ue13 lect4 tsft-robots - olivier white, ir,...

6. La préhension et le membre supérieur: aspects cliniques1. L’évaluation fonctionnelle du MS2. Evaluation clinique de l'habileté manuelle par questionnaire3. Rappel de la dynamique de la préhension 4. Exemples cliniques: régénération 5. Evaluation des performances en pathologie6. Introduction sur le transfert

7. Intérêt de la robotique dans la réadaptation

Plan UE13

7. Intérêt de la robotique dans la réadaptation1. Avantages2. Concept de robot3. State of the art4. Etudes cliniques

8. (Re)Apprentissage et ergonomie1. Introduction aux protocoles2. Intérêt pour la rééducation3. … mais littérature complexe4. Généralisation, transfert et consolidation5. Mouvements rythmiques

6. La préhension et le membre supérieur: aspects cliniquesfonctionnelle du MS

2. Evaluation clinique de l'habileté manuelle par questionnairepréhension et extensions

régénération du nerf médian / hémiplégie5. Evaluation des performances en pathologie


Plan UE13


4. Généralisation, transfert et consolidation

Importance of cutaneous feedback in maintaining a secure

grip during manipulation of hand

• Examine the grip-load force

movements while tactile feedback

anesthetizing the thumb and

• Determine the respectivefeedforward and feedbackmanipulation.

feedback in maintaining a secure

grip during manipulation of hand-held objects

force coupling during cyclic arm

feedback was suppressed by

and index finger.

respective contribution offeedback processes during objects

• Static Phase : grasp a 250 g load, lift it and held the

Methods

• 10 subjects, 11 trials before and during anaesthesia.

• Static Phase : grasp a 250 g load, lift it and held the

object for 20 sec,

• Dynamic Phase : cyclic vertical arm movement

(1Hz, 20cm) during 30 sec,

Static Phase : grasp a 250 g load, lift it and held the

Methods

10 subjects, 11 trials before and during anaesthesia.

Static Phase : grasp a 250 g load, lift it and held the

Dynamic Phase : cyclic vertical arm movement

GF

LF

dv

(cm

)

-10

-5

0

5

10

7

8

Grip-load force coupling during active movements

LF = mg + ma

LF

0

LF

(N

)

0

1

2

3

4

5

6

g

a

load force coupling during active movements

Time (s)

0 1 2 3

GF

dv (cm

)

-10

-5

0

5

10

slip

forc

e (N

) 7

8

LF

Grip-load force coupling during active movements

SF = 0.5*LF / CF

0

LF, G

F &

slip forc

e

0

1

2

3

4

5

6

LF = mg + ma

LF

g

a

load force coupling during active movements

Time (s)

0 1 2 3

t0 t1 t2

GF &

LF (N)

0

5

10

15

9

GF-LF coupling before anaesthesia

Static phaseG

F/L

F

0

3

6

0 10 20

CP (m

m)

0

4

t3

LF coupling before anaesthesia

Dynamic phase

Time (s)

30 40 50

36 % slip + drop

12 %

slip + catch

GF-LF coupling during anaesthesia

52 % hold

slip + catch

n = 110 (10 subjects x 11 trials)

36 % slip + drop

LF coupling during anaesthesia

52 % hold

n = 110 (10 subjects x 11 trials)

GF &

LF (N)

0

10

20

GF-LF coupling during anaesthesia:

Slip + drop

GF/L

F

0

4

8

Time (s)

0 10 20

CP (m

m)

0

2

4

36 %LF coupling during anaesthesia:

20 30

GF &

LF (N)

0

10

20

15


Slip + catch

GF/L

F

0

5

10

15

Time (s)

0 10 20 30

CP (m

m)

0

2

4

12 %

LF coupling during anaesthesia:

40 50

GF &

LF (N)

0

10

20

30

15


Hold

GF/L

F

0

5

10

15

Time (s)

0 10 20 30

CP (m

m)

0

2

4

52 %

LF coupling during anaesthesia:

