Théo Rouvier, Aude Louessard, Emeline Simonetti, Samuel Hybois, Joseph Bascou, Charles Pontonnier, Hélène Pillet, Christophe Sauret, École Nationale Supérieure d'Arts et Métiers (ENSAM), Arts et Métiers Sciences et Technologies, HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM), Institut de Biomécanique Humaine Georges Charpak (IBHGC), Université Sorbonne Paris Nord-Arts et Métiers Sciences et Technologies, Institut de Mécanique et d'Ingénierie (I2M), Université de Bordeaux (UB)-Institut Polytechnique de Bordeaux-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Arts et Métiers Sciences et Technologies, Institution Nationale des Invalides - Centre d’Etudes et de Recherche sur l’Appareillage des Handicapés (INI/CERAH), Université Paris-Saclay, Analysis-Synthesis Approach for Virtual Human Simulation (MIMETIC), Université de Rennes 2 (UR2)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-RÉALITÉ VIRTUELLE, HUMAINS VIRTUELS, INTERACTIONS ET ROBOTIQUE (IRISA-D5), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), ANR-19-CE19-0007,CapaCITIES,Quantifier le coût biomécanique des déplacements urbains en fauteuil roulant pour l'accessibilité des villes de demain(2019), École Nationale Supérieure des Arts et Métiers (ENSAM), Faculté des Sciences du Sport, Complexité, Innovation, Activités Motrices et Sportives (CIAMS), Université d'Orléans (UO)-Université Paris-Saclay, Université de Rennes (UR), École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes), and This study was funded by the French National Research Agency, 'Agence Nationale de la Recherche' (https://anr.fr/) by a grant awarded to the following authors: T.R., A.L., J.B., C.P., H.P., C.S.Grant number: ANR-19-CE19-0007
During manual wheelchair (MWC) locomotion, the user's upper limbs are subject to heavy stresses and fatigue because the upper body is permanently engaged to propel the MWC. These stresses and fatigue vary according to the environmental barriers encountered outdoors along a given path. This study aimed at conducting a systematic review of the literature assessing the biomechanics of MWC users crossing various situations, which represent physical environmental barriers. Through a systematic search on PubMed, 34 articles were selected and classified according to the investigated environmental barriers: slope; cross-slope; curb; and ground type. For each barrier, biomechanical parameters were divided into four categories: spatiotemporal parameters; kinematics; kinetics; and muscle activity. All results from the different studies were gathered, including numerical data, and assessed with respect to the methodology used in each study. This review sheds light on the fact that certain situations (cross-slopes and curbs) or parameters (kinematics) have scarcely been studied, and that a wider set of situations should be studied. Five recommendations were made at the end of this review process to standardize the procedure when reporting materials, methods, and results for the study of biomechanics of any environmental barrier encountered in MWC locomotion: (i) effectively reporting barriers’ lengths, grades, or heights; (ii) striving for standardization or a report of the approach conditions of the barrier, such as velocity, especially on curbs; (iii) reporting the configuration of the used MWC, and if it was fitted to the subject’s morphology; (iv) reporting rotation sequences for the expression of moments and kinematics, and when used, the definition of the musculoskeletal model; lastly (v) when possible, reporting measurement uncertainties and model reconstruction errors. This study was funded by the French National Research Agency, “Agence Nationale de la Recherche” (https://anr.fr/) by a grant awarded to the following authors: T.R., A.L., J.B., C.P., H.P., C.S. Grant number: ANR-19-CE19-0007