16 février 2010

Quand la science et la fiction se rejoignent

Quand les humains prennent leurs jambes aux robots

La chirurgie permet de plus en plus l’usage de prothèses performantes, comme nous l’avons vu dans l’article précédent concernant les prothèses de bras. C’est également le cas dans le domaine des prothèses de jambe.

Déjà à l’époque de l’Egypte Ancienne, des prothèses étaient employées. Ainsi, la prothèse d’un gros orteil en bois a été retrouvée à la fin du 19è siècle sur une momie de femme [1].

A notre époque, et depuis déjà quelques années, les prothèses externes deviennent courantes (jambes, bras…) pour remplacer certains membres.

Les progrès sont tels que ces technologies ont posé un cas de conscience juridique aux organisateurs avant les jeux Olympiques de 2008 en Chine [2]. Un athlète Sud-Africain avait en effet demandé à concourir avec les athlètes valides alors qu’il portait, remplaçant ses pieds et mollets, deux prothèses en carbone (des sortes de tiges courbées et flexibles) qui « lui procurent un «avantage mécanique évident» sur des athlètes valides ». L’effet ressort et un effet physiologique qui intervient chez les coureurs valides sont les raisons d’un refus initial en janvier 2008. Il a fait appel et a été finalement autorisé, en mai 2008, à participer aux jeux avec les valides [3].

Dans la rude réalité des personnes amputées suite à une altération du membre, ou suite à un diabète, les prothèses ne servent pas nécessairement à courir plus vite, mais bel et bien à simplement se déplacer. Dans ce cas, en lieu et place de ces tiges hyper-technologiques dans le domaine de la science des matériaux, sont installés des membres, tout aussi technologiques, mais dans le domaine de la robotique.

Pour ces éléments mécaniques articulés se pose en effet la question d’une part de reproduire les mouvements propres du membre remplacé et d’autre part de contrôler ces mouvements.

Trois grands cas se distinguent : l’amputation en dessous du genou (tibiale), au dessus du genou, et au haut de cuisse (fémorale).

Dans le premier cas, la seule articulation en jeu, est celle de la cheville. La prothèse vient se greffer sur le moignon et sur la portion de tibia présente au niveau du genou. La prothèse tibiale, est composée d’un manchon de silicone qui répartit les pressions sur les reliefs osseux sensibles du moignon, d’une portion rigide remplaçant le mollet, d’une emboîture faisant la jonction entre le manchon et la partie rigide, et d’un pied [4].

Dans le second cas, le remplacement de l’articulation du genou est également nécessaire, le mouvement d’ensemble étant guidé par la portion de cuisse restante.

En 2002, une équipe de médecins de Lubeck, en Allemagne, ont fixé une prothèse, non à la chair du moignon, mais directement sur le fémur du patient [5]. L’articulation du genou de cette prothèse est contrôlée par un microprocesseur.

Un autre système employant la technologie bluetooth pour synchroniser deux prothèses de membres inférieurs existe également [6].

Dans le troisième cas, les jambes artificielles actuellement les plus employées ont le défaut de nécessiter des mouvements complexes afin de la bouger. Ainsi, les personnes appareillées sollicitent souvent leur hanche pour balancer la jambe artificielle sur le côté. Ce qui rend la marche très inconfortable et peu pratique. Si, pour éviter ce déhanchement, la prothèse est plus courte que la jambe saine, cela peut entraîner des troubles dans la colonne vertébrale [7].

D’autres modèles plus évolués ont cependant vu le jour. Ainsi, pour les personnes ayant subi une amputation fémorale, un site commercial [8] présente des prothèses commandées par microprocesseurs. Tel un ordinateur, le microprocesseur reçoit des données de capteurs de flexion du genou et de pose du talon afin de contrôler le mouvement pendulaire de la prothèse dans la marche à l’aide de vérins hydrauliques. L’ensemble est alimenté par des batteries rechargeables.

Tous ces exemples sont très encourageants, et constituent une grande amélioration comparée aux crochets des pirates, à la manière du Capitaine Crochet dans « Peter Pan », ou à la jambe de bois également chère à l’imagerie traditionnelle des pirates… Cependant, la recherche actuelle est encore loin de savoir reconstituer intégralement un corps avec des membres bioniques comme dans les séries des années 70, « L’homme qui valait trois milliards » ou « Super Jamie », ou encore comme dans le manga de Yukito Kishiro, « Gunnm » paru dans les années 90. L’auteur met en scène dans les premiers tomes le spécialiste en cybernétique, Ido, et le cyborg Gally. Ido trouve Gally, dont il ne reste que la tête, sur une décharge. Il reconstitue alors un corps entièrement de bric et de broc, pour la faire revivre. Plus tard, il lui greffe un nouveau corps boosté (un corps de berseker) et plus performant pour qu’elle puisse exploiter tout son art de guerrière, le Panzer Kunst.

Ces exemples de prothèses ne sont qu’une part des technologies mises en oeuvre par la médecine et qui ajoutent au corps humains des éléments de technologie pointue. Les implants relèvent eux aussi de grands défis scientifiques.

[1] http://www.radio-canada.ca/nouvelles/Science-Sante/2007/07/27/001-orteil-prothese.shtml?ref=rss

[2] http://www.lefigaro.fr/sport/2008/01/14/02001-20080114ARTFIG00472-oscar-pistorius-n-ira-pas-aux-jeux-olympiques.php

[3] http://www.liberation.fr/actualite/sports/326759.FR.php

[4] http://pagesperso-orange.fr/adepa-69/Documents/Fichiers/petitspetons/amputation_transtibiale.htm

[5] http://www.futura-sciences.com/fr/sinformer/actualites/news/t/vie-1/d/les-progres-des-protheses-de-jambe_1117/

[6] http://robotimpact.free.fr/index.php?option=com_content&task=view&id=328&Itemid=2

[7] http://www.informationhospitaliere.com/actualite-5973-prothese-amputes-jambes.html

[8] http://www.healthcare.ottobock.de/special/fr/c-leg.php

Posté par InFolio à 08:00 - - Commentaires [2] - Permalien [#]
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Commentaires sur Quand la science et la fiction se rejoignent

    Microprocesseurs, bluetooth ... à prothèses performantes, article lui aussi performant !
    Bravo pour cette recherche passionnante Infolio !

    Posté par MAP, 20 février 2010 à 00:08 | | Répondre
  • de rien

    Posté par InFolio, 23 février 2010 à 17:41 | | Répondre
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