RHEO KNEE® - technologie en détail
Sans doute que le plus grand défi d’un concepteur est-il de remplacer toutes les fonctions physiologiques d’un membre. Reproduire l’anatomie, la physiologie et le système neurologiques humains représente une tâche ardue, complexe et qui nécessite de l’humilité. Anatomiquement, le concepteur doit recréer des structures du corps en utilisant des matériaux qui rendent capable de tout, d’aptitudes motrices élaborées à la marche. Neurologiquement, le concepteur doit créer un dispositif de feedback qui ressent les changements liés à des stimuli externe et qui utilise ces changements pour intervenir sur la réponse physiologique, le tout en temps réel.
La difficulté pour relever ces défis explique le fait que les prothèses habituellement possèdent des fonctions aussi limitées. Cela explique aussi pourquoi Össur s’est tourné vers le the Massachusetts Institute of Technology (MIT) pour identifier logiciel, électronique et technologies biomédicales nécessaires pour faire d’une prothèse bionique une réalité.
Le résultat avec le Rheo Knee tape dans le mille : une synergie entre l’intelligence artificielle , des capteurs ultra performants et la technologie magnétorhéologique qui apporte à l’utilisateur un mouvement naturel sans précédent pour vivre une vie sans limites. Les technologies qui ont participé à cette synérgie sont:
Dynamic Learning Matrix Algorithm (DLMA)
Le Rheo Knee utilise un logiciel base sur l’intelligence artificielle pour apprendre le style de marche de chacun et procurer un mécanisme qui va en permanence contrôler t optimiser la phase pendulaire. A partir du premier pas, le genou Rheo compare le degré maximum de flexion réalisé à chaque phase pendulaire pour sélectionner les valeurs déterminées par le prothésiste avec le logiciel Rheo. Les valeurs de flexion pendulaire sont mises à jour pour contrôler le déplacement du talon à vitesse de marche. Les valeurs de résistance en flexion pendulaire influencent la vitesse d’extension. Le réglage de la phase d’extension rendre l’adaptation complète. Le samplage et l’optimisation des valeurs est continu, même après que le programme initial a été finalisé par le prothésiste.
Au travers d’un monitoring et d’une optimisation constants, le genou Rheo KNEE procure un ajustement prothétique idéal pour assurer un style de marche individualisé.
Dispositif à fluide magnétorhéologique (MR)
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L'analyse du fluide MR après |
Cette technologie novatrice utilise des champs magnétiques, un fluide MR, et des lames en rotation pour varier la résistance en temps réel du genou Rheo. Le contrôle par microprocesseur initie une réponse cinétique rapide aux informations délivrées par les capteurs à la vitesse de 1000 fois par seconde. Lors de l’application d’un champ magnétique, les sphères de carbyliron se lient entre elles pour former une chaîne.
Comme le genou tourne en flexion ou en extension, de fines lames cisailles les chaînes de particules se qui créé de la résistante. Le résultat est une entrave minimale pour le fluide, tandis que le genou restaure une position pelvienne plus naturelle en pré-phase pendulaire et réduit le niveau de fatigue.
Contrôle de phase d’appui par microprocesseur
Grâce à ses capteurs perfectionnés et son mode de fonctionnement, le genou Rheo procure des multiples garanties contre un relâchement involontaire en phase d’appui. Le genou doit être en extension complète et le relâchement ne s’opère qu’à 20% de la moyenne maximale d’une longueur de pas.
Le microprocesseur échantillonne les mesures de force à raison de 1000 fois par seconde et est en permanence informé de la charge que le patient fait peser sur lui. Les perturbations dans la démarche de l’utilisateur sont automatiquement reconnues par les capteurs de charge. Le soutien en phase d’appui est instantanément activé pour protéger l’utilisateur d’un risque de chute. Le genou Rheo agit ainsi de manière préventive.
Logiciel RHEO LOGIC
Ce logiciel de programmation intuitif fonctionne par icones sur un PDA iPAQ et rend les opérations simples. Avec l’utilisation des modes SETUP spécialisés, la programmation initiale est automatique. Vous mettez simplement le genou en fonctionnement et le patient marche.
Les modes SETUP calculent les valeurs de base pour les phases pendulaire et d’appui. Quand un ajustement manuel est nécessaire pour affiner le réglage du Rheo, le logiciel rend cette opération simple et rapide. De multiples utilisateurs et réglages par utilisateur peuvent être stockés sur le PDA et transférés sur PC, rendant cet outil très souple.
| Pas de champ magnétique appliqué au fluide MR. Les particules en acier sont disposées de façon aléatoire permettant aux disques une rotation sans frottements. | Champ magnétique faible appliqué au fluide MR. Les particules en acier commencent à former des chaînes et la résistance entre les plaques augmente. | Un champ magnétique fort à organisé les particules en acier sous forme de chaînes continues et le genou oppose maintenant une résistance très ferme. |
Résultats des tests cliniques
En 2003, une étude parue dans Industrial Robot (International Journal, Vol. 30, ~1 2003, P 42-55) atteste des effets cliniques du genou en examinant les informations cinématiques de 4 sujets unilatéraux, amputés fémoraux. Les chercheurs ont conclu qu’un schéma de contrôle auto-adaptatif associé à des capteurs mécaniques adéquatement disposés étaient à même de rendre les amputés à une marche biologique réaliste (comparativement au autres genoux mécaniques existants).