Quantification de l'effet d'un retour visuel immersif et non-immersif sur la biomécanique de la propulsion en utilisant un simulateur haptique de fauteuil roulant manuel

Notre équipe a développé un simulateur à retour haptique capable de reproduire la friction entre le sol et un fauteuil roulant manuel (FRM). Le simulateur permet d’étudier la propulsion manuelle de manière stationnaire en laboratoire. Cependant, la propulsion stationnaire fait en sorte qu’il n’est pas possible de s’orienter ou de juger des distances parcourues lors de la propulsion sur le simulateur sans retour visuel. La technique de propulsion sur le simulateur était donc possiblement différente de celle observée dans la réalité. Un environnement virtuel (EV) qui réplique un couloir réel a été mis sur pieds pour comparer des séquences de propulsion réalisées dans un couloir réel et dans un couloir virtuel. Le but de ce projet était de quantifier l’effet d’un EV, immersif ou non, sur la technique de propulsion sur un simulateur à retour haptique. Douze participants avec peu ou aucune expérience en propulsion de FRM ont propulsé dans un environnement réel et sur le simulateur. Les participants ont réalisé un total de 22 essais sur un parcours rectiligne et sur un parcours curviligne. Sur le simulateur, les participants ont propulsé selon 3 conditions : sans EV, avec EV affiché grâce à un écran-télé ou avec EV affiché grâce à un visiocasque. Les forces et les moments de force appliqués aux cerceaux des roués de FRMs ont été enregistrés lors d’essais expérimentaux. Les pics maximaux des forces et des moments de forces, les angles de poussées, le coefficient de variabilité de Mz et la symétrie de propulsion ont été calculés afin de comparer entre eux les essais expérimentaux. Les résultats montrent que des différences, parfois significatives, existent entre les paramètres de propulsion observés sur simulateur avec écran-télé et ceux observés lors de la propulsion réelle. Ces différences étaient plus importantes au niveau de la force verticale appliquée aux cerceaux et au niveau des angles de poussée. Ainsi, les participants avaient moins tendance à se servir de leur tronc lors de la propulsion sur simulateur. L’EV affiché grâce à un visiocasque a su rapprocher ces paramètres de propulsion sur simulateur de ceux dans la réalité physique. Ce rapprochement a été perçu pour les parcours rectiligne et curviligne. En somme, les résultats de cette étude montrent que la technique de propulsion ne se rapproche pas davantage de la réalité lors de l’ajout d’un EV affiché grâce à un écran-télé. Cependant, un rapprochement partiel de la technique de propulsion de la réalité est observé lors de l’utilisation d’un visiocasque sur le simulateur. Des expérimentations futures pourraient être réalisées avec des visiocasques plus récents qui offrent une meilleure résolution et un plus grand champ de vue pour vérifier si le rapprochement de la technique de propulsion peut être augmenté. De plus, une phase expérimentale avec des experts en propulsion de FRM serait pertinente pour vérifier si les mêmes résultats seraient obtenus

Simulation model of a lever-propelled wheelchair

Wheelchair efficiency depends significantly on the individual adjustment of the wheelchair propulsion interface. Wheelchair prescription involves reconfiguring the wheelchair to optimize it for specific user characteristics. Wheelchair tuning procedure is a complicated task that is performed usually by experienced rehabilitation engineers. In this study, we report initial results from the development of a musculoskeletal model of the wheelchair lever propulsion. Such a model could be used for the development of new advanced wheelchair approaches that allow wheelchair designers and practitioners to explore virtually, on a computer, the effects of the intended settings of the lever-propulsion interface. To investigate the lever-propulsion process, we carried out wheelchair lever propulsion experiments where joint angle, lever angle and three-directional forces and moments applied to the lever were recorded during the execution of defined propulsion motions. Kinematic and dynamic features of lever propulsion motions were extracted from the recorded data to be used for the model development. Five healthy male adults took part in these initial experiments. The analysis of the collected kinematic and dynamic motion parameters showed that lever propulsion is realized by a cyclical three-dimensional motion of upper extremities and that joint torque for propulsion is maintained within a certain range. The synthesized propulsion model was verified by computer simulation where the measured lever-angles were compared with the angles generated by the developed model simulation. Joint torque amplitudes were used to impose the torque limitation to the model joints. The results evidenced that the developed model can simulate successfully basic lever propulsion tasks such as pushing and pulling the lever

Simulation model of a lever-propelled wheelchair

Wheelchair efficiency depends significantly on the individual adjustment of the wheelchair propulsion interface. Wheelchair prescription involves reconfiguring the wheelchair to optimize it for specific user characteristics. Wheelchair tuning procedure is a complicated task that is performed usually by experienced rehabilitation engineers. In this study, we report initial results from the development of a musculoskeletal model of the wheelchair lever propulsion. Such a model could be used for the development of new advanced wheelchair approaches that allow wheelchair designers and practitioners to explore virtually, on a computer, the effects of the intended settings of the lever-propulsion interface. To investigate the lever-propulsion process, we carried out wheelchair lever propulsion experiments where joint angle, lever angle and three-directional forces and moments applied to the lever were recorded during the execution of defined propulsion motions. Kinematic and dynamic features of lever propulsion motions were extracted from the recorded data to be used for the model development. Five healthy male adults took part in these initial experiments. The analysis of the collected kinematic and dynamic motion parameters showed that lever propulsion is realized by a cyclical three-dimensional motion of upper extremities and that joint torque for propulsion is maintained within a certain range. The synthesized propulsion model was verified by computer simulation where the measured lever-angles were compared with the angles generated by the developed model simulation. Joint torque amplitudes were used to impose the torque limitation to the model joints. The results evidenced that the developed model can simulate successfully basic lever propulsion tasks such as pushing and pulling the lever