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Nouvelle Evolution du Bâton de Ski

Nouvelle Evolution du Bâton de Ski

Avant-propos

Nouvelle évolution de notre bâton de ski pour enfant agénésique, cette version reprend nos anciens concepts en les améliorant. Lorsque Mahée aura bien testé et validé cette version, nous standardiserons le concept pour offrir aux autres makers une solution facilement adaptable à chaque agénésie.

Pour le cas présent de Mahée, jeune fille d’une dizaine d’années habitant dans la banlieue de Bruxelles, nous devons appareiller son petit bras avec un emboitement précis à réaliser pour que le bâton de ski soit bien maintenu en position. Le moulage s’imposant, nous avons délégué la prise d’empreinte et la réalisation du contre-moule en plâtre à son père qui a réalisé un super travail. Bravo.

Moulage et contre-moule

Mahée ayant déjà un emboitement qui lui convient, réalisé par un prothésiste local, nous optons pour sa conservation et donc, notre emboitement se fixera sur la prothèse existante. Piloté par une procédure de moulage que nous avons envoyée, le papa a moulé le bras équipé de l’emboitement « belge » avec de l’alginate. Une fois la prise d’empreinte réalisée, il a suffit de couler du plâtre synthétique (choix préféré au plâtre standard) et de nous envoyer l’épreuve.

Une fois le plâtre reçu, nous l’avons scanné pour obtenir un modèle numérique de type mesh (format STL). Une difficulté apparait : nous ne connaissons ni la position exacte du contre-moule par rapport au bras de Mahée, ni la position du bras en situation de tenir un bâton de ski planté dans la neige !

La solution est vite trouvée, imprimer un emboitement de test avec un pseudo bâton de neige dont la position relative sera ajustable en longueur de bras et angle bras-bâton. Le papa sera de nouveau impliqué pour définir les paramètres qui nous manquent.

Emboitement de test pour mesure

 

 

Emboitement pour mesure

Emboitement imprimé spécifi-quement pour prendre les mesures qui permettront de positionner correctement le bâton de ski par rapport au bras de Mahée.

Un tube d’électricien en PVC est greffé sur l’emboitement avec un Té qui coulisse et tourne sur le tube principal (A).

Sur la partie verticale, un tube B que le papa trouvera en grande surface de bricolage, simulera le bâton de ski.

  Instructions pour les mesures

Des instructions sont données pour que l’emboitement soit correctement placé sur le bras de Mahée, telle qu’elle sera quand Mahée l’utilisera sur ses skis.

En déplaçant le Té en translation, on obtiendra la position théorique du bâton en symétrie de celui dans la main droite. Cette position est fixée par la molette supérieure.

Ensuite on place le pseudo bâton de ski (tube B) à la verticale (fictivement planté dans la neige). Il en résultera un angle qui sera maintenu fixe grâce à la deuxième molette sur le support en Té.

Mesure de l’angle

Sur du papier millimétré, on dépose l’emboitement et le support réglable, la découverte de l’angle est faite à l’œil en faisant correspondre un côté du support avec des rayons préalablement tracés sur le papier millimétré.

La mesure est de 15 degrés que nous reporterons dans le sketch de la CAO, ainsi nous pouvons concevoir tout le système sans se soucier de la position relative du bâton par rapport au bras de Mahée.

 

Conception de l’emboitement

Ce n’est pas vraiment de la routine, mais le procédé de création de l’emboitement est désormais bien rodé par l’équipe.  Le contre-moule en plâtre est scanné pour obtenir une représentation de type mesh (maillage de triangles) pour obtenir un fichier STL. La team remercie la collaboration de laCasemate qui nous héberge et met à disposition les outils que nous n’avons pas).

Importation du mesh dans la page du projet sous Onshape

 

Ensuite le STL est importé dans notre logiciel de CAO favori : Onshape. Le contre-moule est affiché avec des millions de triangles, et va être découpé par des plans parallèles pour nous permettre de dessiner des sections à chaque intersection STL-plan de coupe.

Dessin des sections

Sur chaque plan, en se « collant » sur l’extérieur du mesh, on dessine la section du bras en utilisant des primitives de type « spline ». K’expérience nous à appris qu’il faut créer exactement le même nombre de segments (donc de vertex) pour chaque section.

