A la base,
l'électromyographie est une technique médicale qui permet d'enregistrer
les courants électriques qui accompagnent l'activité musculaire. Elle permet
d'étudier le système nerveux périphérique, les muscles, d'obtenir un électromyogramme
et d'établir un électrodiagnostic.
Dans le cas du bras bionique, on utilise un électromyogramme pour capter l'activité musculaire et correspondre avec le système informatique du bras.
Lorsque le patient décide de bouger la prothèse, un signal électrique apportant la commande motrice provoque une contraction musculaire de la zone pectorale réinnervée. Quand le muscle est décontracté on ne distingue pas de signal. On dit que la cellule musculaire est à l'état de repos physiologique.
Chaque fibre musculaire est sous le contrôle d'un seul motoneurone qui stimule la cellule musculaire via une synapse neuromusculaire. L’arrivée d’un potentiel d’action au niveau des synapses neuromusculaires entraîne la libération d'une substance qui déclenche la contraction du muscle. La contraction du muscle se mesure en potentiel d'action musculaire. Ces potentiels d'actions musculaires (exprimés en volts) définissent l’état électrique en un point du muscle.
Ce champ électrique émis est suffisamment important pour pouvoir être recueilli à la surface de la peau. Ce signal myoélectrique est perçu par des électrodes, installées à différents endroits sur la peau, au niveau de la zone pectorale réinnervé. On peut éventuellement enlever du tissu conjonctif entre la peau et le muscle pour diminuer la dispersion électrique et améliorer le signal. Le signal électrique est alors analysé par un microprocesseur qui pourra associer le mouvement produit au mouvement recherché puis communiquer avec la prothèse pour qu'elle effectue le mouvement désiré.
Les électrodes sont disposées de manière à ce que les mouvements effectués par la prothèse soient les mêmes que ceux commandés par les nerfs qui contrôlaient autrefois le bras. Ainsi, Les mouvements de flexion-extension de la prothèse sont commandés par les nerfs qui contrôlaient la flexion-extension du bras intact (soit respectivement les nerfs musculo-cutané et radial). Certaines électrodes sont placées selon le choix des cliniciens et selon l’opération, tandis que d'autre sont placées selon un logiciel qui détermine l'emplacement le plus adéquat.
Le microprocesseur établi une liste de correspondance de signaux électriques, relatifs au mouvement du bras et les identifie suivant la méthode de reconnaissance de formes. Il s'agit d'une technique informatique visant à identifier des motifs à partir de données brutes afin de prendre une décision dépendant de la catégorie attribuée à ce motif. La reconnaissance des motifs (ici : potentiels d'action nerveux) est effectuée au moyen de divers algorithmes. Le microprocesseur est programmé en fonction des particularités du système nerveux et musculaire de la personne.
On retrouve la reconnaissance de motifs dans la plupart des Smartphones. Ils s'appliquent lors de la reconnaissance vocale qui aux sons (paroles et intonations) associe une action.
Chaque mouvement du bras : flexion, extension du coude, rotation du poignet, ouverture de la main, est catalogué, répertorié et comme chaque terminaison nerveuse est intégrée dans un endroit différent du muscle de la poitrine, une personne portant un bras bionique a la possibilité de bouger plusieurs moteurs simultanément, ce qui permet d’avoir un large choix de mouvements.
A noter qu'une des diverses électrodes est placée sur une surface électriquement neutre. Son signal est utilisé pour mesurer le bruit de fond afin de le soustraire au signal reçu par les autres électrodes.
La précision de la reconnaissance de mouvements est en moyenne d'environs 95%. Par ailleurs, l'exécution du mouvement n'est pas instantanée. En général, le délai entre le signal du muscle et le mouvement est de 100 ms à 150 ms. Ce temps est jugé satisfaisant par la majorité des sujets l’ayant utilisé.
Avec un bras bionique, il est impossible de réaliser tous les mouvements possible du bras organique. En revanche, il est possible de paramétrer des combinaisons capables d'effectuer les mouvement spécifiques. Par exemple deux contractions rapides peuvent permettent d'ouvrir rapidement la main.
Il est nécessaire pour le patient de suivre une phase de rééducation, nécessaire à une prise en main satisfaisante de la prothèse myoélectrique.
