display similar levels of performance and produced lower errors than in VIB. Vision remains therefore critical to maintain good performance, which is not ameliorated nor deteriorated by the addition of vibrotactile feedback. The workload associated with VIB was higher than for VIS and VIS+VIB, which did not differ from each other. 62.5% of healthy subjects preferred the VIS+VIB condition, and ranked VIS and VIB second and third, respectively. Conclusion: Our novel vibrotactile feedback improved myoelectric control of a virtual elbow as compared to no feedback. Although vision remained critical, the addition of vibrotactile feedback did not improve nor deteriorate the control and was preferred by participants. Longer training should improve performances with VIB alone and reduce the need of vision for close-loop prosthesis control.

Rehabilitation. Societe Française de Physiotherapie

Evidence-Based Practice (EBP) is an approach that has emerged in medical practice. In 2000, Sackett et al. stated the most common definition of the EBP approach: "the integration of the best research evidence with clinical expertise and patient values". Over time, many elements have been added and discussed by various authors to this initial definition (cost and duration of the intervention, therapist skills, regional resources provided for health, cultural influences, …). With evolution of the EBP approach, and these successive additions, we wish to propose a new definition of the EBP in order to bring it a more contemporary and complete face. For that reason, the different objectives of this article are : - to explain why making such a proposal : a new extended definition - to propose a new extended definition - to explain our semantic choices - to propose (and explain) an updated graphic model for the extended definition