40 50 60

Sli

p f

orce (

N)

12

16

20

GF-LF relationship before and during

anaesthesia

Before anaesthesia

LF (N)

0 1 2 3 4 5

GF

&

Sli

p f

orce (

N)

0

4

8

Time lag = -7 ± 21 ms

Cross correlation

r = 0.75 ± 0.13

LF relationship before and during

anaesthesia

Sli

p f

orce (

N)

12

16

20

GF-LF relationship before and during

anaesthesia

Before anaesthesia

LF (N)

0 1 2 3 4 5

GF

&

Sli

p f

orce (

N)

0

4

8

Time lag = -7 ± 21 ms

Cross correlation

r = 0.75 ± 0.13

Sli

p f

orce (

N)

12

16

20

LF relationship before and during

anaesthesia

Digital anaesthesia

LF (N)

0 1 2 3 4 5G

F

& S

lip

fo

rce (

N)

0

4

8

Time lag = 2 ± 44 ms

Cross correlation

r = 0.48 ± 0.2

La préhension et le membre supérieur: aspects cliniques

4. Exemples cliniques: régénération du nerf médian / 4. Exemples cliniques: régénération du nerf médian / hémiplégie


4. Exemples cliniques: régénération du nerf médian / 4. Exemples cliniques: régénération du nerf médian / hémiplégie

Correlation between impaired dexterity and

dysgenesis in congenital

• Investigate the deficit in the gripchildren with hemiplegiabetween the thumb and index finger.

• Examine whether, deficits in hand movements are

correlated with the extent of structural damage to

the corticospinal tract.

Correlation between impaired dexterity and corticospinal tract

in congenital hemiplegia

Investigate the deficit in the grip-load coupling when grasp and lift objects

between the thumb and index finger.

whether, deficits in hand movements are

correlated with the extent of structural damage to

• 32 children

– 16 congenital hemiplegia patients (age:8

– 16 age and sex-matched control subjects

• Functional evaluation:

Methods

• Functional evaluation:

– Grip-load force coupling during lifting and holding object

– Digital dexterity (Purdue Pegboard test)

• Magnetic resonance imaging:

– Measure of the cross-sectional area of cerebral peduncles

– Calculate an index of symmetry between the 2 peduncles

16 congenital hemiplegia patients (age:8-19 years)

matched control subjects

Methods

load force coupling during lifting and holding object

Digital dexterity (Purdue Pegboard test)

Magnetic resonance imaging:

sectional area of cerebral peduncles

Calculate an index of symmetry between the 2 peduncles


4. Exemples cliniques:


4. Exemples cliniques: transfert

Introduction

Observation:Anticipation GFr/LFr est déficiente chez des hémiplégiques CP

Pourquoi ?1. Mauvais feedback venant de la partie atteinte

2. Déficits intégration sensori-motrices d’ordre supérieur

Mais: amélioration sur main atteinte si précédé d’essais avec la main

saine

Explication: cela ne serait pas le casle membre atteint étaient dues uniquement d’exécution

Introduction

est déficiente chez des hémiplégiques CP

Mauvais feedback venant de la partie atteinte

motrices d’ordre supérieur

: amélioration sur main atteinte si précédé d’essais avec la main

cas si les déficiences observées dans

le membre atteint étaient dues uniquement à des problèmes

Introduction

But de l’expérience:Examiner le planning et l’exécution d

ayant un stroke pur moteur ou sensori

Comment:• Planning: évaluer si la GFr anticipe le pic de

différents (GFr est proportionnel au poids estidifférents (GFr est proportionnel au poids estiretour du feedback)

• Exécution: timing et coordination temporelle GF/LF coordination fine nécessaire a cette tâche)

Résultats attendus: Planning ET exécution seront dégradés.

→ Comment dissocier les 2 contrôles ?Planning => transfertExécution => transfert

Introduction

de la préhension chez des patients

ayant un stroke pur moteur ou sensori-moteur (lacunar syndrome)

anticipe le pic de LFr pour des poids

stimé, avant le calcul d’un signal d’erreur après le stimé, avant le calcul d’un signal d’erreur après le

: timing et coordination temporelle GF/LF (reflète plus la

exécution seront dégradés.

