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Scoliose idiopathique chez l’adolescent (SIA) : intérêts et perspectives de l’analyse morphologique de l’oreille interne en imagerie Cone Beam CT haute résolution

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Lavallée, Annie-Pier (2020). Scoliose idiopathique chez l’adolescent (SIA) : intérêts et perspectives de l’analyse morphologique de l’oreille interne en imagerie Cone Beam CT haute résolution. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

L’étiopathogénie de la SIA fait encore l’objet de discussions même si plusieurs hypothèses ont été avancées notamment concernant le rôle que pourraient jouer certaines malformations du système vestibulaire et des canaux semi circulaires (CSC) dans l’équilibration. L’objectif de cette étude a donc été d’explorer cette hypothèse étiologique à partir d’une analyse morphométrique semiautomatique de l’oreille interne au sein d’une cohorte de patients scoliotiques et asymptomatiques.

L’organe vestibulaire en imagerie Cone beam CT (CBCT) de 27 patients scoliotiques et 11 patients asymptomatiques a été examiné. Des reconstructions 3D de leurs oreilles internes ont été obtenues à partir d’une approche semi automatique. Suite à une revue de littérature, certaines caractéristiques géométriques ont été choisies et extraites chez tous les patients. Pour chaque oreille interne, les angles entre les plans des CSC, les périmètres majeurs, les périmètres transverses et la déviation de la planarité des CSC ont été calculés. Des paramètres ont aussi été extraits du crus commun, le canal commun entre le CSC postérieur et antérieur. L’orientation et la position des CSC par rapport aux plans anatomiques ont été analysées.

Les résultats indiquent que la moyenne des angles entre le CSC postérieur et latéral est significativement supérieure (p = 0,0196) pour le groupe de patients SIA (91,60 ± 4,16°) comparativement au groupe de patients asymptomatiques (88,93 ± 4,94°). Aussi, la forme du CSC latéral droit des patients SIA est différente de celle des patients asymptomatiques. Il a été possible de noter qu’un segment du CSC latéral à l’opposé de l’ampoule était parfois dilaté pour les patients SIA. Certains sujets scoliotiques présentent même une double ampoule à cet endroit. Finalement, le CSC latéral des patients SIA a une orientation plus parallèle avec le plan Francfort que les patients contrôles.

Nos résultats montrent que les mesures obtenues grâce à notre approche étaient pertinentes pour évaluer la morphologie de l’oreille interne. Cette méthode robuste peut donc être appliquée rapidement à une plus large cohorte de sujets. Les implications fonctionnelles des anomalies trouvées restent encore à définir. Il serait toutefois plausible de croire que les anomalies morphoanatomiques entraîneraient des troubles de la posture et de l’équilibre qui sont souvent présents chez les patients SIA.

Titre traduit

Adolescent Idiopathic Scoliosis (AIS) Patients : Interest and Perspective of Morphological Inner Ear Analysis Using high resolution Cone Beam CT Imaging

Résumé traduit

The etiology of AIS is still the subject of discussions even if several hypotheses have been put forward concerning the role that certain malformations of the vestibular system and the semicircular canals (SCC) could play in equilibration. The objective of this study is to propose a semi-automatic method for the analysis of the inner ear in order to extract geometrical features allowing comparison of vestibular system in AIS and asymptomatic patients.

The vestibular organ of 27 AIS patients and 11 controls was examined using CBCT imaging. 3D reconstructions of their inner ears were obtained using a semi-automatic approach. Based on a literature review, geometrical features were chosen. Those features were extracted from all patients. Among others, angles between SCC best-fit planes, geodesic tunnel loops, crosssectional perimeters of SCC and nonplanarity of the SCC were computed. Parameters were also extracted from common crus, the common canal between the posterior and anterior SCC. Also, orientation and position of the SCC within the anatomical planes were analyzed.

Results indicate that the mean angles between the posterior canal plane and the lateral plane for the AIS group (91,60 ± 4,16°) is significantly superior (p = 0,0196) than the control group, which was 88,93 ± 4,94°. In addition, the global shape of the lateral canal is different for scoliosis and control patients. A segment of the lateral SCC at the opposite side of the ampulla is dilated for some AIS patients. Some scoliosis subjects even have a double ampulla at that place. Finally, the lateral SCC for the AIS patient has a more parallel orientation within the Frankfurt plane than the control patients.

Our results show that the metrics obtained from our approach were relevent for assessing the morphology of inner ear. This robust method can therefore be a valuable tool for clinical studies and quickly applied to a large cohort of AIS and controls subjects. Functional implications of the anomalies found in this research have still to be determined. It would be plausible to believe that those morphological anomalies caused postural and balance disorders who are reported in AIS.

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 avec mémoire en génie technologies de la santé". Comprend des références bibliographiques (pages 157-165).
Mots-clés libres: scoliose, système vestibulaire, analyse morphométrique, Cone Beam CT
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
De Guise, Jacques A.
Codirecteur:
Codirecteur
Schmittbuhl, Matthieu
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie
Date de dépôt: 26 janv. 2021 21:30
Dernière modification: 26 janv. 2021 21:30
URI: https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/2634

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