Des chercheurs utilisent l'impression 3D pour créer un exosquelette dédié à la rééducation post-AVC
Pour améliorer la rééducation après un accident vasculaire cérébral (AVC), des scientifiques de l'EHTZ, en collaboration avec l'entreprise igus, ont fabriqué un exosquelette composé d'une main, d'un capteur et d'un sac à dos. Les articulations des doigts ont été imprimées en 3D pour réduire leur poids et pour pouvoir adapter la machine à chaque patient.
Une équipe de chercheurs de l'École polytechnique fédérale de Zurich (ETHZ) en Suisse a conçu un exosquelette destiné aux personnes victimes d'un accident vasculaire cérébral (AVC), une défaillance de la circulation du sang qui affecte une région plus ou moins importante du cerveau. Comme l'explique 3Dnatives, l'entreprise allemande igus a utilisé la fabrication additive pour fabriquer les articulations des doigts.
La rééducation post-AVC
L'objectif de cet exosquelette est d'aider les patients qui passent par une phase de rééducation après un AVC. Certains peuvent garder des séquelles plus ou moins graves, tels qu'une difficulté à tenir un objet dans les mains. C'est là qu'intervient la machine qui se compose d'une main articulée, d'un capteur sous la forme d'un bracelet et d'un sac à dos.
Ainsi, lorsque l'utilisateur bouge sa main, les capteurs envoient des signaux électromyographiques (EMG) à un ordinateur inséré dans le sac. Ce sont ces données qui donnent l'ordre au moteur de s'activer.
“L’exosquelette applique une force de six newtons (unité de mesure de la force, ndlr) par doigt”, détaille le chercheur Jan Dittli, qui travaille au sein du département des sciences et technologies de la santé de l’ETHZ, cité par 3Dnatives. Cela devrait permettre à l’exosquelette de "couvrir 80 % des mouvements quotidiens".
Crédit : Stefan Schneller – ETH Zurich
Des pièces plus légères grâce à l'impression 3D
Pour créer l'exosquelette le plus léger possible, les chercheurs ont eu recours à l'impression 3D pour la main. Après plusieurs essais non concluants, les scientifiques ont fait appel à igus, un spécialiste dans les matériaux plastiques pour la fabrication additive. Les articulations des doigts ont ainsi été imprimées en 3D grâce au frittage sélectif par laser (SLS), qui utilise un laser pour durcir et lier des petits grains de plastique. C'est le plastique haute performance iglidur I6 qui a été choisi.
Grâce à cette technique, la main ne pèse plus que 148 grammes. Ce qui, d'après les scientifiques, est considérablement plus léger que les produits actuellement proposés sur le marché.
Crédit : Stefan Schneller – ETH Zurich
Grâce à l'impression 3D, les chercheurs peuvent également personnaliser la taille de la main pour qu'elle soit parfaitement adaptée à chaque patient. Pour accélérer cette étape, ils ont développé un système d'apprentissage automatique permettant "d’adapter le modèle numérique de l’exosquelette à la taille de la main du patient en quelques clics", explique Jan Dittli.
Au stade de prototype
L'exosquelette reste encore au stade de prototype mais représente une alternative intéressante pour la rééducation des patients victimes d'AVC, qui reste la première cause de handicap acquis de l’adulte et la deuxième cause de démence malgré une amélioration dans sa prise en charge.
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