Genoux prothétiques pour adultes
Il existe plusieurs modèles de genoux pour répondre aux besoins spécifiques des personnes amputées. Le choix d'un genou se fera en tenant compte des facteurs suivants : l'âge, la grandeur, le poids, le niveau d'amputation et les activités de la personne amputée.
Plusieurs croient que le « meilleur » genou est celui qui est à la fine pointe de la technologie et le plus coûteux. Ce n'est pas toujours le cas. Il faut d'abord tenir compte des facteurs susmentionnés.
Lorsque l'on compare des genoux, on doit se poser trois questions. Est-ce que la structure de base en est une à axe simple ou polycentrique? Est-ce que le contrôle de position se fait au moyen d'un mécanisme de blocage par friction ou d'un mécanisme manuel? Le contrôle du balancement s'effectue-t-il à l'aide d'un système mécanique, pneumatique ou hydraulique?
Il est important de se renseigner sur les différents modèles de genoux existants puisque cela vous permettra de déterminer, avec votre prothésiste, celui qui vous conviendra le mieux. Dites-lui aussi quelles sont les activités que vous aimeriez pratiquer avec votre membre artificiel.
Plusieurs genoux sont fabriqués à partir de la combinaison suivante : structure du genou polycentrique et commande hydraulique. Lorsqu'un genou est constitué de composants provenant de modèles de genoux différents, on considérera celui-ci comme étant un modèle « hybride ».
Les genoux à axe simple constituent les modèles de base. Ils fonctionnent comme une charnière de porte. Ils se plient et n'ont pas de commande de phase d'appui. Ils sont peu coûteux, légers et ont une bonne durabilité compte tenu de leur simplicité. Ils sont fréquemment utilisés pour les prothèses destinées aux enfants en raison de ces facteurs et parce que les enfants sont très énergiques et qu'ils grandissent rapidement. Certains adultes qui habitent loin de leur centre de prothétique optent pour ce type de prothèse qui nécessite peu d'entretien et dont le mécanisme est simple et fiable.
Les genoux à axe simple ont cependant quelques limites. Puisqu'ils se balancent librement et n'ont pas de commande de la phase d'appui, la personne amputée doit utiliser sa propre force musculaire pour rester stable lorsqu'elle se tient debout sur sa jambe artificielle. Les jeunes enfants qui ont une énergie débordante ne semblent pas avoir de problème avec ce système. Par contre, pour certains adultes, il sera plus difficile de contrôler le genou. De par leur conception, les genoux à axe simple ne permettent de marcher qu'à une seule vitesse alors qu'en réalité, les humains marchent à différentes vitesse.
La limitation de la phase pendulaire à une seule vitesse peut être enrayée par l'ajout d'unités pneumatiques ou hydrauliques qui s'adaptent aux différents vitesses de marche. Quant aux manque de sécurité de la phase d'appui, il peut être pallié par l'intégration d'un genou avec verrou ou d'une articulation de genou à frein.
Certaines personnes n'ont pas l'équilibre nécessaire pour contrôler un genou pliant ou ne possèdent pas un contrôle suffisant de leurs hanches pour stabiliser un genou à axe simple, qui ne possède pas de commande de phase d'appui (seul le poids du corps permet de bloquer le genou en position debout). Pour retrouver une bonne stabilité, ces personnes utilisent un genou avec verrou manuel.
Il permet de garder la jambe droite pendant la marche et, en tirant sur un levier ou un câble, libère le verrou permettant à la personne amputée de s'asseoir. Il y a des dangers à bloquer le genou pour marcher. En cas de chute, il serait impossible de contrôler celle-ci avec une jambe raide. Puis, un genou bloqué rend la démarche raide et force la personne amputée à boiter. Les prothésistes ne recommandent les genoux bloqués qu'en dernier recours mais lorsque la stabilité de la personne est en cause, le genou avec verrou est la seule option qui permettra à cette dernière de marcher.
Articulation de genou à frein
Les genoux à frein sont munis d'un système de blocage par friction qui est activé par la pression du poids du corps et qui empêche le genou de plier. Ces genoux se balancent lorsqu'il y a peu ou pas de poids sur la prothèse, mais se bloquent dès qu'une pression est exercée sur le genou. Puisqu'il fonctionne à l'aide d'un axe simple pour plier, il vaut mieux l'utiliser pour la marche que d'utiliser le genou avec verrou.
Ce type de genou est approprié pour les personnes amputées ayant un contrôle limité de leur genou. Par exemple, certains amputés peuvent contrôler avec assurance leur prothèse mais se fatiguent rapidement après quelques pas (particulièrement les personnes dont l'amputation est haute et qui ont des faiblesses dues à une mauvaise circulation sanguine). L'articulation de genou à frein offre une sécurité à l'amputé dans le cas où il tenterait de faire un pas en ayant le genou partiellement plié. La personne doit peser sur le genou partiellement plié pour déclencher le frein qui empêchera la jambe de s'affaiser.
