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2 État de l’art sur les prothèses myoélectriques

2.6 Améliorations futures

Dans cette partie, nous allons détailler des améliorations possibles pour les prothèses myoélectriques de demain. La plupart des méthodes présentées sont encore au stade expérimental.

2.6.1 Avoir de meilleurs protocoles expérimentaux et analyser les attentes des usagers

Un problème majeur récurrent dans beaucoup d’études sur les prothèses, et de parvenir à faire valider des prototypes ou des études. Cela passe d’abord par de bons protocoles de recherches : il faudrait dans l’ensemble améliorer la qualité de la recherche. En effet, certains chercheurs n’utilisent pas beaucoup de sujets pour les tests. Ce raisonnement pourrait mener à des erreurs, car la manière de produire des signaux myoélectriques diffère d’une personne à l’autre. Intégrer plus de participants, et notamment des personnes amputées, dans les études semble être une bonne approche pour obtenir des résultats valides [14].

De plus, les chercheurs ont tendance à collecter des informations en une session très longue sans laisser de temps de repos aux utilisateurs. L’adaptation à une nouvelle prothèse demande du temps et de l’énergie qu’il faut prendre en compte dans les études, pour les personnes non expérimentées avec la prothèse. Enfin, les protocoles et la manière d’acquérir les données devraient être revus, car les protocoles sont les mêmes pour tous, or beaucoup d’usagers (notamment des personnes amputées) fonctionnent différemment vis-à-vis des prothèses. L’intégration de thérapeutes dans certaines études pourrait être une solution, car leurs connaissances des patients seraient un atout majeur.

Les auteurs des articles [8] et [49] souhaitent comprendre les attentes des utilisateurs. Dans l’atelier mis en œuvre dans l’article [8], les participants sont : des techniciens, des cliniciens, des personnes qui travaillent avec des amputés utilisant déjà des prothèses, 9 hommes et 10 femmes représentatifs (thérapeutes, physiciens de réhabilitation, prothésistes…) et d’ingénieurs. Dans cette étude, cinq activités de la vie courante, divisées en plusieurs tâches (le retour d’information, le contrôle de la prothèse, les mouvements du poignet et de la main), seront analysées afin d’en dégager des requis nécessaires pour les prothèses futures. Ce genre d’étude permet alors de dégager des aspects essentiels sur l’utilisation des prothèses myoélectriques. Voici notamment, le tableau des exigences retenues grâce à l’atelier, pouvant être attendues par une personne amputée.

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Tableau 2 : Exigences pouvant être attendues par une personne amputée. Tableau provenant de l’article [8].

Ces exigences sont réparties en trois sous-systèmes : les performances attendues sur l’analyse des signaux EMG, le contrôle de la prothèse et le retour d’information de celle-ci. On peut voir que des attentes très précises peuvent être dégagées.

Ainsi, l’augmentation de la qualité des protocoles expérimentaux serait un atout majeur pour les recherches futures qui pourraient alors recentrer leurs objectifs sur les attentes des utilisateurs.

2.6.2 Commande vocale

Un des domaines porteurs pour les prothèses myoélectriques serait le développement de la reconnaissance vocale pour le contrôle des tâches [50], [14]. La commande vocale pourrait, par exemple, permettre de réaliser des actions à la demande comme boire de l’eau ou couper sa viande. Il faudrait alors créer des commandes vocales pour activer des mouvements préenregistrés. Le principe est similaire aux déclencheurs par contractions des prothèses commerciales, mais demande bien moins de concentration et de patience.

2.6.3 Contrôle par le mouvement des yeux

Le mouvement des yeux peut être utilisé dans beaucoup de domaines et il a déjà démontré de très bonnes performances [51]. Dans l’industrie des jeux vidéo notamment, des recherches sont en cours de développement et leurs études seraient bénéfiques au développement des prothèses. Car, il y a trop peu de patients amputés pour réaliser de telles recherches. Mais la perceptive de pouvoir diriger sa prothèse avec les yeux en utilisant une paire de lunettes, par exemple, semble être une option très pratique [14].

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Des commentaires audio pourraient être utilisés afin de fournir des informations concernant les mouvements de la prothèse [52]. Les oreilles ont un avantage particulier comme entrées : elles différencient déjà les signaux en provenance de la gauche ou la droite. Nous pourrions imaginer qu’un mouvement sur la gauche de la prothèse serait associé à une subtile fréquence de fond qui pourrait rendre compte de l'angle de flexion du coude tandis qu'une deuxième fréquence rapporterait des changements d’une autre variable.

2.6.5 Utilisation des nerfs pour le retour de sensation

Des travaux sont en cours pour fournir des informations directement aux nerfs spécifiques à la tâche [53] (TMR : Targeted Muscle Reinnervation). Cette technologie ne sera sûrement pas appliquée avant longtemps, car les patients ne souhaitent pas subir de chirurgies supplémentaires. La stimulation nerveuse directe semble pourtant avoir un fort potentiel. Cependant, le système nerveux est très sensible à l'adaptation et l'application de cette stimulation est encore à un stade expérimental.

Beaucoup d’autres recherches sont en cours et les avancées technologiques dans le domaine des prothèses myoélectriques sont nombreuses. En octobre 2016, par exemple, une main artificielle contrôlée par le cerveau a été testée [54]. Des électrodes ont été implantées directement sur le cortex cérébral et un algorithme a pour but d’interpréter les informations provenant du cerveau.

Cet état de l’art sur les prothèses myoélectriques nous montre l’étendue des possibilités d’améliorations, ainsi que les points importants à travailler pour le développement des fonctionnalités des prothèses. Une des difficultés actuelles, qui en ressort, est de pouvoir effectuer une classification des signaux EMG en temps réel précise et un bon traitement (plusieurs canaux, bonne amplification, diminution des bruits). C’est un des fondements qui permettrait à l’utilisateur de réaliser des mouvements plus intuitifs à l’aide d’une prothèse myoélectrique. C’est sur cette constatation que le projet présenté dans les parties suivantes s’est basé.

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