Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Présentement, suite à une blessure musculosqueletique, le patient doit retourner au centre de traitement pour faire des simulations de tâches dans lesquelles les intervenants font de l'observation visuelle ou prennent des mesures avec des systèmes encombrants. Ces tâches sont souvent non représentatives de la réalité et l'évaluation est subjective. L'analyse de l'activité musculaire et de la position du corps de façon précise est essentielle pour la prévention, le diagnostic et la réadaptation des blessures au travail. La solution proposée est un vêtement intelligent constitué d'une nouvelle fibre-électrode flexible intégrée à même le tissu pour un confort optimal. Les travaux abordés seront le développement d'un nouveau circuit d'instrumentation médical. Le système mesura l'activité musculaire par électromyographie de surface et la caractérisation du mouvement par une nouvelle fibre-électrode flexible. Cette nouvelle fibre-électrode a le potentiel de servir de capteur pour les deux mesures simultanément. Des circuits d'instrumentation seront explorés pour répondre à cet objectif. Ils seront basé sur un pont de Wheatstone et une méthode d'injection de courant. Les données d'électromyographie sont analysées pour monitorer la chute de la fréquence médiane du signal qui est signe précurseur de la fatigue musculaire. La mesure de position du corps avec la fibre est utilisée pour observer des changements dans la mécanique du mouvement qui engendrent un risque de blessure. Un algorithme de traitement du signal a été développé pour rehausser le signal par l'intermédiaire de la soustraction spectral. La transformation dans le domaine spectral sert aussi à requérir les informations physiologiques désirées. / Currently, following a musculoskeletal injury, the patient must return to the treatment center to perform tasks simulations where a professional makes visual observation or take measurements with bulky systems. These tasks are often not representative of reality and the assessment is subjective. Analyzing muscle activity and body position accurately is essential for the prevention, diagnosis and rehabilitation of workplace injuries. The proposed solution is a smart garment made up of a new flexible fiber-electrode integrated into the fabric for an optimal comfort. The work will be to develop a new medical instrumentation circuit. The system will measure muscle activity by surface electromyography and characterization of movement by this new flexible fiber electrode. The fiber electrode has the potential to act as a sensor for both measurements simultaneously. Some instrumentation circuits will be explored to meet this objective. They will be based on a Wheatstone bridge and a current injection method. Electromyography data is analyzed to follow the drop in the median frequency of the signal which is a precursor sign of muscle fatigue. Measuring body position with the fiber is used to observe changes in the mechanics of movement that create a risk of injury. A signal processing algorithm has been developed to enhance the signal through spectral subtraction. The transformation in the spectral domain also serves to compute the request desired physiological information.

Dans certaines circonstances, une personne peut être privée de ces capacités à des degrés divers, peut-être en raison de l'amputation des membres, lésions de la moelle épinière ou de maladies dégénératives. Dans ces cas, les appareils fonctionnels sont des outils pertinents pour aider les personnes à améliorer leurs capacités fonctionnelles. Particulièrement adapté dans le cas des personnes atteintes de déficience motrice grave, biosignaux électriques ont été utilisées avec succès pour faire fonctionner les appareils de communication alternatifs. Depuis plus d'un demi-siècle, l'information extraite du signal électromyographique pour operer un dispositif n'a pas examiné les informations fournies par l'unité de base du muscle: l'unité motrice. L'objectif de cette étude est d'examiner comment accéder à l'information au niveau de l'unité motrice permettrait d'améliorer les performances de l'opérateur au cours de la tâche de contrôle du curseur. L'objectif de cette étude est de déterminer si l'accès aux informations au niveau de l'unité motrice permettrait d'améliorer les performances de l'opérateur au cours de la tâche de contrôle du curseur. L'hypothèse est que la méthodologie proposée permettrait de générer des commandes de contrôle plus précises, par rapport aux approches traditionnelles en s'appuyant sur l'information globale obtenue par l'acquisition du signal sEMG conventionnel. Un système pour détecter les potentiels d'action d'unités motrices à partir du signal électromyographique a été conçu, y compris la conception de l'électrode, et la performance évaluée en mesurant le temps pris pour effectuer plusieurs tâches de contrôle du curseur. Les spécifications des tâches ont été extraites d'une étude précédente, qui a utilisé la méthode traditionnelle de traitement du signal électromyographique. La comparaison, basée sur la difficulté de la tâche estimée par la loi de Fitts, a indiqué que le signal de commande généré par la nouvelle méthode a fourni une meilleure précision que celle générée par l'approche traditionnelle, étant 27% plus rapide dans la tâche plus difficile / In some circumstances, a person may be deprived of natural abilities, such as walking and speaking, perhaps due to limb amputation, spinal cord injuries (SCI), or degenerative diseases. Assistive technology devices allows motor-impaired people to overcome their limitations promoting greater independence. Particularly suitable in the case of people with severe motor impairment, electrical biosignals have been successfully utilised to operate alternative communication devices. For over half a century, information extracted from the electromyographic signal for the purpose of operating a given device has not considered the information provided by the basic unit of the muscle: the motor unit. The objective of this study is to investigate how accessing information at motor unit level would improve the operator's performance during a given task. The hypothesis is that the proposed methodology would allow generating more precise control commands, when compared to traditional approaches relying on global information obtained by conventional electromyographic signal acquisition and processing. A system to detect motor unit action potentials from the electromyographic signal was devised, including the electrode design, and the performance evaluated by measuring the time taken to perform several cursor control tasks. The specifications of the cursor control task were extracted from a different study, which used the traditional electromyographic signal-processing approach. Comparing the results from both studies proved that the novel approach provides better control than the traditional one, being 27\% faster in the most difficult task

