L’appareillage des personnes amputées de 1914 à nos...

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1 L’appareillage des personnes amputées de 1914 à nos jours P. Fodé, D. Azoulay Centre d’Etudes et de Recherche sur l’Appareillage des Handicapés Institution Nationale des Invalides Premières rencontres internationales sur la mémoire partagée Paris, 26 et 27 octobre 2006 « Handicap : du droit à réparation à la réhabilitation » Forum Autonomic le 12 juin 2014, Paris La prise en charge des personnes amputées est multiple • suppléance non technologique : chirurgie, rééducation, aides humaines, aides financières • mise à disposition de moyens technologiques : prothèses produits d’assistance pour réduire les déficiences et les limitations d’activité pour participer à la vie sociale

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L’appareillage des personnes amputées

de 1914 à nos jours

P. Fodé, D. Azoulay

Centre d’Etudes et de Recherche sur l’Appareillage des Handicapés

Institution Nationale des Invalides

Premières rencontres internationales sur la mémoire partagée

Paris, 26 et 27 octobre 2006

« Handicap : du droit à réparation à la réhabilitation »

Forum Autonomic le 12 juin 2014, Paris

La prise en charge des personnes amputées est multiple

• suppléance non technologique :

chirurgie,

rééducation,

aides humaines,

aides financières

• mise à disposition de moyens technologiques :

prothèses

produits d’assistance

pour réduire les déficiences et les limitations d’activité

pour participer à la vie sociale

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1914• La première guerre mondiale : un conflit long et sanglant.

• Les pouvoirs publics français rapidement confrontés à la prise en

charge de plus de trois millions de blessés, tous handicaps

confondus. Les amputés de Guerre ont nécessairement leur place

dans l’évolution économique d’après 1918 car la France, qui compte

aussi 1,4 millions de morts, doit faire face à une pénurie de main

d’œuvre.

• Dès le début de la guerre 1914-1918, les maisons de prothèse et

d'orthopédie sont submergées par l'affluence massive des mutilés à

appareiller. Des mesures sont prises en France et dans d'autres pays

d'Europe pour la réorganisation de l’attribution des appareils et par

suite de la profession de prothésistes et orthésistes afin de l'aider à

sortir définitivement de sa condition artisanale et empirique

incompatible avec les enjeux de l’époque.

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• Les appareillages évoluent pour répondre aux besoins

fonctionnels des victimes de guerre : de nombreux travaux de

recherche se consacrent à l’évolution des pieds, genoux ou

mains prothétiques...

• Plusieurs médecins (Broca et Bourrillon) prônent des

appareillages simples « des appareils robustes, rustiques à l'abri

des pannes répétées et s'il s'en produit, permettant aux

menuisiers, bourreliers, forgerons de village d'y porter

rapidement remède ».

1914 : les matériauxPendant la 1ère guerre mondiale et jusqu'en 1929 les matériaux utilisés

dans la fabrication des prothèses sont essentiellement :

• le cuir à mouler ou le bois pour les emboîtures,

• l’acier ou le hêtre pour les armatures.

Les bois les plus recommandés sont :

• le saule et le tilleul pour les prothèses pour amputation de cuisse ou

de jambe,

• le frêne pour les quillons,

• le peuplier pour les pilons dits « torpilles » et les pilons rigides pour

amputations de jambe à moignon très court nécessitant un appui sur

le genou fléchi,

• le hêtre pour les montants bois des pilons cuirs rigides ou articulés.

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• L’emboîture, le bas de jambe et le pied sont taillés en plein

bois mais pour alléger ces appareils en bois, les orthopédistes

creusent à la plus faible épaisseur diminuant ainsi la

robustesse des éléments.

• L‘Américain Marks a l'idée d'améliorer la résistance du bois en

recouvrant la surface de l'emboîture d'une mince pellicule de

cuir (parcheminage) ; le parchemin est un cuir spécial

provenant de peaux de chèvre, doué d'un pouvoir de

rétractibilité au séchage.

• Le bord supérieur de l'emboîture en bois est renforcé par le

frettage : corde circulaire de maintien au niveau du collet.

