Identifier et modéliser les déterminants de la marche dans les maladies neuromusculaires pour optimiser l’assistance de la fonction dans la vie quotidienne

Abstract

Les exosquelettes des membres inférieurs représentent une innovation prometteuse pour assister la marche et les transferts dans les maladies neuromusculaires (MNM). Toutefois, leurs effets réels sur la marche des personnes atteintes de MNM demeurent encore largement inconnus car les dispositifs existants reposent sur des algorithmes d’assistance dont la pertinence face aux stratégies compensatoires propres à ces pathologies reste à démontrer. Dans le cadre de notre programme de recherche, nous avons mené une analyse multiparamétrique intégrant des données cinématiques, électromyographiques, de force musculaire et des perceptions subjectives. Nos résultats montrent d’une part que, comparés à des sujets sains, les patients atteints de MNM présentent une baisse de performance à la marche qui est associée à une réduction de la cadence, une augmentation de la durée d’appui, une diminution de la longueur du pas, un angle réduit de cheville au début du cycle, une faible force musculaire et une variabilité accrue de la cinématique. D’autre part, l’évaluation de deux exosquelettes commerciaux (Keeogo® et Myosuit) a révélé, malgré une utilisation sécuritaire, une baisse de performance au test de marche par rapport à celle évaluée sans ces dispositifs, liée à des redistributions complexes de l’activité musculaire. Les déterminants clés restent similaires avec ou sans assistance, soulignant les limites des dispositifs actuels. Les perspectives incluent le développement de modèles musculosquelettiques individualisés, permettant d’optimiser l’assistance vers une personnalisation optimisée.

Lower-limb exoskeletons are promising devices to support walking and transfers in individuals with neuromuscular diseases (NMDs). However, the actual effects of these devices on gait in individuals with these pathologies remain largely unknown because existing devices are based on assistance algorithms whose relevance to the compensatory strategies specific to NMDs has yet to be demonstrated. Within our research program, we conducted a multiparametric analysis during gait combining kinematic, electromyographic, muscle strength and subjective perception data. Our findings indicate on the one hand that, compared to healthy subjects, patients with NMD present a decrease in walking performance which is associated with reduced cadence, longer stance duration, shorter step length and duration, reduced ankles angles at gait cycle initiation, lower muscle strength, and increased variability in hip kinematics. On the other hand, the evaluation of two commercial exoskeletons (Keeogo® and Myosuit) revealed, despite safe use, a global decrease in walking performance compared to that evaluated without these devices, due to complex redistributions of muscular activity. Key determinants of performance remained similar with and without assistance, highlighting the current limitations of these devices. Future directions involve developing individualized musculoskeletal models to optimize assistance towards an optimized personalization.