La rencontre des appareils myoélectriques et de l'intégration sensori-motrice
La phase la plus difficile et critique de tout processus de recherche et de développement est sans nul doute le passage depuis la recherche universitaire vers des produits répondant à des besoins commerciaux. C'est notamment le cas pour le marché des interfaces myoélectriques. Ces interfaces ont divers avantages sur les prothèses animées par le reste du corps, par exemple l'usage de techniques de succion et de capteurs électroniques pour détecter de minimes activités musculaires, nerveuses et d'EMG, et les traduire en mouvements. Cependant, les appareils actuellement commercialisés ne donnent pas à leur utilisateur de retour sensoriel. Au niveau de la recherche en université, l'interfaçage myoélectrique avec intégration sensori-motrice est déjà faisable. Pour traduire ces résultats en produits concrets, il suffirait d'un transfert de connaissances depuis les universités vers les entreprises, dans les domaines de la recherche fondamentale en neurophysiologie et de l'analyse du signal, ainsi que d'un transfert des besoins et des tests en matière de viabilité clinique et commerciale, cette fois-ci depuis les entreprises vers les universités. C'était l'objectif du projet MYOSENS (Myoelectric Interfacing with Sensory-Motor Integration). Le professeur Dario Farina de l'université de Göttingen, avec l'aide d'un consortium d'entreprises et d'équipes de recherche européennes de renommée internationale, a cherché ces quatre dernières années des solutions pour mettre en œuvre l'intégration sensori-motrice dans des dispositifs myoélectriques commercialement viables. Ce projet, achevé en mars 2016, était le tout premier à viser deux aspects: l'entraînement au contrôle actif de prothèses, et l'usage de la robotique pour rééduquer des patients après un accident cérébrovasculaire. Ces deux domaines requièrent une base technique similaire pour l'intégration sensori-motrice et pour l'induction artificielle de la plasticité nerveuse, nécessaire pour (ré)apprendre des tâches motrices. Les travaux du consortium se concrétisent déjà par la commercialisation de nouveaux produits. Comment expliquez-vous l'absence d'intégration sensori-motrice aux interfaces actuelles? L'intégration sensori-motrice est absente des interfaces commerciales ou cliniques car les systèmes mis au point dans les laboratoires de recherche ne sont pas encore assez fiables pour être utilisés quotidiennement, dans des dispositifs cliniques. En outre, il n'est pas encore certain que le retour sensoriel soit utile dans des appareils de rééducation. Par exemple, il est clairement utile de fournir un retour quelconque au porteur d'une prothèse, lorsque les autres informations sensorielles manquent, mais il n'est pas certain du tout qu'un retour supplémentaire soit nécessaire lorsque le retour naturel (comme la vision) est maintenu chez l'amputé. Quels ont été les principaux obstacles rencontrés durant le projet et comment les avez-vous surmontés? Le projet (de type IAPP) consistait à traduire vers les entreprises les concepts mis au point en université, et réciproquement. La principale difficulté a été de définir des concepts expérimentaux afin de comparer objectivement les diverses solutions capables de fournir un retour artificiel aux porteurs de prothèses. Ces solutions différaient par les modalités du retour (p.ex. stimulation électrique ou vibration), son emplacement (un endroit ou plusieurs) et ses variables (force, vitesse), etc. Il est très difficile de déterminer expérimentalement la meilleure combinaison de ces facteurs, et le résultat n'est pas facile à généraliser. Nous avons donc conçu un modèle théorique, capable de prévoir les résultats en fonction des valeurs des paramètres dans quelques conditions expérimentales. Vous avez choisi comme cibles de votre projet le contrôle des prothèses myoélectriques ainsi que la rééducation des fonctions motrices après un accident cérébrovasculaire. Pourquoi ce choix? Ce sont deux domaines importants pour des techniques de rééducation cliniquement viables. Les prothèses contrôlées par des signaux myoélectriques sont déjà commercialisées (bien que sans retour sensoriel), ainsi que des appareils robotisés similaires pour la rééducation (bien que sans contrôle myoélectrique). Ces deux systèmes sont incomplets, le premier par manque de retour sensoriel et le second par l'absence de commandes motrices. Ils étaient donc représentatifs des problèmes que nous avons décrit. Êtes-vous satisfaits des résultats à ce jour? Le projet a enregistré des résultats extrêmement satisfaisants. Le plus clair est probablement la commercialisation par Tyromotion, l'une des entreprises partenaires, d'un de leurs appareils robotisés intégrant le contrôle myoélectrique que nous avons mis au point durant le projet. Ceci peut avoir un fort impact sur la recherche translationnelle. Un autre système développé durant le projet est en attente de brevet. Il s'agit de réduire la douleur du membre fantôme chez l'amputé. Le projet a aussi généré d'importantes connaissances sur le rôle du retour sensoriel artificiel dans le domaine des prothèses. Elles peuvent servir à guider la réalisation d'interfaces de retour, efficaces et pratiques. Outre ces résultats, qui ont un impact direct sur le marché et les patients, le projet a publié un grand nombre de documents spécialisés, organisé cinq ateliers très réussis, et assuré la formation de 11 boursiers, dont trois obtiendront leur doctorat dans l'année qui vient. Avez-vous déjà testé vos deux appareils sur des patients? Oui. Le projet se caractérisait par une solide validation clinique. C'est pour cela que le consortium comportait un partenaire clinique, l'hôpital San Camillo de Venise. Grâce à lui, nous avons pu conduire des essais cliniques de tous les systèmes réalisés pendant le projet. Quelles ont été les réactions d'acteurs du marché potentiellement intéressés? J'ai déjà mentionné que Tyromotion a récemment commercialisé un nouvel appareil robotisé équipé du myocontrôle. En outre, Otto Bock HealthCare, leader des neurotechnologies et autre membre du consortium, a manifesté son intérêt pour des brevets communs et le développement d'un nouveau système de retour sensoriel basé sur les résultats du projet MYOSENS. Le projet s'est achevé en mars. Continuerez-vous à vous appuyer sur ses résultats? Les objectifs prévus ont tous été atteints, mais à l'unanimité le consortium est partant pour continuer le travail dans le cadre d'un autre projet financé par l'UE. MYOSENS Financé via le thème FP7-PEOPLE. page du projet sur CORDIS site web du projet MYOSENS
Pays
Allemagne