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Biomécanique : un institut dédié aux innovations

L'Institut Georges Charpak est entièrement dédié à la biomécanique humaine, et plus particulièrement au système musculo-squelettique, c'est-à-dire les os, les articulations et les muscles. Créé en 1979, ce centre est une référence mondiale où près de cinquante ingénieurs, radiologues, chirurgiens, orthopédistes travaillent ensemble pour faire avancer la recherche médicale.

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Dans un bâtiment parisien du début du XXe siècle, un centre de recherche est dédié aux technologies innovantes.

À l'Institut Georges Charpak, 2.000 mètres carrés sont consacrés à la biomécanique humaine. Ingénieurs et médecins travaillent ensemble pour mieux comprendre le système musculo-squelettique. Modélisation 3D de la colonne vertébrale pour mieux traiter la scoliose ou encore des tests pour étudier les mouvements de la tête en cas d'accident… les recherches s'inscrivent dans une logique de médecine personnalisée.

Grâce à des systèmes de radiographie numérique, les ingénieurs sont capables de reconstruire virtuellement le squelette. À l'aide de capteurs disposés sur le corps et de caméras, la modélisation personnalisée permet une analyse extrêmement précise des gestes. Des données qui aident le chirurgien à affiner son diagnostic. "Cliniquement, on a du mal à voir le raccordement de tous les muscles sur les bonnes insertions avec leur action véritable. On a du mal à quantifier ces actions musculaires simplement par un examen clinique sans aucun capteur", explique le Pr Patricia Thoreux, chirurgien orthopédiste. Cette technologie pourrait ainsi permettre d'améliorer la posture et la performance des sportifs en diminuant les risques de lésions. À terme, le squelette, les articulations et la musculature de chaque individu pourraient être modélisés.

Si on peut ainsi analyser les gestes, il sera aussi possible de prévoir l'évolution d'une pathologie très invalidante : la scoliose. Les ingénieurs s'intéressent à cette déformation de la colonne vertébrale. Pour chaque patient, ils sont capables de prévoir comment cette maladie va évoluer comme le souligne Wafa Skalli, directrice scientifique à l'institut Georges Charpak : "La reconstruction 3D nous permet de calculer automatiquement un certain nombre de paramètres d'intérêt. Et l'analyse de nombreuses colonnes des scoliotiques qui se sont aggravées ou qui ne se sont pas aggravées… nous a permis de définir un indice de sévérité qui va permettre dès le premier examen d'identifier si la scoliose est évolutive ou pas. La recherche est encore en cours mais les premiers résultats sont prometteurs puisque sur près d'une soixantaine de patients qui ont été suivis jusqu'à la fin de leur croissance, nous avons vu que dès le premier examen, on avait plus de 80% de bonnes prédictions quant au devenir de cette scoliose".

Dans une salle d'essai dynamique de l'institut, une équipe d'ingénieurs étudie les mécanismes de stabilisation de la tête. Les tests permettent d'étudier les mouvements de la tête et du cou en cas d'accident et de coup du lapin. Un phénomène mal connu par le corps médical. Et si le mannequin de crash-tests a permis de nombreuses avancées en terme de sécurité routière, il ne renseigne pas précisément sur les lésions et les réactions propres à chaque individu. Les chercheurs essaient donc trouver des critères qui vont peut-être permettre de dissocier des profils pour pouvoir définir des profils plus à risque et donc aider les médecins dans leur diagnostic ou dans la prévention.

Arthrose, ostéoporose, maladies de la colonne vertébrale… C'est la synergie entre ingénieurs et cliniciens qui fait de l'Institut Georges Charpak une référence en terme de recherche médicale.

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