L’exosquelette de la hanche souple réduit le coût physiologique et l’effort perçu chez les personnes âgées lors de la marche en montée

Nous testons si notre exosquelette de hanche souple réduit le coût physiologique et la fatigue chez les personnes âgées qui montent une côte. Les exosquelettes rigides traditionnels sont trop lourds, mais notre dispositif de hanche souple est souvent léger et aide vraiment. Pour commencer, expliquez les procédures de l’étude à un participant âgé de 60 à 75 ans et confirmez qu’il peut marcher seul sur un tapis roulant pendant au moins 15 minutes.

Réglez les paramètres du tapis roulant à 3,5 kilomètres par heure et une inclinaison de 15 %. Fixez un cordon de sécurité magnétique de la ceinture du participant à l’interrupteur d’arrêt automatique du tapis de course et gardez un chercheur superviseur à portée continue du bouton manuel d’arrêt d’urgence. Préparez l’exosquelette avant de tester.

Vérifiez que le niveau de charge de la batterie dépasse 90 %. Inspectez manuellement les unités d’entraînement pour confirmer l’absence d’enchevêtrement de câbles, de blocage mécanique ou de friction excessive dans les mécanismes de transmission. Configurez l’exosquelette pour fonctionner en modes montée, descente et plat adaptés au terrain, avec cinq niveaux d’assistance fournissant jusqu’à 18 newton-mètres de couple. En mode escalade, activez l’algorithme d’apprentissage de la foule et le mécanisme déclenché par angle dans la plage de zéro à 90 degrés pour synchroniser l’assistance à la flexion de la hanche avec le cycle de marche du participant.

Personnalisez la magnitude de l’assistance principalement aux niveaux trois ou quatre en fonction de la tolérance participante lors de l’adaptation. Fixez un moniteur de fréquence cardiaque au participant pour un enregistrement continu des données. Imprimez l’échelle de l’effort perçu de 6 à 20 selon la note Borg de 6 à 20 et l’échelle de douleur analogique visuelle de 0 à 10 sur un papier A4.

Placez les balances imprimées dans la ligne de vue du participant pour un accès facile lors des tests. Vérifiez la taille du participant pour sélectionner la taille d’appareil appropriée. Sélectionnez la taille L pour une hauteur supérieure à 165 centimètres et la taille M pour une hauteur inférieure ou égale à 165 centimètres.

Aidez le joueur à enfiler les épaulettes. Ajustez la hauteur du module dorsal de sorte que les unités motrices latérales de la hanche s’alignent avec le grand trochanter du participant et fixez la boucle magnétique de la taille. Serrez les sangles de réglage latérales au-dessus de la crête iliaque pour ancrer l’appareil solidement au bassin et éviter le glissement des sangles.

Pour sécuriser la connexion à la jambe, alignez les jambes de jambe environ 5 à 10 centimètres au-dessus de la rotule. Fixez les crochets et faites pivoter le cadran Boa dans le sens des aiguilles d’une montre pour serrer les sangles des cuisses. Vérifiez la bonne tension de la sangle en assurant environ 1 à 1,5 centimètre de jeu lorsque la sangle est retirée de la peau.

Faites effectuer des squats et des levées de jambes hautes au participant pour s’assurer qu’il n’y a pas d’interférences mécaniques ni de tension excessive des câbles. Pour la séance d’adaptation de 15 minutes, retirez l’appareil et demandez au participant de marcher sur le tapis roulant à 3,5 kilomètres par heure et avec une inclinaison de 15 % pendant cinq minutes. Ensuite, faites marcher le participant avec l’exosquelette non alimenté pendant cinq minutes.

Ensuite, allumez l’appareil et laissez le participant marcher avec l’exosquelette motorisé pendant cinq minutes tout en augmentant progressivement l’intensité de l’assistance de la configuration à son niveau de confort préféré. Après l’adaptation, faites en sorte que le participant se repose assis pendant 20 minutes avant les essais formels afin de garantir que la fréquence cardiaque et l’effort perçu reviennent à la base. Couvrir tous les indicateurs de diode électroluminescente, y compris les lumières d’alimentation et de mode, avec du ruban isolant pour maintenir l’aveuglement visuel.

Randomisez l’ordre des trois conditions expérimentales. En condition sans exo, faites marcher le participant en tenue de sport standard sans exosquelette. En mode exo-on, activez l’appareil en mode escalade avec l’intensité d’assistance réglée au niveau trois ou quatre.

Ajustez le niveau d’assistance jusqu’à ce que le participant présente un schéma de démarche stable, sans instabilité posturale, mouvements compensatoires ou inconfort. Prévoyez une période de repos assise de 40 minutes entre les essais afin de permettre à la fréquence cardiaque et à la fatigue de revenir à leur niveau de base. Faites marcher naturellement sur le tapis de course pendant 15 minutes sans tenir les rampes, sauf si c’est nécessaire pour des raisons de sécurité.

Enregistrez en continu le rythme cardiaque pendant la tâche. Faites la moyenne des données collectées entre les minutes 12 et 15 à un taux d’échantillonnage d’un hertz pour calculer la fréquence cardiaque en régime permanent. Définissez le taux absolument le plus élevé enregistré pendant la tâche comme le rythme cardiaque maximal.

À la 14e minute, demandez au participant de rapporter le niveau d’effort en utilisant l’échelle d’effort perçue de Borg. Immédiatement après la tâche, inspectez visuellement les zones de contact cutanées pour détecter des érythèmes, des ampoules ou des marques de pression. Notez la douleur articulaire à l’aide d’une échelle visuelle analogique de 0 à 10 centimètres où 0 indique pas de douleur et 10 indique la pire douleur imaginable.

Classez les scores supérieurs ou égaux à quatre comme inconfort cliniquement significatif nécessitant une évaluation supplémentaire. Enfin, calculez l’indice de coût physiologique en soustrayant la fréquence cardiaque au repos de la fréquence cardiaque de la marche et en divisant le résultat par la vitesse de marche. Au total, 20 personnes âgées en bonne santé, dont 10 participants masculins et 10 femmes, ont accompli les trois conditions de marche sans aucun événement indésirable signalé.

La condition exo-on a entraîné un indice de coût physiologique significativement plus faible que la condition no-exo et la condition exo-off. L’indice no-exo était également significativement inférieur à celui de l’exo-off. Des comparaisons exploratoires par paires ont montré des fréquences cardiaques de pic plus faibles dans les conditions exo-on que dans les conditions no-exo et exo-off.

La fatigue subjective mesurée par l’échelle d’effort perçue de Borg était significativement plus faible en exo-on qu’en exo-off, mais n’était pas significativement différente de no-exo. Le protocole évalue le coût physiologique et la fatigue musculaire lors de la marche en montée. Le principal défi est de bien ajuster l’appareil et de choisir celui qui convient le mieux aux mélanges.

Des études futures pourront tester des collines extérieures réelles et inclure un groupe plus large de patients dispositifs.