Simulateur à haut réalisme pour entraîner les utilisateurs de fauteuil roulant manuel à adopter une technique de propulsion personnalisée qui réduit les troubles musculosquelettiques

1. Résumé du projet

En raison d’obstacles physiques, environnementaux et sociaux, il est difficile pour les utilisateurs de fauteuil roulant manuel (FRM) de s’engager dans des activités quotidiennes tout en préservant leur intégrité musculosquelettique. Ceci est particulièrement vrai dans des environnements complexes où l’utilisateur doit maîtriser diverses habiletés telles accélérer, changer de direction ou propulser sur des dévers, qui génèrent de grandes charges articulaires et contribuent au développement de troubles musculosquelettiques secondaires (TMS) tels la douleur chronique aux épaules. L’entraînement à la propulsion d’un FRM est donc très important. Pour être efficace et consolidé, l’entraînement doit être spécifique à la tâche et répété régulièrement. L’utilisation d’un simulateur de FRM pourrait répondre à ces conditions en s’ajoutant au processus de réadaptation. Lors de travaux récents sur l’utilisation de biofeedback sur simulateurs de FRM, des utilisateurs ont effectivement amélioré des variables biomécaniques liées aux TMS, mais uniquement en ligne droite et à vitesse constante, et leurs apprentissages n’ont pas été consolidés. À ce jour, on ne connaît pas comment définir une technique personnalisée qui réduit les risques de TMS, ni comment entraîner une personne à utiliser cette technique. Le premier objectif de ce projet est de créer une méthode d’entraînement adaptatif utilisant le biofeedback sur simulateur, qui redirigera la technique de propulsion vers une nouvelle technique personnalisée, calculée itérativement, qui diminue la charge à l’épaule.

Les simulateurs de FRM actuels n’étant pas écologiquement valides, les apprentissages sur simulateur sont difficilement transférables à la vie réelle. Pour maximiser sa validité écologique, un simulateur de FRM doit simuler des environnements virtuels riches axés sur des tâches spécifiques, et reproduire ces environnements virtuels avec le meilleur réalisme possible. Le deuxième objectif de ce projet est de créer et valider un modèle dynamique complexe du système FRM+Utilisateur qui inclut la dynamique du mouvement du haut du corps et la propulsion sur pentes et dévers. Le troisième objectif de ce projet est de créer un nouveau simulateur de FRM qui est écologiquement valide ; ce simulateur reproduira le comportement du nouveau modèle dynamique à l’aide de rouleaux motorisés, de capteurs de force et de mouvement, d’immersion visuelle en 3D et d’une plateforme robotique d’inclinaison et de vibration.

Les travaux antérieurs et expertises complémentaires des co-chercheurs (modélisation musculo-squelettique, biofeedback haptique, entraînement sur simulateur, environnements virtuels écologiques, réadaptation pédiatrique, recherche centrée sur l’utilisateur) soutiennent la faisabilité de ce projet, qui sera dirigé selon une approche centrée sur l’utilisateur de façon à l’orienter vers des besoins cliniques et vers des clientèles spécifiques (adultes, enfants, athlètes de sports adaptés). Ce projet permettra de former 4 étudiants aux cycles supérieurs dans ces domaines : génie de la réadaptation, réalité virtuelle, simulateurs, technologie des aides techniques. Ce nouveau simulateur positionnera le Québec à l’international en offrant de nombreuses possibilités de recherche sur l’entraînement en FRM à l’aide de simulateurs, de biofeedback et de réalité virtuelle. Il permettra également de développer de nouvelles connaissances dans des domaines connexes tels la conception de FRM ergonomiques et plus efficaces et le développement du biofeedback pour l’entraînement des habiletés en FRM.