• En 1927, le duralumin est utilisé par les

Anglais pour la première fois. C’est un alliage

d’aluminium, de zinc et de cuivre, résistant et

léger, utilisé pour la fabrication d’emboitures

fémorales et de bas de jambe des prothèses

tibiales.

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2014 : les matériaux

• Les résines acryliques, les composites de carbone pour

les emboitures définitives,

• Les PETG (polyéthylène téréphtalate glycol) pour les

emboitures transparentes d’essai,

• Les gels de silicones, copolymères et polyuréthanes pour

les manchons (interfaces moignon-emboiture),

• L’acier, le titane, le carbone pour les composants

prothétiques,

• Les composants électroniques…

restituer l’intégrité anatomique

rétablir la station debout et la marche

Toute prothèse de membre inférieur comporte :

• une emboîture, interface entre le moignon et l’appareil ,

• des pièces intermédiaires : tubes, articulation de genou,

• une pièce terminale assurant le contact au sol : le pied.

Les prothèses de membre inférieur

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1914 : Les prothèses pour amputation de cuisse

• Le pilon cuir et acier avec verrou de

genou

• Le pilon en bois, « jambe des

pauvres » d'Ambroise Paré.

Ce pilon comporte un cône creux à

base supérieure en bois de tilleul. Le

bord de ce cône est garni d'un gros

bourrelet en laine ou crin qui vient

présenter un point d'appui à la

tubérosité ischiatique.

Ce rebord supérieur est surmonté en

externe d'une palette latérale qui sert

d'attache à la ceinture du bassin.

• L'absence de pied compense l'excès

de poids de l'emboîture.

• La prothèse française se compose

d'une emboîture en cuir, ouverte en

avant et fermée par laçage et

courroie et d'une fausse jambe en

cuir.

• L'articulation de genou est en acier,

de type monoaxial postériorisé (2

attelles métalliques incluses dans le

cuissard et dans la jambe). Le pied

articulé porte lui aussi un seul axe

et est muni d'un ressort postérieur.

Le rappel en extension de la jambe

sur la cuisse est assuré par une

lame de tissu caoutchouté ou par

une bretelle passant sur l'épaule.

> 1914 : Les prothèses pour amputation de cuisse

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• La prothèse américaine est une

prothèse fémorale en bois, articulée

au genou et au pied.

• légère, comporte un cône

d'emboîtage en saule, en tilleul ou

peuplier de mince épaisseur donc

plus fragile mais renforcé par

parcheminage et frettage.

• Le bord supérieur de l'emboîture

rappelle exactement les formes

anatomiques et servant de point

d'appui sous-ischiatique.

• L'emboîture est taillée en plein bois,

creusée et évidée manuellement

par des orthopédistes chevronnés

ou mécaniquement (machine à

polycopier reproduisant la forme à

partir d'un moulage).

> 1914 : Les prothèses pour amputation de cuisse

• Les bretelles et ceintures assurent la suspension de la prothèse

fémorale et la bonne adaptation entre le moignon et l'emboîture.

• Il faut toujours apposer 2 systèmes de sangles pour équilibrer les

forces adductrices et abductrices qui s'exercent sur la prothèse :

un ensemble bretelle adductrice passant sur l'épaule opposée à

l'amputation compensée par une ceinture abductrice fixée sur une

pièce de hanche

ou

une bretelle adductrice passant sur l'épaule opposée et une

bretelle abductrice sur l'épaule homolatérale à l'amputation.

> 1914 : Les prothèses pour amputation de cuisse

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• L'emboîture des prothèses fémorales évolue et passe d'une

forme triangulaire à une forme quadrangulaire, avec appui

partiel sous la tubérosité ischiatique mais toujours avec

suspension par bretelle ou ceinture.

• Le moulage selon Carle Roederer en 1923 préfigure le moulage

orienté et insiste pour le cône fémoral moulé en plâtre de bien

marquer la région ischiatique.

• Les orthopédistes se préoccupent alors plus des matériaux ou

mécanismes que de la qualité de l'interface moignon-appareil.

Le moulage intégral reproduit la forme anatomique superficielle

du corps et ne vise pas à obtenir une répartition de pression sur

l'ensemble de la surface du moignon.

