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Développement et évaluation d'une méthode de mesure de la flexibilité du rachis scoliotique

Moulin, Diane (2014). Développement et évaluation d'une méthode de mesure de la flexibilité du rachis scoliotique. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Les propriétés mécaniques rachidiennes in vivo obtenues suite aux tests de flexibilité sont primordiales pour la planification chirurgicale de la scoliose. Bien que ces tests de flexibilité soient couramment utilisés en clinique scoliose, ils ne sont pas préconisés pour le traitement par corsets étant donné la nécessité de radiographies supplémentaires représentant une dose additionnelle importante d’irradiation. Ces indices de flexibilité peuvent également être intégrés aux simulateurs de traitement, soit chirurgical ou par corset, pour personnaliser leur comportement mécanique. Ce projet vise donc à développer et valider une méthode non irradiante pour évaluer la flexibilité des courbures scoliotiques.

Un harnais a été spécialement conçu pour suspendre 37 patients par les aisselles et pour permettre la visibilité de marqueurs radio-opaques placés sur le dos au niveau des apophyses épineuses des vertèbres thoraciques et lombaires. Deux acquisitions ont été prises pour chaque patient, l'une en position debout et l'autre suspendue, pour les méthodes radiographique à base dose (Rx-Cent) et optique avec un système 3D (Op-M).

La réduction moyenne des courbures obtenue par Op-M [3,4 ± 3,2°] diffère significativement de Rx-Cent [9,5 ± 5,2°] (p<0,0005, différence médianes: 7,2°). Toutefois, l’estimation moyenne de l'indice de flexibilité de Op-M [3,5 ± 7,6 °/Nm] n'est pas significativement différente de celle obtenue avec Rx-Cent [1,9 ± 1,1 °/Nm] (p=0,9543).

Le test de suspension présente une très bonne reproductibilité (ICC = 0,777), supportant son utilisation pour la planification des traitements chirurgical et conservateur de la scoliose. La méthode de mesure optique présente des différences significatives avec la méthode radiographique, en ce qui concerne la réduction. Celles-ci peuvent être causées par plusieurs facteurs : (1) erreurs de positionnement des marqueurs externes; (2) mouvement de la peau par rapport aux repères vertébraux osseux; (3) différence entre la courbure vertébrale et celle formée par les apophyses épineuses. En conséquence, une recherche plus approfondie de ces sources de différences doit être menée pour que cette étude puisse supporter le remplacement des mesures radiographiques de la flexibilité du rachis scoliotique par la méthode optique envisagée.

L’utilisation du test de suspension tant dans les cas de traitement conservateur que chirurgicaux présente un excellent potentiel d’amélioration de la planification du traitement orthopédique de la scoliose.

Titre traduit

Proposition of a non irradiating method dor assessing spinal flexibiblity in adolescent idiopathic scoliosis

Résumé anglais

The spinal mechanical properties obtained in vivo from the flexibility tests are essential for surgical planning of scoliosis. In spite of the fact that these tests are commonly used in scoliosis clinics, they are not recommended for brace treatment since they require additional important X-ray irradiation doses. The flexibility indices obtained can also be integrated in treatment simulators, whether it is surgical or brace, in order to customize their mechanical behavior. This project aims to develop and validate a non-irradiating method to assess adolescent idiopathic scoliosis’s (AIS) curve flexibility.

A harness was specially designed to suspend 37 patients by the axillae and to provide visibility to radiopaque markers placed over the spinous processes of the thoracic and lumbar vertebrae. Two acquisitions were taken for each patient, one in the standing position and the other suspended, for both low dose radiographs (Rx-Cent) and 3D optical system (Op-M) methods.

The mean scoliotic curve reduction for Op-M [3,4 ± 3,2°] is significantly different than Rx- Cent [9,5 ± 5,2°] (p<0,0005, difference in medians: 7,2°). Nevertheless, the mean flexibility index estimation for Op-M [3,5 ± 7,6 °/Nm] is not significantly different than the one achieved by Rx-Cent [1,9 ± 1,1 °/Nm] (p = 0,9543).

The suspension test shows very good reproducibility (ICC=0,777) which supports its use in the planning of surgical or conservative treatment for AIS. There are significant différences between the reductions of the optical and radiographic methods. These may be caused by several factors: (1) positioning errors for external markers; (2) movement of the skin relative to the spinal anatomic landmark; (3) differences between the spinal curves obtained from the centroids and from the spinous processes. Therefore, further research on these sources of discrepancies should be carried out on this study in order to support the replacement of radiographic spinal flexibility measurements by the optical method proposed.

The use of suspension tests in both conservative and surgical treatments presents great potential to improve the planning of AIS orthopaedic treatment.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise en génie concentration technologies de la santé". Bibliographie : pages 115-122.
Mots-clés libres: Scoliose Soins médicaux. Colonne vertébrale Propriétés mécaniques. Diagnostics Méthodes non effractives. Mesures optiques. Radiographie (Médecine) scoliose idiopathique adolescente, flexibilité, suspension, non irradiant, in vivo
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Petit, Yvan
Co-directeurs de mémoire/thèse:
Co-directeurs de mémoire/thèse
Périé-Curnier, Delphine
Parent, Stefan
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie
Date de dépôt: 19 nov. 2014 18:53
Dernière modification: 19 nov. 2014 18:53
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/1380

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