Robotique et Réhabilitation Agnès Roby-Brami Laboratoire de Neurophysique et Physiologie,...

Robotique et Réhabilitation

Agnès Roby-Brami

Laboratoire de Neurophysique et Physiologie,Université Paris Descartes, CNRS UMR 8119;

agnes.roby-brami@univ-paris5.fr

Buts de la rééducationLésion neurologique : paralysie

◦Moelle épinière : para-tétraplégie. ◦Cerveau (AVC) : hémiplégie.

Récupération « spontanée » limitée.Buts de la rééducation :

◦éviter les complications (atrophie, rétractions..)◦Réduire les déficiences (meilleure récupération) ◦améliorer la fonction dans la vie quotidienne◦Réduire le handicap dans la vie sociale (aides

techniques, accessibilité)

Robotique et handicap

Robotique d’assistance, ◦pour suppléer ou compléter une fonction motrice

déficiente: équilibre, locomotion, manipulation...◦Problématique « Aide technique »

De rééducation. ◦exercice sensorimoteur guidé par un thérapeute ◦pendant une période limitée◦Problématiques « Apprentissage et plasticité »◦transfert dans les gestes de la vie quotidienne ?

1- Rééducation de la locomotion

Copyright video : Hocoma (www.hocoma.ch)

Plasticité des réseaux spinaux.

Chat spinal : CPG activable Chat spinal chronique : activité

locomotrice seulement si entrainé sur tapis roulant.

Locomotion adaptable

Rossignol et Barbeau ~1990 Prog. Br. Res. 2002 Vol 137

Application à la rééducationRééducation « ciblée »

sur la locomotionEntrainement sur tapis

roulant.« Body weight

support » Indications variées, y

compris post-AVC

Développements Robotiques◦« Lokomat » « Gait trainer »

www.reha-stim.dewww.hocoma.ch

Evaluation clinique Difficile:

◦Traitements de longue durée◦Variabilité des patients, ◦évolution spontanée…

Standardisée Comparative

◦ intervention « contrôle »◦ randomisé…. ◦aspect quantitatif??

MulticentriqueMesures d’efficacité :

◦ biomécaniques : vitesses…◦ cliniques : interrogatoires. ◦ Indépendance, qualité de vie

Résultats des méta analyses

Patients …are more likely to achieve independent walking than patients receiving gait training without these devices. However, further research should address specific questions….

Efficacité non démontrée après lésion spinale. Prometteur après Accident Vasculaire Cérébral.

Meta analyse http://www.thecochranelibrary.com Mehrholz et al. 2007, 2008

Développements en cours

Modification de la charge: virages, terrains accidentés…

Environnement de réalité virtuelle

2: Rééducation des mouvements du bras après AVC

Mouvements, lents, segmentés, spastiquesPerte de la coordination épaule-coude, compensation par le troncPerte des mouvements fins des doigts

Pronostic ? Conception classique

Tout se joue à la période aigue (<3mois)

Le pronostic dépend de la gravité de la lésion (taille et localisation).

La moitié des patients gardent un handicap sévère du bras.

Perspectives nouvelles..

Démonstration de la plasticité corticale, chez le singe, puis chez l’homme.

Démonstration d’amélioration fonctionnelles à la phase chronique (Constraint therapy, Taub).

Nudo et al.. Science 1996;272: 1791-179 Taub et al. Nature reviews Neuroscience, 2002, 228-236

Robot therapy

MIT-MANUS

http://www.interactive-motion.com/

Robot à 2 ddl Contrôle en Impédance, Modes

passif, actif aidé, Résistance.

Cinématique

http://www.interactive-motion.com/

Fusion des sub-mouvements

Lissage de la trajectoire

Evaluation clinique: ◦Effet quantitatif positif ◦Spécificité discutée de

l’effet du robot.

Cinématique et coordination

Profil de vitesse diagramme coude-épaule

Robots 3ddl et Orthèses Kinehaptique

Orthèse Able (CEA LIST).◦Projet ANR Brahma (G. Morel,ISIR)◦But : rééduquer la coordination épaule-

coude. ◦Coopération homme-robot.

http://brahma.robot.jussieu.fr

With orthosisRapid with orthosisNo orthosis

Enregistrement de pointage 3D

Evaluation des contraintesmode « transparent »

http://brahma.robot.jussieu.fr

.4

.9

1.4

1.9

2.4

1 2 3 4 5 6 7 8 9

SC

RV

RC

500 550 600 650 700

-550

-500

-450

-400

-350

-300

-250

-200

-150Y

Ax

is

X Axis

no orthosis with otrhosisropid with orthosis

Hand Path to Target 9

Perspectives

Développer des modes de fixation, des modes de contrôle

Analyser l’interaction homme-robot (geste, mécanique, contraintes articulaires…)

Préciser leurs indicationsAssocier à Réalité virtuelle, FES…

Remerciements

J. Robertson, S. Hanneton, T. Hoellinger D. Wang B. Bussel, D. Bensmail, Garches

ANR-Psirob Brahma G. Morel, V. Pasqui, N. Jarassé, P. Garrec, Y. Perrot, F. Coledani F. Louveau O. Rémy-Néris, Brest