• Pour les emboîtures en bois, une prise de mesures suffit.

> 1914 : Les prothèses pour amputation de cuisse

2014 : L’emboîture fémorale

Les travaux après la seconde guerre mondiale permettent de supprimer

ceinture et brettelles : emboiture quadrilatérale de contact.

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2014 : les emboîtures pour prothèses transfémorales

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• implant en titane vissé

dans le canal médullaire,

• une tige en titane insérée

dans l’implant.

• sur laquelle se fixent

les composants prothétiques

externes

Avantages :

pas d’emboîture

flexion et rotation hanche

ostéoperception améliorée

proprioception des chocs,

dénivelés durant la marche

2014 : ostéointégration (Branemark)

M.Bertrand, P.Ducros, R.Branemark « l’ostéointégration en orthopédie.

Un nouveau concept chirurgical dans la réhabilitation des amputés : le protocole OPRA-

Série française de 9 patients amputés fémoraux »

ISPO Marseille 3-4 11-11;60-72C

> 1914 : Les prothèses pour amputation de jambe

• la prothèse tibiale à

cuissard avec ou sans

pied en cuir et acier

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> 1914 : Les prothèses pour amputation de jambe

• la prothèse tibiale à cuissard

avec ou sans pied en bois

comportant un cuissard en cuir,

deux articulations latérales

montées sur un bas de jambe

en bois dans lequel est creusée

l'emboîture qui doit recevoir le

moignon.

• Plus tard naît l'emboîture à

double gaine : gaine extérieure

en bois fixe et gaine intérieure

en cuir moulé solidaire du

moignon (le frottement se fait

alors entre les deux gaines).

• La prothèse tibiale en alliage léger

(duralumin) apparaît : le concept de la

double gaine est conservé.

• Un manchon en cuir formé sur le

moulage positif du moignon et

étroitement adapté à la forme du

moignon , maintenu en place par 2

tracteurs élastiques antérieurs

s'attachant à leur partie supérieure

sur le cuissard. Ce manchon a pour

avantage lors des inévitables

mouvements de "pompe" de

supporter les frottements contre

l'emboîture. Les emboîtures

comportent un appui partiel sous les

plateaux tibiaux laissant libre

l'extrémité inférieure du moignon.

> 1914 : Les prothèses pour amputation de jambe

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2014 : les emboîtures pour prothèses transtibiales

De nouveaux pieds apparaissent :

• pied monoaxial en bois et

feutre à articulation

monoaxiale de cheville avec

souvent une articulation en

cuir de l'avant-pied (tarso-

métatarsienne) et parfois une

articulation métatarso-

phalangienne,

• pied biaxial ou polycentrique

• pied en caoutchouc (USA)

1914 : les pieds prothétiques

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2014: les pieds prothétiques

Le pied « intelligent »

Propriofoot Ossur

Pieds propulsifs en composite carbone

pour amortir l’attaque du talon en se déformant.

L’énergie absorbée est restituée lors du

décollement du talon recréant une phase de propulsion

active

Modular III

Ossur

Triton Vertical Shock

Otto Bock

Protéor

Les pieds prothétiques

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• Les genoux contrôlent uniquement

la stabilité de la prothèse et non la

phase d'oscillation de la marche

• genou monoaxial à verrou

• genou monoaxial libre avec

quadriceps artificiel

• genou monoaxial à frein

• genou de Frees-Clarke dite "jambe à

cordes » mouvement du genou

associé au mouvement du pied

• genou physiologique à engrenage

(Habernan)

• genou physiologique à quatre

biellettes (Lamers 1922) - Fig. 434

1914 : les genoux prothétiques

2014 : les genoux prothétiques : cycle de marche

0 10 30 50 8060 100%

Phase d’appui Phase oscillante

Unipodal BipodalBipodal

Stabilité Mobilité

X.Bonnet

ENSAM

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Les genoux de haute technologie : à microprocesseurs régulant

la phase oscillante et la phase d’appui

Marche physiologique :