Le passage de la position assise à la position debout est une action qui se détériore rapidement avec l'avancée en âge à cause de divers troubles moteurs ou sensitifs. Les travaux de la thèse avaient pour but de déterminer les paramètres biomécaniques les plus pertinents pour caractériser les transferts assis-debout (STS) et assis-marche (STW). A l'aide d'un système d'analyse vidéo du mouvement, nous avons enregistré les paramètres cinématiques, cinétiques et électromyographiques de ces transferts réalisés par des sujets sains jeunes ou âgés. Ces paramètres ont été analysés et utilisés pour calculer par dynamique inverse les moments appliqués à chaque articulation pendant la réalisation de l'action. Les résultats indiquent qu'il existe deux stratégies dans la réalisation du STS l'une privilégiant la stabilité, l'autre favorisant la vitesse d'exécution. Pour le STW, il existe trois stratégies, la première privilégie la stabilité posturale alors que les deux autres autorisent un léger déséquilibre temporaire soit latéral soit vers l'avant. Les personnes âgées n'utiliseraient que la stratégie stable pour effectuer un STW. Ces travaux indiquent que le STS est un outil satisfaisant pour détecter des troubles de l'équilibre statique ou dynamique mais que le STW serait un outil intéressant pour mesurer des troubles de l'équilibre et des fonctions musculaires ou sensorielles plus spécifiques

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Le milieu des Services à l'automobile est un secteur d'activité comportant plusieurs travailleurs manuels. Depuis les dernières années, plusieurs études ont démontré que ce milieu est touché d'une manière importante par les troubles musculo-squelettiques aux membres supérieurs (TMS-MS). Les écrits associés aux peintres de carrosserie automobiles établissent un lien entre la charge statique, les postures de travail, les pistolets utilisés et le développement de TMS-MS. Cette étude avait pour objectif d'évaluer des stratégies utilisées lors de l'application de peinture à l'aide de deux types de pistolets par des peintres d'expérience ayant préalablement été observés par Giguère et al. (2007) lors d'une étude exploratoire portant sur les TMS-MS dans le secteur des Services à l'automobile. Ces stratégies avaient été identifiées en raison de leur potentiel à diminuer les contraintes physiques aux membres supérieurs associées à l'application de peinture pour différents plans, de hauteurs diverses. Dix sujets ont réalisé des manœuvres sur quatre sections différentes (portière basse, portière haute, capot et toit). Ces sujets devaient faire dix-huit conditions expérimentales qui furent créées à partir de la combinaison des variables indépendantes. Ces variables comportaient : la hauteur du plan de travail (standard et modifiée), la posture de travail (accroupie et debout), l'inclinaison de la surface (droit et incliné), le type de pistolets (standard et modifié). Les quatre variables n'ont pas été utilisées pour chacune des sections analysées. Tous les résultats ont été utilisés pour les analyses statistiques multifactorielles. L'activité musculaire a été mesurée avec l'électromyographie (EMG) de surface pour douze muscles du membre supérieur droit. L'évaluation des moments de force externes exercés par le pistolet a été faite. De plus, la vidéo a permis d'évaluer le positionnement angulaire des membres supérieurs pour les articulations de l'épaule et du coude. La perception psychophysique de l'effort associée aux différentes conditions expérimentales a aussi été recueillie pour chacun des sujets. Selon les résultats de l'EMG, l'optimisation de la hauteur de travail a permis de réduire les pourcentages de la contraction volontaire maximale pour le trapèze supérieur et le deltoïde antérieur aux conditions sur la section du toit. Cette baisse suggère que l'élévation du travailleur amène un effet positif sur sa posture, comme le témoigne la demande musculaire. Le muscle fléchisseur de l'épaule, qui est moins raccourci en raison de la baisse de l'angle relatif à l'articulation, déploie alors moins de force pour réaliser le même mouvement. De plus, l'inclinaison de la surface permet aussi de modifier la posture du travailleur. L'angle de 45 degrés à la section du capot permet le rapprochement des segments du travailleur et ainsi réduit le moment de force à l'épaule lors de l'application de peinture. Cette situation abaisse les %CVM des trapèzes supérieurs et deltoïdes antérieurs et les angles relatifs et absolus à l'articulation de l'épaule. Enfin, les résultats ont aussi démontré que l'utilisation du pistolet modifié présentait un effet significatif, mais que l'outil ne permettait pas de réduire de manière importante l'activation des muscles extenseurs et fléchisseurs du poignet. Bien que le centre de gravité de l'outil modifié à été mieux balancé, la déviation au poignet était quand même présente. Il serait intéressant de poursuivre cette étude en tentant de concevoir un type de poignée qui permettrait de réduire les contraintes physiques au poignet associées à la préhension du pistolet sur une surface horizontale. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : mécanique automobile, trouble musculo-squelettique au membre supérieur, ergonomie, électromyographie, biomécanique, pistolet à peinture, carrosserie

