Projets:Réciprocateur de marche

Description du projet

Ce projet s’inspire d’essais préliminaires réalisés par l’Atelier d’Appareillage Intégré de l’Institut St Pierre, ainsi que des appareillages recensés à la LPPR (Liste des Produits et Prestations Remboursables), de type RECIPROCATOR pour la partie passive, et d’exosquelettes existants, type Phoenix SuitX. Fort du constat qu’aucun exosquelette open-source pédiatrique imprimé en 3D n’a été déjà conçu à notre connaissance, et compte tenu de la possibilité d’utiliser intégralement une imprimante 3D standard de par la faible taille du dispositif final, il nous est apparu extrêmement intéressant d’initier ce projet.

Le projet consiste à développer (concevoir et fabriquer) un exosquelette d’assistance à la marche low-cost pour une population pédiatrique souffrant de déficiences sensori-motrices. L’exosquelette reposera sur une base mécanique commune inspirée d’un dispositif d'appareillage existant (i.e. Orthèse réciprocatrice d’assistance à la marche, Reciprocating Gait Orthosis) qui pourra être déclinée en deux versions : une version non motorisée, dite « passive », et une version motorisée. L’exosquelette, dans sa version passive, permettra notamment aux enfants souffrant d’une atteinte médullaire basse empêchant un contrôle de la ceinture pelvienne de se déplacer selon un schéma de marche spécifique. La version motorisée s’adressera à des atteintes médullaires plus élevées (supérieures à T8) nécessitant l’ajout d’une aide motorisée pour effectuer le mouvement nécessaire à la déambulation. La cible visée sera essentiellement des enfants jeunes (< 10 ans), les adolescents préférant être en fauteuil roulant compte tenu du coût énergétique lié à l’utilisation d’un exosquelette.

Cahier des charges

L’exosquelette devra :

• Reposer au maximum sur un assemblage mécanique imprimé en 3D, en utilisant une imprimante 3D standard (format impression maxi 25x21x21cm) et un matériau d’impression standard (PLA, PETG…)
• Etre le plus reproductible possible (utilisation de composants standards et facilement disponibles dans le commerce).
• Etre léger, robuste (étude RDM) et apporter du confort.
• Permettre un réglage des amplitudes articulaires + réglage des dimensions (hauteurs, largeurs, éventuellement circonférences) pour suivre la croissance.
• Intégrer un système pour verrouiller/limiter/libérer les articulations sous-jacentes (principalement le verrouillage et déverrouillage des genoux) (Hanches aussi, pour la position assise).
• Intégrer un système de commande (ex : boutons sur béquilles) [Version motorisée uniquement].
• Etre personnalisable.

Equipe (Porteur de projet et contributeurs)

• Etudiants et enseignants du Lycée Mermoz (Montpellier)

Outils nécessaires

Imprimante 3D

Références & Analyse de l'existant

• Kobetic, Rudi & Marsolais, Ernest & Triolo, Ronald & Davy, Dwight & Gaudio, Richard & Tashman, Scott. (2003). Development Of A Hybrid Gait Orthosis: A Case Report. The journal of spinal cord medicine. 26. 254-8. 10.1080/10790268.2003.11753693.
• Franceschini M, Baratta S, Zampolini M, Loria D, Lotta S. Reciprocating gait orthoses: a multicenter study of their use by spinal cord injured patients. Arch Phys Med Rehabil. 1997;78(6):582‐586. doi:10.1016/s0003-9993(97)90422-6
• Rakib, Muhammad & NA, Abu. (2015). Mechanically Actuated Stance-Control-Orthoses: Advantages, Design Evaluation and Future Directions. Journal of Pain & Relief. 04. 10.4172/2167-0846.1000211. https://www.researchgate.net/publication/287359189_Mechanically_Actuated_Stance-Control-Orthoses_Advantages_Design_Evaluation_and_Future_Directions/figures
• Exosquelette Phoenix suitX, utilisant seulement deux actuateurs pour la station debout, la marche et le passage assis. Les genoux sont verrouillés par un système commandé par des boutons poussoirs sur les béquilles : https://www.suitx.com/phoenix-medical-exoskeleton
• Video « Reciprocating Gait Orthosis » : https://www.youtube.com/watch?v=cweCBaGC8wE
• Video « Paraplegic walking with the assistance of RGO » : https://www.youtube.com/watch?v=i6_-YjqfdKU
• Video « Exosquelette suitX » : https://youtu.be/AYVZped_Qh4
• Article « Robotic Exoskeleton Helps Kids With Cerebral Palsy Walk Upright » NIH : https://www.smithsonianmag.com/innovation/this-robotic-exoskeleton-helps-kids-cerebral-palsy-walk-upright-180964750/
• Système de verrouillage du genou en phase de balancement « Proteor BASKO » : http://handicap-technologie.fr/produit,1240-kits-d-articulation-spl-basko,1152-basko-spl-swing-phase-lock.php