Une étude américaine montre qu'un nouveau type de chirurgie appelée technique de reconnaissance de formes avec une réintégration musculaire ciblée (TMR) semble aider les patients atteints d'amputations à mieux contrôler les bras prothétiques.

La recherche provient du Rehabilitation Institute of Chicago (RIC) et est publiée sous le numéro 11 février JAMA, Journal of the American Medical Association .

La technologie actuelle pour les patients qui ont eu un bras amputé est à propulsion du corps: le bras prothétique capture le mouvement de l'épaule restant avec un harnais et le transfère par un câble pour permettre au patient de faire fonctionner la main, le poignet ou le coude. Cela ne restaure que partiellement la capacité d'utiliser un bras et une main car le patient ne peut pas opérer plus d'une articulation à la fois, a écrit les auteurs dans leurs informations de base.

Le défi est de restaurer le contrôle des nerfs qui se perd lorsque le bras est amputé. C'est là qu'intervient le TMR: il transfère les nerfs du bras restants aux muscles de la poitrine ou du haut qui ne fonctionnent plus parce que le membre n'est plus là, et les prothèses spéciales peuvent utiliser des signaux électromyographiques (EMG) (signaux électriques utilisés dans la contraction musculaire ) Des muscles des membres résiduels pour contrôler les articulations des bras motorisés.

L'idée est qu'une fois que la fonction nerveuse est restaurée, les muscles rénervés TMR donnent les signaux EMG corrects pour contrôler le coude, le poignet et la main du bras artificiel. Cependant, ce qui est un territoire quelque peu nouveau, c'est si les muscles rénervés peuvent donner des signaux EMG stables et précis qui permettent au patient de contrôler le bras artificiel en «temps réel»: peuvent-ils simplement penser à ce qu'ils veulent que le bras fasse et répond presque immédiatement, Avec le bon mouvement?

Pour l'étude, qui a eu lieu entre janvier 2007 et janvier 2008, le Dr Todd A Kuiken, qui est directeur du RIC Center for Bionic Medicine, et ses collègues, ont évalué la performance de cinq participants avec une amputation des membres supérieurs qui avaient eu une intervention chirurgicale TMR. Ils ont également évalué cinq participants qui n'avaient pas d'amputation à des fins de comparaison (les contrôles).

Les chercheurs ont demandé aux participants de se déplacer de diverses façons et ont évalué leur capacité à contrôler leur bras et leur vitesse de sélection des mouvements et leur achèvement, ainsi que leur capacité à compléter le mouvement.

Les résultats ont montré que:

• Les temps de sélection de mouvement moyens pour les mouvements du coude et du poignet, tels que la flexion et l'extension du coude, la rotation, la flexion et l'extension du poignet, étaient de 0,22 seconde pour les participants TMR et de 0,16 seconde pour les contrôles.
• Le taux moyen d'achèvement des mouvements pour les mouvements du coude et du poignet était élevé: 96,3 pour cent pour les participants TMR et 100 pour cent pour les témoins.
• Les temps moyens d'achèvement des mouvements pour le coude et le poignet étaient de 1,29 secondes pour les participants TMR et de 1,08 seconde pour les contrôles.
• Les saisies des mains ont pris plus de temps que les mouvements des bras pour les deux groupes.
• Le temps moyen d'exécution de la motion pour les saisies de la main était de 1,54 seconde pour les participants TMR et de 1,26 seconde pour les contrôles.
• Trois des participants TMR ont également montré qu'ils pouvaient utiliser le système de contrôle dans les prothèses avancées, y compris les épaules motorisées, les coudes, les poignets et les mains.

Les chercheurs ont conclu que:

"Ces résultats suggèrent que les muscles rénervés peuvent produire suffisamment d'informations EMG pour le contrôle en temps réel des bras artificiels avancés".

Ils ont écrit que ces premiers essais montrent comment TMR peut être utilisé pour aider les patients à contrôler des prothèses multifonctions complexes. La faisabilité a été établie, mais il faut plus de recherche et de développement avant que les essais ne commencent. Ils ont expliqué que:

"Les bras prothétiques testés dans cette étude se sont très bien comportés comme prototypes préalables. D'autres améliorations sont nécessaires et ont été planifiées, notamment en réduisant la taille et le poids et en augmentant la robustesse de ces prothèses avancées".

Kuiken a déclaré dans un communiqué de presse séparé que:

«L'utilisation du contrôle de la reconnaissance des formes est un progrès passionnant pour les patients atteints d'amputations des bras».

"Cela nous permettra de décoder davantage d'informations neuronales auprès des patients qui offrent un fonctionnement amélioré et plus naturel de leurs prothèses", a-t-il ajouté.

Amanda Kitts, âgée de 40 ans, a perdu son bras gauche sous l'épaule dans un accident de voiture en 2006. Elle a subi TMR à RIC, où ils ont rétréci les nerfs qui ont déjà envoyé des signaux sur son bras gauche et la main sur la peau et les muscles dans ce qui restait de Son bicep. Elle a ensuite été équipée d'un bras prothétique myoélectrique qui a dépassé son membre résiduel: cela envoie des signaux électriques au bras, de sorte que lorsque Kitts pense à déplacer son bras ou sa main, le bras prothétique ou la main se déplace.

Kitts, qui a participé à la JAMA Étude, a déclaré:

"J'ai été étonné du niveau de la fonction à la main et à quelle vitesse j'ai pu contrôler le bras et la main."

"J'ai pu retirer un penny de la table et pouvoir attraper un objet en mouvement comme un damier qui roulait à travers la table. C'est vraiment incroyable de pouvoir y penser et de faire avancer ma progression prothétique", elle ajoutée.

Kitts était l'un des trois patients TMR de l'étude qui utilisaient les prothèses avancées. Ceux-ci ont été développés par le Laboratoire de physique appliquée de l'université John Hopkins (JHUAPL) et Deka Research, Inc dans le cadre du Programme de défense de la prothèse révolutionnaire de recherche avancée (DARPA) qui a été lancé en 2006.

«Réintégration musculaire ciblée pour le contrôle myoélectrique en temps réel des bras artificiels multifonctions».

Todd A. Kuiken; Guanglin Li; Blair A. Lock; Robert D. Lipschutz; Laura A. Miller; Kathy A. Stubblefield; Kevin B. Englehart.

JAMA Vol. 301 N ° 6, pp. 619-628, 11 février 2009.

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Cliquez ici pour plus d'informations sur cette étude de RIC, y compris la photo de Kitts en utilisant le bras Deka Research pour tenir un stylo.

Sources: résumé du journal, communiqué JAMA, Institut de réadaptation de Chicago.

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