Analyse et contrôle de la force musculaire par électrostimulation

par Abdennacer Ben Hmed

Projet de thèse en Instrumentation et informatique de l'image

Sous la direction de Stéphane Binczak et de Toufik Bakir.

Thèses en préparation à Bourgogne Franche-Comté en cotutelle avec l'Ecole Nationale d'ingénieurs de Monastir (ENIM), Université de Monastir (UM) , dans le cadre de SPIM - Sciences Physiques pour l'Ingénieur et Microtechniques , en partenariat avec ImViA - Laboratoire d'Imagerie et Vision Artificielle (laboratoire) et de Pôle 4 - Signal et Instrumentation (equipe de recherche) depuis le 26-01-2016 .


  • Résumé

    Les techniques de reconditionnement musculaire se sont largement développées ces dernières années dans le cadre de la rééducation du muscle atrophié, mais également pour renforcer le muscle sain du sujet sédentaire ou sportif. Le suivi du muscle stimulé grâce à l'enregistrement d'activité électrique en terme réel et la réponse musculaire est nécessaire pour détecter par exemple une fatigue musculaire et/ou éviter les dommages tissulaires dans le cas du muscle déconditionné. Le but de cette thèse est dans un premier temps d'analyser la réponse musculaire en termes de force produite suite à l'électrostimulation (ES). Cette analyse nous a permis de développer un nouveau modèle de force qui permet de prédire l'effet de l'amplitude du courant de stimulation. Une deuxième partie concernerait l'optimisation et le contrôle de la réponse musculaire lors d'une séance d'ES. Pour ce faire, des techniques de contrôle sont appliquées aux paramètres de stimulation dans le but de générer une force désirée. Ce travail est basé sur un modèle mathématique existant qui reflète fidèlement la réponse du muscle à l'électrostimulation qui est adapté aussi à notre application dans la première partie d'analyse. Les résultats obtenus sont prometteuses. Des tests expérimentaux pourront valider la robustesse de telles techniques appliquées et qui pourront être éventuellement proposées dans le domaine industriel. Ce projet a une application principalement dédiée aux personnes déconditionnées musculairement avec un vrai apport quant à l'efficacité et la sécurité des stimulations.

  • Titre traduit

    Analysis and control of muscle force by electrostimulation


  • Résumé

    Muscle reconditioning techniques have been developed extensively in these recent years as part of the re-education of the atrophied muscle, but also to reinforce the healthy muscle of the sedentary or sportive subject. The monitoring of the stimulated muscle by recording the electrical activity in real time and the muscle response is necessary to detect for example the muscle fatigue and/or avoid tissue damage in the case of deconditioned muscle. The aim of this thesis is initially to analyse the muscle response in terms of force produced as response to the electrostimulation (ES). This analysis has allowed us to develop a new force model that can predict the effect of the stimulation amplitude of the current. A second part concerns the optimization and the control of the muscle response to an ES session. To that end, control techniques are applied to the stimulation parameters in order to generate a desired muscle force. This work is based on an existing mathematical model that accurately reflects the muscle response to electrostimulation which is also adapted to our application in the first part of analysis. The obtained results are promising. The experimental tests will be able to validate the robustness of such applied techniques which may be proposed in the industrial field. This project has an application mainly dedicated to muscularly deconditioned people with a real contribution regarding the effectiveness and safety of stimulations.