Transformation en emboitement

Le résultat du loft est une représentation volumique « idéalisée » du contre-moule. Une épaisseur va être attribuée à la surface du loft qui est égale à une variable d’ajustement « épaisseur du gant » (3 mm) additionnée d’une autre variable d’épaisseur de l’emboitement. Après essais avec Mahée, il sera très facile d’augmenter le jeu entre son bras et l’emboitement ou l’épaisseur de l’emboitement en plastique seulement en modifiant ces paramètres (c’est la « magie » des outils de CAO Paramétrable).

Découpage

A partir d’un plan de référence, 7 plans parallèles sont créés à intervalles réguliers.

Création de l’enveloppe

Les 7 sections étant dessinées, en utilisation de la directive « loft » on construit une enveloppe réunissant « au mieux » chaque section à la suivante. Des paramètres de construction sont définies pour figer les règles de construction du loft.

Les résultat du loft est une surface fermée, donc un volume qu’il faudra creuser.

Encore un nouveau concept

Le bâton réalisé pour Manon a donné d’excellents résultats en termes de maintien du bâton et de sécurité en cas de chute. Mais l’agénésie de l’avant-bras de Mahée ne facilite pas l’intégration de la structure « Manon » à la physiologie du bras de Mahée. Donc il était nécessaire de concevoir une autre architecture tout en conservant le principe de la liaison aimantée.

Quelques prototypes plus tard, nous avons trouvé une solution qui va devenir notre concept de base pour toutes les nouvelles demandes. En effet cette structure peut s’adapter à tout type d’agénésie (totale de la main ou partielle). L’aimant sera positionné à l’horizontal sur le bâton et la contre-plaque fera partie de l’emboitement.

Restait à trouver l’aimant qui aurait la force d’unir le bâton à l’emboitement et également la capacité à se « déboiter » en cas de chute. Forts des échanges avec les autres membres du LOGre, nous nous sommes intéressés aux aimants à Effet « Halbard«  qui génère un flux magnétique plus fort qu’avec un aimant néodyne standard, à volume et masse équivalents. Sur une idée de l’un d’entre nous, une suggestion de récupérer les aimants utilisés dans les moteurs linéaires des disques durs !! Donc, en vrai hackers, nous avons démonté plusieurs disques durs pour en choisir un aimant qui convenait au besoin.

 

Dispositif sur bâton

Les dimensions de l’aimant s’inscrivent dans un support circulaire de diamètre 60mm. Le bâton ayant un diamètre de 16 mm, le dispositif aura une forme tronconique, avec une excroissance sur le côté pour le logement de la dragonne.

Pour absorber les chocs et avoir un ajustement serré, un tube de coincement en plastique souple (Filaflex) sera inséré entre le dispositif et le bâton.

Poignée

Parce que le système complet est difficile à mettre au point et à imprimer, la poignée sera indépendante et fixée ultérieurement sur l’emboîtement.Cela permettra également de faire évoluer la taille de l’emboîtement lorsque Mahée grandira.

L’aimant étant solidaire du bâton, la poignée intégrera la contre-plaque. N’ayant pas de retour d’expérience sur les efforts exercés sur le bras de Mahée, et donc la solidité requise pour la poignée, nous choisissons de placer un tube en carbone à l’intérieur de la poignée (comme un longeron d’aile). C’est une solution certainement « overkill » pour le besoin présent, mais comme le dispositif est léger, ce n’est pas un problème.

Résultat final : version Mahée !

 

… et le froid ?

Bonne question. Le bras de Mahée dans l’emboîtement n’est pas protégé du froid avec la poignée « collée » au bâton via l’aimant.

Imitant le concept des sur-gants des parapentistes, les parents de Mahée ont découpé la partie inférieure d’une moufle et ont comblé le trou en cousant un tissu étanche extrêmement fin qui deviendra l’entrefer entre la contre-plaque et l’aimant. Lorsque Mahée est sur la piste, le bâton Gre-nable passe complètement inaperçu 🙂

Détail du bras

Premiers pas

Skis parallèles !

Stem

Equipe Belge au JO 2030 ?

Équilibras – « A Game Changer »

Équilibras – « A Game Changer »

Avant-propos

Fin 2022,  au cours d’une livraison d’appareil au service MPR du CHUGA (un bâton de marche) pour un jeune patient agénésique de Véronique (notre ergothérapeute favorite), nous découvrons Mila (voir l’article : https://www.gre-nable.fr/coudiere-active-concept/ ) qui joue avec les pièces d’un puzzle en bougeant ses bras sans problèmes apparents. Chacun de ses bras était supporté par un dispositif articulé qui soutenait ses avant-bras en position horizontale remplaçant ainsi l’action de ses biceps. Ainsi libérée des efforts pour maintenir ses bras à l’horizontale, Mila découvrait des mouvements qu’elle n’avait jamais réalisés auparavant et elle était rayonnante. Ces deux appareils du service MPR, normalement conçu pour des seniors, étaient testés à titre expérimental sur de jeunes enfants.

