Le sculpteur Terry Karpowicz avait 27 ans quand un accident de voiture a entrainé la perte de sa jambe droite. Pendant des années, il a utilisé une prothèse informatique C-Leg. Mais maintenant, il espère qu’une nouvelle technologie pourra lui offrir une plus grande aptitude de mouvement.

Karpowicz est l’un des sept patients qui a testé le prototype dans un laboratoire de recherche à l’Institut de réadaptation de Chicago. Dans une étude publiée dans le journal « American Medical Association », les chercheurs de l’Institut ont porté leur recherche afin que le dispositif de la jambe bionique puisse permettre aux patients de faire une transition en douceur entre les différents mouvements.

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« Si vous êtes à pied et que vous voulez monter des escaliers, vous devez vous arrêter et modifier la configuration de votre prothèse. Nous avons alors travaillé sur l’utilisation de signaux neuronaux décodés à travers vos muscles, qui permettent à l’utilisateur de faire automatiquement la transition à travers un certain nombre d’activités« , a déclaré le Dr Levi Hargrove dans une interview, auteur principal de l’étude et directeur du Laboratoire de Génie Neuronal à l’Institut de Réadaptation de Chicago.

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Les chercheurs ont enregistré les signaux électromyographiques (signaux iEMG) à l’aide d’électrodes placées sur neuf muscles des membres résiduels de chaque patient, ainsi que des données provenant de 13 capteurs mécaniques embarqués sur la prothèse. Un algorithme de reconnaissance de forme combiné à l’iEMG et aux signaux mécaniques a été utilisé pour prévoir comment le patient est destiné à se déplacer.
« Avec mon C-Leg, je dois m’assurer d’être dans la bonne position pour ne pas tomber. Avec la jambe bionique, vous pouvez monter sur des échelles à partir de vos genoux à la position debout. »  Karpowicz m’a dit au téléphone. (Ces activités ne sont pas actuellement possible mais pourraient l’être à l’avenir).

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Les prothèses de jambe bioniques vont être mises prochainement sur le marché.

En mai 2015, la société orthopédiste Islandaise Ossur a annoncé une jambe bionique avec « contrôle mental », celle-ci sera commercialisée d’ici trois à cinq ans. La startup BIOM, a également travaillé sur les prothèses pour jambes depuis 2007. Mais il y a encore des défis tels que reproduire les mouvements naturels de deux articulations : le genou et la cheville.
« Le développement d’un système de contrôle pour les jambes est un peu plus difficile car il doit être précis, fiable et robuste. Si vous contrôlez un bras bionique et que les doigts ne se déplacent pas correctement, il se peut que l’utilisateur ne remarque pas la mauvaise conduite et qu’ainsi cela ne le dérange pas » a déclaré M. Hargrove. « Cependant, si vous êtes à pied et que le dispositif n’est pas correctement configuré, vous tomberez, ce qui est un risque potentiel pour la sécurité« .

La prothèse est alimentée par une batterie qui dure environ 12 heures, et peut-être rechargée pendant la nuit. Elle pèse actuellement entre 5 et 10 kg, soit environ le même poids qu’une jambe humaine. Karpowicz dit que cela prenait du temps à s’y habituer quand il a essayé la jambe mais vu que ce sont les premiers stades de l’essai, il ne pouvait pas se plaindre.

« Il y a des années-lumière d’avance sur ma jambe prothétique actuelle » a déclaré Karpowicz. « Vous n’avez pas besoin de penser à marcher avec cette jambe, une fois que vous pensez à ou vous allez, celle-ci anticipe ce que vous voulez faire« .

L’étude publiée est basée uniquement sur la recherche en laboratoire, mais les chercheurs sont en train d’effectuer un essai sponsorisé par l’armée américaine durant quatre ans où ils laissent 15 patients essayer les appareils à la maison. Cela vise à faire de la prothèse un produit commercial orienté vers les gens qui ont connu des amputations résultant d’accidents, de cancers ou diabète.

Hargrove a estimé que le coût initial de la jambe bionique serait d’environ 40 000$, ce qui est similaire au coût d’une prothèse de genou ou de la cheville. Il espère, cependant, garder les coûts au minimum en tirant parti de l’amélioration des microprocesseurs dans l’industrie du téléphone mobile, ou en utilisant l’impression 3D, le cas échéant.

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