Soutenance de thèse de MAHE Claire
Titre de thèse
Détection des mouvements fantômes pendant la marche
Une solution pour améliorer le contrôle prothétique ?
Detection of phantom movements during walking
A solution to improve prosthesis control?
Résumé de la thèse
À la suite d'une amputation du membre inférieur, la majorité des personnes sont appareillées d'une prothèse afin de retrouver une marche fonctionnelle. Cependant, cette marche prothétique demeure asymétrique et énergétiquement coûteuse comparée à une marche non pathologique. Parmi les causes identifiées figurent les limites technologiques des prothèses actuelles, qui ne reproduisent pas fidèlement les fonctions sensorielles et motrices d'un membre physiologique. L'exploitation des phénomènes fantômes, encore largement inexplorée malgré leur fréquence élevée, constitue une piste prometteuse pour répondre à ces limitations. Ce travail de doctorat a étudié si la réalisation des mouvements fantômes pendant la marche est possible, a décrit les traces musculaires et biomécaniques, et a évalué leur potentiel pour le contrôle prothétique. Une première étude, réalisée sur tapis instrumenté, a permis d'identifier les caractéristiques dynamiques de la marche pathologique à partir des forces de réaction au sol. Une seconde étude épidémiologique a exploré les caractéristiques de sensations et mouvements fantômes, ainsi que l'influence du port de la prothèse sur ces phénomènes. La troisième étude a mis en évidence l'impact des mouvements fantômes sur l'organisation locomotrice. Enfin, une dernière étude a porté sur l'identification des signatures électromyographiques des muscles résiduels des mouvements du pied fantôme durant la marche. Ces travaux apportent des connaissances originales sur les interactions entre phénomènes fantômes et contrôle moteur, ouvrant la voie à de nouvelles approches de réhabilitation et à des solutions prothétiques plus intuitives, susceptibles d'améliorer la qualité de vie des personnes amputées du membre inférieur.
Thesis resume
After a lower-limb amputation, most people are fitted with a prosthesis to regain the ability to walk. However, prosthetic gait is more asymmetrical and demanding in terms of energy expenditure than non-pathological walking. One identified cause is the technological limitations of current prostheses, which do not fully replicate the sensory and motor functions of a physiological limb. Harnessing phantom phenomena, which are still largely unexplored despite their high prevalence, represents a promising way to address these limitations. This thesis examined whether phantom limb movements could be performed while walking, described their muscular and biomechanical characteristics, and assessed their potential for prosthetic control. The first study, conducted on an instrumented treadmill, identified the dynamic characteristics of pathological gait through vertical ground reaction forces. A second epidemiological study examined the characteristics of phantom sensations and movements and the effect of prosthesis use on these phenomena. The third study demonstrated the impact of phantom movements on locomotor organization. A fourth study identified the electromyographic signatures of residual limb muscles associated with phantom foot movements during walking. Together, these studies provide novel insights into the interactions between phantom phenomena and motor control. This research paves the way for new rehabilitation approaches and more intuitive prosthetic solutions that could enhance the quality of life for lower-limb amputees.