Utilisateur:LounnaXD/Les Prothèses Bioniques

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Bras bionique inspiré de Star wars qui a été fabriqué a l'aide d'une imprimante 3D par Open Bionicsen collaboration avec ILM XLab.

Les prothèses bioniques sont des prothèses électroniques qui peuvent simuler le mouvement des membres du corps. Les modèles les plus récents sont contrôlées par le cerveaux à l’aide de puces électroniques qui relient les nerfs avec l’ordinateur intégré dans la prothèse.

NOTE: Il n'existe pas de standard quant a la conception des prothèses bioniques. Chaque entreprise innove. L'article ici parle des modèles de prothèses qui ont apporté un grand plus au monde des prothèses bioniques.

Bras bionique

Le bras bionique a été pendant longtemps une fiction dont beaucoup de personnes ont rêvé. Les scientifiques tentant de rendre ce rêve une réalité ont rencontrés plusieurs problèmes dont le poids de la prothèse et les mouvements possibles qu’elle offre. Les premiers bras bioniques étaient assez loin d’être les plus pratiques.

i-limb

Développé par l’entreprise écossaise Touch Bionics, ce bras, contrairement aux modèles plus récents, utilise une batterie car l’énergie électrique du corps n’était pas suffisante pour l’alimenter à elle seule. De plus, le microprocesseur n’actionner pas directement le mouvement du membre. Il passer avant par une batterie, qui active les moteurs et qui, à leur tour, font bouger le bras . Les inconvenants avec cette prothèse est que la batterie n’a pas une grande autonomie et que les mouvements produits sont assez brusques.

D’autres modèles ont été développé par après et offrent plus d’options, comme le i-limb ultra qui permet d’augmenter la force de l’emprise sur un objet et a une fonction auto-grab pour empêcher les objets de glisser. Le bras se déplace aussi automatiquement à une position naturelle après une période d’inactivité. Il est aussi équipé d’un revêtement qui ressemble à la texture et à la pilosité de la peau. Cette prothèse utilise aussi une batterie et comme le i-limb, elle ne nécessite pas de chirurgie mais seulement des capteurs musculaires déposé sur le bras .

Fluidhand

Conçue par l’équipe de Stefan Schultz, elle s’alimente de l’énergie du corps humain seulement. Cette prothèse est reliée aux muscles du moignon et capte les sensations fantômes qui sont ensuite acheminées directement au microprocesseur. De là le microprocesseur identifie le type de mouvement que l’utilisateur veut effectuer et active les pompes hydrauliques. Un liquide sera alors versé ou retiré des coussinets qui forment les articulations. La quantité de liquide à l’intérieur de ces coussinets détermine l’angle auquel les articulations sont ouvertes. Cette prothèse possède aussi un revêtement qui ressemble à une vraie main humaine.

Proto 1

Avec les avancées technologiques, les prothèses bioniques sont passées à un autre niveau. Par exemple, le prothèse Proto 1 qui a été développé par l’équipe de Todd A. Kuiken qui elle utilise un système appelé T.M.R. (Targeted Muscle Reinnervation) qui consiste à dénerver le muscle proche de la prothèse et ensuite de l’innerver avec les nerfs résiduels du membre amputé afin de créer un lien entre le cerveau et les capteurs de la prothèse. Cette prothèse a le défaut d’être assez lourde ( pèse environ 6 kg ) mais offre plus de fluidité dans le mouvement.

Metal Gear Solid

Le britannique James Young a perdu son bras gauche suite à un grave accident de train. Mais quelques semaines avant la sortie de Metal Gear Solid 5 : The Phantom Pain, Konami annonce qu'il cherche un volontaire amputé afin de tester un nouveau type de prothèse bionique inspirée de la prothèse de Snake. La prothèse a été crée par impression 3D par la société Open Bionics à partir du modèle imaginé par l'artiste Sophie De Oliveira Barata. Elle pèse environ 4.7 kg et est équipé d'une prise USB (pour recharger la batterie), d'un laser et d'un support pour transporter un drone. Elle est directement connecté au nerfs et aux muscles de l'épaule de Young.

be bionic

Le bras bionique du skieur Danny Letain qui a été développé par le groupe d'ingénieurs de Simon Fraser University.

La prothèse la plus révolutionnaire à ce jour est appartient au skieur paralympique Danny Letain et a été développé par une équipe d’ingénieurs de Simon Fraser University. En plus d’être contrôlée par le cerveau, elle offre aussi la perception tactile et peut prévoir des mouvements en temps réel. Elle stock aussi l’information comme les mouvements intuitifs afin d’améliorer la performance avec le temps. Mais ce qui lui a valu sa réputation est le fait qu'elle offre une sensibilité tactile.

Jambe bionique

Les jambes bioniques ont longtemps été négligés par la communauté scientifique et n’ont jamais vu de grand progrès avant cette dernière décennie. Même si les impulsions musculaires étaient déjà exploitées depuis les années 60 pour contrôler les jambes bioniques, il reste que le patient devait se concentrer sur sa jambe afin de la bouger car le mouvement des jambes humaines est majoritairement inconscient. De plus, les prothèses avaient des mouvements assez maladroits et lents.

Depuis, de nouveaux modèles ont été développés afin de permettre une imitation quasi réelle du mouvement des jambes.