La fonction de freinage comporte des inconvénients. Lorsque l'humain marche, il plie les genoux avant d'enlever complètement le poids sur la jambe pour faire un pas. Ce mouvement n'est pas possible avec ce type de genou. Ce dernier ne peut pas plier si on exerce une pression sur lui. Il est donc impossible d'avoir une démarche naturelle. De par son fonctionnement, le frein oblige les personnes amputées à marcher lentement et à petits pas.
L'articulation de genou à frein s'avère, pour certains amputés, la meilleure solution. Elle est utilisée fréquemment lors de la conception d'une première prothèse et remplacée ensuite par un modèle plus fonctionnel lorsque l'amputé a acquis une certaine habileté à marcher.
Les genoux polycentriques, communément appelés « genoux à quatre axes », comprennent plusieurs axes de rotation et sont les modèles les plus complexes qui existent mécaniquement. Ils peuvent être ajustés de manière à offrir une bonne stabilité lors de la phase initiale de la marche et à permettre la flexion nécessaire pour la phase pendulaire et pour s'asseoir.
Une des caractéristiques des genoux polycentriques appréciée des personnes amputées est que, de par leur conception, la jambe raccourcit lorsqu'un pas est exécuté. Avec une jambe légèrement plus courte, la personne risque moins de se cogner un orteil lorsqu'elle marche.
Ce type de genoux convient autant aux personnes amputées actives qu'à celles qui le sont moins. Les différentes versions de ce genou s'avèrent d'excellents choix pour les personnes qui n'obtiennent pas une bonne stabilité avec d'autres modèles de genoux, qui sont amputées des deux jambes, qui ont un moignon trop long ou qui sont amputées du genou.
Le genou polycentrique standard est muni d'un simple mécanisme de balancement offrant une seule vitesse de marche. Cependant, il existe d'autres modèles de genoux polycentriques munis d'une unité pneumatique ou hydraulique permettant de marcher à des vitesses variables.
Genoux pneumatiques et hydrauliques
Les personnes amputées qui sont actives utiliseront un genou à axe simple ou polycentrique muni d'une unité pneumatique ou hydraulique.
Ces modèles sont composés de pistons placés à l'intérieur de cylindres à air (système pneumatique) ou contenant un liquide (système hydraulique). La commande de la phase pendulaire permet à la personne de marcher aisément, et ce, rapidement ou lentement. Lorsque l'amputé marche à un rythme plus rapide, la valve contenue dans le cylindre se ferme laissant ainsi échapper moins d'air ou de liquide, ce qui a pour effet de limiter le mouvement de flexion. Avec une flexion limitée du genou, l'amputé peut marcher plus vite. Lorsque la personne marche plus lentement, le processus inverse se produit, c'est-à-dire que la valve s'ouvre pour permettre un plus grand flux d'air ou de liquide. Ceci aura pour effet d'amplifier le mouvement de flexion et de ralentir le balancement pour une démarche plus lente.
Ces types de genoux permettent une démarche beaucoup plus naturelle. Le système hydraulique est le modèle le plus recommandé pour les personnes amputées actives puisqu'il est plus résistant que le système pneumatique. Ces deux systèmes sont également utilisés dans la fabrication de genoux informatisés.
Les genoux informatisés ou contrôlés par microprocesseur utilisent la technologie informatique pour accroître la fonctionnalité des modèles mécaniques, incluant les genoux à axe simple et les fonctions pneumatiques et hydrauliques.
Les fonctions de base des unités pneumatiques et hydrauliques permettent au genou d'augmenter ou de réduire la vitesse de marche mais de façon graduelle : on ne peut pas passer instantanément d'un rythme très lent à très rapide et de demander au genou de passer d'un extrême à l'autre en un clin d'œil. La technologie informatique permet ces changements de vitesse rapides, qui se font presque instantanément, rendant ainsi les mouvements du genou plus naturels.
Quelques-uns de ces genoux sont dotés de valves informatisées pour ajuster la résistance de la phase pendulaire d'un cylindre pneumatique. D'autres modèles utilisent un microprocesseur pour contrôler les mouvements de balancement et la phase d'appui. Les changements de rythme de marche sont détectés par une multitude de capteurs qui envoient des messages (à raison de 50 par seconde) à un microprocesseur.
Les genoux informatisés permettent une démarche plus naturelle comme en témoignent des personnes amputées qui « n'ont pas besoin de penser à chaque pas qu'elles font ». Il existe plusieurs modèles de genoux informatisés : le Intelligent Plus d'Endolite, le C-Leg d'Otto Bock et le Power Knee de Seattle. Un des désavantages de ce type de genou est son coût élevé.