L’orthèse de doigt personnalisable bascule entre rigide et flexible pour une récupération plus facile

Les luttes d’un ami contre l’arthrite et les appareils orthodontiques utilisés pour la gérer ont inspiré les recherches d’un étudiant de l’Université Carnegie Mellon qui pourraient permettre aux patients de suivre plus facilement les plans de rééducation, accélérer les temps de récupération et aider les gens à gérer les maladies chroniques.

Yuyu Lin, titulaire d’un doctorat. étudiante à l’Institut d’interaction homme-machine (HCII) de l’École d’informatique), a travaillé aux côtés de son amie lors d’un stage et a remarqué qu’elle devait retirer les attelles qu’elle portait pour soulager l’arthrite des jointures lorsqu’elle utilisait un ordinateur. Elle ne pouvait pas plier ses doigts avec le corset, mais elle en avait besoin pour traiter son état.

Lin se demandait si elle pourrait fabriquer une attelle de doigt qui pourrait facilement basculer entre rigide et flexible, sans retrait, pour aider les personnes confrontées à des défis similaires.

C’est exactement ce que Lin a fait avec ses collègues de l’Interactive Structures Lab (ISL). L’équipe a développé une attelle de doigt entièrement personnalisable qui peut, d’une simple pression ou flexion d’un doigt, passer facilement de rigide à flexible. Outre sa polyvalence, le corset peut être imprimé en 3D et ne nécessite aucun assemblage.

Les travaux ont été présentés lors du symposium annuel de l’ACM sur les logiciels et technologies d’interface utilisateur.

“Pour ce travail, nous essayions de penser du point de vue du patient et de savoir comment lui faire porter ce corset et compléter sa routine de rééducation plus facilement”, a déclaré Lin.

Les chercheurs ont conçu le corset comme deux pièces rigides reliées par une bande élastique. La bande peut facilement être relâchée lorsqu’un patient appuie sur le corset et courbe ou plie son doigt jusqu’à un certain point, permettant ainsi un mouvement facile du doigt.

Lorsque le patient étend son doigt et le pousse vers le haut, l’élastique se remet en place selon un processus similaire et le doigt s’immobilise. Pensez à un bracelet à pression : il est rigide jusqu’à ce qu’il soit plié jusqu’à un certain point, puis il s’enroule autour du poignet.

Les chercheurs ont travaillé avec des professionnels de la santé et ont identifié les tendons de la deuxième articulation de la main où le corset pourrait être utile. Cette zone, connue sous le nom d’articulation interphalangienne proximale, peut être difficile à traiter car une raideur post-lésionnelle peut survenir sans mobilisation précoce adéquate.

Les orthèses digitales actuelles sont souvent statiques, laissant le doigt immobile, et les médecins demandent généralement au patient de retirer l’orthèse pour des exercices de rééducation. Les patients ont du mal à maintenir l’équilibre entre l’immobilité et le mouvement, et les chercheurs ont réalisé qu’ils avaient besoin d’une solution simple et indolore à ce problème. La réponse était de permettre au doigt de bouger sans retirer le corset.

“Nous voulions comprendre comment nous pouvions aider les gens et ce dont les patients avaient besoin en ce moment”, a déclaré Alexandra Ion, professeure adjointe au HCII et directrice du laboratoire de structures interactives. “Nous voulions ajouter notre expertise pour construire cette chose nouvelle et inattendue.”

L’orthèse est personnalisable et flexible. Dans ce travail initial, les chercheurs de l’ISL envisagent la personnalisation via un logiciel, permettant aux patients de générer facilement un corset personnalisé et de l’imprimer eux-mêmes en 3D ou de se faire envoyer le dispositif terminé, prêt à porter.

Le patient doit collecter certaines dimensions pour personnaliser son appareil : les dimensions de ses doigts, qui peuvent être mesurées avec une règle ; la force des doigts, qui est mesurée avec un dynamomètre ; et l’angle d’extension de leur doigt, qui peut être mesuré avec un rapporteur. À l’aide de ces mesures, un outil de conception informatique simule une version du corset.

Cette étape détermine la force, ou le couple, nécessaire pour faire passer en toute sécurité le dispositif de rigide à flexible. Sur la base de la simulation, l’outil génère une conception 3D, permettant au patient de la modifier avant de l’imprimer.

Lin prévoit de continuer à développer des appareils orthodontiques et à inventer des dispositifs adaptatifs qui peuvent être portés facilement et confortablement par un plus grand nombre d’utilisateurs à mobilité réduite.