Un implant est placé dans chacun des deux os de l'avant-bras - le cubitus et le radius - puis une articulation artificielle en forme de poignet agit comme une interface entre ces deux implants et la main prothétique. Crédit :Laboratoire de biomécatronique et de neuroréhabilitation/Université de technologie de Chalmers
Une nouvelle articulation artificielle restaure d'importants mouvements de poignet aux amputés de l'avant-bras, ce qui pourrait considérablement améliorer leur qualité de vie. Un groupe de chercheurs dirigé par Max Ortiz Catalan, Professeur agrégé à l'Université de technologie Chalmers, Suède, a publié ses recherches dans la revue Transactions IEEE sur les systèmes neuronaux et l'ingénierie de la réadaptation .
Pour les patients manquant une main, l'un des plus grands défis pour retrouver un haut niveau de fonction est l'incapacité de pronation et de supination. Quand tu poses ta main à plat sur une table, paume vers le bas, il est entièrement proné. Tournez votre poignet à 180 degrés, donc la main est paume vers le haut, et il est entièrement en supination.
C'est un mouvement essentiel pour utiliser une poignée de porte, un tourne vis, un bouton sur une cuisinière, ou simplement en retournant une feuille de papier. Pour ceux qui manquent une main, ce sont des tâches beaucoup plus embarrassantes et inconfortables, et les technologies prothétiques actuelles n'offrent qu'un soulagement limité à ce problème.
"Une personne amputée de l'avant-bras peut utiliser un rotateur de poignet motorisé contrôlé par des signaux électriques provenant des muscles restants. Cependant, ces mêmes signaux sont également utilisés pour contrôler la main prothétique, " explique Max Ortiz Catalan, Professeur agrégé au Département de génie électrique de Chalmers.
"Cela se traduit par un schéma de contrôle très lourd et peu naturel, dans lequel les patients ne peuvent activer que le poignet prothétique ou la main à la fois et doivent basculer d'avant en arrière. Par ailleurs, les patients ne reçoivent aucun retour sensoriel, ils n'ont donc aucune sensation de la position ou du mouvement de la main."
L'articulation artificielle ostéo-intégrée améliore considérablement l'amplitude de mouvement des amputés de l'avant-bras, quelque chose qui pourrait contribuer de manière significative à la qualité de vie quotidienne. Crédit :Laboratoire de biomécatronique et de neuroréhabilitation/Université de technologie de Chalmers
La nouvelle articulation artificielle fonctionne à la place avec un système d'implant ostéo-intégré développé par la société suédoise, Integrum AB—l'un des partenaires de ce projet. Un implant est placé dans chacun des deux os de l'avant-bras - le cubitus et le radius - puis une articulation artificielle en forme de poignet agit comme une interface entre ces deux implants et la main prothétique. Ensemble, cela permet des mouvements beaucoup plus naturalistes, avec un contrôle naturel intuitif et un retour sensoriel.
Les patients qui ont perdu leur main et leur poignet conservent souvent suffisamment de musculature pour leur permettre de faire pivoter le radius au-dessus de l'ulnaire, le mouvement crucial dans la rotation du poignet. Une prothèse à emboîture conventionnelle, qui se fixe au corps en comprimant le moignon, verrouille les os en place, empêchant toute rotation potentielle du poignet, et gaspille ainsi ce mouvement utile.
"Selon le niveau d'amputation, vous pourriez encore avoir la plupart des actionneurs et capteurs biologiques pour la rotation du poignet. Ceux-ci vous permettent de ressentir, par exemple, lorsque vous tournez une clé pour démarrer une voiture. Vous ne regardez pas derrière le volant pour voir jusqu'où tourner, vous le sentez simplement. Notre nouvelle innovation signifie que vous n'avez pas à sacrifier ce mouvement utile à cause d'une mauvaise solution technologique, comme une prothèse d'emboîture. Vous pouvez continuer à le faire de manière naturelle, ", explique Max Ortiz Catalan.
Les ingénieurs biomédicaux Irene Boni et Jason Millenaar étaient à Chalmers en tant qu'étudiants internationaux invités. Ils ont travaillé avec le Dr Ortiz Catalan dans son laboratoire de biomécatronique et de neuroréhabilitation à Chalmers, et avec Integrum AB sur ce projet. « Dans les tests destinés à mesurer la dextérité manuelle, nous avons montré qu'un patient équipé de notre articulation artificielle avait un score bien plus élevé que lorsqu'il utilisait la technologie d'emboîture conventionnelle, " explique Jason Millenaar.
"Notre nouvel appareil offre une amplitude de mouvement beaucoup plus naturelle, minimiser le besoin de mouvements compensatoires de l'épaule ou du torse, ce qui pourrait considérablement améliorer la vie quotidienne de nombreux amputés de l'avant-bras, " dit Irène Boni.
