ANKLE-DYNAMICS

Une caractérisation précise de la raideur articulaire dynamique (DJS) à la cheville est essentielle pour comprendre la locomotion humaine et diagnostiquer les pathologies cliniques. Historiquement, les chercheurs se sont appuyés sur des bottes en fibre de verre moulées sur mesure pour interfacer le participant et l’appareil de test. Cependant, ces interfaces traditionnelles sont entravées par des délais de fabrication longs, un inconfort des participants et des conformités mécaniques pouvant compromettre la précision du signal. Pour surmonter ces limites, ce projet se concentre sur la conception et la validation d’une nouvelle interface sous-malléolarienne (SMI) imprimée en 3D. Pour valider l’IME, une étude de preuve de concept a été réalisée sur un participant en bonne santé, comparant le nouvel appareil à une botte traditionnelle en fibre de verre héritée. Le dispositif expérimental comportait un servomoteur électrohydraulique à fort couple qui appliquait des perturbations de position de la séquence distribuée à niveaux arbitraires pseudo-aléatoires (PRALDS) à l’articulation de la cheville. La validation englobait trois paradigmes expérimentaux distincts : l’estimation du moment d’inertie de l’interface, l’identification des DJ sur huit angles quasi-stationnaires dans un état de relâche, et l’identification des DJS lors d’une contraction isotonique de la plantarflexion à 15 % de la contraction volontaire maximale (MVC). Une méthode d’identification du système en cascade parallèle a ensuite été employée pour découpler mathématiquement le couple de jonction résultant en ses composantes intrinsèques (mécaniques) et réflexes (neuronales) pour une analyse comparative.

Les résultats ont démontré que le SMI est une alternative robuste et fiable aux interfaces traditionnelles, produisant des estimations intrinsèques des paramètres telles que l’inertie, la viscosité et l’élasticité qui correspondent étroitement à celles de la botte ancienne. Les prévisions du couple total ont atteint une forte qualité d’ajustement, avec une variance expliquée (VAF) atteignant environ 91 % à 94 % dans des conditions détendues. Fait crucial, le couplage mécanique amélioré et la réduction du microglissement du SMI lui permettaient de capturer les couples médiés par réflexes avec une plus grande fidélité que le botton en fibre de verre plus souple. En fournissant une solution d’interface standardisée, très efficace et évolutive, le SMI représente une avancée significative dans l’étude de la neuromécanique articulaire, ouvrant la voie à une traduction clinique plus large et à des capacités diagnostiques améliorées pour distinguer la spasticité neuronale de la raideur tissulaire passive