Malgré une technologie de pointe, marcher avec une prothèse de genou reste exigeant physiquement et mentalement pour son propriétaire. Les processus ne sont parfois pas encore idéaux, ce qui amène les utilisateurs à s’adapter inconsciemment au comportement de la prothèse.
À long terme, cela peut entraîner des problèmes secondaires tels que des problèmes de hanche ou une tension excessive sur la jambe saine. Une prothèse de genou idéale doit s’adapter au comportement de l’utilisateur, explique le Dr Michael Tschiedel, qui a étudié le sujet dans sa thèse à l’Université de technologie de Vienne, Autriche, sous la direction du Professeur Eugenijus Kaniusas.
Un système complexe
Notre genou naturel nous donne du soutien lorsque nous nous tenons debout et de la souplesse lorsque nous marchons. Il s’agit d’un système complexe composé de cartilage, de muscles et de tissus mous. Nous n’avons pas conscience de cette complexité puisque nous contrôlons notre genou inconsciemment et automatiquement. Les prothèses du genou, quant à elles, nécessitent une technologie complexe.
Voici une vidéo montrant ces technologies :
Après tout, ils remplacent non seulement la structure de la jambe, mais aussi sa fonction biologique. Pour fournir un soutien et éviter de se plier, ils doivent fournir une résistance à la flexion hautement amortie. Et pour permettre le balancement tout en marchant, ils doivent avoir un amorti lâche, explique Tschiedel.
Contrôle infiniment variable
La technologie de pointe dans le secteur haut de gamme est constituée de prothèses de genou à axe unique contrôlées par microprocesseur qui se rapprochent beaucoup de la marche naturelle. Ceci est rendu possible par une interaction entre la mécanique, l’électronique et le micrologiciel. Des capteurs détectent si la personne marche, reste immobile, est assise ou se lève en temps réel. Les données du capteur sont transmises à l’unité hydraulique intégrée, qui peut alors sélectionner et réguler en continu la valeur de contrôle requise. Tschiedel compare ce mécanisme en termes simples à une charnière de porte équipée d’un mécanisme de fermeture en douceur provoquant une fermeture lente de la porte.
Mal évaluer la situation pourrait être désagréable. Si le genou se bloque soudainement en marchant, par exemple, dans le pire des cas, la personne pourrait tomber. La sécurité doit donc être une priorité absolue dans la technologie prothétique, explique le chercheur.
Enregistrement des variables physiques
Ottobock a franchi une étape importante dans la conception de prothèses il y a 25 ans avec la C-jambe. Depuis lors, l’entreprise utilise les données des capteurs pour le contrôle par microprocesseur des prothèses du genou.
Les capteurs intégrés enregistrent les forces, les vitesses angulaires et les accélérations qui se produisent, ainsi qu’une unité de position spatiale à six axes qui détermine la position et la vitesse de rotation du système d’articulation du genou dans l’espace. En conséquence, le système de contrôle sait exactement comment la prothèse se déplace dans l’espace, comment les jambes supérieures et inférieures changent les unes par rapport aux autres, et en déduit la phase et l’activité exactes de la marche.
