En France, selon l'INSEE en 2004 sur 62 324 000 habitants, il y aurait eu 40000 amputés dont 5% des membres supérieurs. Depuis aucunes études statistiques n'a été faite. Depuis le début du siècle de nombreux moyens et recherches ont été misent en oeuvre pour compenser ce handicape, que ce soit pour compenser physiquement ce manque mais aussi pour le bien-être et le réintégration de l'handicapé en rendant le membre plus réel. Tout d'abord nous verrons donc qu'il existe différentes types de prothèses répondant à des besoins différents selon les envies et les moyens de la personne amputées. Puis nous essaierons de voir comment fonctionne les prothèses bioniques en s'appuyant sur le fonctionnement d'un bras normal dans un premier temps. Enfin, nous présenterons une prothèse innovante permettant de reproduire le sens du toucher, bien que ce soit encore un prototype, les prothèses actuelles n'ont pas encore cette capacité humaine.
a) Les différents types de prothèses
Ils existent différents types de prothèses, chacune répondant à un besoin variant d'un patient à un autre.
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| prothèse fonctionnelle |
- Les prothèses dites fonctionnelles servent pour les actions les plus courantes, elles ont l'avantage d’être légère et moins chères. Par exemple sur l’emboîture on peut changer la prothèse si l'on souhaite manger ou faire tel ou tel actions différentes.
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| prothèse esthétique |
- Les prothèses esthétiques se rapprochent le plus du membre humain visuellement, elles sont généralement faites à partir d'un moulage du membre opposé quand c'est possible, mais les possibilités fonctionnelles et physiques sont limitées. Cependant elles sont les plus légères et en silicone, les finitions sont très précises maintenant ce qui rend les prothèses vraiment réel à tous les niveaux, comme la teinte, les ongles etc....
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| prothèses myoélectrique |
- Les prothèses myoéléctriques permettent beaucoup plus de mouvements et la préhension action de tenir, saisir quelque chose des objets. Elles fonctionnent sur le principe que des électrodes placés sur emboîtures reçoivent des signaux électriques lors d'un mouvement volontaire, et ceux-ci sont récupérer puis traduit par un microprocesseur circuit électronique miniaturisé permettant l'éxecution des instructions d'un ordinateur
b) Fonctionnement d'un bras bionique
Avant d'expliquer le fonctionnement d'un bras bionique confrontation entre les inventions humaines et la nature, ou vise-verca , il serait intéressant de savoir comment fonctionne un bras normal. Tout d'abord, tous mouvement volontaire débute par un signal envoyé depuis le cerveau qui sont envoyer à travers le corps grâce au système nerveux. L'encephaleconstitué du cerveau, du cervelet, du tronc cérébral est le principal organe du système nerveux, il est relié à la partie supérieur de la moelle épinière et est responsable influx nerveuxactivité électrique
L'encéphale est relié à la moelle épinière qui est l'organe qui permet d'envoyer les messages nerveux Signaux électrique ou chimiques transmis par les neurones. Les messages nerveux envoyés se traduisent au niveau d'une fibre nerveuse appelé potentiel d'action assuré par les neurones, le potentiel d'action est le déclenchement d'une action par le biais d'un phénomène électrique. C'est ainsi que les messages nerveux sont transmis aux muscles.
Le bras est composé de deux muscles dits antagonisteslorsqu'un muscle travaille, l'autre ne travaille pas, le biceps et le triceps, qui permettent à la main d'avoir un large panel de mouvement différents.
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| quelques mouvements possibles de la main |
En effet celle-ci est composée de nombreux tendons, de muscles et articulations nous permettant d'effectués des mouvements très variés.
Pour schématiser le fonctionnement du bras, nous avons fait une vidéo avec un circuit éléctrique dans le laboratoire de notre lycée.
Pour schématiser le fonctionnement du bras, nous avons fait une vidéo avec un circuit éléctrique dans le laboratoire de notre lycée.
Tout d'abord, comme lorsqu'on a un bras normal, la personne amputée qui souhaite faire un mouvement va envoyé un message nerveux, cependant le bras n'étant plus présent, ce message sera récupéré par des électrodesÉlément conducteur d'un dispositif électronique qui y remplit une ou plusieurs fonctions : émission, captation ou commande par un champ électrique des électrons ou des ions sur la peau. Chaque électrodes est associé à un mouvement spécifique. Le microprocesseur interprètent lui les signaux électriques et nerveux que lui envoie les électrodes au bras bionique.
Puis nous avons réaliser une seconde vidéo pour schématiser cette fois-ci le fonctionnement général d'une prothèse myotique.
