Des implants de billes magnétiques offrent aux prothèses robotiques un suivi musculaire en temps réel
Des chercheurs du MIT ont suivi les mouvements musculaires de trois personnes amputées à l'aide de capteurs magnétiques sans fil pour améliorer le contrôle neuroprothétique.
Par Letizia Giugliano
2 min de lectureHuman-Edited, AI-Assisted
Traduit automatiquement de l’original en anglais Lire l’original
Trois personnes amputées ont testé avec succès un système de suivi magnétique implantable qui mesure les mouvements musculaires en temps réel. L'étude du Massachusetts Institute of Technology, publiée dans la revue Nature Sensors, offre une nouvelle interface physique aux contrôleurs robotiques qui pilotent des prothèses avancées.
Dépasser quatre décennies d'électrodes cutanées
Pendant quarante ans, les systèmes de contrôle neuroprothétique ont reposé sur l'électromyographie, une technique qui utilise des électrodes de surface posées sur la peau pour détecter les signaux électriques dans le tissu musculaire. Cette approche présente des limites mécaniques : les données électriques ne traduisent pas directement la position, le couple ou la résistance. Les électrodes cutanées souffrent aussi d'une dérive du signal lorsqu'un muscle reste contracté, captent les interférences des muscles adjacents et perdent le contact lorsque la sueur apparaît.
Pour surmonter ces problèmes, une équipe dirigée par l'auteur principal et inventeur Hugh Herr, professeur d'arts et sciences des médias et codirecteur du K. Lisa Yang Center for Bionics au MIT, s'est tournée vers une méthode de suivi mécanique appelée magnétomyométrie, comme le rapporte MedicalXpress. La technique contourne les proxys électriques en mesurant directement la longueur physique et la vitesse des fibres musculaires, ce qui marque une innovation notable dans les prothèses bioniques.
« Cette interface est peu invasive, elle pourrait donc être accessible à davantage de personnes. On place deux billes dans le muscle et on accède à toutes ces riches informations sur la dynamique musculaire. »
— Christopher Shallal, MIT
Deux billes magnétiques pour suivre la dynamique musculaire
L'invention fonctionne en plaçant des paires de billes magnétiques miniatures à l'intérieur du tissu musculaire ciblé. Lorsque le muscle environnant se contracte ou s'étire, des capteurs externes montés à la surface de la peau suivent les variations du champ magnétique pour calculer la distance exacte entre les deux billes.
Le coauteur principal Christopher Shallal, chercheur diplômé du Harvard-MIT Program in Health Sciences and Technology, décrit cette approche comme une alternative peu invasive aux méthodes antérieures. Comme les champs magnétiques traversent les tissus biologiques sans fil, le capteur lit directement la mécanique musculaire à travers la peau. Le coauteur principal Cameron Taylor, professeur adjoint de génie biomédical à l'University of North Carolina at Chapel Hill, avait auparavant validé la technique sur des modèles animaux en 2021 avant de passer aux essais humains, selon MedicalXpress.
Essais de curseur chez des patients opérés pour une prothèse bionique
L'essai clinique a évalué le système chez trois participants amputés sous le genou, qui avaient auparavant subi une procédure d'interface myoneurale agoniste-antagoniste, dite AMI. Lors de cette chirurgie, des paires de muscles opposés sont reconnectées chirurgicalement afin que, lorsqu'un muscle se contracte, son partenaire s'étire de façon dynamique.
Lors des essais de l'étude rapportés par MedicalXpress, les participants ne portaient pas de membre prototype physique. Ils bougeaient plutôt leurs muscles résiduels pour guider un curseur à l'écran vers des cibles. Le suivi sans fil a permis au système d'enregistrer une dynamique musculaire continue, fournissant le type de données mécaniques de sortie nécessaire aux contrôleurs robotiques pour construire une démarche plus naturelle.
À lire aussi sur The Patent : MIT Origami-Inspired Metal Design Enables Rapid Emergency Shelters