La découverte de ce dispositif  a suscité notre intérêt pour créer une solution adaptée aux enfants qui pourrait être disponible en permanence à la maison (plutôt qu’à l’hôpital), financièrement accessible à toutes les familles et qui serait open-source.

C’est dans cette optique que la team Gre-nable a lancé son projet dont le résultat « industrialisé » prendra plus tard le nom d’Équilibras.

But de l’Équilibras

 

Améliorer l’équilibre, la coordination des bras et compenser la force musculaire insuffisante de l’enfant atteint d’arthrogrypose.

Le projet a débuté en janvier 2023 et la livraison de la dernière paire d’Équilibras a été effectuée début septembre 2024. A ce jour deux familles ont déjà reçu une paire d’Équilibras pour leur enfant et le service MPR du CHUGA dispose également d’une paire d’Équilibras pour la mise au point d’un « protocole thérapeutique » et la formation des parents candidats à l’utilisation du dispositif.

Ce fut un projet assez long, avec une approche itérative, produisant de nombreux prototypes et pas mal d’erreurs ! Le design est une brillante réalisation de Gérard qui a été très inventif car nous sommes partis d’une page blanche reprenant seulement les spécifications issues du besoin exprimé par l’ergothérapeute de MPR.

Spécifications

    • Couverture horizontale de 600 mm x 500 mm,
    • Débattement vertical 350 mm,
    • Compensation 0,2 à 1 kg,
    • Hacking de composants du commerce : compensation ressort à gaz (meuble de cuisine),
    • Roulements, visseries standards,
    • Utilisation de nos moyens habituels de makers (imprimante 3D, CNC, découpe laser),
    • Aptitude à être réalisée par d’autres makers (distribution en open source).

Ce projet a passionné toute notre association LOGre [Laboratoire Ouvert de Grenoble], collectif de makers dont fait partie la team Gre-nable ce qui nous a permis de bénéficier de toutes les idées des membres pour concevoir le système de compensation (ajustable) qui soutiendra chaque bras de l’enfant. Et des idées il y en a eu des centaines !

Dès le début il était clair qu’il faudrait réaliser 4 sous-ensembles :

    • Un socle à attacher à la table,
    • Un bras pivotant avec plusieurs segments (2 ou 3),
    • Un bras compensateur (équilibreur),
    • Une balancelle pour accueillir l’avant-bras de l’enfant.

Soient 4 sous-ensembles parfaitement indépendants qui pouvaient avoir leur propre cycle de développement.

Un socle

Support à fixer sur la table d’exercice, réglable pour l’équilibrage de l’ensemble.

Un bras pivotant

Bras articulé à 3 segments permettant la couverture complète de l’espace souhaité, avec une grande souplesse de mouvement.

L’équilibreur

Dispositif pivotant asservi par un piston à gaz pour équilibrer la masse du bras de l’enfant. Le système est réglable et s’adapte à l’enfant.

La balancelle

Balancelle dans laquelle l’enfant pose son bras.

L’avis et les conclusions des professionnels

 

 Le développement de l’enfant passe par la bonne possibilité d’utiliser ses membres supérieurs pour les activités comme manger, se laver, attraper et surtout jouer ! Le jeu est une source d’expériences psychomotrices et d’apprentissages indispensable afin de bien se développer. De la même manière, le développement des compétences motrices des membres inférieurs débouche sur la verticalisation et la marche.

Dans le service d’ergothérapie de MPR pédiatrique du CHU de Grenoble, nous rencontrons régulièrement des enfants que nous avons besoin de faire travailler en « actif aidé », c’est-à-dire avec une aide permettant de soustraire une partie du poids du corps comme s’ils étaient dans l’eau. Ceci permet de réaliser des mouvements avec une force musculaire moindre et donc de gagner en fonctionnalité.

Pour les jambes, des tas d’outils ont été réalisés, cependant pour les bras nous disposons de moins d’outils et surtout très peu sont adaptés à l’enfant et au tout petit. Or la première année est cruciale pour la stimulation du développement.

Trois grands types de population sont concernés par ce nouvel outil dans notre service (centre de référence des maladies neuromusculaires, centre de référence des arthrogryposes) :

    • les enfants ayant une arthrogrypose qui présentent des raideurs articulaires et des faiblesses musculaires,
    • les enfants atteints de maladies neuromusculaires,
    • et enfin, les enfants ayant une atteinte neurologique (AVC, ablation de tumeur cérébrale, syndrome aigüe, etc.).

