Arthromoteur : Attelle de mobilité passive continue du genou

La société Kinetec a développé un arthromoteur automatisé destiné à la rééducation du genou. Cet arthromoteur peut être utilisé en mode passif ou bien en mode actif.

L’étude proposée sera limitée au mode passif qui vise à récupérer la mobilité du point de vue de l’amplitude du mouvement du genou. La rééducation en Mobilisation Passive Continue (MPC) consiste en une succession de mouvements de flexion et/ou d’extension exécutés pendant une durée longue et sans que le patient soit acteur des mouvements. Le patient est passif et ses membres sont mis en mouvement par l’arthromoteur automatisé, le patient n’exerce aucun effort volontaire avec sa jambe et sa cuisse.

Au-delà de l’intérêt thérapeutique de l’arthromoteur automatisé, les avantages de ce système sont sa portabilité et sa simplicité d’utilisation. Ainsi, le patient peut bénéficier de cette rééducation à domicile (présence postopératoire en établissement de soin réduite) et de façon autonome une fois sorti de l’hôpital.

I – Mise en situation et problématique

I.A – Présentation générale

I.B – Contexte de l’étude

Objectif : L’objet de l’étude est d’évaluer les solutions retenues pour assurer une rééducation autonome du genou après une reconstruction des ligaments croisés, en mode passif, à l’aide d’un arthromoteur automatisé en respectant les exigences thérapeutiques.

I.C – Génération de la consigne de mouvement du genou pour le protocole de la rééducation des ligaments croisés

Objectif : Montrer que les informations de réglage fournies par le thérapeute ou le patient sont suffisantes pour établir une loi de consigne angulaire du genou conforme au protocole de la rééducation des ligaments croisés.

I.D – Vérification de la configuration standard de la carte de commande de l’arthromoteur automatisé

Objectif : Vérifier que la configuration standard de la carte de commande de l’arthromoteur automatisé est capable de suivre la consigne pour que le mouvement angulaire du genou soit conforme aux exigences de la rééducation.

I.E – Problématique de l’étude

Objectif : L’objectif de l’étude est de déterminer les paramètres caractéristiques de la carte de commande angulaire du genou permettant à l’arthromoteur automatisé de générer un mouvement du genou conforme aux exigences de la rééducation.

II – Modélisation fonctionnelle de la structure de la commande angulaire du genou

Objectif : S’approprier l’environnement matériel en analysant la structure de la commande angulaire du genou de l’arthromoteur.

III – Détermination des paramètres caractéristiques de la carte de commande angulaire du genou

Objectif : Établir un modèle de l’arthromoteur permettant de déterminer les valeurs théoriques des paramètres de la carte de commande garantissant que le mouvement du genou soit conforme aux exigences.

III.A – Modèle de connaissance linéaire de l’attelle articulée

Objectif : Déterminer un modèle linéaire du comportement cinématique de l’attelle articulée.

III.B – Modélisation, identification et réglage de la boucle de vitesse

Objectif : Déterminer et valider un modèle de la commande en vitesse angulaire du moteur de l’arthromoteur.

III.C – Réglage du correcteur de la boucle de position

Objectif : Régler les constantes du correcteur de la commande en position angulaire du genou.

IV – Conclusion et synthèse

IV.A – Validation des réglages de la carte de commande

Objectif : Valider les réglages théoriques à l’aide d’un essai sur l’arthromoteur.

IV.B – Synthèse de l’étude

Objectif : Conclure sur la capacité de l’arthromoteur automatisé à être qualifié pour tout type de rééducation passive du genou avec les paramètres caractéristiques de la carte de commande déterminés dans l’étude précédente.

Le sujet et le corrigé de cette épreuve sont également disponibles sur le site de l’UPSTI (Union des Professeurs de Sciences et Techniques Industrielles)

https://www.upsti.fr/espace-etudiants/annales-de-concours [4]