Restoration of grasping functions through assistive orthoses for individuals with arm paralysis
Restauration des fonctions des membres supérieurs par des orthèses d'assistance pour des personnes ayant une paralysie
Résumé
Upper limb paralysis can be caused by various diseases or traumas. Individuals with spinal cord injuries often suffer from tetraplegia, which significantly affects their quality of life and requires assistance from a caregiver. Functional electrical stimulation (FES) can restore some functionality to paralyzed upper limbs.Assistive technologies such as orthotic devices can also be used to improve functional abilities. This thesis focuses on the development of assistive orthoses for distal parts of upper limbs.A hybrid orthosis has been developed for the hand and wrist, consisting of a mechanical orthosis designed to work with an electrical stimulator. A simpler orthosis to assist key-grip has been developed following the Humanlabs approach.Experiments have been conducted with patients to test the usability and functional gain of these orthoses. Results are promising, but trials with a larger population would be necessary to infere.Experiments with individuals with paralysis highlighted the importance of pronation and supination in hand movements, especially for individuals with grip impairments. To design an assistive orthosis for these movements, a four-bar spherical mechanism has been developed, capable of producing an 80° rotation. By stacking two mechanisms, a 160° rotation can be achieved.Future research perspectives include the development of a modular system potentially coupled with FES to create a generic system adaptable to each individual.
La paralysie des membres supérieurs peut être causée par diverses maladies ou traumatismes. Les personnes atteintes de traumatisme médullaire souffrent souvent de tétraplégie, qui affecte considérablement leur qualité de vie et nécessite l'aide d'un tiers. La stimulation électrique fonctionnelle (SEF) permet de restaurer certaines fonctionnalités des membres supérieurs paralysés.Les aides techniques telles que les orthèses d'assistance peuvent également être utilisées pour améliorer les capacités fonctionnelles.Cette thèse se concentre sur le développement d'orthèses d'assistance pour les parties distales du membre supérieur.Une orthèse hybride a ainsi été développée pour la main et le poignet, constituée d'une orthèse mécanique conçue pour fonctionner avec un stimulateur électrique.Une orthèse plus simple pour assister la prise en « key-grip » a été développée en suivant l'approche des Humanlabs.Des expérimentations ont été menées avec les patients pour tester l'utilité de ces orthèses.Les résultats sont encourageants, mais des essais auprès d'une plus grande population seraient nécessaires pour pouvoir conclure.Les expérimentations avec les patients ont mis en exergue l'importance de la pronation et de la supination dans les mouvements de la main, notamment pour les personnes ayant une déficience de la préhension. Afin de concevoir une orthèse d'assistance pour ces mouvements, un mécanisme à base de système sphériques quatre barres a été développé, capable de produire une rotation de 80°.En empilant deux mécanismes, une rotation de 160° peut être obtenue.Les perspectives de recherche incluent le développement d'un système modulaire potentiellement couplé à de la SEF pour créer un système générique adaptable à chaque individu.
Origine : Version validée par le jury (STAR)