Columbia développe des "assistances robotiques de soutien du tronc" pour les personnes atteintes de lésions de la moelle épinière

Des ingénieurs de l'université de Columbia ont inventé un entraîneur robotique de soutien du tronc pour recycler les patients souffrant de lésions de la moelle épinière afin qu'ils s'assoient plus stablement et bénéficient d'un espace de travail assis actif élargi. (Voir la vidéo ci-dessous.)

Les lésions de la moelle épinière (SCI) peuvent causer des dommages dévastateurs, notamment une perte de mobilité et de sensation. Chaque année, on estime à 17 000 le nombre de nouvelles lésions médullaires rien qu'aux États-Unis, un taux plus élevé que dans la plupart des régions du monde.

En outre, le taux de lésions médullaires chez les personnes de 65 ans ou plus devrait augmenter aux États-Unis, passant de 13 % en 2010 à 16,1 % d'ici 2020.

Les données montrent également un taux de survie élevé pour ces patients, qui ont besoin de fonctionner au quotidien, mais qui trouvent que la position assise est un défi majeur.

Une équipe de Columbia Engineering a inventé un dispositif robotique - le Trunk-Support Trainer (TruST) - qui peut être utilisé pour aider et former les personnes atteintes de SCI à s'asseoir de manière plus stable en améliorant leur contrôle du tronc et en obtenant un espace de travail assis actif élargi sans tomber. ou en utilisant leurs mains pour équilibrer.

L'étude, publiée aujourd'hui dans Spinal Cord Series and Cases, est la première à mesurer et à définir l'espace de travail assis des patients atteints de lésion médullaire en fonction de leur contrôle actif du tronc.

Sunil Agrawal, chercheur principal du projet et professeur de génie mécanique, de réadaptation et de médecine régénérative, déclare :"Nous avons conçu TruST pour les personnes atteintes de lésions médullaires qui sont généralement des utilisateurs de fauteuils roulants.

"Nous avons constaté que TruST non seulement empêche les patients de tomber, mais maximise également les mouvements du tronc au-delà du contrôle postural ou des limites d'équilibre des patients."

TruST est une ceinture motorisée à câble placée sur le torse de l'utilisateur pour déterminer les limites de contrôle postural et la zone d'espace de travail assis chez les personnes atteintes de SCI. Il fournit des forces sur le torse lorsque l'utilisateur effectue des mouvements du haut du corps au-delà des limites de stabilité posturale en position assise.

Les cinq sujets atteints de SCI qui ont participé à l'étude pilote ont été examinés avec le Postural Star-Sitting Test, un test postural personnalisé qui les obligeait à suivre une balle avec leur tête et à déplacer leur tronc aussi loin que possible, sans utiliser leurs mains.

Le test a été répété dans huit directions et les chercheurs ont utilisé les résultats pour calculer l'espace de travail assis de chaque individu.

L'équipe a ensuite adapté le TruST pour chaque sujet afin d'appliquer des champs de force d'assistance personnalisés sur le torse pendant que les sujets effectuaient à nouveau les mêmes mouvements.

Avec le TruST, les sujets ont pu atteindre plus loin pendant les excursions du tronc dans les huit directions et élargir considérablement l'espace de travail assis autour de leur corps, en moyenne d'environ 25 % de plus.

Victor Santamaria, physiothérapeute, chercheur postdoctoral au laboratoire de robotique et de réadaptation d'Agrawal et premier auteur de l'article, déclare :« La capacité de TruST à fournir un retour de force continu personnalisé pour les limites posturales de l'utilisateur ouvre de nouvelles frontières pour mettre en œuvre l'apprentissage moteur. paradigmes basés sur la rééducation fonctionnelle en position assise chez les personnes atteintes de SCI.

"Nous pensons que TruST est un outil de réadaptation SCI très prometteur."

L'équipe d'Agrawal explore actuellement l'utilisation de TruST dans un paradigme d'entraînement pour améliorer le contrôle du tronc des adultes et des enfants atteints de lésions de la moelle épinière.

Agrawal déclare :« La plate-forme robotique sera utilisée pour former les participants atteints de SCI en les mettant au défi de déplacer leur tronc sur un espace de travail plus grand, avec TruST fournissant des champs de force d'assistance selon les besoins pour ramener en toute sécurité les sujets à leur position assise neutre.

"Ce champ de force sera ajusté aux besoins des participants au fil du temps à mesure qu'ils améliorent leur espace de travail et le contrôle de leur posture."