S’habiller, se laver, se nourrir… Bien plus qu’un simple outil, la main est le symbole même de l’autonomie dans nos gestes du quotidien. Elle est également un vecteur de communication et une passerelle précieuse vers le monde extérieur.
Mercredi 11 décembre 2024
S’habiller, se laver, se nourrir… Bien plus qu’un simple outil, la main est le symbole même de l’autonomie dans nos gestes du quotidien. Elle est également un vecteur de communication et une passerelle précieuse vers le monde extérieur.
Cependant, en raison de son usage intensif, elle est particulièrement vulnérable aux pathologies comme l’arthrose. Pour une partie de la population, la rhizarthrose - une forme d’arthrose affectant l’articulation trapézo-métacarpienne (TMC) à la base du pouce - entrave cette préhension vitale, limitant peu à peu leur autonomie et leur confort au quotidien.
Pathologie répandue, notamment chez les femmes, la rhizarthrose reste toutefois entourée de nombreuses zones d’ombre avec peu de solutions de prévention et de réhabilitation. Les interventions chirurgicales, bien qu’efficaces, ne sont envisagées qu’à des stades avancés de l’arthrose. Les résultats, les plus souvent satisfaisants, ne permettent néanmoins pas une récupération totale des fonctions de préhension.
De ce fait, comprendre et prévenir la rhizarthrose constitue un véritable enjeu. C’est face à ces problématiques qu’un projet innovant voit le jour au sein de l’Institut des Sciences du Mouvement (ISM). Porté par Laurent Vigouroux, Jean-Louis Milan et Benjamin Goislard de Monsabert, ce projet vise à développer un modèle multi-échelles, capable de mieux comprendre les mécanismes sous-jacents à la rhizarthrose et de proposer des solutions concrètes et personnalisées.
Depuis 15 ans, Laurent Vigouroux s’est spécialisé dans la compréhension du fonctionnement de la main. En rejoignant l’Institut des Sciences du Mouvement, il a développé le sujet pour en faire une véritable expertise du laboratoire, se basant d’abord sur une modélisation musculosquelettique, permettant de mesurer les efforts musculaires et les forces résultantes sur les articulations.
Ce modèle a pu servir dans différentes applications, notamment dans une collaboration autour du tennis elbow avec Decathlon pour laquelle Benjamin Goislard de Monsabert a été impliqué, mais aussi dans le domaine de l’escalade pour donner lieu plus tard à la start-up produisant la SmartBoard. Malgré sa capacité à éclairer différentes pathologies, il a rencontré une de ses limites lorsqu’il a voulu se pencher sur le sujet de l’arthrose, nécessitant une modélisation géométrique plus précise de la morphologie osseuse pour estimer la répartition des forces articulaires et les pressions de contact subies par le cartilage.
C’est pour répondre à cette problématique que Benjamin Goislard de Monsabert puis Jean-Louis Milan ont rejoint le projet, en intégrant les éléments finis au modèle musculosquelettique, permettant de modifier à volonté certains paramètres et d'évaluer leur criticité. Ainsi, à partir de l’analyse biomécanique du geste de préhension d’un sujet, le modèle musculosquelettique permet d’estimer les forces musculaires générées par le sujet. Ces forces musculaires sont alors implémentées dans le modèle éléments finis de la main qui reprend la morphologie osseuse des doigts et les propriétés matériaux des os, du cartilage et des ligaments. Le modèle éléments finis fournit alors les valeurs quantitatives de pressions de contact articulaire et leur localisation.
Cette approche de modélisation biomécanique multi-échelles permet donc d’accéder à des informations cruciales à la fois précises sur le plan anatomique et fidèles aux efforts musculaires. Ces informations permettent de répondre à des questions restées sans réponse, notamment sur les facteurs déclenchants de la rhizarthrose, que sont :
Les types de préhension : le « pinch grip » ou la préhension entre l’index et le pouce, sollicite fortement les articulations en générant des forces de contact élevées. Cette technique est couramment utilisée pour réaliser des tâches de haute précision et est indispensable dans de nombreux métiers, comme ceux de dentiste ou de couturier, exposant ainsi ces professionnels aux problématiques liées à la rhizarthrose.
La morphologie osseuse : des structures plus courbées au niveau du trapèze et du métacarpe entraînent une augmentation des pressions articulaires, accroissant ainsi le risque de développer une rhizarthrose. Une différence a été observée entre les genres : les femmes présentent des courbures plus marquées à ces niveaux osseux, ce qui pourrait expliquer leur prévalence plus élevée face à cette pathologie.
Grâce à ce modèle multi-échelles, les chercheurs ont pu identifier des morphologies et des pressions à risque. Cette nouvelle méthode de modélisation permet d’envisager de nombreuses applications. C’est d’ailleurs ce que les experts souhaitent développer aujourd’hui aux côtés d’entreprises intéressées. Ils ont déjà des idées de développements qui couvriraient les aspects de prédiction, de prévention mais aussi de réhabilitation.
Plusieurs exemples d’applications peuvent d’ores et déjà être mentionnés. Parmi eux, un outil permettant de prédire le risque de développer la rhizarthrose en fonction de la morphologie et des types de préhension du patient. L’objectif : fournir des informations précises pour permettre d’adapter les pratiques et ainsi réduire les risques à long terme.
Dans les cas où les patients sont dans l’impossibilité de changer leurs types de préhension, les experts envisagent également de développer des méthodes in situ capables d’analyser la préhension réelle et de la suppléer.
Autre exemple, le modèle permet d’ores et déjà de simuler différents types de chirurgie pour tester leur efficacité. Appliqué à chaque patient, cet outil permettrait également d’adapter chacune des interventions chirurgicales au profil morphologique spécifique du patient avant de procéder à l’opération… Ce diagnostic individuel serait rendu possible grâce à un modèle personnalisé basé sur de l’imagerie scanner et de la capture de mouvement intelligente.