marcher, piétiner, reculer, pivoter,

monter et descendre des pentes,

monter et descendre des escaliers à pas alternés

passer un obstacle

Symétrie et rapidité marche

Coût énergétique moindre

Absorption chocs

Réduction des mouvements de compensation

sécurité et mobilité

Genium-Bionic Prosthetic System

Otto Bock

Genou à vérin hydraulique

Combinaison d’accéléromètres,

gyroscopes, capteur de pression…

Mesure angle genou, moment de

genou et cheville, charge axiale,

inclinaison segment jambier

Commande par microprocesseur

Sécurité pour reculer et effectuer

des pas latéraux

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Genou motorisé

Combinaison d’accéléromètres, gyroscopes, un

capteur de couple et une cellule de charge qui

interfonctionnent pour contrôler la

position et les mouvements du genou

pour mesurer les forces et la charge appliquée

Données transmises à l’ordinateur

embarqué où l’intelligence artificielle

détermine avec exactitude le type

d’activité de l’utilisateur et le prochain

mouvement

Power Knee

Ossur

Symbionic LegOssur

Prothèse combinant

un genou à microprocesseur et

une cheville motorisée à

microprocesseur

avec flexion de cheville proactive

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Recouvrement esthétique

restituer l’intégrité anatomique

rétablir la préhension

Toute prothèse de membre supérieur comporte

• une emboîture, interface entre le moignon et l’appareil

• des pièces intermédiaires : tubes, articulation de coude…

• une pièce terminale assurant la prise d’objet : la main

Les prothèses de membre supérieur

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• Le cuir à mouler pour les emboitures.

• Les mécanismes en acier.

• La main de parade est en bois.

1914 : les prothèses de membre supérieur

La main artificielle ou de parade

en bois

• pouce à ressort de flexion (la

pince est ouverte par l'autre

main) ou bien

• le pouce mis en extension par

traction par câble utilisant

l'extension du coude ou les

mouvements de l'épaule et du

thorax.

(Conception ancienne de

préhension passive et ouverture

active.)

1914 : les prothèses de membre supérieur

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Les outils de remplacement de la

main sont multiples.

La fixation de l'outil à la pièce

terminale métallique du brassard

se fait par vissage ou guillotine.

• pinces universelles passives ;

• crochet et anneau, outils de

base qui peuvent être

remplacés par des outils plus

spécialisés ;

1914 : la prothèses de travail du membre supérieur

• outils adaptés aux différents

métiers

1914 : la prothèses de travail du membre supérieur

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• pinces auto motrices par câble :

traction par l'épaule ou l'extension

du coude pour écarter les mors de

la pince.

1914 : la prothèses de travail du membre supérieur

2014 : les prothèses de membre supérieur

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Capture sur la peau du moignon à l’aide d’électrodes de surface

(myocontact) dans l’emboîture des potentiels d’action musculaire

engendrés par la contraction des muscles résiduels.

Selon le traitement électrique des signaux myoélectriques recueillis,

chaque électrode peut commander 1 ou 2 fonctions de prothèse ou 1

fonction à 1 ou 2 vitesses différentes.

Contrôle proportionnel de la main en fonction de l’intensité de la

contraction musculaire.

La commande myoélectrique

Types de préhension :

la prise doit être stable, sans glissement et sans déformation de

l’objet.

Prise digitale :

• pince tridigitale pouce-index-médius

La main myoélectrique

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Pince bidigitale terminolatérale :

préhension fine

Prise palmaire et digitopalmaire :

préhension en force et objets

volumineux

Main i-limb ultra

Touch Bionics

Main Michelangelo

Otto Bock

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> 2014 : les prothèses de membre supérieur

le bras bioniqueLa prothèse « commandée par la pensée ».

Réinnervation musculaire ciblée

TMR (Targered Muscle Re-

innervation).

Les nerfs du membre supérieur

amputé transférés vers les muscles

pectoraux.

La commande de la prothèse (6

moteurs) vient du système nerveux

central.

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Les moyens technologiques de compensation

• nombreux sur le marché

• évaluation précise des besoins / déficiences,

activités de la vie quotidienne, environnement

• suivi de l’utilisation

Les travaux de recherche

• multiples

• nécessairement multidisciplinaires

La diffusion de l’innovation technologique

• complexe

• coûteuse