Médecine

Des chaussures intelligentes pour lutter contre le «pied diabétique»

Les HUG et l'EPFL développent des semelles en mesure de réduire les blessures des pieds chez les patients diabétiques, sources d'amputations

Toutes les trente secondes. C’est la fréquence à laquelle une amputation est réalisée sur un patient diabétique dans le monde. Malgré des efforts importants en termes de prévention et des techniques toujours plus sophistiquées, le diabète, qu’il soit de type 1 ou 2, reste la cause la plus importante d’amputation des membres inférieurs.

Les statistiques sont édifiantes: chaque année, plus d’un million de personnes perdent une jambe en lien avec leur pathologie, dont près de 250 000 rien qu’en Europe. Des chiffres inacceptables, compte tenu des progrès de la médecine, et d’autant plus inquiétants que la mortalité liée à ce geste chirurgical lourd peut atteindre 30% dans les 30 jours qui suivent l’opération, et 50% dans un délai d’une année.

Un concept totalement novateur, élaboré par les Hôpitaux Universitaires de Genève (HUG) et l’Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL), pourrait toutefois changer la donne. Celui-ci prend la forme d’une chaussure intelligente -dont le prototype est en cours de développement- en mesure de réduire considérablement ces risques collatéraux, grâce à un système de semelle dont la raideur est adaptable en fonction de la vie quotidienne des patients.

Moduler la pression sous les pieds des patients pourrait permettre de faire chuter considérablement la fréquence de ces actes chirurgicaux.

«Il faut savoir que 85% des amputations chez les diabétiques sont précédées d’un ulcère plantaire principalement dus à une pression élevée. Moduler la pression sous les pieds des patients pourrait donc permettre de faire chuter considérablement la fréquence de ces actes chirurgicaux», explique Zoltan Pataky, initiateur du projet et médecin adjoint agrégé au service d’enseignement thérapeutique pour maladies chroniques des HUG.

Traitements compliqués

Plusieurs facteurs concomitants viennent aujourd’hui compliquer le traitement des ulcères chez les diabétiques. En effet, la moitié des malades, dont le diabète n’est pas suffisamment bien contrôlé, souffrent d’une complication que l’on appelle polyneuropathie périphérique. Cette affection a pour principale conséquence d’inhiber toute sensibilité à la douleur. Le diabétique n’a alors plus de signal d’alarme le prévenant de la présence, par exemple, d’une lésion importante sous le pied.

«Normalement, nous adaptons notre manière de marcher en fonction de la douleur provoquée par une plaie, mais les individus touchés par cette maladie sont dans l’incapacité de le faire. Dans certains cas, l’ulcère n’est pas ressenti du tout, des complications se rajoutent et il n’y a alors plus d’autres choix que d’amputer», précise le médecin.

On peut tout à fait comprendre que très peu de patients souhaitent porter un plâtre durant une longue période, du fait des restrictions importantes que cela impose dans leur vie quotidienne.

D’un autre côté, les traitements proposés aujourd’hui dans le but de décharger la zone à risque du pied sont très peu prescrits par les spécialistes et encore moins adoptés par les patients. La raison en est simple: à l’heure actuelle, le gold standard reste l’utilisation d’une botte plâtrée, qu’elle soit amovible ou non. «Ce dispositif va certes guérir l’ulcère en quelques semaines, mais le taux de récidive est aussi estimé entre 30 à 70% à cinq ans. De plus, on peut tout à fait comprendre que très peu de patients souhaitent porter un plâtre durant une longue période, du fait des restrictions importantes que cela impose dans leur vie quotidienne.»

Face à ce manque de moyens thérapeutiques, est née l’idée, il y a cinq ans, d’une chaussure pouvant être portée quotidiennement par le patient. Zoltan Pataky l’imagine alors capable de détecter les zones où la pression plantaire est trop élevée et d’ajuster la souplesse de la semelle en conséquence. Dans le but de non seulement de guérir les ulcères, mais aussi de prévenir une récidive ou la formation d’une nouvelle lésion.

Amortisseurs miniaturisés

Restait à trouver un laboratoire capable de mettre au point de cette technologie. La solution est alors venue de l’EPFL, et plus spécifiquement du laboratoire d’actionneurs intégrés de l’Institut de microtechnique, basé à Neuchâtel. «De nombreuses entreprises nous contactent régulièrement pour développer des projets, retrace le Professeur Yves Perriard, responsable du laboratoire. Lorsque nous avons reçu le message de Zoltan Pataky nous annonçant qu’il avait une idée pour soulager le pied diabétique à l’aide de moteurs intégrés dans une chaussure, j’étais loin d’imaginer que cela déboucherait aussi rapidement sur quelque chose de positif.»

Fruit d’une étroite collaboration entre le médecin et les ingénieurs, le dispositif de la chaussure intelligente repose sur une semelle composée d’amortisseurs miniaturisés placés à l’avant et à l’arrière du pied, ainsi que d’une batterie et d’une zone dédiée à l’électronique de contrôle, toutes deux placées sous l’espace de la voute plantaire. Un capteur, contenu dans chaque amortisseur, permet de mesurer constamment la pression plantaire et de détecter la zone où cette dernière est anormalement haute.

Les amortisseurs de la semelle s'adaptent aux contraintes de pression exercées par le poids du diabétique, afin de réduire ulcères et escarres.

Concrètement, dès que la charge du pied est appliquée sur l’amortisseur, un coussinet souple se déforme verticalement et un fluide s’écoule alors dans un réservoir sous-jacent au travers d’une valve. La hauteur ainsi que la rapidité de la déformation peuvent être réglées en contrôlant le débit du fluide à travers la valve de contrôle. «Le médecin pourra alors programmer régulièrement la chaussure par rapport à l’état de son patient et en fonction de l’endroit précis où la semelle doit soutenir le pied ou pas», précise Yves Perriard.

Autres applications possibles

Après avoir travaillé durant plusieurs années uniquement sur le développement des coussinets, le laboratoire met actuellement au point le premier prototype composé de sept cellules. «Nous devrions avoir terminé cette phase du projet d’ici deux semaines, précise le Professeur. Nous attaquerons ensuite la réalisation d’une semelle complète contenant cinquante amortisseurs et qui devrait voir le jour d’ici l’été. Nous pourrons alors envisager les premiers essais cliniques sur des patients.»

Et ce n’est pas tout: cette avancée technique, dont le brevet a été déposé il y a une année par ses concepteurs, pourrait également être utilisée pour d’autres applications cliniques. «Dans un second temps, il serait tout à fait envisageable d’imaginer, par exemple, des matelas spéciaux utilisant cette même technologie et pouvant contribuer au soulagement des escarres chez les personnes devant être alitées sur de longues durées», se réjouit Zoltan Pataky.

Un raisonnement qui fait sens lorsque l’on sait que les escarres, également appelées plaies de lit ou ulcères décubitus, sont le plus souvent consécutives à un manque d’oxygène dans les tissus, provoqué par une pression excessive et prolongée. D’autres patients pourraient donc voir d’un très bon œil l’avancement de cette technologie très prometteuse.

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