A ce jour, la meilleur prothèse myoélectrique a été conçue par l'entreprise anglaise RSLSteeper et s’appelle Bebionic 3 ( la version n°3 ).
Aujourd'hui, avec les nouvelles avancées technologiques, des chercheurs ont essayer d'inventer un bras bionique qui pourrait reproduire le sensation du toucher, ce qui était alors impossible.
Un projet européen à vu le jour, celui de Lifehand 2, mis au point par des scientifiques suisses allemand et italiens. En 2013 Denis Aabo Sorensen, un amputé du bras gauche de 36 ans à pu tester ce prototype. Lors de l'expérience, celui-ci à pu donner la consistance et saisir naturellement les objets proposer en modelant la force pour les tenirs et cela les yeux bander.
En faite, la main est composée de capteurs qui réagissent à la tension des tendons artificiels lorsqu'il tenait un objet, et le système transforme en informations électriques ces informations quand il manipule un objet. Cependant ces signaux électrique ne sont pas " lus " par le système nerveux, alors les chercheurs ont mis au point une série d'algorithme rendant ces messages compréhensible par le système nerveux. Puis ils sont transférés aux électrodes greffés directement sur les nerfs périphériques du bras de Denis.
C'est une première mondiale, mais les chercheurs allemands essaient de mettre au points des capteurs miniatures résistants et surtout biocompatible, en effet, selon la législation européenne, au bout d'un moins les capteurs ont du être retirés car potentiellement dangereux.
Puis nous avons réaliser une seconde vidéo pour schématiser cette fois-ci le fonctionnement général d'une prothèse myotique.
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| prothèse bebionic 3 permettant de lacer les chaussures |
A ce jour, la meilleur prothèse myoélectrique a été conçue par l'entreprise anglaise RSLSteeper et s’appelle Bebionic 3 ( la version n°3 ).
- Elle possède 14 modes de préhensions qui varient en fonction de chaque situation. ( la fermeture complète de la main, la paume ouverte pour tenir des bols par exemple, la main détendue en position " naturelle ", la préhension colonne pour actionner des leviers ou appuyer fermement sur des boutons, la préhension de force pour tenir un verre ou une balle fermement, la préhension souris pour pouvoir naviguer sur internet comme n'importe qui, la préhension pince pour tenir de petits objets, la préhension fine main fermée encore plus délicate, la préhension fine main ouverte pour tenir plus délicatement les objets fragiles, la préhension gâchette pour actionner le sèche cheveux, ou encore des pulvérisateurs, la préhension tridigitale pour maintenir et manipuler les objets du quotidien, la préhension dite prise de clé pour récupérer des objets plats ou très fis, la préhension prise en crochet pour tenir des sacs par exemple, la préhension pointage de l'index pour appuyer sur des interrupteurs ou taper sur l'ordinateur).
- Elles possèdent aussi d'autres caractéristiques la rendant d'autant plus efficace comme la préhension automatique qui évite les accidents car elle détecte lorsqu'un objet glisse, des doigts escamotables rendant plus réel la main qui au contact d'un autre élément se fléchissent, des positions sélectionnables pour le pouce permettant des mouvements jusqu'alors impossibles, un contrôle de vitesse pour mieux appréhender les objets fragiles, des moteurs individuels et des microprocesseurs puissants dans chaque doigts.
c) Des prothèses de plus en plus performantes
Aujourd'hui, avec les nouvelles avancées technologiques, des chercheurs ont essayer d'inventer un bras bionique qui pourrait reproduire le sensation du toucher, ce qui était alors impossible.
Un projet européen à vu le jour, celui de Lifehand 2, mis au point par des scientifiques suisses allemand et italiens. En 2013 Denis Aabo Sorensen, un amputé du bras gauche de 36 ans à pu tester ce prototype. Lors de l'expérience, celui-ci à pu donner la consistance et saisir naturellement les objets proposer en modelant la force pour les tenirs et cela les yeux bander.
En faite, la main est composée de capteurs qui réagissent à la tension des tendons artificiels lorsqu'il tenait un objet, et le système transforme en informations électriques ces informations quand il manipule un objet. Cependant ces signaux électrique ne sont pas " lus " par le système nerveux, alors les chercheurs ont mis au point une série d'algorithme rendant ces messages compréhensible par le système nerveux. Puis ils sont transférés aux électrodes greffés directement sur les nerfs périphériques du bras de Denis.
C'est une première mondiale, mais les chercheurs allemands essaient de mettre au points des capteurs miniatures résistants et surtout biocompatible, en effet, selon la législation européenne, au bout d'un moins les capteurs ont du être retirés car potentiellement dangereux.