Une équipe Inria au Cybathlon 2020

L'épreuve "Functional Electrical Stimulation (FES) Bike Race" du Cybathlon 2020 est une course de tricycles propulsés par les muscles des jambes paralysées de pilotes ayant une lésion complète de la moelle épinière.

Les muscles sont activés via l'application d'impulsions électriques qui déclenchent la contraction.
Classiquement, un capteur angulaire placé dans le pédalier permet de déclencher des séquences de stimulation préprogrammées pour activer les quadriceps et ischiojambiers des 2 membres inférieurs.
Il s'agit d'une épreuve technico-sportive où les performances dépendent de la technologie et de la capacité des muscles à produire des efforts prolongés.

La démarche de l'équipe Camin avec son projet Freewheels est de travailler sur une plateforme de pédalage et un protocole d'entrainement qui soit accessible au plus grand nombre de personnes ayant une lésion médullaire (coût, mise en oeuvre, autonomie d'utilisation).

En 2016, l'équipe avait participé à la toute première édition du Cybathlon en s'équipant d'un tricycle commercial et en l'adaptant pour pouvoir l'utiliser avec un stimulateur électrique commercial. L'équipe débutait dans le domaine du FES cycling et a mis en place une plateforme de pédalage et un protocole d'entraînement avec un premier pilote, Jérôme, présentant aussi une paraplégie complète. La solution proposée était principalement basée sur l'état de l'art dans le domaine. L'épreuve consistait à parcourir 750 mètres en moins de 8mn. Jérôme a été qualifié pour les finales et a terminé en 6ème position.

Pour la nouvelle compétition, initialement prévue en mai 2020, l'épreuve consiste à parcourir 1200 mètres en moins de 8mn. L'équipe a travaillé sur un nouveau protocole d'entraînement en équipant Xavier, notre nouveau pilote, d'un ergocycle lui permettant de s'entraîner à domicile 3 à 4 fois par semaine selon un plan d'entraînement établi par l'équipe. Xavier est paraplégique et grand sportif (handbike, pilotage d'avion, etc).

Durant cette période de 7 mois, un suivi précis des performances a été réalisé afin de gagner en connaissance et à pouvoir, à terme, proposer la même approche de l'entrainement aux patients des centres de rééducation. En effet, l'objectif final est de donner accès au plus grand nombre à cette technologie qui permet de réaliser un entraînement physique tout en pratiquant une activité ludique.

La plateforme de pédalage a été complètement revue en l'équipant de nouveaux capteurs : centrales inertielles et capteurs de puissance afin de permettre un contrôle plus précis des séquences de stimulation et des mesures plus complètes des performances.

Un logiciel, IMUSEF, a été développé : il offre la possibilité de déclencher l'activation des muscles à partir des mesures angulaires des cuisses selon une calibration effectuée à partir des efforts appliqués sur les pédales.

Un protocole de recherche clinique validé par un Comité de Protection des Personnes (CPP) et l'ANSM (Agence Nationale de sécurité et du médicament et des produits de santé) a été mis en place pour les deux études (2016 et 2020).

La situation sanitaire a conduit les organisateurs du Cybathlon à reporter la compétition au 13-14 Novembre dans une version distancielle. Pour ce qui est de notre discipline, les tricycles seront installés sur des "hometrainers" instrumentés qui transmettront les données de pédalage en direct.

Xavier a continué à s'entraîner à domicile pendant le confinement jusqu'à ce jour pour participer à la compétition. L'équipe a maintenu un contact étroit avec lui tout au long de ces mois. Comme en 2016, les avancées scientifiques, technologiques et médicales impliquent un grand investissement personnel des différents membres de l'équipe dans une aventure avant tout humaine.

En juillet dernier, après le confinement, Xavier a pu venir à Montpellier essayer le tricycle en intérieur sur "hometrainer" ainsi qu'en extérieur sur piste cyclable et sur une piste de karting. Grâce à sa détermination tout au long de ce protocole, son entraînement lui permet aujourd'hui de pédaler dans des conditions qui lui apportent plaisir et détente ce qui est le résultat principal de notre travail. Si la situation sanitaire le permet, Xavier viendra participer à l'épreuve du Cybathlon 2020 en novembre prochain à Perpignan, une expérience de partage à distance entre les différentes équipes.

En coulisses : que ce soit en salle, sur une voie cyclable ou sur un circuit de Karting, tous les environnements sont là pour améliorer la préparation à la compétition.

Crédits : © Inria / Photo H. Raguet