Attraper un objet, le faire pivoter à 180° pour le retourner, puis le reposer. Pour les personnes amputées de l’avant-bras et à qui il manque une main, ces mouvements sont probablement les plus compliqués à réaliser. Et pour cause : les prothèses conventionnelles permettent rarement ce type de mouvements, appelés pronation (paume vers le bas) et supination (paume vers le haut).
Cette absence de dextérité manuelle entache grandement la qualité de vie des personnes privées de mains. Elles sont par exemple incapables de tourner une poignée de porte ou un bouton sur une cuisinière, de se servir d’un tournevis ou simplement de tourner la page d’un livre.
Une nouvelle prouesse technologique pourrait bientôt aider ces patients à réaliser ces tâches délicates et ainsi améliorer grandement leur qualité de vie.
Une prothèse ostéo-intégrée
Dans la revue IEEE Transactions on Neuron Systems & Rehabilitation Engineering, un groupe de chercheurs de l’Université de technologie de Chalmers, en Suède, explique en effet avoir réussi à mettre au point une nouvelle articulation artificielle capable de rétablir les mouvements complexes du poignet des personnes amputées de l’avant-bras.
"Une personne amputée de l'avant-bras peut utiliser un rotateur de poignet motorisé commandé 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 associé au département de génie électrique de Chalmers. "Il en résulte 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 ne doivent basculer que l'un après l'autre. De plus, les patients ne reçoivent aucune rétroaction sensorielle, ils n'ont donc aucune sensation de la position ou le mouvement de la main."
Au contraire de ces prothèses conventionnelles, la nouvelle articulation fonctionne grâce à un implant ostéo-intégré chirurgicalement dans chacun des deux os de l’avant-bras, le cubitus et le radius. Une articulation artificielle en forme de poignet fait ensuite office d'interface entre ces deux implants et la main prothétique. Ainsi assemblé, ce dispositif permet des mouvements beaucoup plus naturels, avec un contrôle intuitif et un retour sensoriel, explique Max Ortiz Catalan. "Cela permet à la structure squelettique et à la musculature restantes de l'utilisateur d'être utilisées de la même manière que celles d'une personne valide."
Une bien meilleure dextérité manuelle
"En fonction du niveau d'amputation, il est possible que la plupart des actionneurs et des capteurs biologiques soient laissés pour la rotation du poignet. Ils vous permettent de sentir, par exemple, lorsque vous tournez une clé pour démarrer une voiture. Vous ne regardez pas en arrière la roue pour voir jusqu'où tourner - vous le sentez. Notre nouvelle innovation signifie que vous ne devez pas sacrifier ce mouvement utile à cause d'une solution technologique médiocre, telle qu'une prothèse à emboîtement. Vous pouvez continuer à le faire de manière naturelle", explique Max Ortiz Catalan.
D’après Jason Minnenaar, l’un des ingénieurs biomédicaux ayant travaillé sur ce projet de prothèse avec capteur biologique, le patient équipé de l’articulation artificielle et évalué sur sa dextérité manuelle a obtenu de bien meilleurs résultats que ceux bénéficiant d’une prothèse conventionnelle. "Notre nouvel appareil offre une amplitude de mouvements beaucoup plus naturelle, minimisant le besoin de mouvements compensatoires de l'épaule ou du torse, ce qui pourrait améliorer considérablement le quotidien de nombreux amputés de l'avant-bras", explique Irene Boni, ingénieure biomédicale.