Contribution à la modélisation du genou arthrosique. Application à l’étude d’une orthèse de décharge

Résumé : Le projet se situe dans le contexte de la gonarthrose fémoro-tibiale, et plus spécifiquement de son traitement par orthèse de décharge. Du fait de la cinématique particulière de l’orthèse testée, un protocole spécifique a été mis en place dans le but d’approfondir les mécanismes d’actions de cette orthèse. Ce protocole s’est appuyé sur des outils d’investigation utilisés dans la routine clinique (système EOS® et Vicon®). Seize sujets symptomatiques ont participé à l’étude. Les objectifs principaux étaient de valider et d’utiliser des méthodes de personnalisation des modèles, support de la biomécanique, dans ce contexte spécifique, afin d’améliorer la précision de la quantification des paramètres cinématiques et dynamiques. En effet, l’état de l’art démontre que l’indicateur dynamique couramment utilisé dans l’étude de la gonarthrose, le moment articulaire externe d’adduction, souffre de résultats controversés. Les objectifs secondaires étaient de caractériser la pathologie à l’aide des indicateurs calculés ainsi que d’approfondir le mécanisme d’action de l’orthèse de décharge. Ainsi, deux méthodes principales ont été investiguées. La première porte sur l’analyse séquentielle cinématique de l’articulation fémoro-tibiale en utilisant le système EOS®. Cette analyse nécessite une étape de recalage d’objet 3D sur des vues 2D biplanaires. La fiabilité de ce recalage manuel a été quantifiée en évaluant, d’une part, la précision de la méthode grâce à des données in vitro et, d’autre part, la répétabilité de la méthode grâce à la participation de 3 opérateurs et de 6 sujets asymptomatiques dont les acquisitions ont permis d’obtenir des vues du genou dans plusieurs positions (extension et flexion 20°, 40°et 90°). La seconde méthode consiste en la fusion de données issues de deux environnements (EOS® et Vicon®) de façon à quantifier les moments articulaires externes dans le genou en définissant le point auquel sont calculés ces moments à partir du modèle 3D du fémur. Ce modèle étant recalé dans l’environnement Vicon® par l’intermédiaire des marqueurs externes détectables dans les acquisitions EOS® et Vicon®. Les résultats principaux concernent :1/ la fiabilité du recalage des modèles 3D des os sur des vues 2D de l’ordre de 0,3° et 1,6 mm dans le plan sagittal de 2,1° et 1,8mm dans le plan transversal ; 2/ la quantification d’angles positionnels 3D du fémur et du tibia des membres inférieurs symptomatiques montrant que la surface articulaire tibiale (plateaux tibiaux) tend à demeurer horizontale contrairement à l’inclinaison plus marquée du fémur ; 3/ une variation des moments articulaires externes en fonction de l’intégration ou non d’un modèle interne pour le calcul de ce paramètre ; 4/ la quantification de la cinématique séquentielle de l’orthèse et du genou. La fiabilité des méthodes développées dans ce travail a été estimée ouvrant la voie à leurs applications et à leurs développements en clinique.Mots clés : gonarthrose fémoro-tibiale ; orthèse ; analyse séquentielle ; recalage.
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Biomécanique [physics.med-ph]. Ecole nationale supérieure d'arts et métiers - ENSAM, 2016. Français. 〈NNT : 2016ENAM0074〉
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Soumis le : mardi 18 juillet 2017 - 17:16:05
Dernière modification le : mardi 16 janvier 2018 - 04:12:45
Document(s) archivé(s) le : samedi 27 janvier 2018 - 07:10:51

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Karine Langlois. Contribution à la modélisation du genou arthrosique. Application à l’étude d’une orthèse de décharge. Biomécanique [physics.med-ph]. Ecole nationale supérieure d'arts et métiers - ENSAM, 2016. Français. 〈NNT : 2016ENAM0074〉. 〈tel-01564463〉

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