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Doctorant (H/F) - Optimisation de l'efficacité des prothèses chez l'amputé du membre inférieur pour développer son autonomie et sa pratique d'activité physique adaptée

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Informations générales

Référence : UMR5525-ROMCIM-007
Lieu de travail : LA TRONCHE
Date de publication : mercredi 31 juillet 2019
Nom du responsable scientifique : Estelle PALLUEL
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 octobre 2019
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2 135,00 € brut mensuel

Description du sujet de thèse

Objectifs :
Principal : Etablir des signatures sensori-motrices pour le réglage des prothèses, l'amélioration de la marche prothétique et la détection d'évènements indésirables.
Secondaires :
- Améliorer la pratique d'activités physiques et sportives des amputés en diminuant la fatigabilité et l'inconfort liés au port d'une prothèse
- Favoriser l'accessibilité à certaines activités physiques comme le ski, le vélo, la randonnée en augmentant l'autonomie de ces patients (e.g. distance parcourue, vitesse de déplacement, durée de port de la prothèse)

Description du projet :
Le nombre d'amputés du membre inférieur en France est estimé à environ 130 000, soit 8 000 nouveaux cas chaque année [1]. Le réglage des prothèses est fait essentiellement par essais et erreurs, en s'appuyant sur les commentaires du patient, l'analyse visuelle de la posture et de la locomotion avec la prothèse, et l'examen clinique du moignon [2]. L'enjeu est de trouver le bon compromis entre deux exigences contradictoires: une marche à la fois efficace et confortable [3]. L'efficacité mécanique de la prothèse passe généralement par des contraintes fortes de serrage de l'emboiture autour du moignon tandis que le confort suppose un serrage beaucoup plus limité. Un réglage plus objectif des prothèses et l'apprentissage d'une marche prothétique à la fois confortable et efficace sont des facteurs clés de la rééducation du patient amputé, de son retour à l'autonomie de marche, puis de sa participation à la pratique d'activités physiques et sportives plus sollicitantes (https://www.youtube.com/watch?v=MEWlh_AzBbY&feature=youtu.be&t=2s). Dans ce contexte, les objectifs du projet sont les suivants :
1. A partir de la fusion de données multi-capteurs, établir des signatures sensori-motrices afin :
a. D'optimiser et d'objectiver les réglages faits par les orthoprothésistes
b. D'établir des signatures sensori-motrices individuelles pour définir une marche efficace et confortable avec la prothèse pour chaque patient, qui pourront ensuite servir de feedback pour la rééducation à la marche, et pour un retour ou accès plus rapide à d'autres activités physiques, à partir d'algorithmes temps réel appropriés.
c. De détecter et prédire la survenue d'évènements indésirables (blessures, escarres, etc…).

2. Proposer un cahier des charges d'une prothèse connectée qui définira :
a. L'ensemble de capteurs minimal à installer sur la prothèse et/ou le patient,
b. Les indicateurs de performance et de confort à atteindre,
c. Les feedbacks sensori-moteurs à présenter au patient et à l'orthoprothésiste pour l'apprentissage et l'amélioration de la marche, puis la pratique d'activité physique.

Les signatures sensori-motrices seront établies à partir de la fusion des données issues de l'analyse en temps réel des mouvements des membres inférieurs sain et amputé (centrales inertielles) et des pressions exercées dans l'emboîture de la prothèse (capteurs FSR) dans des tâches d'initiation à la marche, de marche, et de course à pied pour les patients les plus autonomes. Cette approche pourra ensuite être étendue à d'autres activités physiques et sportives comme le vélo, le ski, etc.

Pour remplir ces objectifs, le projet sera mené sur une cinquantaine de volontaires prothétiques proposés par Chabloz Orthopédie (https://www.chabloz-ortho.com/fr/). Les résultats de ce projet permettront de développer un prototype de prothèse connectée avec un fort potentiel de valorisation pouvant être exploité conjointement par une start-up issue du laboratoire et actuellement en cours de création (https://www.linksium.fr/projet/optimove/) et par Chabloz Orthopédie.

[1] P.L. Ephraim, S.T. Wegener, E.J. MacKenzie, et al., Phantom pain, residual limb pain, and back pain in amputees: Results of a national survey, Arch. Phys. Med. Rehabil. 86 (2005) 1910–1919.
[2] M.B. Silver-Thorn, J.W. Steege, D.S. Childress, A review of prosthetic interface stress investigations, J. Rehabil. Res. Dev. 33 (1996) 253–266.
[3] J.P. Pell, P.T. Donnan, F.G. Fowkes, et al., Quality of life following lower limb amputation for peripheral arterial disease., Eur. J. Vasc. Surg. 7 (1993) 448–451.

Contexte de travail

Le doctorant sera rattaché à l'Ecole Doctorale Ingénierie pour la santé la Cognition et l'Environnement (EDISCE : https://www.adum.fr/as/ed/edisce/page.pl) dans la spécialité Mouvement et Comportement pour la santé et l'Autonomie (MCA).

Contraintes et risques

Les expériences seront réalisées dans les salles de l'équipe SPM ainsi que chez Chabloz Orthopédie dans la banlieue grenobloise. Tout le matériel nécessaire est disponible au sein de l'équipe SPM.

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