L'exposition aux vibrations est une préoccupation importante au niveau de la prévention des troubles musculo-squelettiques au membre supérieur. Selon une étude effectuée par Semid (2002), la vibration est présente dans différents secteurs reliés à l'automobile. En effet, différents domaines d'emploi regroupent les facteurs de risques soulevés par le Centre canadien d'hygiène et de sécurité au travail (CCHST). Plusieurs troubles ont été soulevés selon la norme ISO 5349-1 considérant la vibration comme un facteur de risque de développer des troubles musculo-squelettiques (TMS). Plus particulièrement, le membre supérieur semble visé lorsqu'une exposition aux vibrations se fait par l'entremise d'outil vibrant mis en contact avec la main. Cette étude a servi à explorer différentes variables pouvant influencer la transmission de la vibration au membre supérieur tout comme le recrutement musculaire de ce segment. L'utilisation d'un pot vibrant a permis de contrôler certaines variables afin d'exposer douze sujets à diverses combinaisons d'éléments vibratoires (90 au total). Effectivement, l'amplitude (2,5 m/s2, 5 m/s2 et 10 m/s2) et la fréquence (20 Hz, 40 Hz et 65 Hz) de la vibration étaient contrôlées par le pot vibrant. Il s'agit en fait des deux premières variables indépendantes étudiées. D'ailleurs, ce groupe se conclut avec la force de préhension (25 N, 50 N et 100 N) et la déviation du poignet (neutre, radiale et ulnaire) qui ont aussi formé les conditions expérimentales. Par contre, le groupe de douze sujets était divisé en deux somatotypes de six ectomorphes et six mésomorphes. Les combinaisons effectuées entre ces facteurs lors de la réalisation des conditions expérimentales impliquaient que les sujets maintiennent une force de préhension sur la poignée du pot vibrant pendant dix secondes. L'électromyographie a été utilisée afin de mesurer l'activité musculaire des participants. De plus, la disposition de deux accéléromètres sur le membre supérieur des sujets a permis d'observer la transmission des vibrations vers les diverses articulations impliquées. Les résultats de l'étude ont permis d'observer qu'une force de préhension plus importante entraînait une transmission plus élevée de la vibration au membre supérieur. De plus, les sujets de type ectomorphe avaient tendance à transmettre de façon plus importante les vibrations et à solliciter certains muscles davantage (extenseur commun des doigts). Finalement, il a été vu que la combinaison d'une haute amplitude (10 m/s2) et d'une faible fréquence (20 Hz) de la vibration était celle où les contraintes musculaires pour le membre supérieur étaient les plus élevées. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Vibration, Force de préhension, Somatotype, Troubles musculo-squelettiques, Électromyographie.

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