Comment dissocier les 2 contrôles ?

Patients

Lésion gauche, main droite atteinte

TSS: Time since stroke (mois)FMS: évaluation fonctionnelle du poignet/MAS: autre échelle plus globale (épaule Grip Strength: JamarPPT: dextérité digitale avec Purdue+ 8 contrôles de même âge

Patients

Lésion gauche, main droite atteinte

: évaluation fonctionnelle du poignet/extremites du MS

: autre échelle plus globale (épaule etc)

Purdue Pegboard (norme est env 15)

Méthodes

Entrainement avec l’objet à vide

Exécution: variables temporelles PLD et LPD

Planning: variables GFO et GFL

Méthodes

: variables temporelles PLD et LPD

Méthodes -

Contrôle anticipation:RRRRR avec Poids 1 puis RRRRR

Poids: 300 et 500g

Variables définies sont mesurées sur la seconde série de 5 essais

Transfert du contrôle anticipation:

LLLLL avec Poids 1 puis R avec Poids 1

LLLLL avec Poids 2 puis R avec Poids 2

Poids: 400 et 600g (éviter biais avec condition précédente)

Variables définies sont mesurées sur le 5eme essai L et essai R

- protocole

avec Poids 2

Variables définies sont mesurées sur la seconde série de 5 essais

du contrôle anticipation:

avec Poids 1 puis

avec Poids 2

(éviter biais avec condition précédente)

Variables définies sont mesurées sur le 5eme essai L et essai R

Résultats

Anticipation !

5eme essai R

Résultats

Transfert !

essai R après 5 essais L

Pas d’anticipation !

Résultats

5eme essai R

Pas d’anticipation ! Transfert !

Résultats

essai R après 5 essais L

6. La préhension et le membre supérieur: aspects cliniques1. L’évaluation fonctionnelle du MS2. Evaluation clinique de l'habileté manuelle par questionnaire3. Rappel de la dynamique de la préhension 4. Exemples cliniques: régénération 5. Evaluation des performances en pathologie6. Introduction sur le transfert


Plan UE13

7. Intérêt de la robotique dans la réadaptation1. Avantages2. Concept de robot3. State of the art4. Etudes cliniques

8. (Re)Apprentissage et ergonomie : dernier cours1. Introduction aux protocoles2. Intérêt pour la rééducation3. … mais littérature complexe4. Généralisation, transfert et consolidation5. Mouvements rythmiques

6. La préhension et le membre supérieur: aspects cliniquesfonctionnelle du MS

2. Evaluation clinique de l'habileté manuelle par questionnairepréhension et extensions

régénération du nerf médian / hémiplégie5. Evaluation des performances en pathologie


Plan UE13


dernier cours

4. Généralisation, transfert et consolidation

Introduction

Utilisation de champs de forces pour simuler la manipulation d’objets

Réadaptation : répétition d’un mouvement avec le

Problèmes : effort requis, thérapeute impliqué, motivationSolution : réadaptation assistée par la robotiqueSolution : réadaptation assistée par la robotique

→ Nombreux avantages :• fiable et rigoureux : mesures objectives

• grand nombre de mouvements

• réadaptation assimilée jeu

• flexible : protocoles et personnalisation

• …

Introduction

Utilisation de champs de forces pour simuler la manipulation d’objets

: répétition d’un mouvement avec le membre déficient

: effort requis, thérapeute impliqué, motivation

: réadaptation assistée par la robotique: réadaptation assistée par la robotique

fiable et rigoureux : mesures objectives

grand nombre de mouvements

flexible : protocoles et personnalisation

Introduction

3 concepts fondamentaux en ce qui concerne l’apprentissage moteur

Introduction

3 concepts fondamentaux en ce qui concerne l’apprentissage moteur

ue13 lect4 tsft-robots - olivier white, ir,...

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