PI03 - Système de mesure de l’équilibrage des pressions in situ d’une prothèse de genou

Le principal inconvénient d'une prothèse totale de genou est l'usure prématurée de l'insert en polyéthylène dû à une mauvaise répartition des efforts entre l'implant fémoral et l'insert.

BIOMET a donc développé une nouvelle prothèse totale de genou : Vanguard Alpina. Cette prothèse a pour principale caractéristique d'avoir trois condyles (au lieu de deux) et permet d'avoir également un déplacement des points de contact des condyles sur l'insert. La prothèse Vanguard Alpina permet donc d'avoir une plus grande surface de contact et ainsi ralentir l'effet d'usure.

Fournir à BIOMET un outil permettant de valider la conception de la prothèse Vanguard Alpina, en laboratoire d'anatomie, via la mesure des forces exercées sur l'insert et de l'angle de flexion du genou.

BIOMET veut pouvoir mesurer la corrélation entre ces deux grandeurs afin de valider par la pratique les simulations cinématiques effectuées sur la Vanguard Alpina.

La première étape du projet consistait à travailler de concert avec BIOMET pour permettre de mieux cerner la problématique afin de rédiger le cahier des charges fonctionnel.  Le schéma ci-dessous représente les différentes étapes constituantes du projet avec un descriptif sommaire.

Après avoir surpassé des difficultés liées à des capteurs non-standards sur le marché, nous avons conçu une carte électronique capable de scruter plus de 3000 points par seconde. La communication des différentes mesures est effectuée par un protocole, conçu par nous-même et géré par un microcontrôleur, capable par exemple de détecter les débranchements involontaires. Nous avons réalisé une IHM ergonomique et intuitive capable d'enregistrer et d'afficher en temps réel les différentes mesures effectuées par les capteurs.