Franchir les limites des prothèses myoélectriques de bras: contrôle naturel par mouvements fantômes – PhantoMovControl

Parmi les raisons du rejet des prothèses myoélectriques après une amputation de bras, le nombre réduit d'articulations actives qu'offrent ces prothèses et la complexité des contrôles proposés figurent au premier plan. Parmi les approches de commande actuelles, aucune n'a expérimenté l'utilisation des conséquences de la réorganisation neuromusculaire après l'amputation. Cette réorganisation, responsable de l'apparition d'un membre fantôme mobile chez 77 % des sujets amputés du membre supérieur, génère pourtant au niveau des muscles du membre résiduels des activités myoélectriques spécifiques corrélées aux mouvements du membre fantôme.Nous avons récemment observé que cette réorganisation neuromusculaire induit l'apparition de sous-volumes musculaires fonctionnellement distincts au sein d'un même muscle (cad s'activant de façon distincte et indépendante au sein d'un même muscle en fonction du type de mouvements fantômes exécutés). L'objectif principal du projet PhantoMovControl est de proposer une nouvelle approche de commande exploitant une mesure haute résolution de cette activité myoélectrique du membre résiduel associée aux mouvements du membre fantôme. Notre approche permettra un contrôle naturel et intuitif de nombreux degrés de libertés motorisés et ce sans entraînement lourd : les patients n'auront qu'à exécuter un mouvement de leur membre fantôme pour que la prothèse mime ce geste. L'objectif de ce projet est de développer en 3 ans un kit de contrôle pour les prothèses polydigitales disponibles et de rapidement transférer notre approche de commande aux domaines clinique et commercial. Ce kit de contrôle sera constitué d'une matrice d'électrodes pouvant être placées au contact du membre résiduel dans l’emboîture de la prothèse (éléctrodes ultra-fines sans fils montées sur un support extensibles) et d'un boîtier de contrôle réalisant la classification en temps réel de l'activité myoélectrique associée aux mouvements du membre fantôme et le contrôle de la prothèse polydigitale. Les matrices d'électrodes jusqu'ici disponibles ne correspondant pas à nos exigences, un partenaire industriel spécialiste de cette technologie a été ajouté à notre consortium académique afin d’accélérer le transfert de nos résultats au monde de l’industrie prothétique.
Dans le but de rendre ce mode de contrôle robuste et personnalisable (adapté à la variabilité intra et inter-patients), nous étudierons la réorganisation neuromusculaire post-amputation afin d'obtenir des connaissances théoriques sur ces signaux myoélectriques associés à l'action fantôme (leur évolution dans le temps et après entraînement ; leurs variations dues aux mouvements combinés du membre résiduel) pour assurer la capacité du système à fonctionner en tout circonstances. En parallèle, nous étudierons les différents phénomènes anthropologiques, sociaux et culturels qui conditionnent l'appropriation par les patients des technologies d'appareillage prothétiques, afin d'adapter au mieux nos recherches aux attentes réelles des patients. Notre consortium multidisciplinaire, mêlant sciences humaines et sociales, neurosciences et ingénierie, est constitué de 3 partenaires scientifiques (ISM, ISIR, CETCOPRA), 1 partenaire clinique (IRR) et 1 partenaire industriel (Microvitae), qui interagiront dans le cadre de 5 tâches principales. Les ressources principales demandées sont un ingénieur pour le développement des plateformes expérimentales et des algoritmes de commande (ISIR), un chercheur postdoctoral pour l’étude de la robustesse de l’EMG et son évolution après entraînement (ISM), et un ergothérapeute pour l’évaluation fonctionnelle et un prothésiste pour l’adaptation de la prothèse (IRR). Nous sommes convaincus que cette nouvelle interface fonctionnera de façon symbiotique avec la neuroplasticité sous-jacente et ainsi stabilisera le contrôle des mouvements fantômes et leur EMG associé et donc de la prothèse ce qui résultera en une appropriation rapide par le patient de cette technologie.