Rehab Technologies IIT – INAIL, le laboratoire commun issu de la collaboration entre l’Institut italien de technologie et l’INAIL, a présenté à Maker Faire Rome 2024, FloatEVO : un dispositif médical robotique portable pour la rééducation des membres supérieurs, une évolution du modèle Float, conçu avec le Centre de rééducation Inail de Volterra.
FloatEVO est un exosquelette motorisé, développé pour promouvoir et accélérer la récupération motrice et fonctionnelle du complexe articulaire de l’épaule et du coude, non seulement à la suite de lésions orthopédiques post-traumatiques ou post-chirurgicales, telles que les lésions de la coiffe des rotateurs ou la chirurgie de prothèse inversée de l’épaule, mais aussi à la suite de lésions traumatiques neurologiques.
Caractéristiques Techniques Innovantes
Cette technologie combine les caractéristiques gagnantes des appareils automatisés de nouvelle génération, telles que l’intensité élevée des exercices proposés et la précision dans l’acquisition des variables physiologiques du patient, permettant de mesurer toute amélioration, avec le nouveau concept de rééducation basé sur un espace de travail plus grand que celui des appareils traditionnels, dans lequel des gestes fonctionnels réalistes peuvent être effectués grâce à la conception spécifique.
La présence du bras polyarticulé passif, qui permet au patient de ne pas sentir le poids de l’exosquelette lui-même, permet d’effectuer des mouvements impliquant l’ensemble du corps, y compris les muscles des membres inférieurs et du tronc, avec une plus grande liberté de mouvement que tous les robots de rééducation des membres supérieurs existants. En fait, le patient peut être libéré de sa position fixe et effectuer des activités de rééducation en se déplaçant dans un espace d’environ 3 mètres carrés, en interagissant physiquement avec l’environnement réel et en activant toutes les parties du corps impliquées dans le geste fonctionnel spécifique à rééduquer.
Aspects Mécaniques et Adaptabilité
D’un point de vue mécanique, FloatEVO présente une cinématique améliorée et étendue qui permet de reproduire les mouvements physiologiques du complexe articulaire de l’épaule et de l’omoplate, ainsi que la rééducation active de l’articulation du coude.
Cette nouvelle fonctionnalité permet aux cliniciens de mettre en place des protocoles de rééducation personnalisés pour chaque patient, visant à récupérer les fonctions de base de la vie quotidienne, telles que boire ou manger de manière autonome, toucher le dos ou la tête.
La nouvelle version comprend également la mise en œuvre d’articulations dotées de capteurs spécifiques très sensibles qui détectent les forces d’interaction avec le patient, ce qui permet de développer des commandes plus fines qui sont également adaptées et personnalisables pour les patients neurologiques.
En outre, sur la base des commentaires enregistrés lors de l’étude clinique sur les patients orthopédiques menée avec FLOAT au centre de rééducation motrice Inail de Volterra, la nouvelle version a été conçue de manière à s’adapter davantage aux différentes anthropométries des personnes qui l’utilisent, à être plus compacte, à disposer d’un système d’habillage/déshabillage plus rapide et plus pratique pour faciliter le travail des physiothérapeutes, et à être dotée d’un système d’inclinaison innovant. Cette dernière caractéristique permettrait d’optimiser les coûts du dispositif en l’adaptant à la rééducation des bras gauche et droit à l’aide d’un seul exosquelette robotisé pliable.
En particulier, la polyvalence maximale du dispositif en fonction de la morphologie des patients, qui peut désormais s’adapter de la femme du 1er percentile à l’homme du 99e percentile, a été obtenue grâce à des interventions de conception, notamment la colonne télescopique motorisée qui permet d’adapter le dispositif à la taille du patient, l’ajustabilité des liens mécaniques qui s’adaptent à la longueur des bras de la personne portant l’exosquelette et l’ajustement du corset qui relie le torse de la personne à l’exosquelette, à la fois dans le plan sagittal et dans le plan frontal.
Pour accélérer la mise en place et le retrait des bandes de pansement, qui maintiennent le patient au niveau du bras et de l’avant-bras, un système magnétique de déconnexion rapide personnalisé a été conçu.
