Development of tools for analysis and quantification of interactions between user, wheelchair and environment during wheelchair moving
Développement d'outils pour l'analyse et la quantification des interactions utilisateur-fauteuil-environnement lors de déplacements en fauteuil roulant manuel
Résumé
ABSTRACT : Wheelchairs compensate for motor dysfunctions, and transform bipedal locomotion to the seated position. The upper limbs become the locomotive limbs. This antiphysiological means of locomotion leads to various specific pathologies, which are mainly neurological and osteoarticular. The purpose of this thesis is to make a significant contribution in the field of biomechanics of wheelchair propulsion by developing tools. These theoretical and experimental tools are mechanical modelling of forces during wheelchair moving, an outdoor kinematics analyse system and an outdoor instrumented wheelchair, called CERAHFIT. We show that integrating rolling resistance parameter is essential to get realistic modelling. Our kinematics analyse system use standard video acquisition and a numerical manikin matched on user wheelchair's pictures to reconstruct users' movements in three dimensions. This system could be associated with CERAHFIT in order to adding measures of puschrim, footrest, seat and backrest forces and moments. The next step of this study will be acquisitions with disable persons in order to obtain unbiased arguments to assist the choices of wheelchair adjustments and to improve wheelchair conception.
RESUME : Le fauteuil roulant manuel (FRM), aide technique utilisée pour compenser des problèmes moteurs, asseoit le patient et induit l'utilisation des bras comme membres moteurs. Cette fonction est non naturelle et occasionne souvent des pathologies spécifiques. L'objectif de ce travail de thèse est d'apporter une contribution scientifique à l'étude de la biomécanique de propulsion en FRM en fournissant des outils de quantification. Ces outils sont une modélisation mécanique des efforts de propulsion, le développement d'un système d'analyse cinématique et la conception d'un FRM instrumenté de terrain, nommé CERAHFIT. Nous avons montré par exemple que le paramètre de résistance au roulement est primordial pour obtenir des modélisations mécaniques réalistes. Notre système d'analyse du mouvement est constitué d'une acquisition vidéo classique associée à un mannequin numérique calqué sur le sujet filmé pour reconstruire son mouvement en trois dimensions. Ce système peut être complété par les acquisitions de CERAHFIT qui permettent de mesurer les efforts au niveau du système de soutien du corps et au niveau des mains-courantes. La prochaine étape sera des acquisitions avec sujets pathologiques dans le but d'obtenir des informations objectives pour conseiller sur les réglages d'un FRM et sa conception.