Par une technique analogue à l'électromyographie suivie d'une analyse des signaux myoélectriques recueillis, le système du bras bionique est capable de détecter l'expression du muscle (et par extension des nerfs) et de l'interpréter en mouvements.
Dans le cas du bras bionique, on utilise un électromyogramme pour capter l'activité musculaire et correspondre avec le système informatique du bras.
Lorsque le patient décide de bouger la prothèse, un signal électrique apportant la commande motrice provoque une contraction musculaire de la zone pectorale réinnervée. Quand le muscle est décontracté on ne distingue pas de signal. On dit que la cellule musculaire est à l'état de repos physiologique.
Chaque fibre musculaire est sous le contrôle d'un seul motoneurone qui stimule la cellule musculaire via une synapse neuromusculaire. L’arrivée d’un potentiel d’action au niveau des synapses neuromusculaires entraîne la libération d'une substance qui déclenche la contraction du muscle. La contraction du muscle se mesure en potentiel d'action musculaire. Ces potentiels d'actions musculaires (exprimés en volts) définissent l’état électrique en un point du muscle.
Ce champ électrique émis est suffisamment important pour pouvoir être recueilli à la surface de la peau. Ce signal myoélectrique est perçu par des électrodes, installées à différents endroits sur la peau, au niveau de la zone pectorale réinnervé. On peut éventuellement enlever du tissu conjonctif entre la peau et le muscle pour diminuer la dispersion électrique et améliorer le signal. Le signal électrique est alors analysé par un microprocesseur qui pourra associer le mouvement produit au mouvement recherché puis communiquer avec la prothèse pour qu'elle effectue le mouvement désiré.
Les électrodes sont disposées de manière à ce que les mouvements effectués par la prothèse soient les mêmes que ceux commandés par les nerfs qui contrôlaient autrefois le bras. Ainsi, Les mouvements de flexion-extension de la prothèse sont commandés par les nerfs qui contrôlaient la flexion-extension du bras intact (soit respectivement les nerfs musculo-cutané et radial). Certaines électrodes sont placées selon le choix des cliniciens et selon l’opération, tandis que d'autre sont placées selon un logiciel qui détermine l'emplacement le plus adéquat.
Le microprocesseur établi une liste de correspondance de signaux électriques, relatifs au mouvement du bras et les identifie suivant la méthode de reconnaissance de formes. Il s'agit d'une technique informatique visant à identifier des motifs à partir de données brutes afin de prendre une décision dépendant de la catégorie attribuée à ce motif. La reconnaissance des motifs (ici : potentiels d'action nerveux) est effectuée au moyen de divers algorithmes. Le microprocesseur est programmé en fonction des particularités du système nerveux et musculaire de la personne.
On retrouve la reconnaissance de motifs dans la plupart des Smartphones. Ils s'appliquent lors de la reconnaissance vocale qui aux sons (paroles et intonations) associe une action.
Chaque mouvement du bras : flexion, extension du coude, rotation du poignet, ouverture de la main, est catalogué, répertorié et comme chaque terminaison nerveuse est intégrée dans un endroit différent du muscle de la poitrine, une personne portant un bras bionique a la possibilité de bouger plusieurs moteurs simultanément, ce qui permet d’avoir un large choix de mouvements.
A noter qu'une des diverses électrodes est placée sur une surface électriquement neutre. Son signal est utilisé pour mesurer le bruit de fond afin de le soustraire au signal reçu par les autres électrodes.
La précision de la reconnaissance de mouvements est en moyenne d'environs 95%. Par ailleurs, l'exécution du mouvement n'est pas instantanée. En général, le délai entre le signal du muscle et le mouvement est de 100 ms à 150 ms. Ce temps est jugé satisfaisant par la majorité des sujets l’ayant utilisé.
Avec un bras bionique, il est impossible de réaliser tous les mouvements possible du bras organique. En revanche, il est possible de paramétrer des combinaisons capables d'effectuer les mouvement spécifiques. Par exemple deux contractions rapides peuvent permettent d'ouvrir rapidement la main.
Il est nécessaire pour le patient de suivre une phase de rééducation, nécessaire à une prise en main satisfaisante de la prothèse myoélectrique.
Par une technique analogue à l'électromyographie suivie d'une analyse des signaux myoélectriques recueillis, le système du bras bionique est capable de détecter l'expression du muscle (et par extension des nerfs) et de l'interpréter en mouvements.