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Les ingénieurs de Columbia inventent un entraîneur robotique pour les lésions de la moelle épinière

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Une équipe de Columbia Engineering a inventé un dispositif robotique - le Trunk-Support Trainer (TruST) - qui peut être utilisé pour aider et entraîner les personnes souffrant de lésions de la moelle épinière (SCI) à s'asseoir plus stablement en améliorant le contrôle de leur tronc.

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"Nous avons conçu TruST pour les personnes atteintes de lésions médullaires qui sont généralement en fauteuil roulant", explique Sunil Agrawal, directeur du projet et professeur de génie mécanique, de réadaptation et de médecine régénérative. "Nous avons découvert que le TruST non seulement empêche les patients de tomber, mais qu'il maximise également les mouvements du tronc au-delà du contrôle postural des patients, ou des limites de l'équilibre."

Le TruST est une courroie motorisée à câble placée sur le torse de l'utilisateur pour déterminer les limites du contrôle postural et la zone de travail assise chez les personnes atteintes de LM. Il exerce 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 LM qui ont participé à l'étude pilote ont été examinés à l'aide du test postural d'assise en étoile, un test postural personnalisé qui leur demandait de suivre une balle avec leur tête et de bouger leur tronc le plus loin 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 aller plus loin lors des excursions dans le coffre dans les huit directions et élargir considérablement l'espace de travail assis autour de leur corps, soit en moyenne environ 25 % de plus.

"La capacité de TruST à fournir un retour d'effort continu personnalisé en fonction des limites posturales de l'utilisateur ouvre de nouvelles frontières pour mettre en œuvre des paradigmes basés sur l'apprentissage moteur afin de recycler l'assise fonctionnelle chez les personnes atteintes de LM", déclare Victor Santamaria, physiothérapeute, chercheur postdoctoral au laboratoire de robotique et de réadaptation d'Agrawal.

L'équipe d'Agrawal étudie actuellement l'utilisation du TruST dans le cadre d'un paradigme de formation pour améliorer le contrôle du tronc des adultes et des enfants souffrant de lésions de la moelle épinière. "La plateforme robotique sera utilisée pour former les participants aux PCD en les mettant au défi de déplacer leur tronc sur un espace de travail plus grand, avec TruST fournissant les champs de force nécessaires pour ramener les sujets en toute sécurité à leur position assise neutre", explique M. Agrawal. "Ce champ de force sera adapté aux besoins des participants au fil du temps, à mesure qu'ils amélioreront leur espace de travail et le contrôle de leur posture"