Interface et Modes de Fonctionnement
En ce qui concerne la partie logicielle, le contrôle de l’appareil se fait par l’intermédiaire d’un écran tactile (panel PC) monté sur la base de l’appareil lui-même. L’interface graphique simple et intuitive permet aux thérapeutes de choisir le mode de fonctionnement souhaité et d’adapter la séance de rééducation à chaque patient.
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Les modes de fonctionnement, déjà présents dans Float, ont été optimisés et de nouveaux ont été développés.
Le mode « Kinematic » offre une plus grande amplitude de mouvement que la version précédente et permet également une mobilisation passive du coude.
Le mode « Repeat Trajectory » permet au thérapeute de guider le membre et l’exosquelette du patient le long de trajectoires complexes et de les mémoriser, en enregistrant des trajectoires plus étendues, qui incluent également le mouvement du coude, offrant ainsi une rééducation plus complète et plus adaptable que la version précédente. De plus, le mode « Assistive » garantit que les mouvements du patient sont fluides et sans résistance : le patient se déplace librement dans l’exosquelette et le thérapeute peut activer l’assistance à l’élévation et l’appui au retour, en ajustant le niveau en fonction des besoins. La liberté de mouvement offerte par le bras poly-articulé et le système de suspension du FloatEVO est particulièrement utile en ergothérapie pour la récupération des activités quotidiennes et l’exécution de tâches fonctionnelles. Le nouveau mode « Assist as Needed » permet de réaliser des exercices élémentaires basés sur des trajectoires prédéfinies avec une assistance réglable par le thérapeute (faible, moyenne et forte).
Le patient est activement impliqué dans l’exécution de l’exercice mais, en cas de spasmes ou de douleurs, la machine a la possibilité de s’écarter de la trajectoire de référence en réagissant de manière souple. De plus, le soutien fourni par l’appareil est proportionnel à l’écart du patient par rapport à la trajectoire de référence.
Sécurité et Conformité
Enfin, le dispositif FloatEVO est doté d’un système de sécurité sur les liens mécaniques pour éviter que le patient ou l’opérateur ne se coince : pendant l’exécution d’une tâche de rééducation, si le clinicien ou le patient touche les interrupteurs de détection sur les liens de l’exosquelette, ce dernier se bloque en position, évitant ainsi toute situation dangereuse. Cette fonctionnalité est un pas de plus vers la conformité réglementaire et rapproche le dispositif du marquage CE et de l’industrialisation future.
« FloatEVO est un exosquelette aux caractéristiques innovantes, qui peut également être utilisé en position debout et avec l’ensemble du corps en mouvement : il répond à un concept de rééducation assistée par robot qui va dans le sens de l’ergothérapie et permet donc aux patients souffrant d’un dysfonctionnement de l’épaule d’origine orthopédique et neurologique d’effectuer des gestes fonctionnels dès la phase de rééducation post-aiguë, en interagissant physiquement avec l’environnement réel au lieu d’être limités à des exercices de thérapie par le jeu dans un environnement virtuel » précise Elisa Taglione Directeur médical Centre de rééducation motrice Inail de Volterra.
« Grâce à un concept unique, basé sur le bras polyarticulé passif qui supporte le poids de la machine tout en permettant au patient de se déplacer dans l’espace et de réhabiliter des gestes fonctionnels même avancés, et sur les modules moteurs qui, étant extrêmement sensibles, sont capables de doser la force, FloatEVO permet d’intervenir avec la rééducation robotique dans toutes les phases de la récupération du patient. – En outre, FloatEVO peut guider le patient à travers des mouvements extrêmement fluides et personnalisés qui sont « enseignés » à l’appareil directement par le thérapeute, qui le guide comme s’il s’agissait d’un bras humain. »
Légende illustration : Il s’agit du nouvel exosquelette de rééducation des membres supérieurs de l’Institut italien de technologie et du centre de rééducation motrice Inail de Volterra. Crédit : IIT
Source : IIT – traduction Enerzine.com