BiOM

Anciennement appelé iWalk, BiOM a été développée par Hugh Herr, directeur du département de Biomécatronique au MIT Media Lab, qui a perdu ses deux jambes lors d’un accident de montagne en 1982. Il porte maintenant ses propres prothèses. Cette prothèse a aussi permis à la danseuse professionnelle Adrianne Haslet-Davis, de monter sur scène à nouveau après avoir perdu une partie de sa jambe lors de l'attentat du marathon de Boston en 2013.

Elle permet à l’utilisateur de marcher à une vitesse naturelle en plus de donner une sensation de stabilité sur tout type de terrain, même accidenté. La propulsion bionique qu’elle offre agit comme substituts des muscles et des tendons, ce qui réduit les complications et la douleur rencontrées avec les prothèses statiques classiques. Cette prothèse permet de reprendre les activités quotidiennes facilement et même de faire du sport à nouveau.

BiOM T2

Successeur du BiOM et aussi une création de Hugh Herr, BiOM T2 est équipée d’une intelligence artificielle afin de permettre des mouvements auparavant impossibles à faire. Le propulsion bionique est alimenté par une batterie et est couplée à deux microprocesseur et six capteur environnementaux. Ces capteurs permettent d’ajuster la raideur, la position, la puissance déployé et le degré d’amortissement de la cheville en deux points spécifiques, plusieurs milliers de fois par secondes ce qui réduit les effets du choc sur les articulations des jambes et du dos. De plus, chaque patient bénéficie d’un logiciel spécialisé crée par les chercheurs afin que l’adaptation à la prothèse se fasse en quelques minutes.

Össur

Cette prothèse est en cour de développement et ne sera mise sur le marché qu’à partir de 2018. Elle a pour atout de capter les mouvements inconscients et les réflexes pour ensuite les convertir en impulsions myoélectriques. Elle a aussi un calculateur intégré qui lui permet de s’adapter à son utilisateur, selon la démarche, par exemple. La prochaine étape, selon M.Invarsson, le vice-président du département de recherche et développement de la société Össur, est d’y ajouter la sensation afin que le patient puisse sentir sa jambe à nouveau.

Œil bionique

Les prothèses oculaires bioniques ne peuvent pas redonner une vision complète aux personnes aveugles. L’image est en noir et blanc en plus d’être de très mauvaise résolution. C’est pour cela que, pour l’instant, l’œil bionique est surtout destiné aux personnes atteintes de rétinite pigmentaire. Un exemple d’œil bionique récent est Argus II, dont les exploits ont fait la une des journaux. Il y a deux formes d’implant : l’implant rétinal et l’implant cortical.

1. L’implant rétinal est une rétine artificielle qui est implanté à l’arrière (implant subrétinien) ou par-dessus (implant épirétinien) la rétine. Elle contient jusqu’à 1500 microphrotodiodes (MPDA) qui captent la lumière et, grâce au électrodes placées derrière la rétine, envoie des signaux nerveux à travers les nerfs optiques. Plus il y a des d’électrodes, plus la vision du patient est nette. Aujourd’hui c’est surtout les personnes en stade terminal de rétinite pigmentaire qui bénéficie de l’implant. Le risque avec cette intervention est que, dans certains cas, le globe oculaire a été endommagé.
2. L’implant cortical consiste à placer des électrodes directement sur le cortex du cerveau. Une intervention chirurgicale est nécessaire car les patients qui reçoivent cet implant ont les nerfs optiques endommagés ou non-fonctionnels. L’un des inconvénients de cet implant est que l’opération est très délicate et il y a des risques d’infection qui peuvent entrainer des dommages cérébraux irréversibles. De plus, et à cause de la recense de cette technologie, les scientifiques ne savent pas encore s’il y a des effets secondaires à long terme engendre par l’implantation des électrodes dans le cerveau.

Peu importe la sorte d’implant, le fonctionnement de l’œil bionique est le même. La camera miniature film la scène et envoi les images au mini-ordinateur. Ce dernier traite l’information et l’envoi à une petite antenne accrochée sur les lunettes. Un signal est alors transmis à la rétine artificielle (ou à l’implant cortical) où se trouve une puce électronique forme de 60 électrodes qui envoie un influx nerveux via les nerfs optique (implant rétinal) ou directement dans le cerveau (implant cortical).

Lentille bionique

Il y a une lentille bionique Bionic Lens™ développée par Garth Webb, optométriste canadien et président-directeur général de l’entreprise Ocumetics Technology, qui pourrait redonner rune vue normale aux personnes âgés de 25 ans ou plus qui doivent porter des lunettes ou des vers de contacts. D’après M. Webb, l’implantation de la lentille se fait en huit minute, la mise en marche commence après 10 seconde et le patient pourrait voir jusqu’à neuf mètre.

La lentille peut s’autoréguler à l’intérieur de l’œil, ce qui permet à l’utilisateur d’ajuster sa vision d’après la distance de l’objet qu’il regarde. Afin d’implanter cette lentille, une incision de seulement 2.7 mm est nécessaire. De plus, elle est construite avec des matériaux biocompatibles qui ne causent pas de changements physiologiques dans l’œil. Cette lentille fait actuellement l’objet de tests cliniques afin d’être approuvée et mise sur le marché.