Nous débutons l’utilisation de l’Équilibras dès 9 mois / un an, c’est-à-dire dès que la station assise est possible et que les manipulations se développent.

Le fait d’être soutenu, permet à l’enfant de découvrir les possibilités de son corps, de vivre de nouvelles expériences, impossibles sans soutien, mais tout en restant maitre du mouvement sans l’aide de l’adulte. Ainsi, il développe les capacités de mouvements de son épaule et son coude, peut jouer plus longtemps sans fatigue et plus tard, peut réaliser ces mouvements parfois sans l’aide du support.

La multiplication de ces expériences se fait en séances et maintenant à domicile grâce à l’Équilibras que les familles peuvent acquérir.

Les enfants, qui réalisent vite le bénéfice, utilisent naturellement l’Équilibras qu’ils s’approprient comme un accessoire naturel pour jouer en hauteur. Ils se familiarisent ainsi dès le plus jeune âge et sans frein aux outils de compensation et peuvent l’utiliser pour manger ou approcher le visage.

L’Équilibras est donc pour nous un outil :

    • d’aide au développement moteur de l’enfant,
    • de rééducation: gain et de maintien des amplitudes articulaires, de la force musculaire et de la fonction des membres supérieurs,
    • d’adaptation pour la réalisation des activités de la vie quotidienne,
    • de prévention des troubles liés aux compensations naturelles qui seraient développées par l’enfant sans cet outil. (par exemple : sur sollicitation du rachis)

Nous travaillons à la mise en évidence sur le plan scientifique de ses bénéfices.

Merci à toute l’équipe de Gre-Nable d’avoir développé, fabriqué et mis à disposition des familles cet accessoire qui nous est vite devenu indispensable !

Aider les enfants à jouer est une si belle réalisation !

Diffusion de l’Équilibras

 

Rappel

Tous les projets conçus par la team Gre-nable respectent le concept ‘Open Source‘ tel que défini par Creative Commons (CC) qui est une association à but non lucratif dont la finalité est de proposer une solution alternative légale aux personnes (ou associations) souhaitant libérer leurs créations des droits de propriété intellectuelle standard de leur pays.

Suivant les règles de définition de la licence Creative Commons, la team Gre-nable autorise la réplication, la modification de l’Équilibras et sa rediffusion suivant les mêmes critères de partage et d’attribution (BY et SA). Compte tenu de l’aspect caritatif de nos actions et des dispositifs, l’utilisation commerciale est proscrite (NC).

La licence de l’Équilibras est ainsi référencée : CC-BY-NC-SA.  CC-BY-NC-SA

Dossier de fabrication

Le dossier de fabrication est documenté dans le wiki de notre association LOGre.

Compte tenu de la technicité de certaines pièces à fraiser sur une machine outil (CNC), de l’attention à apporter aux réglages, il est fortement conseillé de contacter la team Gre-nable via le formulaire de contact du site web. L’équipe recevra toute demande avec intérêt et soutiendra toute initiative de fabrication (world-wide).

Le dossier peut être consulté sur notre wiki à l’adresse : https://wiki.logre.eu/index.php/Equilibras

Avertissement

  • La fabrication sans modification ne nécessite pas de connaissances en CAO, mais si des modifications sont envisagées, il est fortement recommandé d’apprendre et de maitriser l’utilisation du logiciel de CAO OnShape, disponible gratuitement pour les makers à : www.onshape.com. De nombreuses vidéos de formation sont disponibles sur la plateforme Youtube,
  • Certaines pièces utilisées sont en contre-plaqué, usinées avec une fraiseuse numérique (CNC), d’autres sont découpées par laser. Ces machines sont généralement disponibles dans des Fablabs,
  • D’autres pièces sont imprimées en PLA (imprimante 3D type FDM également disponibles dans des Fablabs),
  • Il est important de former un binôme avec un.e ergothérapeute pour utiliser l’Équilibras ou pour former les parents à son utilisation.

Comment obtenir un Équilibras ?

Les parents d’enfants atteints d’arthrogrypose et membre de L’Association Alliance Arthrogrypose peuvent signaler leur intérêt auprès du président de l’association, et si vous n’êtes pas membre, c’est une bonne raison d’adhérer à cette association.

Pour les autres pathologies, contactez-nous via le formulaire de contact après en avoir discuté avec l’ergothérapeute qui suit votre enfant.