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Modélisation géométrique et mécanique personnalisée de l'appareil locomoteur

Südhoff, Ingrid (2007). Modélisation géométrique et mécanique personnalisée de l'appareil locomoteur. Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

La plupart des modèles utilisés pour calculer les efforts articulaires sont génériques et ne tiennent pas compte de la morphologie du patient, qui influence non seulement les caractéristiques inertielles mais aussi les bras de levier des forces exercées. Ce travail de thèse propose d'améliorer ces modèles, en intégrant les caractéristiques géométriques et mécaniques personnalisées du sujet. Les essais cliniques comprenant une analyse de la marche, une stéréoradiographie avec le système biplan à faible dose d'irradiation EOS® et un examen d'IRM sont menés sur 10 sujets sains et 5 sujets en attente d'une reconstruction du ligament croisé antérieur. La géométrie osseuse et de l'enveloppe externe est reconstruite à partir des clichés stéréo-radiographiques. Le recalage des os dans le système d'analyse du mouvement permet une localisation précise du centre de la tête fémorale (CTF). Les paramètres inertiels personnalisés (BSP) des segments sont calculés et intégrés dans le modèle. L'impact de l'utilisation du CTF recalé et des BSP n'est pas négligeable, les écarts avec les moments obtenus par les méthodes conventionnelles pouvant atteindre respectivement 2 et 0.5%BW*Ht.

Outre son intérêt clinique, la géométrie musculaire personnalisée constitue une donnée d'entrée essentielle aux modèles permettant de répartir les efforts en leurs composantes musculaires, ligamentaires et de contact. Nous présentons un protocole permettant de reconstruire les 13 principaux muscles impliqués dans le mouvement du genou à partir de 6 à 8 coupes IRM. Ces muscles sont reconstruits en une heure, avec des erreurs volumique et surfacique inférieures à 5% et 5mm (2RMS). Ce projet pose les bases pour la mise en place d'un modèle musculaire personnalisé, qui permettra de mieux comprendre l'apport de chaque structure aux efforts articulaires, fournissant ainsi un éclairage sur les pathologies et les stratégies compensatoires des patients.

Type de document: Mémoire ou thèse (Thèse de doctorat électronique)
Renseignements supplémentaires: "Thèse présentée à l'École Nationale Supérieure d'Arts et Métiers [et à] l'École de technologie supérieure (cotutelle) comme exigence partielle à l'obtention du doctorat en génie PHD cotutelle France-Québec." Bibliogr. : f.183-195.
Mots-clés libres: analyse, appareil, clinique, essai, genou, geometrie, geometrique, locomoteur, marche, mecanique, modelisation, mouvement, musculaire, osseux, personnalise, cinétique, paramètres inertiels, recalage, géométrie osseuse, géométrie musculaire
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de thèse
De Guise, Jacques A.
Co-directeurs de mémoire/thèse:
Co-directeurs de thèse
Skalli, Wafa
Programme: Doctorat en génie > Génie
Date de dépôt: 03 août 2010 15:02
Dernière modification: 01 déc. 2016 02:46
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/236

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