Neuromusculoskeletal human multibody models for the gait of healthy and spinal-cord-injured subjects

Resumen

Les personnes sourant d'une lesion medullaire conservant une bonne mobilite au niveau de la hanche mais ayant une mobilite nulle ou tres faible au niveau du genou et de la cheville ont la possibilite de marcher avec l'aide d'ortheses de genou-chevillepied et de bequilles. Cependant, comme les genoux sont maintenus en extension tout au long du cycle de marche, m^eme pendant la phase du swing, le mouvement de marche devient tr es inconfortable car il demande une el evation additionnelle du bassin durant le swing, entra^ nant ainsi un co^ut energ etique elev e qui fait appara^ tre rapidement la fatigue. De plus, l'utilisation de b equilles entra^ ne des charges elev ees dans certaines articulations, en particulier les epaules, susceptibles de provoquer des blessures a long terme. Il en r esulte que de nombreux patients pr ef erent utiliser leur fauteuil roulant, perdant ainsi les avantages de la marche pour leur r e education et leur etat de sant e g en eral. A n d'att enuer ces probl emes, des orth eses actives ont et e propos ees pour d etecter la phase du swing et lancer un cycle de exionextension du genou, simulant ainsi le mouvement normal d'une personne saine, ce qui peut rendre la d emarche plus confortable et augmenter les chances r eelles de marcher pour les utilisateurs. Certaines grandeurs, telles que les forces de r eaction des articulations ou le co^ut energ etique peuvent servir d'indicateurs pour evaluer l'e et des dispositifs d'assistance sur un utilisateur sp eci que et, par cons equent, la probabilit e de son utilisation r eelle a long terme. L'utilisation combin ee de la capture de mouvement, de forces et d'EMG et de mod eles neuromusculosquelettiques personnalis es permet d'estimer les grandeurs mentionn ees, sans recourir a des tests exp erimentaux longs et fatigants que ces sujets pourraient di cilement r ealiser. Par cons equent, le pr esent travail est consacr e, d'une part, a examiner, s electionner, adapter, am eliorer et/ou d evelopper et valider toutes les m ethodes et tous les outils n ecessaires a cet e et : (i) mod eles musculosquelettiques personnalis es ; ii) m ethodes d'analyse aux niveaux squelettique et musculosquelettique ; (iii) m ethodes d'estimation des co^uts energ etiques. Et, d'autre part, de les appliquer a deux sujets atteints d'une l esion m edullaire, bilat erale pour l'un, et unilat erale pour le second, et de comparer une nouvelle orth ese active avec une originale, passive. Les r esultats montrent que l' evaluation de l'impact du dispositif a l'aide des indicateurs mentionn es est e - cace et que la nouvelle orth ese active o re objectivement des facilit es pour marcher aux utilisateurs.