Concevoir une prothèse de jambe mieux adaptée et plus performante
Selon l’Organisation mondiale de la santé, il existe plus de 25 millions d’amputés des membres inférieurs, dont beaucoup utilisent des prothèses pour se déplacer. Si ces prothèses font des merveilles pour améliorer la mobilité et la qualité de vie, elles sont loin d’être parfaites. En effet, 35,3 % des amputés ne sont pas satisfaits de leur prothèse en général, tandis que 40 % ont des difficultés à marcher ne serait-ce que 50 mètres. «Si l’on compile ces statistiques, il apparaît clairement qu’il faut améliorer les performances des prothèses», explique DeJiu Chen, professeur associé à l’Institut royal de technologie KTH de Suède. Avec le soutien du projet SocketSense, financé par l’UE, DeJiu Chen s’efforce de répondre à ce besoin. Pour ce faire, il utilise des technologies émergentes telles que les capteurs intelligents, l’intelligence artificielle et l’Internet des Objets (IdO) pour développer une meilleure emboîture prothétique.
Optimisation de l’emboîture prothétique
L’un des éléments clés de la prothèse moderne est l’emboîture, la partie qui relie l’appareil à l’amputé. Selon DeJiu Chen, pour que la prothèse fonctionne, l’emboîture doit non seulement s’adapter correctement, mais aussi pouvoir supporter la charge, assurer la stabilité opérationnelle et garantir le contrôle. «La conception et l’optimisation d’une emboîture prothétique nécessitent une compréhension approfondie des conditions opérationnelles réelles à l’intérieur de l’emboîture», explique DeJiu Chen. «Il s’agit toutefois d’une tâche difficile en raison de la complexité inhérente et de l’observation limitée d’une emboîture en fonctionnement.» C’est là que la technologie entre en scène. «Grâce à des capteurs intelligents, la solution SocketSense permet de surveiller et d’analyser efficacement les conditions dynamiques de fonctionnement des emboîtures de prothèses, qui n’auraient pas pu être observées autrement», ajoute DeJiu Chen. «Le résultat final est une prothèse de jambe mieux adaptée et plus performante.»
Des technologies de pointe
Ce qui rend la solution SocketSense si innovante, c’est son recours à différentes technologies de pointe. Il s’agit notamment de capteurs électroniques souples, imprimés et portables, qui peuvent être appliqués directement sur l’emboîture et mesurer des conditions opérationnelles clés comme la pression et la friction. La solution utilise des méthodes d’apprentissage automatique et d’intelligence artificielle. «Combinées à l’analyse statistique, ces technologies nous permettent de réaliser des estimations avancées de l’état des membres résiduels, généralement très difficile à prédire», remarque DeJiu Chen. SocketSense propose également une analyse biomécanique avancée pour le diagnostic et le pronostic des membres, un système d’aide à la décision pour optimiser la conception des emboîtures et des services logiciels intégrés pour l’acquisition et l’analyse des données. En outre, le projet a développé une nouvelle plateforme robotique, appelée mechatronics-twin, qui sert de réplique analytique afin d’améliorer l’évaluation. «Grâce à cette approche robotique de l’exploration des interactions complexes entre l’homme et l’emboîture, nous pouvons modéliser et simuler virtuellement le comportement, afin que l’amputé n’ait pas à subir d’expériences potentiellement stressantes», note DeJiu Chen.
Des emboîtures adaptées aux besoins de l’utilisateur
Le système ayant été évalué et validé lors de tests en laboratoire et d’essais pilotes et cliniques menés en Islande, en Espagne et au Royaume-Uni, les partenaires du projet examinent actuellement les possibilités de poursuivre la maturation des technologies et de les faire progresser en vue de leur commercialisation. «En intégrant un large éventail de technologies et de méthodes scientifiques, nous sommes parvenus à développer un système innovant, intelligent et basé sur l’IdO, doté de capteurs intra-emboîture personnalisables, d’une collecte de données basée sur le cloud et d’une analyse opérationnelle avancée», conclut DeJiu Chen. «Même si cette technologie est impressionnante, ce dont nous sommes le plus fiers, c’est de ce qu’elle nous permet de réaliser, à savoir des emboîtures de prothèses adaptées aux besoins individuels d’un amputé.»
Mots‑clés
SocketSense, capteurs, emboîture prothétique, jambe prothétique, amputés, technologies émergentes, intelligence artificielle, internet des objets, apprentissage automatique, robotique
